Ngày nay, lập trình PLC được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống. Từ việc điều khiển thang máy đến việc xây dựng các thiết bị điện tử,… Ta đều có thể thấy sự xuất hiện của PLC. Vậy thực chất lập trình PLC là gì và tại sao nó lại quan trọng đến vậy? Hãy cùng Đức Phát tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
Tham khảo bài viết liên quan
1. Lập trình PLC là gì?
Lập trình PLC là thiết bị điều khiển lập trình được cho phép thực hiện logic các thuật toán về điều khiển, tự động hóa thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện những sự kiện. Các sự kiện này sẽ được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích tác động vào PLC.
PLC (viết tắt của Programmable logic controller – chương trình kiểm soát logic) dùng để thay thế các mạch relay trong thực tế. PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi một trong hai có sự thay đổi thì đầu kia cũng biến đổi theo.
2. Ngôn ngữ lập trình
Có ba loại ngôn ngữ lập trình, bao gồm:
- Ngôn ngữ lập trình LAD (Ladder logic)
- Ngôn ngữ lập trình FBD (Function Block Diagram)
- Ngôn ngữ lập trình STL (Statement List)
2.1. Ngôn ngữ lập trình LAD
LAD, hay còn gọi là thang logic, là một ngôn ngữ lập trình kiểu đồ họa. Sự hiển thị được dựa trên các sơ đồ mạch điện.
Các phần tử của một sơ đồ mạch điện, như các tiếp điểm, thường đóng hay thường mở. Và các cuộn dây được nối với nhau để tạo thành các mạng. Để tạo ra sơ đồ logic cho các thực thi phức tạp, ta có thể chèn vào các nhánh để tạo ra các mạch logic song song. Các nhánh song song được mở ra theo hướng xuống hay được kết nối trực tiếp đến thanh dẫn tín hiệu. Ta kết thúc các nhánh theo hướng lên trên.
Cần chú ý đến các quy tắc sau đây khi tạo ra một mạng LAD:
- Mỗi mạng LAD phải kết thúc bằng một cuộn dây hay một lệnh dạng hộp. Không được kết thúc một mạng với cả lệnh so sánh (Compare) hay lệnh phát hiện ngưỡng (ngưỡng dương hay ngưỡng âm).
- Ta không thể tạo ra một nhánh mà có thể đưa lại kết quả là một dòng tín hiệu theo chiều ngược lại.
- Ta không thể tạo ra một nhánh mà có thể gây nên ngắn mạch.
2.2. Ngôn ngữ lập trình FBD
Giống như ngôn ngữ LAD, ngôn ngữ FBD cũng là một ngôn ngữ lập trình kiểu đồ họa. Sự hiển thị của mạch logic được dựa trên các biểu tượng logic đồ họa sử dụng trong đại số Boolean.
Các hàm toán học và các hàm phức khác có thể được thể hiện một cách trực tiếp trong sự kết hợp với các hộp logic. Để tạo ra logic cho các vận hành phức tạp, ta chèn các nhánh song song giữa các hộp.
Việc hiểu biết về EN và ENO cho các lệnh “hộp”
Cả ngôn ngữ LAD và FBD đều sử dụng “dòng tín hiệu” (EN và ENO) đối với một vài lệnh “hộp”. Các lệnh cố định (như lệnh toán học và lệnh di chuyển) hiển thị các thông số cho EN và ENO. Các thông số này liên quan đến dòng tín hiệu và xác định khi nào lệnh được thực thi trong suốt lần quét đó.
- EN (Enable In) là một ngõ vào Boolean cho các hộp trong ngôn ngữ LAD và FBD. Dòng tín hiệu (EN = 1) phải được hiện diện tại ngõ vào này để cho lệnh hộp được thực thi. Nếu ngõ vào EN của một hộp LAD được kết nối trực tiếp đến thanh dẫn tín hiệu bên trái, hộp sẽ luôn luôn được thực thi.
- ENO (Enable Out) là một ngõ ra Boolean cho các hộp trong ngôn ngữ LAD và FBD. Nếu hộp có dòng tín hiệu tại ngõ vào EN và hộp thực thi các chức năng của nó mà không có lỗi, khi đó ngõ ra ENO sẽ cho dòng tín hiệu (ENO = 1) đi qua đến phần tử kế tiếp. Nếu một lỗi được phát hiện trong quá trình thực thi của lệnh hộp, dòng tín hiệu sau đó sẽ bị ngắt (ENO = 0) tại hộp lệnh đã sinh ra lỗi.
2.3. Ngôn ngữ lập trình STL
Là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Để tạo ra một chương trình bằng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng 9 bit trong ngăn xếp (stack) logic của S7 200.
Ngăn xếp là một khối 9 bit chồng lên nhau từ S0÷S8. Nhưng tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều làm việc với bit đầu tiên và bit thứ hai (S0 và S1) của ngăn xếp, giá trị logic mới có thể được gửi hoặc nối thêm vào ngăn xếp. Hai bit S0 và S1 phối hợp với nhau thì ngăn xếp được kéo lên một bit.
- Lập trình PLC là ứng dụng quan trọng trong quá trình chế tạo thiết bị đóng gói
3. Ứng dụng của PLC trong công nghiệp hiện đại
Hiện nay máy PLC đã được ứng dụng trong nền công nghiệp với rất nhiều lĩnh vực. Trong các lĩnh vực, kỹ thuật máy tính được áp dụng, đưa thiết bị điện tử lên tầm cao mới.
- Công nghệ sản xuất: sản xuất giấy, sản xuất thuỷ tinh, sản xuất xi măng, sản xuất xe ô tô, sản xuất vi mạch, may công nghiệp, lắp giáp Tivi, chế tạo linh kiện bán dẫn, đóng gói sản phẩm
- Xử lý hoá học
- Chế biến thực phẩm
- Hệ thống nâng vận chuyển
- Điều khiển hệ thống đèn giao thông
- Quản lý tự động bãi đậu xe
- Hệ thống báo động….
Chính bởi ứng dụng đa dạng như vậy, PLC mới trở nên phổ biến. Hiện có một số loại PLC được sử dụng nhất. Xin mời bạn đọc cùng tham khảo: PLC Mitsubishi, Panasonic, Delta, Siemens,…