Ngày nay PLC là một thiết bị được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp hiện đại để giám sát và điều khiển hệ thống quy trình sản xuất. Vậy, PLC là gì? Ứng dụng của PLC trong ngành công nghiệp như thế nào? Cùng hungthinhautomation.com tìm hiểu trong bài viết này nhé!
PLC là gì?
PLC còn được gọi là bộ điều khiển logic khả trình cho phép người sử dụng có thể lập trình một loạt các yêu câu, thao tác nhờ hệ thống điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình, PLC được sử dụng nhằm thay thế role, tiếp điểm, nút nhấn. Để hiểu được PLC là gì, trước tiên bạn phải nắm rõ nguyên lý hoạt động của nó. PLC được sử dụng để giám sát các giá trị đầu vào từ các nút ấn, cảm biến… và tạo ra kết quả đầu ra cho hoạt động của cơ cấu chấp hành dựa trên chương trình đã được lập trình sẵn.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của PLC
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) được sử dụng để điều khiển quá trình sản xuất cho các dây chuyền và thiết bị. PLC được thiết kế để thay thế một lượng lớn rơ le hoặc bộ hẹn giờ trong các cơ sở có nhiều đầu vào và đầu ra. Do độ bền và khả năng tự động hóa nhiều quy trình, PLC đã trở thành một yếu tố quan trọng trong sản xuất hiện đại
Cấu tạo của PLC
Tất cả các PLC đều bao gồm các bộ phận chính sau:
Bộ nhớ (RAM, ROM)
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Module đầu vào và đầu ra (I/O)
Nguồn cấp
Bộ nhớ
Được chia làm hai phần là bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài của thiết bị. Nó cho phép truy xuất và lưu trữ dữ liệu.
CPU
CPU là bộ não của PLC có nhiệm vụ liên kết các hoạt động của PLC. Bộ xử lý trung tâm chịu trách nhiệm thực hiện tất cả các tính toán và xử lý dữ liệu cần thiết bằng cách thu nhận các tín hiệu, dữ liệu đầu vào và tạo ra kết quả đầu ra cho hoạt động của cơ cấu chấp hành
Module I / O
Module đầu vào của PLC là các thiết bị như cảm biến, công tắc và nút nhấn được kết nối với PLC để đọc các thông số kỹ thuật khác nhau như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, tốc độ, v.v. Mô-đun đầu ra chuyển đổi tín hiệu từ CPU thành dữ liệu bằng số hoặc các giá trị tương tự để điều khiển các thiết bị đầu ra.
Nguồn cấp
Bộ nguồn cung cấp điện năng cho PLC bằng cách chuyển đổi nguồn AC đầu vào thành nguồn DC theo yêu cầu của CPU và các module đầu ra, module đầu vào để hoạt động.
Nguyên lý hoạt động của PLC
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của PLC
Bước đầu tiên CPU nhận các tín hiệu và dữ liệu từ các module đầu vào như nút ấn, sensor, công tắc …Sau đó nó tính toán, xử lý dữ liệu và đưa ra các tín hiệu điều khiển thông qua module đầu ra xuất ra các thiết bị chấp hành bên ngoài theo một chương trình đã được lập trình sẵn.
GIAI ĐOẠN 1: Quét trạng thái đầu vào
- Một chu kỳ quét PLC bắt đầu với việc CPU đọc các tín hiệu và dữ liệu của các thiết bị đầu vào.
GIAI ĐOẠN 2: Giải quyết logic
- Ứng dụng được thực thi bằng cách sử dụng các tín hiệu và dữ liệu đã thu thập được của các thiết bị đầu vào
GIAI ĐOẠN 3: Thực thi chương trình
- Khi chương trình được thực thi, CPU sẽ thực hiện các nhiệm vụ chẩn đoán, phát hiện và làm nhiệm vụ truyền thông
GIAI ĐOẠN 4: Quét trạng thái đầu ra
- Sau đó quá trình quét trạng thái đầu ra được thực hiện, các dữ liệu đầu ra được lưu trữ rồi được gửi đến các thiết bị đầu ra. Chu kỳ kết thúc bằng cách cập nhật các kết quả đầu ra. Ngay sau khi Giai đoạn 4 hoàn thành, toàn bộ chu trình sẽ bắt đầu lại với quá trình quét đầu vào Giai đoạn 1.
Thời gian để thực hiện một chu kỳ quét được gọi là THỜI GIAN QUÉT. Thời gian quét chương trình phụ thuộc vào dung lượng bộ nhớ mà chương trình điều khiển sử dụng và loại lệnh được sử dụng trong chương trình. Thời gian để thực hiện một lần quét có thể thay đổi từ 1 mili giây đến 100 mili giây.
