Giáo trình Lập trình PLC cơ bản (Nghề Cơ điện tử Cao đẳng)

Điều khiển nối cứng và điều khển lập trình

So sánh PLC với các hình thức điều khiển khác

Các ứng dụng của PLC trong thực tế

2 Bài 2:Cấu trúc và phương thức hoạt động của một PLC

2.1 Cấu trúc của một PLC

2.2 Thiết bị điều khiển lập trình

2.3 Địa chỉ các ngõ vào/ ra

2.4 Cấu trúc bộ nhớ của PLC

3 Bài 3:Kết nối giữa PLC và thiết bị 12 1 10 1

3.1 Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi

3.2 Kiểm tra việc nối dây bằng phần mềm

3.3 Cài đặt và sử dụng phần mềm lập trình cho PLC

4 Bài 4:Các phép toán nhị phân của PLC

4.2 Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm

5 Bài 5:Các phép toán số của PLC

6 Bài 6:Các bài tập ứng dụng trong điều khiển động cơ

6.3.1 Mạch khởi động động cơ

6.3.3 Mạch điều khiển tốc độ

6.3.4 Mạch mở máy sao/ tam giác

Bài 1 Đại cương về điều khiển lập trìnhThời gian Mục tiêu

- Phát biểu được khái niệm về điều khiển lập trình theo nội dung đã học

- So sánh ưu nhược điểm của điều khiển lập trình với các hình thưc điều khiển khác theo nội dung đã học

- Trình bày được các ứng dụng của PLC trong thực tế theo nội dung đã học

- Rèn luyện tính tư duy, tác phong công nghiệp

1.1 Tổng quát về điều khiển

Trong bối cảnh sản xuất công nghiệp ngày càng gia tăng yêu cầu tự động hóa, việc ứng dụng công nghệ khoa học vào quy trình sản xuất trở nên thiết yếu Kỹ thuật điều khiển cần phải đáp ứng những yêu cầu này nhằm nâng cao năng suất lao động Mục tiêu chính là tăng cường mức độ tự động hóa các quá trình và thiết bị sản xuất, từ đó nâng cao sản lượng, cải thiện chất lượng và độ chính xác của sản phẩm.

Tự động hóa trong sản xuất thay thế các thao tác vật lý của công nhân bằng hệ thống điều khiển, giúp quy trình sản xuất diễn ra với độ tin cậy và ổn định cao Hệ thống điều khiển này có khả năng khởi động, kiểm soát, xử lý và dừng quá trình sản xuất theo yêu cầu, đồng thời đo đếm các giá trị đã được xác định để đạt được kết quả mong muốn.

Trong kỹ thuật tự động điều khiển, các bộ điều khiển chia làm 2 loại:

+ Điều khiển logic khả trình ( PLC)

Một hệ thống điều khiển bất kỳ được tạo thành từ các thành phần:

+ Khối xử lý – điều khiển

* Sơ đồ tổng quát của điều khiển lập trình như sau ( hình 1.1):

Hình 1.1 sơ đồ tổng quan điều khiển lập trình

Giao tiếp ngõ vào, hay còn gọi là input communication, có chức năng chuyển đổi các đại lượng vật lý đầu vào từ các cảm biến, nút nhấn, hoặc điện trở đo sức căng thành các tín hiệu số ON/OFF (digital) hoặc tín hiệu liên tục (analog) Tín hiệu này sau đó được cung cấp cho khối xử lý trung tâm (CPU) để thực hiện các tác vụ cần thiết.

Bộ chuyển đổi Đại lượng đo Đại lượng ra

Công tắc (Switch) Sự dịch chuyển/ vị trí Điện áp nhị phân

(ON/OFF) Công tắc hành trình (Limit switch)

Sự dịch chuyển/ vị trí Điện áp nhị phân (ON/OFF)

Nhiệt độ Điện áp nhị phân

Nhiệt độ Điện áp thay đổi

Nhiệt trở (Thermister) Nhiệt độ Trở kháng thay đổi

Tế bào quang điện (Photo cell) Ánh sáng Điện áp thay đổi (analog)

Tế bào tiệm cận (Proximity cell)

Sự hiện diện của đối tượng

Trở kháng thay đổi Điện trở đo sức căng (Strain gage) Áp suất/ sự dịch chuyển

Lưu trữ chương trình điều khiển do người dùng lập trình cùng với các dữ liệu như cờ, thanh ghi tạm, trạng thái đầu vào và lệnh điều khiển đầu ra Tất cả nội dung trong bộ nhớ được mã hóa dưới dạng mã nhị phân Khối xử lý – điều khiển là thành phần quan trọng trong hệ thống này.

