Đối với anh em có kinh nghiệm làm bên mảng công nghiệp chắc không còn lạ lẫm gì với PLC (Programmable Logic Controller). Nhưng đối với những anh em mới tìm hiểu khái niệm này thì PLC có vẻ như là thứ gì đó hơi khó hiểu.
Bài viết này giới thiệu tổng quan cho anh em về PLC, ưu nhược điểm của nó, bước đầu tiên tiếp cận với lập trình PLC.
Hứa hẹn sẽ có phần 2 cho anh em với ví dụ thực tế lập trình PLC.
1. PLC (Programmable Logic Controller) là gì?
Luôn bắt đầu với định nghĩa từ PLC, tuy hơi khó hiểu nhưng sẽ giải thích cho anh em tường tận cụ thể ở phía dưới nên anh em đừng lo
A programmable logic controller is a type of tiny computer that can receive data through its inputs and send operating instructions through its outputs. Fundamentally, a PLC’s job is to control a system’s functions using the internal logic programmed into it. PLC (programmable logic controller) là một máy tính nhỏ có thể nhận dữ liệu đầu vào thông quả cổng input, và gửi ra một danh sách vận hành thông qua đầu ra (output). Về cơ bản công việc của PLC là điều khiển các chức năng của hệ thống bằng các logic được lập trình bên trong nó.
Nếu viết như này thì PLC khác gì so với cloud? Cũng là phần cứng như nhau, cũng là xử lý các công việc của hệ thống, input và output thì có thể xem như request và response.
Ngược lại, PLC là thiết bị phần cứng được sử dụng để thu thập input đầu vào là máy móc. Cụ thể input đầu vào của PLC có thể là công tắc, trạng thái các nút bấm. Về output, PLC có thể điều khiển động cơ, van điện từ, đèn chiếu sáng, thiết bị đóng ngắt và nhiều thiết bị khác.
2. Ưu điểm của PLC
Sau khi đã hiểu định nghĩa PLC (Programmable Logic Controller), giờ là lúc tìm hiểu xem PLC có những ưu điểm gì giúp nó phổ biến trong các nhà máy lớn. Lập trình PLC có ưu điểm gì so với các ngôn ngữ khác.
-
- Đầu tiên thì ngôn ngữ lập trình PLC không phức tạp như các ngôn ngữ lập trình bậc cao, tương tự như các thao tác trên máy với chỉ các nút bấm, cái này giúp doanh nghiệp giảm bớt thời gian và chi phí khi phát triển với PLC
-
- PLC là dạng thiết bị đã được kiểm tra, kiểm thử và phát triển qua nhiều năm. Các hãng lớn như Siemens đã phát triển PLC trong hơn 20 năm, khiến độ tin cậy của PLC trở nên cao hơn. Hoàn thiện cũng ở mức cao.
-
- Về giá cả PLC cũng có nhiều loại với nhiều mức giá khác nhau giúp phù hợp với nhiều mô hình doanh nghiệp.
-
- PLC là thiết bị phần cứng gắn chết vào trong mạch, anh em có thể lắp nó ở bất kỳ đâu trong nhà máy, giúp tăng độ tin cậy về khả năng sử dụng cũng như độ bền
Xem thêm tuyển dụng iOS hấp dẫn trên TopDev
3. PLC hoạt động như thế nào?
Anh em đã nắm bắt được PLC là gì, ưu điểm của PLC thì giờ là lúc tìm hiểu xem PLC hoạt động như thế nào. Như đã đề cập trước đó cho anh em (phần 2). Ưu điểm của PLC là tính đơn giản. Chính vì vậy nguyên lý hoạt động của PLC cũng không quá phức tạp.
Để trực quan, anh em tham khảo hình dưới đây:
Về cơ bản PLC chia thành 3 phần
-
- Input Monitoring: Phần này là phần nhận thông tin input, có thể tới từ bất cứ thiết bị nào trong nhà máy (tất nhiên là có tích hợp với PLC). Có quy chuẩn mới kết nối với nhau được
-
- Logic programming: Tất cả PLC đều có CPU 16 bit hoặc 32 bit, chỗ này là chỗ xử lý code hoặc logic anh em thêm vào
-
- Output Control: Dựa theo logic đã viết hoặc implement, PLC sẽ đưa ra output đúng như logic đã viết.
