Một tuần làm việc vừa qua của các bạn thế nào? Không cần phải nói, chắc chắn là rất tốt rồi phải không (^.*) ? Còn riêng với Elecautolife.blogspot.com thì tuần vừa qua là một tuần làm việc hăng say, hơi vất vả một xíu nhưng tràn đầy niềm vui vì ... Elecautolife.blogspot.com sắp được chia sẻ thành quả lao động đó đến các bạn đọc giả thân mến của mình! Và sẽ vui hơn nữa nếu những chia sẻ của Elecautolife.blogspot.com thật sự hữu ích cho các bạn :)
Haha. Không lôi thôi tám chuyện nữa quay trở lại chủ đề ngày hôm nay thôi. Bài hôm nay mình sẽ cùng nhau nói đến vấn đề "Tổng quan về PLC Omron", mình sẽ điểm qua tổng quan nội dung để các bạn cùng theo dõi nhé.
Bài 1: TỔNG QUAN VỀ PLC OMRON
- Mục 1: Khái niệm chính xác và đơn giản nhất về PLC.
- Mục 2: Sơ lược về các dòng PLC Omron về tính năng và phạm vi sử dụng của mỗi dòng.
- Mục 3: Định nghĩa, giải thích rõ hơn một số từ ngữ chuyên ngành.
- Mục 4: Các tiêu chuẩn về điều kiện làm việc và điều kiện lắp đặt.
Mục 1: Khái niệm chính xác và đơn giản nhất về PLC
PLC là viết tắt của: Programmable Logic Controller: với tên gọi tiếng Việt là " Bộ điều khiển lập trình". PLC là một dạng tích hợp của các mạch điện tử và vi xử lý được sử dụng để điều khiển các thiết bị, hệ thống làm việc một cách có quy luật và quy luật đó là do người dùng (người lập trình) quy định thông qua việc lập trình cho PLC.
Một hệ thống chỉ có PLC sẽ không thể hoạt động được, hệ thống muốn hoạt động phải đảm bảo đủ 3 yếu tố sau:
Truy cập link sau nếu hình ảnh bị mờ hay không mở được https://goo.gl/aLGsg7
- Khối này bao gồm các thiết bị ngoại vi có vai trò phát hiện thông tin bên ngoài và gửi đến cho PLC
- Khối này bao gồm các nhóm thiết bị như: Sensors (Cảm biến), Switches (Công tắc nút nhấn), Encoder (bộ mã hóa) ....
- Khối này được kết nối với PLC thông qua các domino Input (chân kết nối dầu vào)
+ Logic: Khối xử lý tín hiệu và điều khiển
- Khối này bao gồm PLC + chương trình do người lập trình viết có vài trò điều khiển hệ thống hoạt động tuân theo một quy luật nhất đinh.
- Khối này liên kết với Output thông qua các domino Output (chân kết nối đầu ra)
+ Output: Khối cơ cấu chấp hành đầu ra.
- Khối này bao gồm các thiết bị ngoại vi có vai trò vận hành theo quy luật đã định trước của khối Logic
- Khối này bao gồm các nhóm thiết bị như: Relay (Rơ - le), Contactor (CB),
Solenoid Valve (Van điện từ) , Step motor (Động cơ bước), lamp (Đèn), Buzzer...
- Vận hành của khối này chính là vận hành của hệ thống tự động mong muốn.
Lấy một ví dụ đơn giản và dễ hiểu như sau:
Giả sử bạn muốn tay phải cầm trái táo lên và cắm 1 miếng, ta xem xét dưới góc độ một hệ thống điều khiển tự động như trên thì:
+ Khối tín hiệu đầu vào (Input): Mắt, da.
- Mắt có nhiệm vụ nhìn và xác định trái táo ở đâu.
- Da có nhiệm vụ cảm nhận + xác định: tay bạn đã chạm vào trái táo chưa? Môi bạn đã chạm vào trái táo chưa?