CPU là khối xử lý trung tâm thay thế người vận hành, thực hiện các thao tác để đảm bảo quá trình hoạt động Nó nhận thông tin tín hiệu vào hệ thống điều khiển, tuần tự thực thi các lệnh trong chương trình lưu trữ trong bộ nhớ, xử lý đầu vào và đưa ra kết quả xuất hoặc điều khiển cho giao diện đầu ra như cuộn dây, mô tơ Tín hiệu điều khiển được thực hiện theo hai cách.

+ Dùng mạch điện nối kết cứng

+ Dùng chương trình điều khiển d Khối ra: ( bảng 1.2)

Tín hiệu ra, hay còn gọi là phần giao diện đầu ra, là kết quả từ quá trình xử lý của hệ thống điều khiển Tín hiệu đầu vào được chuyển đổi thành các mức tín hiệu vật lý phù hợp bên ngoài, như việc đóng mở rơle hoặc chuyển đổi giữa tín hiệu số và tương tự.

Thiết bị ở ngõ ra Đại lượng ra Đại lượng tác động Động cơ điện Chuyển động quay Điện

Xy lanh- Piston Chuyển động thẳng/áp lực Dầu ép/ khí ép

Solenoid Chuyển động thẳng/áp lực Điện

Lò xấy/ lò cấp nhiệt Nhiệt Điện

Van Tiết diện cửa van thay đổi Điện/dầu ép/khí ép

Rơle Tiếp điểm điện/ chuyển động vật lý có giới hạn Điện

1.2 Điều khiển nối cứng và điều khển lập trình 1.2.1 Điều khiển nối cứng

Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable Controller) đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (công ty General Motor - Mỹ) Tuy nhiên, hệ thống

Hệ thống điều khiển cũ khá đơn giản và cồng kềnh, gây khó khăn cho người sử dụng trong việc vận hành Để khắc phục điều này, các nhà thiết kế đã cải tiến hệ thống trở nên gọn nhẹ và dễ sử dụng Tuy nhiên, việc lập trình vẫn gặp khó khăn do thiếu thiết bị hỗ trợ chuyên dụng Năm 1969, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) ra đời, đánh dấu bước tiến quan trọng trong kỹ thuật điều khiển lập trình Ngôn ngữ lập trình được chuẩn hóa thông qua giản đồ hình thang (Ladder Diagram), và các nhà sản xuất đã phát triển nhiều công cụ hỗ trợ cho lập trình, giám sát và gỡ rối.

Bộ điều khiển lập trình (PLC) được phát triển bởi nhóm kỹ sư của General Motors vào năm 1968 để đáp ứng nhu cầu điều khiển trong công nghiệp, ban đầu nhằm thay thế hệ thống điều khiển bằng rơle Thiết bị này khởi đầu chỉ là một công cụ đơn giản, với đầu vào kết nối các công tắc và cảm biến số, sử dụng phép tính logic để điều khiển đầu ra mở hoặc đóng thiết bị Mặc dù lúc đầu không tương thích với các hệ thống điều khiển phức tạp như nhiệt độ, vị trí hay áp suất, nhưng qua thời gian, các nhà sản xuất đã liên tục cải tiến PLC để nâng cao khả năng và tính linh hoạt của nó.

Hiện nay, nhiều hãng nổi tiếng như Siemens, Omron, Mitsubishi, Festo, Alan Bradley, Schneider và Hitachi đều sản xuất PLC Theo xu hướng chuẩn hóa và mô-đun hóa, PLC của các hãng này có cấu trúc phần cứng và tập lệnh tương tự nhau.