Một cái PLC thường bao gồm CPU, đầu vào và đầu ra trong cùng một hộp. Thông thường chúng sẽ đặt cùng nhau trong cùng một mô đun, trong khi các hoạt động logic diễn ra trong một mô-đun CPU riêng biệt. Nên đôi khi input và output nằm một chỗ, còn CPU thì nằm chỗ khác xa hơn, nhiều khi input, output và CPT nằm ở các tòa nhà khác nhau.
4. Những loại PLC phổ biến hiện nay
Tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng mà nhà máy, hoặc thiết bị của anh em hoặc khách hàng sẽ lựa chọn các loại PLC khác nhau.
Dưới đây là liệt kê một số loại PLC, cái này khi anh em mò làm hoặc khách gửi thì nhớ check xem mình đang làm PLC loại gì để cân nhắc một số yếu tố dưới đây:
-
- Điện áp đầu vào: con này thì khi lựa chọn anh em nhớ xem điện áp đầu vào, bé hơn là cháy, nên chọn con nào chuyên cho điện và sử dụng được với điện áp cao. Phù hợp là được
-
- Tốc độ xử lý: các loại PLC khác nhau có các chip xử lý khác nhau. Nên cần chọn loại phù hợp, nếu có nhiều xử lý, yêu cầu cần có CPU nhiều hơn
-
- Khả năng tương thích: PLC có loại dùng ray DIN, có loại thì không, nên khi lựa chọn anh em cần chọn loại tương thích với hệ thống hiện có hiện tại
-
- Nhiệt độ cao: một số môi trường trong nhà máy có nhiệt độ rất cao, nên cần chọn đúng loại PLC có thể chịu được nhiệt độ trong khoảng cho phép
-
- Khả năng kết nối: PLC cần có đủ kết nối input và output, ngoài ra nếu có thêm các kết nối khác, anh em cần kiểm tra kỹ trước khi mua
5. Học lập trình PLC như thế nào?
Ngày nay những nhà máy lớn, có quy trình sản xuất tự động hoá đa dạng, tất cả đều sử dụng toàn bộ hoặc một phần PLC.
PLC giúp tự động hoá, nâng cao năng suất và tăng cường độ chính xác trong quá trình sản xuất của nhà máy. Đối với hầu hết các models PLC trên thị trường, tất cả đều có thể được lập trình thông qua PLC programming software. Tất nhiên là không phải ngôn ngữ nào cũng có thể được sử dụng để lập trình PLC.
Luật International Electrical Code’s IEC 61131-3 (anh em hiểu là cơ quan điện quốc tế), quy định 5 ngôn ngữ lập trình có thể sử dụng để lập trình PLC. Ba ngôn ngữ trong đó có UI, hai ngôn ngữ trong đó chỉ có giao diện text (text interface).
Về mức độ phổ biến thì hiện tại phổ biến nhất là Ladder logic. Tuy nhiên, các ngôn ngữ lập trình PLC khác cung cấp các công cụ phức tạp hơn. Ví dụ, văn bản có cấu trúc (ST) cho phép anh em nhanh chóng tạo các chương trình phức tạp, có thể mở rộng bằng cách sử dụng các text interface. Kiểu friendly user hơn. Đối với những tác vụ phức tạ, anh em có một biểu đồ chức năng kiểu (SFC), cho phép anh em kết nối nhiều hệ thống và chương trình con bằng các ngôn ngữ lập trình khác nhau.
6. Tham khảo thêm về lập trình PLC
À với C++ anh em cũng có thể lập trình PLC nhé. Chi tiết từng ngôn ngữ xin phép được giới thiệu cụ thể với anh em ở bài 2.
Cảm ơn anh em đã đọc bài – Thank you for your time – Happy coding!
Tác giả: Kiên Nguyễn
Xem thêm:
- Lộ trình học lập trình C cho người mới bắt đầu
- Xây dựng Car Location Tracking cho Android với Firebase
- Lại bàn về cách commit code trong dự án
Xem thêm tuyển IT lương cao hấp dẫn tại TopDev
