Chu trình làm việc~

PLC thực hiện chương trình theo một chu trình kín được lặp lại liên tục cho đến khi nào có lệnh dừng. Mỗi vòng lặp hay còn gọi là vòng quét được bắt đầu bằng việc quét các số liệu từ các kênh vào/ra, chuyển các số liệu này đến vùng nhớ đệm đầu vào/ra, tiếp theo là bước thực hiện các lệnh tiếp theo của chương trình như thực hiện các phép tính logic, các phép tính số học để xác định các tác động điều khiển, bước kế tiếp là chuyển dữ liệu từ bộ nhớ đệm đầu ra đến các kênh ra. Khi có một lệnh dừng nào đó xuất hiện thì PLC sẽ dừng các hoạt động xử lý thông tin và truyền tin để kiểm tra khối chương trình tương ứng với lệnh ngắt.

Vòng quét càng ít lệnh dừng thì thực hiện càng nhanh. Nếu chương trình hoạt động bình thường thì chu kỳ của mỗi vòng quét có độ dài như nhau. Tốc độ quét càng cao thì có thể cho phép nhập được nhiều số liệu gần như đồng thời trong thời gian quét, và như vậy khả năng điều khiển được đồng thời nhiều đại lượng là hoàn toàn có thể thực hiện được. Khả năng xử lý tín hiệu trong một chu trình điều khiển không có hiện tượng trễ còn được gọi là điều khiển trong thời gian thực. Các PLC và các PC ngày nay có tốc độ xử lý rất cao nên chất lượng của các hệ thống điều khiển số không kém chất lượng của các hệ thống điều khiển tương tự. Chu kỳ quét của PLC thường vào khoảng từ 1 đến 25 mi li giây. Thời gian quét đầu vào và đầu ra tương đối ngắn so với chu kỳ quét của PLC. Phần lớn thời gian dùng cho việc tính toán các hàm điều khiển.

Thông thường chương trình được nạp vào PLC bởi bộ lập trình cầm tay, thiết bị lập trình chuyên dụng hay máy tính cá nhân. Bộ lập trình cầm tay thường dùng cho các PLC rẻ tiền, đơn giản. Bộ lập trình chuyên dụng được trang bị màn hình và các phím tương ứng với các phần tử của sơ đồ thang để tiện cho việc lập trình. Các thiết bị này cho phép kiểm tra việc thực hiện các lệnh của chương trình trong thời gian thực. Ngày nay ta thưòng sử dụng các phần mềm lập trình cho PLC trên máy tính và sau khi chay thử mô phỏng có thể nạp vào PLC thông qua cổng RS232.

Bộ nạp EPROM cho phép nạp chương trình ghi trên EPROM vào bộ nhớ của PLC. Thiết bị mô phỏng thường gắn với các đi ốt quang điện LED hoặc các côang tắc để thử nghiệm các bước của chương trình logic.

Bộ xử lý đồ hoạ thường dùng để làm giao diện giữa hệ thống mô phỏng và hệ thống hiển thị bằng màn hình.

Các PLC hoạt động liên tục từ lúc được bật lên. Khác với máy tính thông thường, PLC không cần có hệ điều hành, không cần có phần mềm nào ngoài phần mềm của người sử dụng và riêng đối với các máy CNC hoặc rô bốt có thể có thêm phần mềm đồ hoạ dùng cho mô phỏng các quá trình gia công hay các hoạt động của rô bốt . PLC lần lượt đọc các đầu vào, thực hiện tính toán, xác định các tác động điều khiển, truền các tác đông điều khiển đến đầu ra và lặp lại. Kết nối với mô đun vào là các đại lượng vật lý. Các đại lượng vào này có thể là có hai dạng:

- Các đại lượng tương tự (analog): là các đại lượng đến từ các cảm biến tương tự.

- Các đại lượng lô gíc: là các đại lượng thể hiện các trạng thái hay các điều kiện để thực hiện một hàm lô gíc hay chính là các quyết định lô gíc. Các đại lượng này đên từ các công tắc, cảm biến số.

