PLC có lẽ là một thuật ngữ không còn xa lạ với mỗi kĩ sư điện, tự động hóa. Tuy nhiên, đối với những người ngoài ngành thì thuật ngữ PLC còn rất mới mẻ. Thiết bị này hoạt động như thế nào và ứng dụng vào thực tiễn ra sao là một vấn đề được rất nhiều người quan tâm. Hôm nay BKAII sẽ cùng các bạn tìm hiểu về PLC nhé!
PLC là từ viết tắt của Programmable Logic Controller có nghĩa là điều khiển lập trình cho phép thực hiện linh hoạt những thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình.
PLC là một công nghiệp máy tính kỹ thuật số đã được hỗ trợ và thích nghi cho sự kiểm soát của quy trình sản xuất, chẳng hạn như dây chuyền lắp ráp hay thiết bị robot. Nó được phát triển đầu tiên trong ngành sản xuất ô tô để cung cấp các bộ phận điều khiển linh hoạt, chắc chắn và dễ lập trình để thay thế các rơle, bộ hẹn giờ và bộ giải mã. Kể từ đó, chúng đã được sử dụng rộng rãi như là bộ điều khiển tự động có độ tin cậy cao phù hợp với môi trường khắc nghiệt. PLC là một ví dụ về hệ thống thời gian thực “cứng” do các kết quả đầu ra phải được tạo ra để đáp ứng với các điều kiện đầu vào trong một thời gian giới hạn, nếu không sẽ có hoạt động ngoài ý muốn.
PLC hoạt động như thế nào?
PLC nhận thông tin từ các cảm biến được kết nối hoặc thiết bị đầu vào, xử lý dữ liệu và kích hoạt đầu ra dựa trên các tham số được lập trình sẵn.
Tùy thuộc vào đầu vào và đầu ra, PLC có thể giám sát và ghi lại dữ liệu thời gian chạy cũng như năng suất máy hoặc nhiệt độ vận hành, tự động khởi động và dừng quá trình, tạo báo động nếu máy gặp trục trặc bất kỳ. PLC là một giải pháp điều khiển linh hoạt và mạnh mẽ, có thể thích ứng với hầu hết mọi ứng dụng.
Có một vài tính năng chính khiến PLC khác với PC công nghiệp, vi điều khiển và các giải pháp điều khiển công nghiệp khác:
- I / O – CPU của PLC lưu trữ và xử lý dữ liệu chương trình, nhưng các mô-đun đầu vào và đầu ra kết nối PLC với phần còn lại của máy; các mô-đun I / O này cung cấp thông tin cho CPU và kích hoạt các kết quả cụ thể. I / O có thể là kỹ thuật số; thiết bị đầu vào có thể bao gồm cảm biến, công tắc và đồng hồ đo, trong khi đầu ra có thể bao gồm rơle, đèn, van và ổ đĩa. Người dùng có thể trộn và kết hợp I / O của PLC để có được cấu hình phù hợp cho ứng dụng của họ.
- Giao thức truyền thông – Ngoài các thiết bị đầu vào và đầu ra, PLC cũng có thể cần kết nối với các loại hệ thống khác; ví dụ, người dùng có thể muốn xuất dữ liệu ứng dụng được ghi lại bởi PLC sang hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu [SCADA], theo dõi nhiều thiết bị được kết nối. PLC cung cấp một loạt các cổng và giao thức truyền thông để đảm bảo PLC có thể giao tiếp với các hệ thống khác này.
- HMI – Để tương tác với PLC trong thời gian thực, người dùng cần có HMI hoặc Giao diện người máy. Các giao diện vận hành này có thể là màn hình đơn giản, với màn hình đọc văn bản và bàn phím hoặc bảng điều khiển màn hình cảm ứng lớn tương tự như thiết bị điện tử tiêu dùng, nhưng bằng cách nào đó, chúng cho phép người dùng xem lại và nhập thông tin vào PLC theo thời gian thực.
Chức năng của PLC
Chức năng của PLC đã phát triển qua nhiều năm, nó bao gồm điều khiển rơ le, điều khiển chuyển động, điều khiển quá trình, hệ thống điều khiển phân tán và kết nối mạng. Khả năng xử lý dữ liệu, lưu trữ, sức mạnh xử lý và khả năng giao tiếp của một số PLC hiện đại tương đương với máy tính để bàn. Lập trình giống như PLC kết hợp với phần cứng I/O từ xa, cho phép một máy tính để bàn có thể chồng lấp một số PLC trong một số ứng dụng nhất định.
