Tự Động Hóa

Sử dụng MODBUS trong điều khiển tự động hóa

MODBUS là một protocol phổ biến bậc nhất được sử dụng hiện nay cho nhiều mục đích. MODBUS đơn giản, rẻ, phổ biến và dễ sử dụng. Được phát minh từ thế kỉ trước (gần 30 năm trước), các nhà cung cấp thiết bị đo và thiết bị tự động hóa trong công nghiệp tiếp tục hỗ trợ MODBUS trong các sản phẩm thế hệ mới. Mặc dù các bộ phân tích, lưu lượng kế, hay PLC đời mới có giao diện kết nối không dây, Ethernet hay fieldbus, MODBUS vẫn là protocol mà các nhà cung cấp lựa chọn cho các thiết bị thế hệ cũ và mới.

Một ưu điểm khác của MODBUS là nó có thể chạy hầu như trên tất cả các phương tiện truyền thông, trong đó có cổng kết nối dây xoắn, không dây, sợi quang, Ethernet, modem điện thoại, điện thoại di động và vi sóng. Có nghĩa là, kết nối MODBUS có thể được thiết lập trong nhà máy thế hệ mới hay hiện tại khá dễ dàng. Thực ra, nâng cao ứng dụng cho MODBUS là cung cấp truyền thông số trong nhà máy đời cũ, sử dụng kết nối dây xoắn hiện nay.

Trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu cách thức hoạt động của MODBUS và xem xét một số phương pháp thông minh mà MODBUS có thể được sử dụng trong các nhà máy.

MODBUS là gì?

MODBUS do Modicon (hiện nay thuộc Schneider Electric) phát triển năm 1979, là một phương tiện truyền thông với nhiều thiết bị thông qua một cặp dây xoắn đơn. Ban đầu, nó hoạt động trên RS232, nhưng sau đó nó sử dụng cho cả RS485 để đạt tốc độ cao hơn, khoảng cách dài hơn, và mạng đa điểm (multi-drop). MODBUS đã nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn thông dụng trong ngành tự động hóa, và Modicon đã cho ra mắt công chúng như một protocol miễn phí.

Ngày nay, MODBUS-IDA (www.MODBUS.org) , tổ chức sử dụng và cung cấp MODBUS lớn nhất tiếp tục hỗ trợ protocol MODBUS trên toàn cầu.

MODBUS là một hệ thống “chủ – tớ”, “chủ” được kết nối với một hay nhiều “tớ”. “Chủ” thường là một PLC, PC, DCS, hay RTU. “Tớ” MODBUS RTU thường là các thiết bị hiện trường, tất cả được kết nối với mạng trong cấu hình multi-drop (hình1). Khi một chủ MODBUS RTU muốn có thông tin từ thiết bị, chủ sẽ gửi một thông điệp về dữ liệu cần, tóm tắt dò lỗi tới địa chỉ thiết bị. Mọi thiết bị khác trên mạng sẽ nhận thông điệp này nhưng chỉ có thiết bị nào được chỉ định mới có phản ứng.

 

Hình 1: Một mạng MODBUS RTU có một chủ, như PLC, PC, DCS và 247 thiết bị tớ được kết nối trong cấu hình multi-drop.

Các thiết bị trên mạng MODBUS không thể tạo ra kết nối; chúng chỉ có thể phản ứng. Nói cách khác, chúng “lên tiếng” chỉ khi được “nói tới”. Một số nhà sản xuất đang phát triển các thiết bị lai ghép hoạt động như các tớ MODBUS, tuy nhiên chúng cũng có “khả năng viết”, do đó làm cho chúng trở thành các thiết bị chủ ảo.

Ba phiên bản MODBUS phổ biến nhất được sử dụng ngày nay là:

– MODBUS ASCII

– MODBUS RTU

– MODBUS/TCP

Tất cả thông điệp được gửi dưới cùng một format. Sự khác nhau duy nhất giữa 3 loại MODBUS là cách thức thông điệp được mã hóa.

Với MODBUS ASCII, mọi thông điệp được mã hóa bằng hexadeci-mal, sử dụng đặc tính ASCII 4 bit. Đối với mỗi một byte thông tin, cần có 2 byte truyền thông, gấp đôi so với MODBUS RTU hay MODBUS/TCP.