- Các thông tin từ mắt và da sẽ được chuyển đến Khối Logic
+ Khối xử lý tín hiệu và điều khiển (Logic): Não
- Não nhận tín hiệu từ mắt và ra 2 tín hiều: "Tín hiệu điều khiển di chuyển vị trí của tay" + "tín hiệu điều khiển hoạt động của miệng"
- Tín hiệu điều khiển sẽ được chuyển đến khối Output.
+ Khối cơ cấu chấp hành đầu ra (Output): Tay phải và miệng.
- Tay và miệng nhận tín hiệu điều khiển của não sẽ thực hiện theo.
- Kết quả là tay phải cầm trái táo đưa lên miếng cắn 1 miếng
Vậy "Não" ở đây đóng vai trò như "PLC" còn "Suy nghĩ, tư duy còn người" sẽ tương tự như "Code" được lập trình bởi lập trình viên
Để dễ nhớ và dễ hình dung, mình mô tả một hệ thống PLC cơ bản như hình sau
Truy cập link sau nếu hình ảnh bị mờ hay không mở được: https://goo.gl/Kz7rhh
Có thể phân chia tín hiệu, dữ liệu làm việc với PLC thành 3 loại sau:
Khối đầu vào (Input) Khối đầu ra (Output)
Loại 1: Tín hiệu số On/Off: Tín hiệu đến từ sensors, switches Tín hiệu gửi đến đèn, còi Relay, CB, led hiển thị.
Loại 2: Tín hiệu xung Tín hiệu đến từ Encoder Tín hiệu gửi đến Step motor Servo motor.
Loại 3: Tín hiệu Analog Tín hiệu đến từ Analog Sensors Inverters
Truy cập link sau nếu hình ảnh bị mờ hay không mở được: https://goo.gl/wa6v3o
Mục 2: Sơ lược về các dòng PLC omron về chức năng và phạm vi sử dụng
Về tổng quan, Omron chia các dòng sản phẩm PLC của mình thành 3 nhóm với các tính năng và phạm vi ứng dụng như hình sau:
Truy cập link sau nếu hình ảnh bị mờ hay không mở được: https://goo.gl/4oixGh
Nhóm #1: Modular PLCs: Nhóm này cho phép nâng cấp lên đến 2560 kênh vào ra, dung lượng bộ nhớ lớn lên đến 60K ~ 400K step. Nhóm này đại diện là họ PLC CJ2. Nhóm này thích hợp cho các ứng dụng với quy mô vừa như điều khiển một xưởng sản xuất vừa và nhỏ hay một dây chuyền sản xuất (Production line)
Nhóm #2: Rack PLCs: Nhóm này cho phép nâng cấp lên đến 5120 kênh vào ra, dung lượng bộ nhớ lớn lên đến 250K step. Nhóm này đại diện là họ PLC CS1. Nhóm này thích hợp với các ứng dụng quy mô rất lớn như điều khiển cả một hệ thống sản xuất tự động của một doanh nghiệp có quy mô.
Nhóm #3: Compact PLCs: nhóm này có khoảng từ 180 ~ 320 kênh vào ra, dung lượng bộ nhớ tương đối nhỏ, chỉ vào khoảng 2K ~ 20K step. Đại diện nhóm là họ PLC CP1. Nhóm này thích hợp cho các ứng dụng quy mô nhỏ, nhóm đổi tượng học sinh - sinh viên và các kỹ sư không chuyên.