Ưu điểm và nhược điểm của PLC
Ưu điểm
- Có khả năng xử lý các hoạt động logic phức tạp
- Được thiết kế chắc chắn để chịu được rung động, nhiệt độ, độ ẩm và tiếng ồn.
- Lập trình dễ dàng và có ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Có tính linh hoạt và độ chính xác cao.
- Có thể dễ dàng thực hiện sửa đổi chương trình hiện có bất cứ lúc nào.
- Có khả năng giao tiếp và kết nối dễ dàng với máy tính
- kích thước nhỏ hơn, không tốn diện tích.
- Sửa chữa, bảo trì dễ dàng và nhanh chóng.
- Có khả năng kiểm soát và giám sát tốt.
- Có khả năng diều khiển một hệ thống từ đơn giản đến phức tạp.
- Có thể thêm các mô-đun mở rộng để nâng cao chức năng, tính linh hoạt và hiệu suất của PLC.
- Có thể hoạt động trong một môi trường khắc nghiệt ít được bảo trì.
Nhược điểm
- Muốn tối đa hóa tính linh hoạt và hiệu suất phải thêm module mở rộng
- Khi mất điện mà có điện trở lại, PLC sẽ tự động khởi động, điều đó có thể gây ra hỏng hệ thống
- không thể sử dụng phần mềm và bộ phận của các hãng PLC để thay thế cho nhau
- Giá thành của PLC đối với các ứng dụng đơn giản là khá cao
Các ứng dụng của PLC trong cuộc sống hàng ngày và trong công nghiệp
Ứng dụng PLC trong ngành công nghiệp
Trong các máy móc dây chuyền sản xuất tự động, PLC là thiết bị không thể thiếu, nó cung cấp nhiều chức năng điều khiển, giám sát máy móc thiết bị, phục vụ quy trình sản xuất được chính xác, nhanh chóng và dễ vận hành giúp tối ưu năng xuất sản xuất.
- Ứng dụng cho hệ thống băng tải, băng chuyền trong sản xuất
- Ứng dụng trong hệ thống tự động đóng gói, ghi nhãn mác trong ngành thực phẩm và đồ uống.
- Ứng dụng trong hệ thống tự động chiết rót chai hoặc chất lỏng
- Ứng dụng trong hệ thống tự động đóng gói và ghi nhãn mác trong ngành dược phẩm
- Ứng dụng trong hệ thống thang máy và thang cuốn của các toà nhà, trung tâm thương mại, bệnh viện, v.v…
- Ứng dụng trong hệ thống điều khiển của cầu trục, cổng trục…
- Ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất thuỷ tinh
- Ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất giấy
- Ứng dụng trong ngành sản xuất xi măng giúp quy trình trộn đảm bảo đúng số lượng và chất lượng
- Ứng dụng trong hệ thống giám sát và điều khiển máy bơm cấp thoát nước tự động
- Ứng dụng trong hệ thống tự động đếm và đóng gói sản phẩm
- Ứng dụng trong các ngành cần giám sát nhiệt độ độ ẩm như: Kho lạnh, phòng thí nghiệm, kho bảo quản, trồng chọt, chăn nuôi v.v…
- Ứng dụng để phát hiện lỗi nhằm bảo vệ máy móc thiết bị
- Ứng dụng trong hệ thống quản lý năng lượng như: Lò hơi, lò than…
- Ứng dụng trong ngành công nghiệp dầu khí để kiểm soát quy trình thanh lọc dầu
- Dùng trong hệ thống báo động và phát hiện cháy.
- Dùng trong hê thống máy móc tự động.
- Dùng trong hệ thống thoát nước.
- Dùng điều khiển áp suất trong các ứng dụng bơm nhiều động cơ.
- Dùng trong hệ thống giám sát và điều khiển từ xa dây chuyền thiết bị.
- Ứng dụng Giám sát từ xa như Máy nén khí (AC), Quạt.
- PLC được sử dụng cho hệ thống truyền tải và phân phối điện
- PLC được sử dụng cho hệ thống dây chuyền lắp ráp tự động và trong trạm biến áp nguồn
- Một số thiết bị điện như ngắt mạch, chuyển mạch tụ điện có thể hoạt động tự động nhờ PLC.
- PLC được sử dụng trong Mỏ than hoặc khảo sát dữ liệu và Cảm biến Mực nước.
Ứng dụng PLC trong đời sống
- Dùng trong hệ thống xử lý hành lý. Ví dụ: tại Sân bay.