Tuy nhiên, MODBUS ASC II chậm nhất trong số 3 loại protocol, nhưng lại thích hợp khi modem điện thoại hay kết nối sử dụng sóng radio do ASC II sử dụng các tính năng phân định thông điệp. Do tính năng phân định này, mọi rắc rối trong phương tiện truyền dẫn sẽ không làm thiết bị nhận dịch sai thông tin. Điều này quan trọng khi đề cập đến các modem chậm, điện thoại di động, kết nối ồn hay các phương tiện truyền thông khó tính khác.

Đối với MODBUS RTU, dữ liệu được mã hóa theo hệ nhị phân, và chỉ cần một byte truyền thông cho một byte dữ liệu. Đây là thiết bị lí tưởng đối với RS 232 hay mạng RS485 đa điểm, tốc độ từ 1200 đến 115 baud. Tốc độ phổ biến nhất là 9600 đến 19200 baud. MODBUS RTU là protocol công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhất, do đó hầu như trong bài viết này chỉ tập trung đề cập đến cơ sở và ứng dụng của nó.

MODBUS/TCP đơn giản là MODBUS qua Ethernet. Thay vì sử dụng thiết bị này cho việc kết nối với các thiết bị tớ, do đó các địa chỉ IP được sử dụng. Với MODBUS/TCP, dữ liệu MODBUS được tóm lược đơn giản trong một gói TCP/IP. Do đó, bất cứ mạng Ethernet hỗ trợ MODBUS/ IP sẽ ngay lập tức hỗ trợ MODBUS/TCP. Phiên bản MODBUS này sẽ được đề cập chi tiết trong bài viết lần sau với tiêu đề “MODBUS qua Ethernet”.

Nguyên tắc hoạt động của MODBUS RTU

Để kết nối với thiết bị tớ, chủ sẽ gửi một thông điệp có:

– Địa chỉ thiết bị

– Mã chức năng

– Dữ liệu

– Kiểm tra lỗi

Địa chỉ thiết bị là một con số từ 0 đến 247. Thông điệp được gửi tới địa chỉ 0 (truyền thông điệp) có thể dược tất cả các tớ chấp nhận, nhưng các con số từ 1-247 là các địa chỉ của các thiết bị cụ thể. Với ngoại lệ của việc truyền thông điệp, một thiết bị tớ luôn phản ứng với một thông điệp MODBUS do đó chủ sẽ biết rằng thông điệp đã được nhận.

Yêu cầu

Mã chức năng

01

Đọc cuộn cảm

02

Đọc đầu ra rời rạc

03

Đọc bộ ghi phần

04

Đọc bộ ghi đầu vào

05

Viết cuộn cảm đơn

06

Viết bộ ghi đơn

07

Đọc trạng thái ngoại lệ

08

Chẩn đoán

 

xx

255 mã chức năng, phụ thuộc vào thiết bị

Bảng các mã chức năng

Mã chức năng xác định yêu cầu thiết bị tớ thực hiện hoạt động như đọc dữ liệu, chấp nhận dữ liệu, thông báo trạng thái vv.

Mã chức năng là từ 1 – 255. Một số mã chức năng còn có các mã chức năng phụ.

Dữ liệu xác định địa chỉ trong bộ nhớ thiết bị hay chứa các giá trị dữ liệu được viết trong bộ nhớ thiết bị, hay chứa các thông tin cần thiết khác mang chức năng như yêu cầu.

Kiểm tra lỗi là một giá trị bằng số 16 bit biểu diễn kiểm tra dự phòng tuần hoàn (CRC). CRC được thiết bị chủ tạo ra và thiết bị tiếp nhận kiểm tra. Nếu giá trị CRC không thỏa mãn, thiết bị đòi hỏi truyền lại thông điệp này.

Khi thiết bị tớ thực hiện các chức năng theo yêu cầu, nó sẽ gửi thông điệp cho chủ. Thông điệp chứa địa chỉ của tớ và mã chức năng, dữ liệu theo yêu cầu, và một giá trị kiểm tra lỗi.

