PLC dành cho người mới học

[www9van]

Giới thiệu sơ lược về PLC

* PLC (Programmable Logic Controller):
–Thiết bị điều khiển có thể "lập trình mềm", làm việc theo chương trình lưu trong bộ nhớ (như 1 máy tính điều khiển chuyên dụng)
–Thích hợp nhất cho điều khiển logic (thay thế các rơle), song cũng có thể chức năng điều chỉnh (như PID, mờ,...) và các chức năng tính toán khác
–Ngày nay khái niệm "Programmable Controller“ được sử dụng nhiều hơn, mặc dù từ viết tắt "PLC“ vẫn thông dụng

* Phạm vi ứng dụng:
–Lúc đầu chủ yếu trong các ngành công nghiệp chế tạo, điều khiển các quá trình rời rạc
–Ngày nay cả trong điều khiển trình tự và điều khiển quá trình liên tục -> cạnh tranh với Compact Digital Controllers và các hệ DCS trong các ứng dụng “lai”
–Thiết bị thu thập dữ liệu trong các hệ SCADA

[www9van]

Lịch sử phát triển

-----------------------------------------------
* 1968: Richard Morley sáng tạo ý tưởng PLC cho General Motors
* 1969: PLC đầu tiên (Allen Bradley và Bedford), được GM sử dụng trong công nghiệp ô-tô (128 DI/DO, 1kByte bộ nhớ)
* 1971: Ứng dụng PLC đầu tiên ngoài CN ô-tô
* 1973: PLC „thông minh“ với khả năng tính toán, điều khiển máy in, xử lý dữ liệu, giao diện màn hình
* 1975: PLC với bộ điều khiển PID
* 1976: Lần đầu tiên sử dụng trong hệ thống phân cấp điều khiển dây chuyền sản xuất
* 1977: mP-based PLC
* 1980: Các module vào/ra thông minh
* 1981: PLC nối mạng, 16-bit PLC, các màn hình CRT màu
* 1982: PLC với 8192 I/O (lớn nhất)
* 1992: Chuẩn IEC 61131 ra đời
* 1996: Slot-PLC, Soft-PLC,...

[www9van]

Các ưu/nhược điểm chính

*Ưu điểm:
–Phần cứng gọn nhẹ, thiết kế bền chắc, độ tin cậy cao, thích hợp với môi trường làm việc công nghiệp
–Khả năng xử lý tín hiệu logic (24VDC-240VAC) và tín hiệu tương tự
–Khả năng mở rộng số đầu vào/ra đơn giản
–Lập trình và thay đối chương trình đơn giản với kỹ sư điện
–Khả năng giám sát hoạt động của dây chuyền SX, khả năng phát hiện lỗi thiết bị trường từ máy tính điều khiển
–Tính năng thời gian thực
*Nhược điểm
–Giải pháp đơn lẻ, cần tích hợp giao diện người-máy (HMI)
–Kiến trúc đóng kín, khó tích hợp sản phẩm ngoài
–Năng lực tính toán tương đối yếu
----------------------------------------------
(còn nữa)

[www9van]

Cấu hình cơ bản 1 hệ PLC + HMI

[www9van]

PLC và Các giải pháp điều khiển khác

Hình dưới mô tả Lịch sử phát triển của PLC và các giải pháp điều khiển khác

[www9van]

Phần cứng PLC

[www9van]

Dòng Simatic S7-300/S7-400 của Siemens

[nhh]

Viết về lập trình S7 300 luôn, bác 9van ới !

[giaosucan]

tiếp phần mềm PLC nè
stand tools:step7-microwin
step7 lite
step7 propessoner
tp desinger
engineer tools
S7_SCl
S7-Grap
HMI soft
PROtool
WINCC
SIMATIC progent

[vutricongbka]

Hệ điều hành của PLC !!!

Như đại ca www9van đã nói ở trên . PLC là một máy tính công nghiệp vì vậy điều không thể thiếu được là một hệ điều hành.
Hệ điều hành của PLC hoạt động đặt biệt hơn các hệ điều hành mà các bạn thường sử dụng như Windows,linux... Với đặc điểm phục vụ trong công nghiệp vì vậy HĐH của PLC được thiết kếộgn nhỏ và có các tính năng thu hẹp. Khi các bạn viết một chương trình và dịch các bạn nạp suống PLC khi đó chương trình của các bạn sẽ được nạp xuống một vùng nhờ cố định mà tại một thời điểm nào đó HĐH sẽ thực hiện chương trình đó hoặc chao quyền cho chương trình đó thực hiện.
Sự hoạt động của HĐH: THông thường các hệ điều hành của PLC các hãng thường thực hiện theo vòng quét tức là nó thực hiện các công việc theo lô và theo chu kỳ.Ví dụ ở PLC S7-300,S7-400 Hệ điều hành sau khi khởi động sẽ thực hiện các công việc:
Bước 1: Lấy đầu vào số đưa vào vùng nhớ vào số
Bước 2: Chạy chương trình do người dùng nạp vào
Bước 3ưa dữ liêu từ bộ nhớ ra số ra các đầu ra số.
Bước 4 :Thực hiện việc kiểm tra lỗi và thuyền thông
(có thể các bước làm thứ tự hơi khác he he he )
Các bạn sẽ thắc mắc các đàu vào ra tương tự thì thế nào ??? Mọi thay đổi ở các đầu vào ra tương tự sẽ thay đổi trực tiếp trên không gai vào ra thực
Để chạy một chương trình do người dùng nạp vào người ta có 2 phương pháp:
Phương pháp 1 : Nhương quyền cho chương trinhg người dùng : Đây là phương pháp mà Chương trình người dùng cần phải được biên dịch thành mã máy
Phương pháp 2: Thông dịch chương trình người dùng : Mã mà chương trình dịch người dùng nạp vào PLC là mã trung gian khi đó PLC sẽ biên dịch từng lệnh thành mã máy và thực hiện (đây mà phương pháp mà một số người dùng VĐK để làm PLC dùng he he he )

[vutricongbka]

Ánh xạ bộ nhớ !!!