- Dùng trong hệ thống điều khiển thang máy
- Dùng trong hệ thống tín hiệu điều khiển giao thông thông minh.
- Hệ thống rửa xe tự động và đỗ xe.
- Hệ thống điều khiển ánh sáng nhấp nháy.
- Hệ thống đóng/mở cửa tự động.
- Ứng dụng chuyển mạch BẬT / TẮT như ánh sáng, động cơ, và các ứng dụng khác trong cuộc sống hàng ngày
Các ngành công nghiệp cần được ứng dụng PLC để tối ưu hoá quy trình sản xuất
PLC được sử dụng trong mọi quy trình nhưng các ngành công nghiệp dưới đây sẽ đặc biệt cần sử dụng PLC để tối ưu hiệu quả sản xuất:
- Ngành thép
- Công nghiệp thủy tinh
- Công nghiệp giấy
- Ngành dệt may
- Công nghiệp xi măng
- Công nghiệp hóa chất
- Công nghiệp sản xuất ô tô
- Hệ thống chế biến thực phẩm
- Nhà máy thuỷ điện, dầu khí
- Hệ thống tuabin gió
- Hệ thống tự động hóa robot
- Ngành công nghiệp khai thác than và nhiều ngành công nghiệp khác.
Hướng dẫn cách chọn PLC phù hợp
Tuỳ vào mục đích sử dụng ví dụ như: Để thay thế, lắp mới hay dùng làm dự phòng để lựa chọn PLC sao cho phù hợp
Thay thế và dư phòng
Nếu dùng để thay thế và dư phòng thì cần lưu ý những yếu tố sau: Xác định thông tin hãng sản xuất, mã hàng, thông số kỹ thuật của PLC cũ để tìm đúng mã hoặc xin tư vấn mã hàng tương đương. Với PLC dự phòng trước khi đưa vào sử dụng thì phải sao chép chương trình từ PLC cũ sang.
Lắp mới
Nếu dùng để lắp mới thì cần xác định những yếu tố sau:
-
Thương hiệu
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều các hãng PLC với các mức giá khác nhau. Khách hàng có thể cân nhắc lựa chọn PLC sao cho phù hợp với các ứng dụng và tài chính của mình.
Nên ưu tiên lựa chọn những hãng PLC thông dụng thường có sẵn hàng, có nhiều đại lý phân phối để thuận tiện hơn trong việc mua hàng, vận chuyển, hỗ trợ tư vấn về kỹ thuật và bảo hành khi phát sinh sự cố trong quá trình sử dụng.
Về giá thành thì tuỳ thuộc vào định mức chi phí đầu tư để lựa chọn loại PLC sao cho đảm bảo đáp ứng được các yêu cầu của ứng dụng và chi phí đầu tư
-
Cấu hình sử dụng
Khi lựa chọn một PLC, để đảm bảo phù hợp với ứng dụng của bạn cần xem xét các yếu tố sau:.
+ Yếu tố đầu tiên là xác định được số lượng out put và in out, yêu cầu về điện áp và dòng điện đối với out put và in out (I / O) của bạn là gì? để dự phòng cho một số trường hợp muốn mở rộng thêm các chức năng trong quá trình lập trình bạn nên chọn dư số lượng I/O.
+ Yếu tố thứ hai là chọn các ngoại vi kết nối với PLC như: Màn hình HMI thì chọn loại PLC có tích hợp chức năng truyền thông, thêm encoder thì chọn PLC có bộ đếm xung, muốn điều khiển nhiệt độ thì chọn loại module đọc dò hoặc servo thì nên chọn PLC có kết nối với các ngõ phát xung tốc độ cao.
+ Yếu tố cuối cùng là xem xét kích thước của PLC để sắp xếp vị trí hợp lý cho thiết bị khi lắp vào tủ điện.
Trên đây là những kiến thức cơ bản giúp các bạn hiểu thêm về PLC là gì? ứng dụng của PLC trong ngành công nghiệp. Hưng Thịnh Autoation chuyên cung cấp dịch vụ sửa chữa – cứu hộ sự cố PLC, lắp đặt tủ PLC, nâng cấp PLC, tư vấn thiết kế giải pháp ứng dụng PLC, bẻ khoá PLC.
Cần tư vấn thêm xin liên hệ:
CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ DỊCH VỤ KỸ THUẬT TỰ ĐỘNG HÓA HƯNG THỊNH
VPGD: Số 33B, đường Cống Mỹ, P. Quán Toan, Q. Hồng Bàng, TP. Hải phòng
Điện thoại: 0225 3 850 536
Hotline: 0912 479 432
Email: hungthinhautomation.co@gmail.com
Trang web: https://hungthinhautomation.com