Bộ điều khiển máy tính để bàn thường không được chấp nhận trong ngành công nghiệp nặng vì máy tính để bàn chạy trên hệ điều hành kém ổn định hơn so với PLC và vì phần cứng máy tính thường không được thiết kế với cùng mức chịu đựng nhiệt độ, độ ẩm, độ rung và tuổi thọ như các bộ xử lý được sử dụng trong PLC
Ưu - Nhược điểm của PLC
Ưu điểm
- Dễ dàng thay đổi chương trình theo ý muốn
- Thực hiện được các thuật toán phức tạp và độ chính xác cao.
- Mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng trong việc bảo quản và sửa chữa.
- Cấu trúc PLC dạng module, cho phép dễ dàng thay thế, mở rộng đầu vào/ra, mở rộng chức năng khác
- Khả năng chống nhiễu tốt, hoàn toàn làm việc tin cậy trong môi trường công nghiệp. Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: Máy tính, nối mạng truyền thông với các thiết bị khác. Trong quá trình lập trình PLC thi ta không tránh khỏi những trường hợp xảy ra lỗi. Nhưng khi xảy ra lỗi nhiều người không biết được nguyên nhân lỗi là gì vậy bài này ATVN sẽ hướng dẫn các bạn cách đọc lỗi trên PLC 1200 và một số cách khắc phục các lỗi thông dụng
Khi có lỗi xảy ra trên PLC thì đèn xanh của PLC sẽ tắt và đèn đỏ sáng lên
Lúc này ta kết nối PLC với máy tính và Online để kiểm tra lỗi. Sau khi kết nối PLC với máy tính ta thực hiện các bước dưới đấy.
Sau khi thực hiện các bước trên, ta chọn vào phần Diagnostic buffer và xem các lỗi hiển thị ở bảng bên phải cửa sổ đang hiện.
Ta kích chuột trái vào các lỗi màu đỏ để xem chi tiết lỗi. Dưới đây là một số lỗi ta thường gặp và các xử lý
Lỗi khai báo thừa modul : Lỗi này xảy ra khi trong chương trình ta khai báo modul mà trên phần cứng thực tế không có
⇒ Xử lý : Kiểm tra lại phần cứng thực tế sao cho khớp với phần cứng trên phần mềm TIA
Lỗi khai báo sai mã modul : Lỗi này xảy ra khi ta đã khai báo đúng kiểu modul nhưng mã cụ thể ta khai báo chưa đúng.
⇒ Xử lý : Kiểm tra chính xác mã model của modul được in trên vỏ của modul và khai báo lại trên TIA
Lỗi quá giới hạn của tín hiệu analog : Lỗi này xảy ra khi điện áp ta cấp vào đầu vào modul Analog vượt quá giới hạn cho phép [Lớn hơn 10V hoặc lớn hơn 20mA]. Hoặc tín hiệu đầu ra ta thiết lập nằm ngoài giải cho phép [ngoài giải -27648->27648]
⇒ Xử lý : Kiểm tra tín hiệu đầu vào analog, hiệu chỉnh giải tín hiệu analog cho đúng giải tiêu chuẩn
Lỗi chưa cấp nguồn cho modul : Lỗi này xảy ra khi ta gắn thêm modul cho PLC mà chưa cấp nguồn 24V cho modul đó
⇒ Xử lý : Tắt nguồn PLC và kết nối nguồn cho modul
Lỗi ngắn mạch: Lỗi này xảy ra khi có hiện tượng các dây tín hiệu chập với nhau hoặc chập với mass
⇒ Xử lý : Đọc phần mô tả để xem vị trí xảy ra ngắn mạch và nhanh chóng tắt nguồn PLC để kiểm tra vị trí lỗi
Lỗi khác PLC : Lỗi này xảy ra khi PLC thực tế khác với mã PLC ta khai báo trên TIA. Khi ta load chương trình xuống sẽ hiển thị ra bảng lỗi như sau
⇒ Xử lý : Tắt bảng báo lỗi trên và kiểm tra kĩ mã PLC trên thực tế . Sau đó thực hiện đổi mã PLC trên phần mềm TIA sao cho khớp với mã thực tế. Thực hiện đổi mã PLC như hướng dẫn dưới đây: