Hiển thị các bài đăng có nhãn hướng dẫn lập trình plc s7 200. Hiển thị tất cả bài đăng
Hiển thị các bài đăng có nhãn hướng dẫn lập trình plc s7 200. Hiển thị tất cả bài đăng

Khám phá bộ điều khiển logic khả trình PLC

Bộ điều khiển logic khả trình PLC

Trong một điều tra gần đây nhất, với sự hợp tác cùng Reed Research, 548 người được hỏi đã chứng minh rằng PLC hiện đại đã đáp ứng được yêu cầu của họ. Trong đó, 57% sử dụng PLC cho các yêu cầu trong nhà máy và 22% sử dụng để bán lại. 21% còn lại mua chúng phục vụ cả hai mục đích trên. Các loại PLC sử dụng cho các ứng dụng này có số I/O rất khác nhau về số lượng các điểm I/O mà chúng điều khiển. Chủng loại đa dạng chỉ ra rằng kỹ sư điều khiển hầu hết đang sử dụng PLC loại nhỏ, có thể điều khiển từ 15 đến 128 điểm I/O, chiếm đến 38,7% số lượng PLC. PLC cỡ vừa, điều khiển từ 128 đến 512 điểm I/O, chiếm 32,7%, và PLC cỡ lớn hơn có thể thực hiện tới trên 512 điểm I/O, chiếm tới 18,4%. Được sử dụng ít nhất là PLC loại nano, điều khiển dưới 15 điểm I/O, chiếm khoảng 10,4%. Nói chung, PLC thực hiện điều khiển từ 15 đến 512 điểm I/O chiếm khoảng gần ¾ các thiết bị được bán ra.


Khám phá bộ lập trình plc
Khám phá bộ lập trình plc
       Còn với PAC, bước phát triển của PLC, chúng ta sẽ khám phá ứng dụng của nó. Trong bài nghiên cứu năm ngoái, 44% người sử dụng đang xem xét sử dụng PC bền vững thay cho một PLC. Thậm chí với các tính năng tiên tiến của PAC, con số các kỹ sư điều khiển đưa ra xem xét để sử dụng giảm xuống đến 31%. Tương tự như vậy, kỹ sư điều khiển đang đưa ra xem xét liệu có thể sử dụng PAC trong các ứng dụng mới hay nâng cấp. Những người trả lời phỏng vấn cho biết rằng họ sẽ sử dụng PAC trong tương lai, hầu hết (75%) cho biết họ sử dụng để bổ sung cho PLC của họ. Số còn lại cho biết họ sẽ sử dụng chúng để thay thế PLC .

Lựa chọn kết nối mạng

       Ứng dụng quan trọng của PLC xuyên suốt ngành tự động hóa. Đúng như mong đợi, ứng dụng trong điều khiển máy móc vẫn phổ biến hơn cả (82%). Theo sau lần lượt là: điều khiển quá trình (74%), điều khiển chuyển động (55%), điều khiển mẻ (31%), các ứng dụng chẩn đoán (25%). Ứng dụng an toàn của PLC chỉ chiếm 1% (thấp nhất).

       Các phương pháp tương tác với hệ thống điều khiển khác là yếu tố quan trọng đối với sự linh hoạt của PLC hiện đại. Theo những người được hỏi, tương tác với mạng của họ là ứng dụng cơ bản khi sử dụng PLC (69%), với 31% được sử dụng như những thiết bị độc lập. Trong những thiết bị được sử dụng trong mạng, hầu hết được sử dụng với máy tính cá nhân hoặc PAC, ngang bằng với số lượng được kết nối với các PLC khác. Số lượng nhỏ nhất, hơn khoảng 5% so với các bộ phận nối mạng khác, được kết nối với các hệ thống điều khiển phân tán.
       Các Protocol kết nối mạng PLC cũng đem lại độ linh hoạt không giới hạn cho kỹ sư điều khiển. Mặc dù có các thói quen sử dụng rõ ràng như Ethernet, Serial RS-232/RS-485, và 4-20 mA, danh sách các protocol nối mạng được sử dụng còn dài. Sau đây là một số các thí dụ tiêu biểu:
                       DeviceNet
                       Allen-Bradley Remote I/O
                       Modbus
                       ControlNet
                       Wireless protocol
                       Profibus
                       HART
       Ngôn ngữ lập trình PLC cũng được sử dụng linh hoạt, nghiên cứu cũng chỉ ra những xu hướng rõ ràng trong lựa chọn. Các phương pháp lập trình ladder diagram (96%) và function block (50%) đứng đầu danh sách này. Chúng còn giữ vị trí như năm 2005 (xem biểu đồ). Rõ ràng, lập trình ladder diagram sẽ khó mà bị đánh bật khỏi vị trí độc tôn, bên cạnh việc ngôn ngữ lập trình function block đã có những bước tiên vượt bậc trong một vài năm gần đây. Structured text cũng đã có bước tiến nhảy vọt khi chuyển từ vị trí thứ 6 năm 2005 với 13% lên vị trí thứ 3 năm 2007 với 24%. Lập trình C là kẻ thất bại nặng nền nhất, giảm từ vị trí thứ 4 năm 2005 xuống còn thứ 6 năm nay. Lập trình instruction list cũng không khá hơn khi rơi từ vị trí thứ 5 xuống vị trí thứ 7 trong cùng giai đoạn này.

        Quá trình lựa chọn PLC không bao giờ là một nhiệm vụ dễ dàng. Tuy nhiên, có rất nhiều đặc điểm rất quan trọng khi xác định, giới thiệu và mua 1 PLC. Theo những người trả lời trong survey này, hỗ trợ truyền thông xếp ở vị trí đầu tiên. Tính năng PID, thời gian quét nhanh, toàn bộ tính năng bộ nhớ, khả năng hỗ trợ chuyển động, bộ nhớ có thể di chuyển, và các tính năng không dây.
       Liệu kỹ sư điều khiển có nghĩ rằng họ đang có được những gì mà mình mong muốn từ nhà cung cấp PLC? Những khách hàng cảm thấy thỏa mãn chiếm đến 95% những người trả lời, chỉ còn 5% kêu ca phàn nàn. Hai đánh giá rất đơn giản từ nhiều người trả lừoi cho survey đã tổng kết cảm nhận của họ về quá trình lựa chọn PLC. Với kỹ sư đầu ngành, “tiêu chuẩn hóa” và “không mua thêm những PLC phức tạp hơn cần thiết” là những tiêu chí quan trọng trong quá trình lựa chọn.

Khi mua PLC, bạn cần cân nhắc điều gì?

       Mặc dù có đến 53% số lượng người trả lời cho rằng việc mua PLC sẽ duy trì trong năm tới, thị trường dường như vẫn còn nhôn nhịp. Việc mua sắm hàng công nghiệp vẫn duy trì mạnh mẽ và 38% số người tham gia survey dự đoán rằng việc mau bán PLC sẽ tăng lên trong tương lai (trên 12 tháng tới). Và đặc điểm nào được cho là sẽ quy định việc mua sắm trong tương lai? Đặc điểm sau đây là những tính năng rất quan trọng được sắp xếp theo trật tự giảm dần:
Phần mềm lập trình đa năng sử dụng cho nhiều nền tảng phần cứng
                  PLC với nhiều hệ thống phụ I/O từ xa
                  PLC với modul I/O tích hợp
                  PLC I/O nối mạng với PC
                  Xử lí và I/O dự phòng
                  Vi PLC
                 PLC Web bao gồm công cụ khai báo e-mail/phone và cảnh báo
                  PLC với xử lí PC
                  PLC nano
                  Điều khiển PC mạnh mẽ với phần mềm logic linh hoạt
                  Công cụ cài đặt.
       “Không nên tìm kiếm phần cứng có chi phí thấp; bởi việc đào tạo lại về phần mềm lập trình sẽ rất tốn kém. Lấy hai nhà cung cấp và so sánh” là một hình thức trả lời phổ biến.
       Một kỹ sư điều khiển khác thì cho rằng, “Đó là phần mềm lập trình. Sự khác nhau giữa các nhà cung cấp về khả năng sử dụng của phần mềm lập trình là bộ vi phân lớn hơn so với các đặc điểm phần cứng”. Cuối cùng, một số người tham gia đã rút ra kết luận, “Ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn thực sự là một yếu tố cực kỳ quan trọng”.

Cấu trúc bộ điều khiển lập trình PLC

Các bộ điều khiển PLC được sản xuất theo dòng sản phẩm. Khi mới xuất xưởng, chúng chưa một chương trình cho một ứng dụng nào cả. Tất cả các cổng logic cơ bản, chức năng nhớ, timer, counter .v.v... được nhà chế tạo tích hợp trong chúng được kết nối với nhau bằng chương trình được viết bởi người dùng cho một nhiệm vụ điều khiển cụ thể nào đó. Bộ điều khiển lập trình PLC có nhiều loại khác nhau và được phân biệt với nhau qua các thành phần sau:
-  Các ngõ vào và ra
-  Dung lượng nhớ
-  Bộ đếm (counter)
-  Bộ định thời (timer)
-  Bit nhớ
-  Các chức năng đặc biệt
-  Tốc độ xử
-  Loại xử lý chương trình.
-  Khả năng truyền thông.
Các bộ điều khiển lớn thì các thành phần trên được lắp thành các modul riêng. Đối với các bộ điều khiển nhỏ, chúng được tích hợp trong bộ điều khiển. Các bộ điều khiển nhỏ này có số lượng ngõ vào/ra cho trước cố định.
Bộ điều khiển được cung cấp tín hiệu bởi các tín hiệu từ các cảm biến ở ngõ vào của nó. Tín hiệu này được xử lý tiếp tục thông qua chương trình điều khiển đặt trong bộ nhớ chương trình. Kết quả xử được đưa ra ngõ ra để đến đối tượng điều khiển hay khâu điều khiển ở dạng tín hiệu.Cu trúc ca mt PLC có thể được mô tnhư hình v sau:

Cấu trúc bộ điều khiển lập trình PLC

Cấu trúc bộ điều khiển lập trình PLC

Bộ nhớ chương trình
Bộ nhớ chương trình trong PLC là một bộ nhớ điện tử đặc biệt có thể đọc được. Nếu sử dụng bộ nhớ đọc-ghi được (RAM), thì nội dung của luôn luôn được thay đổi dụ như trong trường hợp vận hành điều khiển. Trong trường hợp điện áp nguồn bị mất thì nội dung trong RAM có thể vẫn được giữ lại nếu như có sử dụng Pin dự phòng.
Nếu chương trình điều khiển làm việc ổn định, hợp lý, thể được nạp vào một bộ nhớ cố định, ví dụ như EPROM, EEPROM. Nội dung chương trình ở EPROM có thể bị xóa bằng tia cực tím.

Hệ điều hành
Sau khi bật nguồn cung cấp cho bộ điều khiển, hệ điều hành của sẽ đặt các counter, timer, dữ liệu bit nhớ với thuộc tính non-retentive (không được nhớ bởi Pin dự phòng) cũng như ACCU về 0.
Để xử lý chương trình, hệ điều hành đọc từng dòng chương trình từ đầu đến cuối. Tương ứng hệ điều hành thực hiện chương trình theo các câu lệnh.

Bit nhớ (Bit memoryt)
Các bit memory là các phần tử nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ trạng thái tín hiệu.

Bộ đệm (Proccess Image)
Bộ đệm là một vùng nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ các trạng thái tín hiệu
ở các ngõ vào ra nhị phân.

Accumulator
Accumulator là một bộ nhớ trung gian mà qua nó timer hay counter được nạp vào hay thực hiện các phép toán số học.

Counter, Timer
Timer và counter cũng là các vùng nhớ, hệ điều hành ghi nhớ các giá trị đếm trong nó.

Hệ thống Bus
Bộ nhớ chương trình, hệ điều hành các modul ngoại vi (các ngõ vào và ngõ ra) được kết nối với PLC thông qua Bus nối. Một Bus bao gồm các dây dẫn các dữ liệu được trao đổi. Hệ điều hành tổ chức việc truyền dữ liệu trên các dây dẫn này.


Giới thiệu về điều khiển lập trình PLC

Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (programmable controller) đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Moto – Mỹ) . Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và công kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống. Vì vậy cá nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn, do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình.


Lập trình PLC S7 200


Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (programmable controller handle) đầu tiên được ra đời năm 1969. Điều này đã tạo ra một sự phát triển thật sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình. Trong giai đoạn này các hệ thông điều khiển lập trình PLC chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển. 

Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là: Dạng lập trình dùng giản đồ hình thang (The diagroom format). Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thông PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuật toán hỗ trợ (arithmetic), “vận hành với các dữ liệu cập nhật” (data manipulation). Do sự phát triển của loại màn hình dùng cho máy tính (Cathode Ray Tube: CRT), nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng ngày trở nên thuận tiện hơn.

Lập trình PLC phát triển ra sao?

Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay đã làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng: hệ thống ngõ/ra có thể tăng lên đến 8.000 cổng vào/ra, dung lượng bộ nhớ chương trình tăng lên hơn 128.000 từ bộ nhớ (word of memory). Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ thông PLC riêng lẻ thành một hệ thông PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ. Tốc đọ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp số lượng cổng ra/ vào lớn.


Lập trình PLC

Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác qua CIM (Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Robot, Cad/Cam…ngoài ra các nhà thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC với các chức năng điều khiển “thông minh” (intelligence) còn gọi là các siêu PLC (super PLCS) cho tương lai.


Bài viết xem nhiều nhất

 

CÔNG TY CP ĐT - TĐH ACTECH

Địa chỉ: Đường Văn Tiến Dũng - Đình Quán - Từ Liêm - Hà Nội

Điện thoại: 043.786.0256

Phone:

Fax:

E-mail: actech.edu.vn@gmail.com

HỆ THỐNG ĐÀO TẠO ACTECH - HN

Địa chỉ: Đường Văn Tiến Dũng - Đình Quán - Từ Liêm - Hà Nội

Điện thoại: 043.786.0256

Phone: 0989.033.444

Fax:

E-mail: actech.edu.vn@gmail.com

XƯỞNG CƠ KHÍ ACTECH

Địa chỉ: Số 4 ngõ 28 phố Minh Khai - Quận Hai Bà Trưng - Hà Nội

Điện thoại: 0976.777.214

Phone:

Fax:

E-mail: kiempv.actech@gmail.com