Bản đồ bộ nhớ MOSBOUS

Mỗi thiết bị MODBUS có bộ nhớ chứa dữ liệu quá trình. Thông số kỹ thuật của MODBUS chỉ ra cách dữ liệu được gọi ra như thế nào, loại dữ liệu nào có thể được gọi ra. Tuy nhiên, không đặt ra giới hạn về cách thức và vị trí mà nhà cung cấp đặt dữ liệu trong bộ nhớ. Dưới đây là ví dụ về cách thức mà nhà cung cấp đặt các loại dữ liệu biến thiên quá trình hợp lí.

Các đầu vào và cuộn cảm rời rạc có giá trị 1 bit, mỗi một thiết bị lại có một địa chỉ cụ thể. Các đầu vào analog (bộ ghi đầu vào) được lưu trong bộ ghi 16 bit. Bằng cách sử dụng 2 bộ ghi này, MODBUS có thể hỗ trợ format điểm floating (nổi) IEEE 32 bit. Bộ ghi Holding cũng sử dụng các bộ ghi bên trong 16 bit hỗ trợ điểm floating.

Địa chỉ

Loại

Tên

1 – 9999

Đọc hoặc viết

Cuộn cảm

10001 – 19999

Chỉ đọc

Đầu vào rời rạc

30001 – 39999

Chỉ đọc

Bộ ghi đầu vào

40001 – 49999

Đọc hoặc viết

Bộ ghi Holding

Bảng hướng dẫn xử dụng của hầu hết các thiết bị tương thích MODBUS như bộ truyền nhiệt TMZ của Moore Industries, công bố địa chỉ của các chỉ số biến thiên quan trọng trong bộ nhớ MODBUS. Địa chỉ TMZ tuân theo các thông số kỹ thuật của MODBUS.

Dữ liệu trong bộ nhớ được xác định trong thông số kỹ thuật MODBUS. Giả sử rằng nhà cung cấp tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật MODBUS (không phải tất cả), mọi dữ liệu có thể được truy cập dễ dàng bởi chủ, thiết bị tuân theo các thông số kỹ thuật. trong nhiều trường hợp, nhà cung cấp thiết bị công bố vị trí của bộ nhớ, tao điều kiện cho nhân viên lập trình dễ dàng để kết nối với thiết bị tớ.

Đọc và viết dữ liệu

MODBUS có tới 255 mã chức năng, nhưng 1 (cuộn cảm đọc), 2 (đầu vào rời rạc đọc), 3 (bộ ghi Holding đọc), và 4 (bộ ghi đầu vào đọc) là các chức năng đọc được sử dụng phổ biến nhất để thu thập dữ liệu từ các thiết bị tớ. Thí dụ, để đọc 3 từ 16 bit dữ liệu analog từ bản đồ bộ nhớ của thiết bị 5, chủ sẽ gửi một yêu cầu như sau:

5 04 2 3 CRC

Trong đó, 5 là địa chỉ thiết bị, 4 đọc bộ ghi đầu vào, 2 là địa chỉ khởi đầu (địa chỉ 30,002). 3 có nghĩa là để đọc 3 giá trị dữ liệu kề nhau xuất phát từ đại chỉ 30,002, và CRC là giá trị kiểm tra lỗi thông điệp này. Thiết bị tớ, ngoài việc nhận dữ liệu này, sẽ gửi lại một trả lời như sau:

5 04 aa bb cc CRC

Kết nối dây “home run” so với MODBUS

Hình 2: Kết nối dây “home run” so với MODBUS

Trong hầu hết các nhà máy, các thiết bị đo hiện trường kết nối với hệ thống điều khiển với từng cặp dây xoắn “home run” (dưới). Khi các công cụ đo được kết nối dây với hệ thống I/O phân tán như NCS của Moore Industries (giữa), có nhiều thiết bị sẽ được bổ sung, nhưng chỉ có một cặp dây xoắn đơn cần để truyền tất cả dữ liệu.

MODBUS là một protocol phổ biến bậc nhất được sử dụng hiện nay cho nhiều mục đích. MODBUS đơn giản, rẻ, phổ biến và dễ sử dụng. Được phát minh từ thế kỉ trước (gần 30 năm trước), các nhà cung cấp thiết bị đo và thiết bị tự động hóa trong công nghiệp tiếp tục hỗ trợ MODBUS trong các sản phẩm thế hệ mới.