1.3 So sánh PLC với các hình thức điều khiển khác

1.3.1 PLC với hệ thống điều khiển bằng Rơ le

Việc phát triển hệ thống điều khiển lập trình đang dần thay thế hệ thống điều khiển bằng rơle trong sản xuất Khi thiết kế hệ thống điều khiển hiện đại, kỹ sư cần cân nhắc và lựa chọn giữa các hệ thống điều khiển lập trình và hệ thống điều khiển bằng rơle Sự chuyển đổi này diễn ra do nhiều nguyên nhân khác nhau.

+ Thay đổi chương trình điều khiển một cách linh động

+ Có độ tin cậy cao

+ Không gian lắp đặt thiết bị nhỏ, không chiếm nhiều diện tích

+ Có khả năng đưa tín hiệu điều khiển ở ngõ ra phù hợp: dòng, áp

Hệ thống điều khiển lập trình cho phép dễ dàng thay đổi cấu hình máy móc sản xuất trong tương lai, đáp ứng nhu cầu mở rộng sản xuất Với tính kinh tế và tiết kiệm thời gian, hệ thống này vượt trội hơn so với các hệ thống điều khiển cũ như rơle và contactor Đặc biệt, hệ thống điều khiển lập trình phù hợp cho sự mở rộng trong tương lai, vì chỉ cần thay đổi chương trình mà không cần thay thế hay loại bỏ hệ thống dây nối giữa thiết bị và hệ thống điều khiển.

1.3.2 PLC với máy tính cá nhân Đối với một máy tính cá nhân, người lập trình dễ nhận thấy được sự khác biệt giữa PC với PLC, sự khác biệt có thể biết được như sau:

Máy tính thiếu các cổng giao tiếp với thiết bị điều khiển và hoạt động kém trong môi trường công nghiệp.

Ngôn ngữ lập trình máy tính không chỉ đơn thuần là hình thang; ngoài việc sử dụng phần mềm chuyên dụng cho PLC, máy tính còn cần các phần mềm khác để điều chỉnh tốc độ giao tiếp với các thiết bị điều khiển.

PLC có khả năng kết nối dễ dàng với các hệ thống khác thông qua máy tính, đồng thời có thể tận dụng bộ nhớ lớn của máy tính làm bộ nhớ cho chính PLC.

1.4 Các ứng dụng của PLC trong thực tế

Thiết bị điều khiển lập trình PLC

2.3 Địa chỉ các ngõ vào/ ra

2.4 Cấu trúc bộ nhớ của PLC

Trong bối cảnh ứng dụng công nghệ khoa học vào sản xuất công nghiệp, nhu cầu tự động hóa ngày càng gia tăng, yêu cầu kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng hiệu quả Mục tiêu chính là nâng cao năng suất lao động thông qua việc tăng cường mức độ tự động hóa trong các quá trình và thiết bị sản xuất, từ đó cải thiện sản lượng, chất lượng và độ chính xác của sản phẩm.

Tự động hóa trong sản xuất thay thế các thao tác vật lý của công nhân bằng hệ thống điều khiển, giúp quá trình sản xuất diễn ra với độ tin cậy và ổn định cao mà không cần nhiều sự can thiệp của con người Hệ thống điều khiển này có khả năng khởi động, kiểm soát, xử lý và dừng quy trình sản xuất theo yêu cầu, đồng thời đo đếm các giá trị đã xác định để đạt được kết quả mong muốn cho sản phẩm đầu ra.

Giao tiếp ngõ vào, còn được gọi là Input Communication, có vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi các đại lượng vật lý từ cảm biến, nút nhấn, hay điện trở đo sức căng thành tín hiệu số ON/OFF (digital) hoặc tín hiệu liên tục (analog) Tín hiệu này sau đó được cung cấp cho khối xử lý trung tâm (CPU) để thực hiện các tác vụ tiếp theo.

Lưu trữ chương trình điều khiển do người dùng lập trình cùng với các dữ liệu như cờ, thanh ghi tạm, trạng thái đầu vào và lệnh điều khiển đầu ra Tất cả nội dung trong bộ nhớ đều được mã hóa dưới dạng mã nhị phân Khối xử lý và điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và thực thi các lệnh này.

CPU là khối xử lý trung tâm thay thế người vận hành thực hiện các thao tác để đảm bảo quá trình hoạt động hiệu quả Nó nhận thông tin tín hiệu vào từ hệ thống điều khiển, tuần tự thực thi các lệnh trong chương trình lưu trữ trong bộ nhớ, xử lý các đầu vào và đưa ra kết quả xuất hoặc điều khiển cho các thiết bị đầu ra như cuộn dây và mô tơ Tín hiệu điều khiển được thực hiện theo hai cách khác nhau.

