Hướng Dẫn Lập Trình PLC Điều Khiển Băng Tải Tự Động

Hiện nay, với sự phát triển không ngừng của AI việc áp dụng hệ thống điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin. Do đó sử dụng PLC một cách hiệu quả nhằm góp phần vào sự nghiệp phát triển tự động nói chung và băng tải nói riêng. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, PLC, vi mạch số… được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lý chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước.

PLC là gì?

PLC (viết tắt của Programmable Logic Controller) là thiết bị cho phép điều khiển hệ thống thông qua lập trình các thuật toán logic . Bộ lập trình PLC nhận dữ liệu bên ngoài thông qua ngõ vào (input) và thực hiện hoạt động thông qua ngõ ra (output). PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Toàn bộ chương trình điều khiển đó đều được lưu vào bộ nhớ của PLC. Người gười sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (còn gọi là ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các tác động trễ như thời gian định kỳ. Trong thực tế, PLC còn được dùng để thay thế các mạch relay.

Thành phần chính của PLC gồm có: Một bộ nhớ RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM); Các Modul vào/ra; Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC. Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tay hoặc máy tính.

Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay thì 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. Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hoặc State Logic, tuy nhiên, mỗi hãng sản xuất sẽ có các ngôn ngữ lập trình khác nhau.

PLC hoạt động như thế nào?

Bộ điều khiển trung tâm CPU thực hiện điều khiển toàn bộ hoạt động của bộ PLC. Tốc độ xử lý của CPU quyết định đến tốc độ điều khiển của PLC. Chương trình được lưu trữ trên RAM. Pin dự phòng được tích hợp trên PLC giúp chương trình không bị mất khi có sự cố về điện. CPU thực hiện quét chương trình và thực hiện các lệnh theo thứ tự.

PLC nhận thông tin từ các cảm biến được kết nối hoặc thiết bị đầu vào, xử lý dữ liệu và kích hoạt đầu ra dựa trên các tham số được lập trình sẵn.

Tùy thuộc vào đầu vào và đầu ra, PLC có thể giám sát và ghi lại dữ liệu thời gian chạy cũng như năng suất máy hoặc nhiệt độ vận hành, tự động khởi động và dừng quá trình, tạo báo động nếu máy gặp trục trặc bất kỳ. PLC là một giải pháp điều khiển linh hoạt và mạnh mẽ, có thể thích ứng với hầu hết mọi ứng dụng.

Có một vài tính năng chính khiến PLC khác với PC công nghiệp, vi điều khiển và các giải pháp điều khiển công nghiệp khác:

• I / O – CPU của PLC lưu trữ và xử lý dữ liệu chương trình, nhưng các mô-đun đầu vào và đầu ra kết nối PLC với phần còn lại của máy; các mô-đun I / O này cung cấp thông tin cho CPU và kích hoạt các kết quả cụ thể. I / O có thể là kỹ thuật số; thiết bị đầu vào có thể bao gồm cảm biến, công tắc và đồng hồ đo, trong khi đầu ra có thể bao gồm rơle, đèn, van và ổ đĩa. Người dùng có thể trộn và kết hợp I / O của PLC để có được cấu hình phù hợp cho ứng dụng của họ.
• Giao thức truyền thông – Ngoài các thiết bị đầu vào và đầu ra, PLC cũng có thể cần kết nối với các loại hệ thống khác; ví dụ, người dùng có thể muốn xuất dữ liệu ứng dụng được ghi lại bởi PLC sang hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA), theo dõi nhiều thiết bị được kết nối. PLC cung cấp một loạt các cổng và giao thức truyền thông để đảm bảo PLC có thể giao tiếp với các hệ thống khác này.
• HMI – Để tương tác với PLC trong thời gian thực, người dùng cần có HMI hoặc Giao diện người máy. Các giao diện vận hành này có thể là màn hình đơn giản, với màn hình đọc văn bản và bàn phím hoặc bảng điều khiển màn hình cảm ứng lớn tương tự như thiết bị điện tử tiêu dùng, nhưng bằng cách nào đó, chúng cho phép người dùng xem lại và nhập thông tin vào PLC theo thời gian thực.