Trong serial bài viết này, Elecautolife.blogspot.com sẽ tập trung chia sẻ cùng các đọc giả trong Nhóm #3 Compact PLCs, vì tính đơn giản, giá thành tương đối mềm mỏng (dễ đầu tư nghiên cứu) và phù hợp với yêu cầu của một "Người lập trình viên không chuyên". Tuy nhiên, với anh em nào có hứng thú với hai nhóm PLC #1, #2 Elecautolife.blogspot.com xin được phép chia sẻ tài liệu tổng quan để anh/em tham khảo thêm. Nếu có thắc mắc, có thể để lại câu hỏi trong phần Comment, Elecautolife.blogspot.com sẽ Inbox để trao đổi thêm :)
Tài liệu tham khảo Nhóm #1 Modular PLCs : https://goo.gl/Rk6uUE
Tài liệu tham khảo Nhóm #2 Rack PLCs : https://goo.gl/q2gXiu
Mục 3: Định nghĩa, giải thích rõ hơn một số từ chuyên ngành
I/O Refresh: Tạm dịch là "Làm mới giá trị IO"
Thông số này sẽ được hiểu như sau: Với PLC, trong một chu kỳ làm việc PLC sẽ lần lượt thực hiện từng lệnh từng lệnh một theo "Code" của người lập trình. Trong quá trình thực hiện lệnh, PLC không lấy trực tiếp giá trị từ I/O phần cứng mà tham chiếu giá trị I/O đó trong các vùng nhớ nội lưu trong PLC. Sau khi các lệnh được thực hiện, PLC sẽ cập nhật mới toàn bộ giá trị I/O trong các vùng nhớ nội theo giá trị I/O phần cứng hiện tại.
Toàn bộ quá trình cập nhật mới I/O nội = I/O phần cứng gọi là "I/O Refresh". "I/O Refresh" càng ngắn thì PLC xử lý càng nhanh và chính xác.
Truy cập link sau nếu hình ảnh bị mờ hay không mở được: https://goo.gl/foZxn2
Mình lấy một ví dụ cho dễ hiểu như sau:
Bạn là sinh viên đi học và nhận được "Viện trợ" từ phụ huynh vào mừng 01 mỗi tháng. Để chi tiêu sao cho hợp lý bạn phải có kể hoạch cho khoản tiền "Viện trợ" nhận được như trả tiền phòng, điện nước, ăn uống, mặc, đi lại, học phí, giải trí..... Nếu xem đây như một hệ thống điều khiển tự động thì:
Chu kỳ làm việc là : 1 tháng
Tín hiệu I/O phần cứng xuất hiện : Ngày 01 hàng tháng
Giá trị I/O nội là : Tổng số tiền "Viện trợ" + Số tiền còn dư các tháng trước
Các lệnh "code" lập trình là : tính toán các phí cần chi trả.
Bây giờ giả sử vào ngày 02 hàng tháng, bạn bắt đầu ngồi tính phí thì một lẽ đương nhiên là không có tín hiệu I/O phần cứng rồi. Tuy nhiên bạn không lấy giá trị I/O phần cứng mà sẽ lấy giá trị I/O nội để tính toán. Cuối 1 chu kì làm việc (hết 1 tháng) bạn sẽ tự động cập nhật lại giá trị IO nội cho các lần tính toán sau.
Vậy giá trị I/O phần cứng không đổi (ví dụ mỗi lần gửi là 5.000.000) nhưng thời gian cho một chu kỳ cập nhật giảm xuống (ví dụ 10 ngày gửi 1 lần thay vì 1 tháng mới gửi như trước) chắc chắn hệ thống sẽ xử lý nhanh và chính xác hơn phải không anh/em (^.*)
Cycle time: Tạm dịch là "Thời gian cho một chu kỳ PLC"
Thông số này sẽ được hiểu như sau: PLC luôn làm việc theo một chu trình quy tắc nhất định gồm 4 bước:
Bước 1: Xử lý nội bên trong PLC
Bước 2: Thực thi lệnh theo "Code" người lập trình viết
Bước 3: Làm mới "giá trị I/O"
Bước 4: Tương tác với các thiết bị ngoại vi.
Tương tự với ví dụ trong mục "I/O Refresh"
Bước 1: Bạn suy nghĩ trong đầu và xác định mình phải tính toán chi phí
Bước 2: Tiến hành tính toán các chi phí sinh hoạt theo điều kiện thực tế
Bước 3: Tính toán tổng số tiền có được ("Viện trợ" + tiết kiệm)
Bước 4: Tiến hành thanh toán tiền theo kế hoạch đã tính toán ở bước 2.