TP.HCM sắp có chuyên gia về robot, tự động hóa

Tổ chức Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA) tài trợ 100 triệu Yên không hoàn lại; để đào tạo và phát triển đội ngũ chuyên gia về hệ thống robot và tự động hóa (TĐH) cho TP.HCM nói riêng các doanh nghiệp Việt Nam nói chung.

Trung tâm đào tạo SHTP

Đào tạo chuyên gia robot.

Trung tâm đào tạo Khu Công nghệ cao TP.HCM (SHTP) vừa đưa vào hoạt động xưởng thực hành TĐH từ nguồn vốn do JICA tài trợ nêu trên. Xưởng gồm có 4 hệ thống thực hành cơ điện tử và TĐH và 4 robot công nghiệp với nguồn vốn đầu tư gần 41 triệu Yên.

Thông qua nhà xưởng này, Công ty Cổ phần Toyooka (Nhật Bản) – đơn vị triển khai dự án tài trợ của JICA – sẽ triển khai đào tạo cho đội ngũ giảng viên của Trung tâm đào tạo SHTP; để đội ngũ này trở thành các chuyên gia đào tạo về cơ điện tử và robot tự động hóa trong tương lai ở Việt Nam.

Sau đó cùng trung tâm xây dựng và chuyển giao các chương trình đào tạo, tiến hành khảo sát các doanh nghiệp về nhu cầu đào tạo nhân lực và chuyển giao công nghệ robot tự động hóa để từ đó đề xuất giải pháp nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả hoạt động cho các doanh nghiệp, tổ chức đào tạo cho đội ngũ lao động của các doanh nghiệp về lĩnh vực cơ điện tử và robot tự động hóa.

Theo ông Lê Hoài Quốc, trưởng ban quản lý SHTP, dự án này có những mục tiêu như: đào tạo chuyên gia về hệ thống robot và tự động hóa tại trung tâm đào tạo SHTP; khảo sát nhu cầu và năng lực sử dụng các hệ thống robot và tự động hóa trong các doanh nghiệp đang hoạt động trong SHTP, TP.HCM và các tỉnh lân cận. Ngoài ra, dự án này còn là cơ sở để chuyển giao công nghệ tiên tiến của Nhật Bản về lĩnh vực robot và tự động hóa cho các doanh nghiệp và các cơ sở nghiên cứu của Việt Nam trong tương lai.

“Mục tiêu của dự án này cũng là một trong những nhiệm vụ trọng điểm của SHTP về đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao để cung cấp và đáp ứng nhu cầu cấp thiết của các doanh nghiệp đang hoạt động trong lĩnh vực công nghệ cao ở trong SHTP cũng như các doanh nghiệp trên địa bàn TP.HCM và các tỉnh lân cận”, ông Quốc nhấn mạnh.

TP.HCM sẽ có trung tâm công nghệ robot?

Theo ông Sakai Toshifumi, trưởng đại diện phía Nam của JICA Nhật Bản, một đất nước muốn hướng tới đạt được công nghiệp hóa, để chuyển hoán từ công nghiệp gia công hình thức tập trung lao động thì việc du nhập và phổ biến công nghệ chế tạo, gia công có độ tinh xảo cao là “điều không thể tránh được”.

“Nếu dự án có thể dùng các loại robot này để giới thiệu và phổ biến được công nghệ chế tạo, gia công độ tinh xảo cao tại Việt Nam, chúng tôi kỳ vọng việc chuyển hoán từ công nghiệp gia công tập trung lao động sang công nghiệp chế tạo sản phẩm công nghiệp có giá trị gia tăng sẽ có bước tiến lớn”, ông Sakai Toshifumi nhận định.

Các thiết bị tại trung tâm đào tạo SHTP

Ông Lê Hoài Quốc cho biết: “Thành công của dự án sẽ là tiền đề quan trọng để SHTP tiến đến thành lập một trung tâm đào tạo Việt – Nhật về công nghệ robot tự động hóa cho TP.HCM nói riêng và Việt Nam nói chung trong tương lai”.Theo ghi nhận của chúng tôi, dự án là bước đầu trong chiến lược hợp tác lâu dài giữa SHTP với các đối tác có uy tín của Nhật Bản nhằm đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực chất lượng cao của các doanh nghiệp đang hoạt động trong lĩnh vực công nghệ cao tại TP.HCM và các tỉnh thành lân cận.

Ông Sakai Toshifumi cho biết thêm: “Việt Nam hiện đang có tổng cộng khoảng 80 dự án ODA của doanh nghiệp Nhật Bản, đây cũng là con số lớn nhất so với các nước khác trên thế giới. Điều đó thể hiện các doanh nghiệp Nhật Bản rất chú ý đến tính tăng trưởng tiềm năng, khả năng phát triển của Việt Nam.

JICA hy vọng nhờ các hoạt động liên tục này của các doanh nghiệp Nhật Bản sẽ không chỉ giúp Việt Nam giải quyết được các vấn đề kinh tế xã hội mà còn tạo ra hiệu quả kinh tế giúp gia tăng việc tuyển dụng lao động địa phương và xúc tiến trao đổi kỹ thuật”.

Nguồn: nhipsongso.tuoitre.vn

TP.HCM sắp có chuyên gia về robot, tự động hóa. Các trang thiết bị đều được phía tổ chức Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA) hỗ trợ.

Với sự phát triển của thời buổi công nghệ thì các ứng dụng tự động hóa ngày càng được đưa nhiều vào cuộc sống để hỗ trợ cho con người xử lý công việc một cách nhanh chóng. Những phát minh ưu việc có thể dễ dàng thấy nhất là trong ngành công nghiệp, và các sản phẩm smarthome đã và đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới.

Tự động hóa là gì

Theo một cách nào đó ta có thể hiểu, tự động hóa hay nhiều người còn gọi là điều khiển tự động chính là việc sử dụng nhiều hệ thống điều khiển cho các thiết bị hoạt động như máy móc, lò xử lí nhiệt, máy bay,… Một số quy trình được hoàn toàn tự động. Hiểu đơn giản hơn, tự động hóa chính là việc làm cho các thiết bị, công cụ có khả năng tự hoạt động mà không có sự điều khiển, tác động trực tiếp của con người.

Nói về mặt từ ngữ, “tự động” chính là một hệ thống, bộ phận máy móc, thiết bị, dụng cụ nào đó có khả năng tự hoạt động mà không cần có sự điều khiển trực tiếp của con người. “Hóa” ở đây nghĩa là biến hóa làm thay đổi một hệ thống/ bộ phận máy móc, thiết bị, công cụ, dụng cụ nào đấy

Kỹ sư bây giờ có thể có điều khiển số trên thiết bị tự động, kết quả là một phạm vi mở rộng nhanh chóng của các ứng dụng và các hoạt động của con người. Công nghệ máy tính hỗ trợ (hoặc CAx) bây giờ là cơ sở cho các công cụ toán học và tổ chức sử dụng để tạo ra các hệ thống phức tạp.

Hiện nay công nghệ tự động hóa tuy đã rất phát triển nhưng không thể để tự động hóa tất cả các nhiệm vụ mong muốn.

Những vấn đề thú vị xung quanh tự động hóa

Ưu điểm:

  • Tự động hóa góp phần vô cùng lớn trong việc tăng năng suất, thông lượng.
  • Cải thiện chất lượng, tăng khả năng dự báo về chất lượng.
  • Cải thiện quy trình sản phẩm dẫn đến thống nhất quy trình, tăng tính nhất quán của đầu ra.
  • Giảm chi phí nhân công trực tiếp và chi phí nhân lực.

Khó khăn khi tiến hành tự động hóa hiện nay

  • Một hệ thống tự động hóa có thể có một mức giới hạn của trí thông minh, và vì thế dễ bị phạm lỗi bên ngoài phạm vi. Việc này dẫn đến các mối đe dọa an ninh.
  • Vận hành phức tạp, đòi hỏi có chuyên môn và am hiểu sâu rộng về các thiết bị. Từ việc lắp đặt, lập trình hay cài các thông số của hệ thống đều cần những chuyên gia thực hiện mới có thể đảm bảo được sự chính xác, an toàn. Bảo trì hay sửa chữa cũng cần phải được tiến hành cẩn thận. Bên cạnh đó thì cũng có những thiết bị sử dụng rất dễ dàng, đơn giản.
  • Các nghiên cứu và phát triển chi phí của tự động hoá một quá trình có thể vượt quá chi phí tiết kiệm bằng cách tự động hóa bản thân.
  • Chi phí ban đầu cao: Việc tự động hóa của một sản phẩm hoặc thực vật thường đòi hỏi một sự đầu tư ban đầu rất lớn so với chi phí đơn vị sản phẩm, mặc dù chi phí tự động hóa có thể được lan truyền trong nhiều sản phẩm và thời gian.

Không thể phủ nhận tự động hóa đã và đang đóng một phần quan trọng trong đời sống con người hiện nay. Với sự phát triển của xã hội như hiện tại thì trong tương lai tự động hóa sẽ đóng vai trò chủ đạo trong mọi lĩnh vực trong cuộc sống.

Ứng dụng thiết bị điều khiển tự động hóa đang trở thành xu hướng mới trong việc sản xuất nhất là trong các ngành công nghiệp khi mà việc đòi hỏi chính xác cao luôn đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên thì việc áp dụng công nghệ này cũng mang đến những nhược điểm và ưu điểm riêng. Dưới đây là những nhận định được chúng tôi ghi nhận được về điều này.

Ưu nhược điểm của thiết bị điều khiển tự động hóa

Với mỗi ngành sản xuất khác nhau thì ngoài thị trường bạn sẽ dễ dàng nhận thấy được những thiết bị chuyên biệt cho từng ngành. Trong hệ thống điện khi sử dụng những thiết bị điều khiển tự động thường giúp cho việc máy móc hoạt động ổn định và nâng cao được năng suất.

Nhắc tới việc ứng dụng thiết bị điện tự động hóa có lẽ chúng ta thường nghĩ tới những hệ thống máy móc, dây chuyền sản xuất tự động hay những thiết bị có cấu tạo phức tạp, tinh vi, đòi hỏi chuyên môn cao. Điều này là hoàn toàn đúng tuy nhiên bên cạnh những thiết bị phức tạp thì cũng có những loại có cấu tạo đơn giản, rất nhỏ gọn và dễ sử dụng nhưng có khả năng mang lại lợi ích to lớn cho quá trình làm việc của chúng ta.

Sử dụng thiết bị tự động có những ưu điểm nổi bật như:

  • Nâng cao năng suất, hiệu quả hoạt động của máy móc.
  • Đảm bảo được sự chính xác cao.
  • Chất lượng sản phẩm đúng theo tiêu chuẩn và đồng đều.
  • Giảm chi phí rất lớn bao gồm cả chi phí về nhiên liệu, năng lượng, chi phí về thời gian, chi phí về nhân công.
  • Có khả năng thay thế cho con người làm việc ở những môi trường nguy hiểm hay có chất độc hại, những nơi mà con người không đặt chân lên được.
  • Hiện đại hóa quá trình sản xuất cũng như cuộc sống của con người bằng nhiều loại máy móc, công cụ tiện ích.

Bên cạnh đó cũng có một số khó khăn khi áp dụng thiết bị điện tự động như:

  • Mức chi phí khá cao: đối với những hệ thống điều khiển tự động chẳng hạn PLC hay biến tần thì mức giá bán của thiết bị tương đối cao nên không phải doanh nghiệp nào cũng có đủ nguồn vốn đầu tư.
  • Vận hành phức tạp, đòi hỏi có chuyên môn và am hiểu sâu rộng về các thiết bị tự điều khiển. Từ việc lắp đặt, lập trình hay cài các thông số của hệ thống đều cần những chuyên gia thực hiện mới có thể đảm bảo được sự chính xác, an toàn. Bảo trì hay sửa chữa cũng cần phải được tiến hành cẩn thận. Bên cạnh đó thì cũng có những thiết bị sử dụng rất dễ dàng, đơn giản.
  • Đối với những lĩnh vực có yêu cầu bảo mật và an ninh cao thì sử dụng tự động hóa đôi khi có thể gây mất an toàn nếu bị xâm nhập vào.