Tín hiệu ra, hay còn gọi là phần giao diện đầu ra, là kết quả của quá trình xử lý trong hệ thống điều khiển Tín hiệu ngõ vào được chuyển đổi thành các mức tín hiệu vật lý phù hợp với các ứng dụng bên ngoài, chẳng hạn như việc đóng mở rơle hoặc chuyển đổi giữa tín hiệu số và tín hiệu tương tự.

Hệ thống điều khiển truyền thống thường cồng kềnh và khó vận hành, dẫn đến nhu cầu cải tiến để trở nên đơn giản và dễ sử dụng hơn Tuy nhiên, việc lập trình vẫn gặp khó khăn do thiếu thiết bị chuyên dụng Để giải quyết vấn đề này, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) ra đời vào năm 1969, đánh dấu bước tiến lớn trong kỹ thuật điều khiển lập trình Các nhà thiết kế đã chuẩn hóa ngôn ngữ lập trình bằng cách sử dụng giản đồ hình thang (Ladder Diagram) và các nhà sản xuất cũng đã phát triển nhiều công cụ phần mềm và thiết bị hỗ trợ lập trình, giám sát và gỡ rối.

Bộ điều khiển lập trình (PLC) được phát triển bởi nhóm kỹ sư của hãng General Motors vào năm 1968 để đáp ứng nhu cầu điều khiển trong công nghiệp, ban đầu chỉ nhằm thay thế các hệ thống điều khiển bằng rơle Thiết bị này khởi đầu là một công cụ đơn giản, với đầu vào kết nối với công tắc và cảm biến số, thực hiện các phép tính logic để điều khiển đầu ra Mặc dù lúc đầu không tương thích với các hệ thống điều khiển phức tạp như nhiệt độ, vị trí hay áp suất, nhưng qua thời gian, các nhà sản xuất đã không ngừng cải tiến PLC để mở rộng khả năng ứng dụng của nó.

Hiện nay, nhiều hãng sản xuất PLC nổi tiếng như Siemens, Omron, Mitsubishi, Festo, Alan Bradley, Schneider và Hitachi Theo xu hướng chuẩn hóa và mô-đun hóa, cấu trúc phần cứng và tập lệnh của PLC từ các hãng khác nhau ngày càng trở nên tương đồng.

Việc phát triển hệ thống điều khiển lập trình đang dần thay thế hệ thống điều khiển bằng rơle trong sản xuất Khi thiết kế một hệ thống điều khiển hiện đại, kỹ sư cần cân nhắc và lựa chọn giữa các hệ thống điều khiển lập trình phổ biến thay cho hệ thống rơle, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và tính linh hoạt trong quá trình sản xuất.

Hệ thống điều khiển lập trình mang lại sự linh hoạt trong việc thay đổi cấu hình máy móc sản xuất, đáp ứng nhanh chóng nhu cầu mở rộng sản xuất trong tương lai So với hệ thống điều khiển cũ như rơle hay contactor, hệ thống này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn tối ưu hóa thời gian Đặc biệt, việc mở rộng hệ thống trong tương lai trở nên dễ dàng hơn, vì chỉ cần điều chỉnh chương trình mà không cần thay đổi hay loại bỏ hệ thống dây nối giữa các thiết bị và hệ thống điều khiển.

Máy tính thiếu các cổng giao tiếp với thiết bị điều khiển và không hoạt động hiệu quả trong môi trường công nghiệp.

Ngôn ngữ lập trình máy tính không chỉ đơn thuần là hình thang; ngoài việc sử dụng phần mềm chuyên biệt cho PLC, máy tính còn cần các phần mềm khác để điều chỉnh tốc độ giao tiếp với các thiết bị được điều khiển.

PLC có khả năng kết nối dễ dàng với các hệ thống khác thông qua máy tính, đồng thời có thể tận dụng bộ nhớ lớn của máy tính để sử dụng làm bộ nhớ cho chính PLC.