Đây là khái niệm mà do tôi đặt ra .Ở một số người khi mới làm quen với PLC có lẽ không để ý . Với các thao tác ghi đọc lên các Port của PLC thì thực chất lệnh đó không tác động trực tiếp lên các Port của PLC mà nó tác động lên vùng nhớ ánh xạ các Port đó.
Ví dụ : Bạn có 1 PLC với 16 cổng vào số (2 Port ) khi đó PLC sẽ có 2 byte trong vùng nhớ để Update các giá trị của 2 Port đó tại mỗi đầu chu kỳ Scan các giá trị đầu vào số sẽ được đưa vào 2 byte này.Và tron suốt chu kỳ Scan thì khi các bạn có lệnh đọc Port này thì thực chất bạn đọc dữ liệu trong 2 byte nhớ trên mặc dù giá trị Logic thật của nó có thể đã bị thay đổi.Tương tự như vậy ở đâu ra cũng vậy khi mà các bạn thay đổi đầu ra cũng vậy nó thay đổi trên không gian nhớ của dầu ra vè đến cuối vòng Scan nó mới được Update ra ngoài đầu ra vật lý.
He he he ------

[daihang86]

To vutricongbka, bạn nói PLC thường thực hiện theo vòng quét, vậy cho hỏi chút. Khi có tín hiệu cần xử lí ngay thì nó thường dùng ngắt. Bạn có thế nói rõ một chút về ngắt của PLC có gì khác và giống của uP,uC. Chứ nói như mấy bác thế kia em làm quyển tự động hóa với Simantic cho nhanh. Kinh nghiệm 1 chút.

[vutricongbka]

hơ hơ hơ !!! Ngắt là cơ chế mag thiết bị ngoại vi báo cho CPU biết về khả năng sẵn sàng cho dổi dữ liệuk của mình với CPU. He he he vì vậy nguồi báo ngắt không chỉ có ở các tín hiệu bên ngoài mà nó có bao nhieu thiết bị ngoại vi thì có thể có bấy nhiêu nguồn báo ngắt !!! hê hê hê
S7-200 có 3 nguồn báo ngắt chính là: ngắt bộ truyền nhập nối tiếp,ngắt timer ,và nguồn ngắt thứ 3 mà đại hằng nói là ngắt ngoài.
Nói về ngắt ngoài thì PLC S7-200 có một số chân Input được sử dụng vừa là IO và vừa là ngắt ngoài.Tùy thuộc khi nào DH mua con PLC nào thì trong tài liệu nhà sản xuất sẽ cung cấp cho bạn.Cơ chế xử lý ngắt thì mọi CPU là như nhau he he he !!!

[vutricongbka]

Giao diện mạng của PLC

Phần này chắc không có trong quyển của cô minh (tặng DH nhé) he he he !!!
Tớ đọc bên Dienandientu thấy có người muốn tìm hiểu về mạng của PLC ...
He he he !!! PLC được các nhà sản xuất cung cấp và bao giờ cũng tích hợp các giao diện mạng .Với các nhà sản xuất nhỏ thì thông thường các giao diện mạng thường là các giao diện của các mạng công nghiệp Open (Modbus,Profibus,FF...) xong với các ông lớn như SEMENS thì ngoài việc hệ điều hành có các hàm hỗ trợ giao thức mạng chuẩn người ta còn xây dựng sẵn các giao diện truyền nhận dữ liệu riêng của bản hãng mà bạn phải dùng các công cụ đặc biệt mới khai thác được.Ví dụ S7-200 giao diện mạng có 3 chế độ : PPI,MMI và Free he he he
Viết thế là đủ chưa DH86 nếu không viết nhiều lại toàn nói sai có người chửi chết ha ha ha !!!

[www9van]

Máy tính giám sát SCADA/HMI

Thiết bị HMI chuyên dụng
- Operator Pannel (OP), Touch Pannel (TP)
– Thiết kế gọn, độ bền công nghiệp cao, giá thành cao
– Riêng cho một họ PLC (giao thức độc quyền) hoặc cho nhiều họ PLC (giao thức mở)
– Phần mềm cơ sở cài đặt sẵn
– Phát triển ứng dụng HMI với PC + phần mềm công cụ phát triển cung cấp kèm theo
PC phổ thông, PC công nghiệp:
–Phát triển ứng dụng với một công cụ SCADA/HMI độc lập
–Có thể thực hiện thêm các chức năng quản lý dữ liệu, điều khiển cao cấp,...
–Kết hợp với PLC để xây dựng một hệ lớn