Mặc dù vậy thì các thiết bị tự động hóa vẫn mang lại lợi ích to lớn trong sự phát triển của các hoạt động kinh tế. Ngày nay chúng được ứng dụng phổ biến, trở thành công cụ không thể thiếu. Nếu bạn chưa sử dụng thì hãy tìm hiểu và dùng để có được hiệu quả cao hơn, giảm được chi phí đáng kể.

So với những nhược điểm thì ưu điểm của các thiết bị điện tự động hóa khá lớn giúp các thiết bị này vẫn chiếm được lòng người sử dụng trong quá trình vận hành hệ thống sản xuất. Ngoài ra đối với hệ thống điện các thiết bị này còn có vai trò đảm nhận bảo vệ các thiết bị khác cực kì quan trọng khi có sự cố điện xảy ra.

Tiếp tục chuyên mục điện của chúng tôi hôm nay sẽ là bài tìm hiểu thiết bị PLC là gì và thiết bị này có ứng dụng như thế nào đối với ngành tự động hóa hiện nay. So với những thiết bị khác thì PLC có những ưu và nhược điểm gì gì nổi bật.

Thiết bị PLC là gì ?

PLC là thiết bị điều khiển lập trình được nó cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. PLC Có tên tiếng Anh là: Programmable Logic Controller, người ta lấy các chữ cái đầu trong tên tiếng anh ghép lại với nhau tạo thành từ viết tắt PLC. Và từ đó trở nên rất thân quen với mọi người trong ngành điện tự động hoá.

Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện các trình tự các yêu cầu từ đơn giản đến phức tạp. Các yêu cầu này được đưa tín hiệu đầu vào PLC (có hai loại đầu vào là digital hoặc analog) tuỳ thuộc vào nhu cầu thuật toán cũng như nhu cầu của người sử dụng. PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu vào và đầu ra. Khi có tín hiệu ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi tuỳ theo người lập trình. Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Schneider, Mitsubishi, Delta, LS, Allen-Bradley, Omron, Honeywell…

Ưu, nhược điểm của PLC hiện nay như sau:

  • Nó có ngôn ngữ lập trình dễ học, người dùng có thể Lập trình dễ dàng
  • PLC hiện nay được chế tạo và cải tiến Gọn nhẹ để người dùng có thể dễ dàng bảo quản và sửa chữa.
  • Các PLC đời mới hiện nay có các dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp nhiều đầu In và Out.
  • PLC hiện nay được cải tiến qua nhiều năm nên có thể hoàn toàn tin cậy trong môi trường tủ bảng điện công nghiệp.
  • Giao tiếp được với các thiết bị điện thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các môi Modul mở rộng đáp ứng được cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.  Do có sử cải tiến nhỉ gọn nên giá bán của PLC rất tốt để có cơ hội cho các doanh nghiệp nhỏ có thể tiếp cận một cách dễ dàng.

Nguyên lý hoạt động của PLC:

Khi có các tín hiệu đưa về vào các cổng Input. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục chạy theo chương trình vòng lặp do người dùng lập trình sẵn và chờ các tín hiệu xuất hiện ở ngõ vào và xuất ra các tín hiệu ở ngõ ra.

Cấu trúc của PLC

  • Tất cả các PLC đều có thành phần chính là một bộ nhớ chương trình RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM). Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC. Các Modul vào /ra.
  • Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC.
  • Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng Mạng, RS232, RS422, RS485…

Ứng dụng trong ngành tự động hóa

Bộ lập trình PLC được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực tủ bảng điện tự động hoá, phục vụ cho nhiều ngành, nhiều loại máy móc như: Cấp nước, xử lú nước thải, giám sát năng lượng, giám sát hệ thống điện, máy đóng gói, máy đánh sợi, máy se chỉ, máy chế biến thực phẩm, máy cắt tốc độ cao, hệ thống phân bổ giám sát trong dây chuyền…

Sau bài viết này hi vọng rằng bạn đã có thể tích lũy cho mình được những kiến thức bổ ích hiểu được PLC là gì cũng nhu những ứng dụng của nó. Nếu có thắc mắc hay yêu cầu cần giải đáp vui lòng liên hệ hoặc để lại b với chúng tôi

Xuân 2020