Các mô đun ra kết nối các đầu ra với các động cơ, các cuộn hút, các đèn tín hiệu vv. Tác động của chương trình điều khiển là các thao tác khởi động động cơ, dừng động cơ, bật/tắt đèn, kích hoạt một cơ cấu nào đó vv.

Tất cả các PLC đều thực hiện các chức năng điều khiển về mặt bản chất là giống nhau. Tuy nhiên về cách thể bằng lập trình có thể khác nhau, phụ thuộc vào nhà sản xuất PLC.

Mỗi đầu vào của PLC được nối với một hay nhiều thiết bị mà qua đó dòng điện bị chặn lại hay được cho đi qua. Nếu có điện áp trên đầu vào thì đầu vào đó được được xem như đang ở trạng thái bật. Ngược lại nếu không có điện áp trên đầu vào, có nghĩa là đầu vào đang ở trạng thái tắt.

PLC kiểm tra trạng thái các đầu vào và so sánh với chương trình lô gíc để đóng hay ngắt tín hiệu điện áp trên đầu ra. Các PLC không cần biết đến các các thiết bị có được kết nối vào nó qua mô đun vào hay mô đun ra hay không, mà chúng chỉ đơn giản là kiểm tra các trạng thái của các đầu vào và bật hay tắt các đầu ra tương ứng với lô gíc của chương trình điều khiển.

Mỗi vòng điều khiển hoàn thành được gọi là một chu kỳ quét. Thời gian của một chu kỳ là rất quan trọng, vì nó liên quan đến số lượng các đầy ra có thể điều khiển được của PLC. Thời gian chu kỳ càng nhỏ PLC càng hoath động nhanh, càng có thể điều khiển được nhiều đại lượng vật lý khác nhau. Chính vì vậy PLC trở nên thiết bị điều khiển lý tưởng cho các máy và thiết bị công nghiệp.

Khi chưa có chương trình điều khiển PLC không thể hoạt động được. PLC chỉ hoạt động khi đã có chương trình điều khiển nạp vào bộ nhớ của nó. Chương trình điều khiển có thể nạp vào PLC bằng 3 phương pháp khác nhau:

- Lập trình nhờ các phần mềm lập trình trên máy tính và nạp chương trình lên PLC qua cổng RS232 hay qua cổng kết nối với mạng LAN hay mạng Internet. Máy tính cá nhân là phương tiện lập trình tốt nhất cho PLC, bởi vì chứng ta có thể quan sát được nhiều dòng lệnh trên màn hình, soạn thảo và truy cập vào chương trình dễ dàng. Điều bất tiện là máy tính cá nhân không thích hợp lắm với môi trường công nghiệp và khả năng di chuyển kém.

- Lập trình bằng thiết bị lập trình sách tay: lập trình trực tiếp vào bộ nhớ của PLC. Thiết bị này không dễ sử dụng như máy tính, những lại tiện cho việc mang đi theo người. Lập trình được thực hiện từng dòng lệnh tương ứng với từng bậc của sơ đồ thang.

- Lập trình trên máy tính, nạp lên thẻ nhớ và sau đó nạp từ thẻ nhớ vào PLC qua cổng tiêu chuẩn. Các thẻ nhớ EEPROM là các bộ nhớ ROM có thể xoá và lập trình lại được bằng điện. Ưu điểm của EEPROM là nó có thể thay đổi chương trình của PLC bằng cách cắm vào cổng của PLC.

Khi nạp chương trình điều khiển từ PC đến PLC, để chương trình có thể chạy được, nó phải được nạp vào bộ nhớ của bộ xử lý. Khi nạp chương trình trực tiếp từ PC cần phảI chú ý các thao tác sau:

1. Tất cả các phần tử có liên quan đến PLC phải được ngắt điện.

2. Nối PC với PLC

3. Chuyển công tắc trên bộ xử lý sang chế độ điều khiển từ xa.

4. Bật công tắc nguồn để cấp điện vào PLC và các bộ phận của nó.

5. Thực hiện bước tải chương trình điều khiển từ PC về PLC.

6. Khi việc tải chương trình đã hoàn tất, chuyển sang chế độ gián tiếp, ngừng kết nối với PC (stay offline). Lúc này PLC có thể chạy chương trình mới nạp về.