Interrupt tasks: Tạm dịch là "Tác vụ ngắt"
Thông số này sẽ được hiểu như sau: Trong một chu kì làm việc của PLC sẽ tuân theo 4 bước nêu trên, nhưng vì một lý do nào đó, dẫn đến PLC sẽ bỏ qua các bước đang thực hiện trong chu kỳ và nhảy đến thực hiện một tác vụ khác.
Ví dụ: Tiếp nối vụ dụ trong 2 mục "I/O Refresh" và "Cycle time":
Trong các dịp nghỉ tết, nghỉ hè thì bạn về quê chơi sẽ không phát sinh "Tiền viện trợ" và "Một số chi phí sinh hoạt" gọi là "Interrupt tasks"
I/O Allocation: Tạm dịch là "Phân bố I/O"
Đây là cách thức liên hệ giữa I/O phần cứng và I/O nội, người dùng sẽ khai báo I/O phần cứng tương ứng với từng vùng nhớ trong PLC, và vùng nhớ ấy chính là I/O nội của I/O phần cứng
Ví dụ: Tiếp nối ví dụ ở 3 mục trên:
Giả sử tại mùng 01 của một tháng bất kì, lúc đó bạn nhận được tiền "Viện trợ" và được chuyển qua thẻ ATM. Thẻ ATM ở đây đóng vai trò như vùng nhớ I/O nội
Bây giờ xét tại mùng 02 một tháng bất kì, lúc đó đương nhiên là bạn không nhận được tiền "Viện trợ" (tức I/O phần cứng có giá trị bằng 0) nhưng giá trị tham khảo của I/O nội vẫn là 5.000.000 và bạn vẫn sử dụng được 5.000.000 để chi tiêu trong suốt 1 tháng (cycle time). Giá trị này sẽ thay đổi vào lần cập nhật trong mùng 01 tháng sau (I/O Refresh).
CPU Unit Memory Area: Tạm dịch là "Vùng nhớ CPU"
Đây là khu vực lưu trữ mọi thông tin của PLC như I/O nội, "Code" của người lập trình, các comment trong lập trình...
Ví dụ: Tiếp nối 4 mục trên:
Toàn bộ kế hoạch chi tiêu, thông tin mật mã thẻ ATM, Thông tin liên hệ thanh toán .... của bạn được ghi chép lại trong một cuốn sổ, hoặc file máy tính hay đơn giản là trong đầu bạn, Nơi lưu trữ những thông tin đó chính là "CPU Unit Memory Area".
Mục 4: Các tiêu chuẩn, điều kiện làm việc và lắp đặt
Để đảm bảo tuổi thọ và hiệu quả làm việc của PLC, cần tuân thủ các nguyên tắc về tiêu chuẩn làm việc và lắp đặt như sau:
+ Nhiệt độ môi trường làm việc: 5 đến 40 (độ C) và đảm bảo thông thoáng
Truy cập link sau nếu hình ảnh bị mờ hay không mở được: https://goo.gl/913JT7
+ Độ ẩm làm việc: 35% đến 85% và không có ngưng tụ.
+ Tránh áp lực đè nén, va đập.
+ Tránh rung động cơ khí.
+ Cần có không gian dự trữ để lắp đặt, nâng cấp thêm module trong tương lại
+ Khu vực lắp đặt nêu có khoảng không xung quanh là 600mm để thao tác lắp đặt, bảo trì và sửa chữa
Tới đây, Elecautolife.blogspot.com xin phép được kết thúc Bài 1: TỔNG QUAN VỀ PLC OMRON. Chân thành cảm ơn quý đọc giả đã quan tâm và theo dõi. Mọi ý kiến đánh góp và phản hồi xin vui lòng Comment ở cuối bài đăng để được giải đáp thắc mắc. Hẹn gặp quý đọc giả vào CN tuần sau (17/06/2018).
P/s: Nếu thấy hay và bổ ích hãy chia sẻ đến các bạn cùng đam mê như bạn nhé !