Xử lý chương trình

Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, việc ứng dụng công nghệ khoa học vào sản xuất ngày càng đòi hỏi mức độ tự động hóa cao Kỹ thuật điều khiển cần phải đáp ứng những yêu cầu này nhằm nâng cao năng suất lao động Mục tiêu chính là tăng cường tự động hóa các quy trình và thiết bị sản xuất để cải thiện sản lượng, chất lượng và độ chính xác của sản phẩm.

Tự động hóa trong sản xuất là quá trình thay thế các thao tác vật lý của công nhân bằng hệ thống điều khiển, giúp tăng cường độ tin cậy và ổn định trong quy trình sản xuất Hệ thống điều khiển này có khả năng khởi động, kiểm soát, xử lý và dừng quy trình theo yêu cầu, đồng thời đo đếm các giá trị cần thiết để đạt được sản phẩm đầu ra mong muốn.

Giao tiếp ngõ vào, hay còn gọi là đầu vào, có chức năng chuyển đổi các đại lượng vật lý từ cảm biến, nút nhấn, hay điện trở đo sức căng thành tín hiệu số ON/OFF hoặc tín hiệu liên tục (analog) Tín hiệu này sau đó được cung cấp cho bộ xử lý trung tâm (CPU) để thực hiện các tác vụ cần thiết.

Lưu trữ chương trình điều khiển do người dùng lập trình cùng các dữ liệu quan trọng như cờ, thanh ghi tạm, trạng thái đầu vào và lệnh điều khiển đầu ra Tất cả thông tin trong bộ nhớ được mã hóa dưới dạng mã nhị phân Khối xử lý và điều khiển đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

CPU là khối xử lý trung tâm thay thế người vận hành, thực hiện các thao tác để đảm bảo quá trình hoạt động Nó nhận thông tin tín hiệu vào hệ thống điều khiển, tuần tự thực thi các lệnh trong chương trình lưu trữ trong bộ nhớ, xử lý các đầu vào và xuất kết quả hoặc điều khiển cho các thiết bị đầu ra như cuộn dây, mô tơ Tín hiệu điều khiển được thực hiện theo hai cách.

Tín hiệu ra, hay còn gọi là phần giao diện đầu ra, là kết quả của quá trình xử lý trong hệ thống điều khiển Tại giai đoạn này, tín hiệu ngõ vào được chuyển đổi thành mức tín hiệu vật lý phù hợp với các ứng dụng bên ngoài, chẳng hạn như đóng mở rơle hoặc chuyển đổi từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự.

Hệ thống điều khiển trước đây thường cồng kềnh và khó sử dụng, dẫn đến nhiều khó khăn trong vận hành Để khắc phục vấn đề này, các nhà thiết kế đã cải tiến hệ thống trở nên đơn giản và gọn nhẹ hơn Tuy nhiên, việc lập trình vẫn gặp nhiều trở ngại do thiếu thiết bị chuyên dụng Năm 1969, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) ra đời, đánh dấu bước tiến lớn trong kỹ thuật điều khiển lập trình Các nhà thiết kế đã chuẩn hóa ngôn ngữ lập trình, đặc biệt là ngôn ngữ lập trình dùng giản đồ hình thang (Ladder Diagram), và các nhà sản xuất đã phát triển nhiều công cụ hỗ trợ lập trình, giám sát và gỡ rối.

Bộ điều khiển lập trình (PLC) được phát triển bởi nhóm kỹ sư của General Motors vào năm 1968 nhằm đáp ứng nhu cầu điều khiển trong công nghiệp, ban đầu chỉ thay thế hệ thống điều khiển bằng rơle Thiết bị này kết nối với các công tắc và cảm biến số, sử dụng phép tính logic để điều khiển đầu ra, đóng hoặc mở các thiết bị Mặc dù lúc đầu không tương thích với các hệ thống điều khiển phức tạp như nhiệt độ, vị trí hay áp suất, nhưng trong những năm sau, nhà sản xuất đã liên tục cải tiến PLC để nâng cao tính năng và khả năng tương thích.

Hiện nay, nhiều hãng sản xuất PLC nổi tiếng như Siemens, Omron, Mitsubishi, Festo, Allen Bradley, Schneider và Hitachi Theo xu hướng chuẩn hóa và mô-đun hóa, các PLC từ các nhà sản xuất khác nhau đều có cấu trúc phần cứng và tập lệnh tương tự nhau.

