Bộ lập trình PLC là thiết bị đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển tự động hóa nhằm cải thiện hiệu suất sản xuất. Vậy PLC là gì? Cấu tạo, cách thức hoạt động ra sao? Bài viết này của palada.vn sẽ giúp bạn hiểu rõ nhé!
Tóm tắt
PLC là gì?
PLC (viết tắt của cụm từ Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển logic được lập trình để thực hiện các nhiệm vụ như ra lệnh điều khiển, giám sát,… trong hệ thống tự động. Nó có khả năng tự động hóa một quy trình cụ thể hoặc toàn bộ dây chuyền sản xuất tùy theo cách lập trình của người vận hành.
Bằng việc sử dụng các ngôn ngữ lập trình như Ladder, Step Ladder,… người lập trình sẽ thiết lập chuỗi sự việc cho bộ điều khiển. PLC sẽ tiếp nhận thông tin này thông qua ngõ vào (input) và thực hiện hoạt động thông qua ngõ ra (output).
Hiện nay, có rất nhiều hãng sản xuất bộ điều khiển logic PLC như Delta, MItsubishi, Omron, Siemens,…
Cấu tạo và cách thức hoạt động của PLC
Để hiểu rõ hơn về bộ điều khiển lập trình PLC là gì, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị này:
Cấu tạo bộ lập trình PLC như thế nào?
Cấu trúc của thiết bị điều khiển logic khả trình PLC gồm có các bộ phận sau:
- Bộ xử lý trung tâm CPU: Được ví như “trái tim” của toàn bộ hệ thống, có nhiệm vụ tiếp nhận và xử lý các lệnh điều khiển từ chương trình.
- Bộ nhớ ROM/RAM: Đây là nơi lưu trữ dữ liệu để cung cấp thông tin cho bộ xử lý trung tâm.
- Ngõ đầu vào/ đầu ra: Đây là nơi tiếp nhận dữ liệu và thực hiện các lệnh theo yêu cầu. Chúng được tích hợp sẵn trên PLC, có thể lắp thêm nếu có nhu cầu.
- Cổng PLC kết nối với máy tính: Cổng kết dùng để tải chương trình cũng như giám sát các hoạt động của PLC. Bộ điều khiển PLC kết nối với máy tính thông qua các giao diện như RS485, RS232,…
- Cổng truyền thông: Thường được tích hợp cổng Modbus RTU. Một số sản phẩm còn được tích hợp thêm các cổng truyền thông khác như Canopen, Profibus,…
Nguyên lý hoạt động của hệ thống PLC là gì?
Cách thức hoạt động của bộ điều khiển logic PLC khá đơn giản. Ban đầu, tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi được đưa vào PLC thông qua module đầu vào.
CPU tiến hành quét chương trình để xử lý và thực hiện các hành động tương ứng ở module đầu ra. Quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần với tốc độ cao, đảm bảo sự liên tục, chính xác để đáp ứng yêu cầu công việc.
Quá trình quét diễn ra trong khoảng thời gian rất ngắn, chỉ từ 1ms đến 100ms. Nó phụ thuộc vào tốc độ xử lý của CPU, độ dài ngắn của chương trình và tốc độ truyền tin giữa PLC với các thiết bị ngoại vi khác.
Vai trò, ứng dụng của PLC trong hệ thống tự động hoá
Vai trò của bộ điều khiển PLC
Trong hệ thống tự động hóa, bộ điều khiển PLC giữ vai trò vô cùng quan trọng. Nó cung cấp nền tảng tin cậy để giám sát, kiểm soát các hoạt động, đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra liên tục, chính xác, nâng cao hiệu quả công việc và tạo ra sản phẩm có chất lượng đồng nhất.
Ngoài ra, PLC kết nối với hệ thống quản lý tạo ra mạng lưới thông tin liên kết chặt chẽ. Thông tin trực quan do PLC được các nhà quản lý sử dụng để phân tích hiệu quả hoạt động của nhà máy. Từ đó đưa ra phương án phù hợp để cải thiện năng suất và sản lượng. Đồng thời, những dữ liệu này còn là thông tin hữu ích để người vận hành kịp thời phát hiện và khắc phục sự cố, giảm thiểu chi phí phát sinh.
