PLC là gì? Tổng quan thông tin về bộ điều khiển lập trình PLC 

PLC là gì được hiểu là một thiết bị điều khiển lập trình, có thể linh hoạt thực hiện các thuật toán qua ngôn ngữ lập trình. Trong thực tế, PLC dùng thay thế cho cả mạch rơ le. Theo dõi thêm những chia sẻ có trong bài viết dưới đây nếu bạn muốn hiểu hơn về bộ điều khiển lập trình này. 

Giải đáp PLC là gì?

PLC viết đầy đủ là Programmable Logic Controller. Không giống những bộ điều khiển thông thường một thuật toán điều khiển, PLC có thể thay đổi thuật toán tùy biến do người dùng viết qua ngôn ngữ lập trình. Chính vì vậy, PLC là gì cho phép thực hiện tất cả bài toán điều khiển một cách linh hoạt. 

Trên thị trường có nhiều hãng sản xuất ra PLC đó là Omron (Nhật Bản), Delta (Đài Loan), Siemens (Đức), Mitsubishi (Nhật Bản)… Ngôn ngữ lập trình được chọn phổ biến đó là FBD (Function Block Diagram – Khối chức năng), LAD (Ladder logic – Dạng hình thang), STL (Statement List – Liệt kê lệnh). Trên thực tế, ngôn ngữ lập trình Ladder logic đang được PLC ưa chuộng nhất.

PLC theo thuật toán điều khiển phía trong viết bởi người lập trình và tín hiệu ngõ vào, chúng sẽ xuất những tín hiệu ngõ ra, điều khiển thiết bị khác. Giả dụ PLC Mitsubishi đóng ngắt contactor, cho động cơ chạy/dừng và xuất tín hiệu 0-10V để chỉnh tốc độ động cơ biến tần chạy nhanh hay chậm. 

Khám phá cấu tạo của bộ điều khiển lập trình PLC

Hệ thống PLC thường sẽ có một số bộ phận chính dưới đây:

• Bộ xử lý trung tâm CPU.
• Bộ nhớ chương trình: ROM, RAM. Bên cạnh đó có thể dùng vùng nhớ ngoài – EPROM.
• Module input/output: Thường thì module I/O sẽ tích hợp trên PLC. Nếu bạn muốn mở rộng I/O, hãy thử lắp module I/O.

Bên cạnh đó, khi tìm hiểu cấu tạo PLC là gì còn có thêm một số bộ phận khác dưới đây: 

• Cổng truyền thông: PLC tích hợp cổng truyền thông mang tên Modbus RTU. Tùy dòng sản phẩm và hãng mà PLC tích hợp thêm một số chuẩn truyền thông khác như CANopen, Profibus, Profinet, EtherCAT…
• Máy tính và cổng kết nối PLC: RS422, RS232, RS485 thực hiện giám sát chương trình và  đổ chương trình. 

Hệ thống điều khiển hiện đại trong cuộc sống ngày nay không thể thiếu đi PLC. Bộ điều khiển lập trình này được ứng dụng khá rộng rãi trong lĩnh vực điện tự động hóa. Từ đó phục vụ nhiều loại máy móc, ngành nghề như xử lý nước thải, giám sát hệ thống điện, máy chế biến thực phẩm, cấp nước, giám sát năng lượng, máy đóng gói, dây chuyền băng tải…

Nguyên lý hoạt động PLC là gì

Những tín hiệu từ thiết bị ngoại vi như contact, sensor… đưa vào CPU qua module đầu vào. Khi nhận tín hiệu đầu vào, CPU truyền và xử lý tín hiệu điều khiển thông qua module đầu ra. Bên cạnh đó, xuất ra các thiết bị điều khiển bên ngoài dựa theo chương trình lập trình sẵn.

Một chu kỳ quét hoặc một vòng quét Scan Cycle sẽ gồm có: 

• Thứ nhất: Đọc tín hiệu đầu vào và thực hiện các chương trình. 
• Thứ hai: Truyền thông nội. 
• Thứ ba: Tự kiểm tra lỗi. 
• Thứ tư: Gửi cập nhật tín hiệu đầu ra.

Thông thường, việc thực hiện vòng quét xảy ra với thời gian khá ngắn, khoảng 1ms-100ms. Lý do là vì thời gian còn phụ thuộc theo độ dài ngắn chương trình, thiết bị ngoại vi, tốc độ xử lý lệnh PLC và tốc độ giao tiếp giữa PLC. 

Ưu nhược điểm của PLC là gì?

Bất kỳ thiết bị nào đưa vào sử dụng đều có ưu nhược điểm riêng. Bộ điều khiển lập trình PLC cũng không ngoại lệ. Dưới đây là thông tin cụ thể về điều này bạn cần biết: 

Ưu điểm

• Mạch điện gọn nhẹ nên khá dễ dàng trong việc sửa chữa, bảo quản và thay thế. 
• Dễ thay đổi chương trình tùy ý, thích hợp lập trình trên nhiều ứng dụng khác nhau.
• Thực hiện độ chính xác cao đối với thuật toán phức tạp.
• Độ tin cậy cao giúp chuẩn hóa được thiết bị.
• Khả năng chống nhiễu tốt, trong môi trường công nghiệp hoàn toàn làm việc ổn định. 
• Cấu trúc PLC dạng module giúp dễ dàng mở rộng, thay thế đầu vào/ra và một số chức năng khác. 
• PLC là gì sử dụng tốt trong nhiều loại môi trường như độ ẩm cao, nhiệt độ cao, dòng điện dao động…
• Giao tiếp, kết nối mạng truyền thông với nhiều thiết bị thông minh như máy tính. 

Nhược điểm

• Giá thành phần cứng cao: Do PLC là thiết bị tự động hóa và công nghệ cao nên giá trị thường cao hơn so với thiết bị rơ le OFF/ON thông thường. Hiện nay, giá thành PLC đã giảm khá nhiều. 
• Một số hãng phải cần mua thêm phần mềm lập trình. Lý do là vì các loại PLC được thiết kế riêng nên khâu lập trình hệ thống có sự khác biệt
• Đòi hỏi người sử dụng cần trình độ chuyên môn cao, họ phải qua quá trình đào tạo rất bài bản, trang bị những kiến thức liên quan tới nhiều loại PLC  từng hãng riêng. Nếu chuyên môn không cao dễ gây hư hỏng, lập trình sai, tổn thất trang thiết bị… 

Ứng dụng bộ điều khiển lập trình PLC trên thực tế 

Ứng dụng của PLC khá phổ biến trong đời sống cũng như mảng công nghiệp. Một số loại máy móc nhỏ như băng tải, đóng gói… có thể dùng một số dòng PLC kinh tế với thiết kế nhỏ gọn, có in/out ít, giá thành rất cạnh tranh. Những loại PLC này có đặc điểm chính đó là tích hợp đủ tính năng cần thiết giúp sử dụng linh hoạt cho các ứng dụng cơ bản.

Với hệ thống lớn cần bộ điều khiển phức tạp. Ví dụ như nhà máy xi măng, dây chuyền xử lý nước thải… sẽ có các dòng PLC thiết kế dưới dạng module. Tùy vào nhu cầu để bạn chọn sử dụng loại module khác nhau. Để đáp ứng đủ, đúng yêu cầu kỹ thuật dự án, bạn cần tính toán loại CPU và module analog, số lượng in/out, truyền thông… 

Trong công việc và đời sống, bộ điều khiển lập trình PLC có thể ứng dụng cho hệ thống nhà thông minh, đèn giao thông… Bên cạnh đó là sự phát triển trong nền nông nghiệp, hiện đại hóa việc sản xuất nông nghiệp. 

Kết luận 

Những chia sẻ trên đã giúp bạn hiểu về PLC là gì. Hiện nay, bộ điều khiển lập trình PLC rất hữu ích trong đời sống. Chúng giúp mọi thứ trở nên hiện đại, tự động hóa hơn.