Việc phát triển hệ thống điều khiển lập trình đang dần thay thế hệ thống điều khiển bằng rơle trong sản xuất Khi thiết kế hệ thống điều khiển hiện đại, các kỹ sư phải cân nhắc và lựa chọn giữa hệ thống điều khiển lập trình và hệ thống điều khiển bằng rơle Sự chuyển đổi này diễn ra do nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm tính linh hoạt, khả năng mở rộng và hiệu suất cao hơn của hệ thống điều khiển lập trình.

Hệ thống điều khiển lập trình mang lại khả năng thay đổi dễ dàng cho cấu hình máy móc sản xuất trong tương lai, đáp ứng nhu cầu mở rộng sản xuất Với ưu điểm về kinh tế và thời gian, hệ thống này vượt trội hơn so với các hệ thống điều khiển cũ như rơle hay contactor Đặc biệt, việc mở rộng hệ thống trong tương lai trở nên thuận tiện hơn, vì không cần phải thay đổi hay loại bỏ hệ thống dây nối giữa các thiết bị, mà chỉ cần điều chỉnh chương trình để phù hợp với điều kiện sản xuất mới.

Máy tính thiếu các cổng giao tiếp với thiết bị điều khiển và thường hoạt động kém hiệu quả trong môi trường công nghiệp.

Ngôn ngữ lập trình máy tính không chỉ đơn thuần là hình thang; máy tính cần sử dụng các phần mềm chuyên dụng cho PLC và các phần mềm khác để điều chỉnh tốc độ giao tiếp với thiết bị điều khiển.

PLC có khả năng kết nối dễ dàng với các hệ thống khác thông qua máy tính, đồng thời có thể tận dụng bộ nhớ lớn của máy tính làm bộ nhớ cho PLC.

Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi

Kiểm tra việc nối dây bằng phần mềm

Cài đặt và sử dụng phần mềm lập trình cho PLC

Trong bối cảnh ứng dụng công nghệ khoa học vào sản xuất công nghiệp, nhu cầu tự động hóa ngày càng cao đang đặt ra yêu cầu khắt khe cho kỹ thuật điều khiển Mục tiêu chính là nâng cao năng suất lao động thông qua việc tăng cường mức độ tự động hóa của các quy trình và thiết bị sản xuất, từ đó cải thiện sản lượng, chất lượng và độ chính xác của sản phẩm.

Tự động hóa trong sản xuất là quá trình thay thế các thao tác vật lý của công nhân bằng hệ thống điều khiển, giúp điều khiển sản xuất với độ tin cậy và ổn định cao Hệ thống này có khả năng khởi động, kiểm soát, xử lý và dừng quá trình sản xuất theo yêu cầu, đồng thời đo đếm các giá trị xác định để đạt được kết quả mong muốn cho sản phẩm đầu ra Một hệ thống như vậy được gọi là hệ thống điều khiển.

Giao tiếp ngõ vào, hay còn gọi là input communication, có nhiệm vụ chuyển đổi các đại lượng vật lý từ cảm biến, nút nhấn, hoặc điện trở đo sức căng thành tín hiệu số ON/OFF (digital) hoặc tín hiệu liên tục (analog) Tín hiệu này sau đó được cung cấp cho khối xử lý trung tâm (CPU) để xử lý.

Lưu trữ chương trình điều khiển do người dùng lập trình cùng với các dữ liệu như cờ, thanh ghi tạm, trạng thái đầu vào và lệnh điều khiển đầu ra Nội dung của các bộ nhớ này được mã hóa dưới dạng mã nhị phân Khối xử lý và điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và thực thi các lệnh.

CPU là bộ xử lý trung tâm, thay thế người vận hành để thực hiện các thao tác cần thiết cho quá trình hoạt động Nó nhận thông tin tín hiệu vào hệ thống điều khiển, thực thi các lệnh trong chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ, xử lý đầu vào và cung cấp kết quả xuất hoặc điều khiển cho giao diện đầu ra như cuộn dây và mô tơ Tín hiệu điều khiển được thực hiện theo hai cách khác nhau.