Ứng dụng của hệ thống PLC là gì?
Bộ lập trình logic được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Bạn dễ dàng tìm thấy thiết bị này trong nhiều loại máy móc như máy in, máy đóng gói, máy se sợi, máy cắt tốc độ cao, máy chế biến thực phẩm,…
Bên cạnh đó, PLC còn được sử dụng trong các hệ thống như hệ thống đóng gói tự động, hệ thống bơm xử lý nước thải, dây chuyền sản xuất tự động, dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử, kiểm tra chất lượng sản phẩm trước khi xuất xưởng,… Các dây chuyền sản xuất ứng dụng PLC có độ chính xác cao, nhanh chóng, đảm bảo mọi hoạt động diễn ra trơn tru, hiệu quả, đáp ứng nhu cầu sản xuất ngày một lớn của các đơn vị.
Ưu – nhược điểm của PLC là gì?
Về ưu điểm
- Kiểu dáng nhỏ gọn, dễ lắp đặt. Nhiều PLC có cấu trúc đặc biệt, cho phép mở rộng module đầu ra/ đầu vào và các chức năng khác.
- Chế tạo từ các vật liệu cao cấp, có độ bền cao, có thể sử dụng tốt trong điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ, độ ẩm cao,…
- Xử lý các thuật toán phức tạp với độ chính xác cao, thích ứng với nhiều nhiệm vụ điều khiển khác nhau.
- Có khả năng thay thế hoàn toàn cho mạch điều khiển relay thông thường, góp phần giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả công việc.
- Tính linh hoạt cao, dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển theo yêu cầu sản xuất
- Khả năng chống nhiễu tốt, thích hợp sử dụng trong môi trường công nghiệp.
- Có khả năng giao tiếp với các thiết bị thông minh như máy tính, thiết bị ngoại vi,…
Về nhược điểm
- Chi phí mua PLC cao hơn so với mạch relay thông thường.
- Một số hãng PLC có kèm theo phần mềm cho người dùng sử dụng. Tuy nhiên, nhiều hãng yêu cầu phải mua thêm phần mềm để sử dụng.
- Người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao, hiểu rõ cách thức lập trình của từng hãng để sử dụng PLC đúng cách, hạn chế các sai sót khiến đơn vị tốn kém nhiều chi phí liên quan.
Sự khác biệt giữa PLC và hệ thống điều khiển thông thường
Để hiểu rõ sự khác biệt giữa hệ thống điều khiển thông thường và điều khiển lập trình PLC là gì, các bạn hãy tham khảo bảng so sánh dưới đây:
| Tiêu chí so sánh | PLC | Hệ thống thông thường |
| Khả năng thay đổi thuật toán | Đơn giản hơn thông qua các phần mềm trên máy tính. | Phức tạp và tốn kém chi phí hơn do muốn thay đổi phải lắp lại toàn bộ. |
| Cách sửa chữa, bảo trì | Dễ hơn do có cấu tạo đơn giản. | Khó bảo trì, sửa chữa khi bị hỏng hóc. |
| Tính ứng dụng | Ứng dụng phổ biến trong mọi lĩnh vực, ngành nghề khác nhau. | Hạn chế hơn do nhiều sản phẩm chưa được xử lý chống nhiễu. |
| Chi phí lắp đặt | Cao hơn. | Thấp hơn. |
Với khả năng lập trình và xử lý logic, PLC trở thành công cụ quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Thiết bị này giúp tự động hóa điều khiển quá trình sản xuất, nâng cao chất lượng và hiệu quả công việc. Đồng thời tạo ra mạng lưới thông tin liên kết từ sản xuất đến quản lý doanh nghiệp, hỗ trợ cho quá trình ra quyết định của quản lý cấp cao. Hy vọng bài viết trên sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ bộ điều khiển lập trình PLC là gì nhé!