Ưu điểm điều khiển băng tải bằng PLC

• Bộ điều khiển PLC chống nhiễu tốt, đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp.
• Đáp ứng các giải thuật phức tạp, độ chính xác cao.
• Gọn nhẹ, lắp đặt dễ dàng.
• Thay thế hoàn toàn mạch điều khiển relay thông thường, dễ dàng đáp ứng mọi yêu cầu điều khiển.
• Hỗ trợ các chuẩn mạng truyền thông công nghiệp, tạo sự kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị trong và ngoài nhà máy đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp 4.0.

Cách thức điều khiển chính của PLC

Điều khiển logic:

• Điều khiển tự động, bán tự động quy trình máy.
• Hỗ trợ bộ đếm (Couter) và bộ định thời gian (Timer).

Điều khiển đáp ứng:

• Giải thuật điều khiển PID, Logic mờ.
• Điều khiển động cơ Servo, động cơ bước.
• Điều khiển biến tần.
• Điều khiển đáp ứng nhiệt độ, áp suất, lưu lượng…

Mạng truyền thông:

• Kết nối nhiều bộ điều khiển PLC.
• Kết nối bộ điều khiển PLC và hệ thống SCADA.

Ứng dụng của PLC trong công nghiệp

Cuộc cách mạng công nghiệp hóa, hiện đại hóa và kỷ nguyên 4.0 đang đặt ra thách thức không nhỏ đối với các doanh nghiệp và nhà sản xuất. Trong dây chuyền sản xuất hiện nay, PLC không chỉ đơn thuần là thiết bị điều khiển đáp ứng về mặt logic và tốc độ mà còn về truyền thông, trao đổi thông tin dữ liệu giữa các thiết bị điều khiển để tạo nên một mạng lưới khép kín.

Dĩ nhiên, để PLC được nhiều người biết đến và tin tưởng sử dụng thì chắc chắn thiết bị này đang ngày càng được cải thiện những tính năng cũng như lợi ích nhất định. Sự phát triển của các bộ phận phần cứng, phần mềm hiện đại cùng với tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã giúp PLC có kích thước nhỏ gọn hơn và thích hợp với nhiều công việc điều khiển mạch phức tạp. Hệ thống PLC được ví như trái tim của ngành tự động hóa.

Đây là bộ phận sẽ xử lý và thu nhập thông tin từ các thiết bị cảm biến trên dây chuyền, đưa ra chỉ dẫn cho các cánh tay robot, hệ thống băng chuyền hoạt động. Ngoài ra PLC còn giúp giám sát và kiểm soát được các ứng dụng máy chủ và các thiết bị kết nối cũng như có khả năng dự đoán, thực hiện đánh giá tổng thể để đưa ra các giải pháp bảo trì và sử dụng hợp lý.

Bằng những ưu điểm như trên băng tải PLC được ứng dụng nhiều trong hệ thống truyền động băng tải như:

• Hệ thống nâng vận chuyển.
• Dây chuyền đóng gói.
• Các robot lắp giáp sản phẩm .
• Điều khiển bơm.
• Dây chuyền xử lý hoá học.
• Công nghệ sản xuất giấy .
• Dây chuyền sản xuất thuỷ tinh.
• Sản xuất xi măng.
• Công nghệ chế biến thực phẩm.
• Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn.
• Dây chuyền lắp giáp Tivi.
• Điều khiển hệ thống đèn giao thông.
• Quản lý tự động bãi đậu xe.
• Hệ thống báo động.
• Dây chuyền may công nghiệp.
• Điều khiển thang máy.
• Dây chuyền sản xuất xe ôtô.
• Sản xuất vi mạch.
• Kiểm tra quá trình sản xuất.