Tín hiệu ra, hay còn gọi là phần giao diện đầu ra, là kết quả của quá trình xử lý trong hệ thống điều khiển Trong giai đoạn này, tín hiệu đầu vào được chuyển đổi thành các mức tín hiệu vật lý phù hợp bên ngoài, chẳng hạn như việc đóng mở rơle hoặc chuyển đổi tín hiệu từ số sang tương tự.

Hệ thống điều khiển cũ khá đơn giản và cồng kềnh, gây khó khăn cho người dùng trong việc vận hành Để khắc phục, các nhà thiết kế đã cải tiến hệ thống trở nên gọn nhẹ và dễ sử dụng Tuy nhiên, việc lập trình vẫn gặp nhiều thách thức do thiếu thiết bị chuyên dụng Năm 1969, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) ra đời, đánh dấu bước tiến lớn trong kỹ thuật điều khiển lập trình Các nhà thiết kế đã bắt đầu chuẩn hóa ngôn ngữ lập trình, đặc biệt là ngôn ngữ lập trình dùng giản đồ hình thang (Ladder Diagram) Hiện nay, các nhà sản xuất liên tục phát triển công cụ hỗ trợ lập trình, giám sát và gỡ rối.

Bộ điều khiển lập trình (PLC) được phát triển bởi nhóm kỹ sư của General Motors vào năm 1968 để đáp ứng nhu cầu điều khiển trong công nghiệp, ban đầu chỉ thay thế cho hệ thống điều khiển bằng rơle Thiết bị này kết nối đầu vào với công tắc và cảm biến số, sử dụng các phép tính logic để điều khiển đầu ra, mở hoặc đóng các thiết bị Mặc dù lúc đầu không tương thích với các hệ thống điều khiển phức tạp như nhiệt độ, vị trí và áp suất, nhưng trong những năm sau, các nhà sản xuất đã liên tục cải tiến PLC để nâng cao khả năng và hiệu suất của nó.

Hiện nay, nhiều hãng nổi tiếng như Siemens, Omron, Mitsubishi, Festo, Alan Bradley, Schneider và Hitachi đã sản xuất PLC Theo xu hướng chuẩn hóa và mô-đun hóa, cấu trúc phần cứng và tập lệnh của PLC từ các hãng này ngày càng tương đồng.

Việc phát triển hệ thống điều khiển lập trình đang dần thay thế hệ thống điều khiển bằng rơle trong sản xuất Khi thiết kế hệ thống điều khiển hiện đại, kỹ sư cần cân nhắc và lựa chọn giữa các hệ thống điều khiển lập trình và hệ thống điều khiển bằng rơle Sự chuyển đổi này diễn ra do nhiều nguyên nhân khác nhau.

Hệ thống điều khiển lập trình cho phép dễ dàng thay đổi cấu hình máy móc sản xuất trong tương lai khi có nhu cầu mở rộng Nó không chỉ đáp ứng tốt các nhu cầu hiện tại mà còn vượt trội về mặt kinh tế và thời gian so với các hệ thống điều khiển cũ như rơle và contactor Đặc biệt, hệ thống này hỗ trợ sự phát triển mở rộng trong tương lai mà không cần phải thay đổi hay loại bỏ hệ thống dây nối, chỉ cần điều chỉnh chương trình cho phù hợp với điều kiện sản xuất mới.

Máy tính thiếu các cổng giao tiếp với thiết bị điều khiển và thường hoạt động kém trong môi trường công nghiệp.

Ngôn ngữ lập trình máy tính không chỉ đơn thuần là hình thang; bên cạnh việc sử dụng phần mềm chuyên dụng cho PLC, máy tính còn cần các phần mềm khác để điều chỉnh tốc độ giao tiếp với các thiết bị được điều khiển.

PLC có khả năng kết nối dễ dàng với các hệ thống khác thông qua máy tính, đồng thời có thể tận dụng bộ nhớ lớn của máy tính làm bộ nhớ cho chính PLC.

Tiêu đề	Giáo Trình Lập Trình PLC Cơ Bản
Tác giả	Bùi Văn Công, Nguyễn Anh Dũng, Tạ Văn Bằng
Trường học	Trường Cao đẳng nghề Việt Nam - Hàn Quốc
Chuyên ngành	Cơ điện tử
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	106
Dung lượng	9,95 MB