Những bộ phận cấu thành nên PLC

Hình 1. Những module thường được đi kèm với PLC

Thành phần đầu tiên được nói đến là Rack có nhiệm vụ gắn giữ tất cả các module của PLC, được gọi là Slot.

Hình 2. Rack và vị trí các Slot của hệ PLC

1. Module nguồn PS (Power Supply)

Sau khi chúng ta lắp đặt Rack thì Slot đầu tiên được dùng để gắn module nguồn, có vai trò cung cấp năng lượng cần thiết cho các module của PLC. Điện áp ngõ ra của bộ nguồn thường là 24VDC, nhưng dòng điện ngõ ra sẽ thay đổi phụ thuộc vào số lượng các module được gắn trong hệ PLC.

Dòng điện ngõ ra bộ nguồn sẽ từ 2÷10A hoặc có thể lên đến 50A, tùy thuộc vào sức mạnh của các bộ điều khiển và số lượng các module được sử dụng. Bộ nguồn PLC cực kỳ quan trọng vì nó sẽ cung cấp một điện áp ổn định, tin cậy và an toàn cho PLC, cũng như tất cả các module của nó.

Hình 3. Một số bộ nguồn tiêu chuẩn của Siemens: 2A, 5A, 10A

Bây giờ, chúng ta hãy xem xét cách nó hoạt động như thế nào?

Nguồn điện 220VAC ở ngõ vào sẽ được giảm xuống bằng một máy biến áp, sau đó được chỉnh lưu để chuyển đổi thành điện áp DC, được lọc bằng các tụ điện nguồn và được bảo vệ trong quá trình này, cuối cùng tại ngõ ra chúng ta sẽ có được điện áp 24 VDC . Tất cả các bước này được thiết kế, chế tạo, đóng gói một cách tin cậy và chắc chắn theo kiểu dáng công nghiệp.

Hình 4. Lắp đặt bộ nguồn lên rack và cách đấu nối

Có 1 điều cần lưu ý, không giống như các module khác của PLC, sẽ không có việc kết nối và truyền thông dữ liệu giữa PLC và bộ nguồn. Bởi vì nhiệm vụ duy nhất của bộ nguồn, đó là cung cấp 1 điện áp DC an toàn cho PLC và các module khác làm việc cho chính xác mà thôi

2. Module CPU

Slot thứ 2 thường được dùng để gắn CPU. Đây là module quan trọng nhất trong PLC, bởi vì nó hoạt động như bộ não cho toàn bộ hệ thống. Nếu bởi bất kỳ lí do nào khiến cho CPU ngừng hoạt động và không thể xử lý chương trình thì toàn bộ hệ thống sẽ ngừng làm việc.

Hình 5. CPUs chính là bộ não của hệ thống

Nhiệm vụ CPU là thu thập các tín hiệu ngõ vào, xử lý logic trong chương trình do chúng ta cung cấp và điều khiển ngõ ra dựa trên các kết quả logic đó.

Hình 6. Nhiệm vụ của CPU là xử lý chương trình điều khiển mà chúng ta gửi xuống cho PLC

Mỗi CPU của S7 đều cho phép chúng ta lựa chọn các chế độ hoạt động khác nhau, gồm: RUN, STOP, MRES (Memory Reset).

Hình 7. Các Mode hoạt động trên CPUs

  • RUN Mode:  PLC sẽ cho phép diễn ra quá trình Download/Upload dữ liệu giữa CPU vs PC/Laptop.
  • STOP Mode: CPU sẽ ngừng xử lý tất cả các dữ liệu.
  • MRES Mode: được dùng cho việc reset (xóa) bộ nhớ của CPU

3. Module DI, AI

Phía sau CPU, chúng ta có thể gắn bất kỳ module ngõ vào và ngõ ra khác nhau, phụ thuộc vào các tín hiệu và các thành phần mà chúng ta muốn giám sát và điều khiển trong hệ thống. Nếu chúng ta có cả 02 tín hiệu analog và digital trong hệ thống thì chúng ta nên gắn module DI rồi AI

Module DO, AO

Đối với những ngõ ra trong hệ thống, chúng ta có thể lắp đặt module digital output cho các thiết bị nhận tín hiệu số như contactor và 1 module analog ngõ ra cho những đối tượng nhận tín hiệu analog như valve tuyến tính.

Phụ thuộc vào model của những module được chọn, chúng ta sẽ có từ 8-32 tín hiệu được kết nối đến được module này.

Module FM

Có một số ứng dụng đòi hỏi những tín hiệu đặc thù cho việc xử lý với độ chính xác cao hơn, thì những tín hiệu này sẽ không được kết nối đến những module IO tiêu chuẩn, mà thay vào đó nó đòi hỏi phải có những module đặc biệt gọi là Function Module (FM).

Những module FM này sẽ xử lý tín hiệu 1 cách độc lập với CPU, vì thế nó sẽ cho kết quả chính xác hơn

Module CP

Module khác có thể được lắp đặt trong rack này là Communication Processor (CP)

CPU thường chứa các port được dùng cho việc truyền thông trong công nghiệp như là: MPI, Profibus hoặc Profinet. Tuy nhiên, nếu muốn mở rộng các port truyền thông thì chúng ta có thể sử dụng Module CP.

Kết luận

Trên đây là những module tiêu biểu được sử dụng trong PLC. Việc tính toán và lựa chọn module sẽ phụ thuộc vào các yêu cầu mà PLC cần điều khiển. Có nhiều ứng dụng đòi hỏi phải sử dụng FM hay CP, có ứng dụng khác thì lại không cần. Và cũng có nhiều ứng dụng đòi hỏi phải mở rộng thêm nhiều IO, từ đó dẫn đến việc cần phải mở rộng rack để phù hợp.

error: Real Group - Efficiency Projects