Ngôn ngữ lập trình PLC: Khái niệm, ưu điểm và thành phần cơ bản

Ngôn ngữ lập trình PLC là gì?

Hiện nay, PLC là được coi là ngôn ngữ lập trình khá dễ học, với ưu điểm dễ dàng tìm hiểu, nhỏ gọn, dễ dàng bảo quản, sửa chữa với dung lượng bộ nhớ lớn, đủ sức chứa được những chương trình phức tạp. Thêm vào đó, ngôn ngữ lập trình PLC có thể giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác có thể kể đến như máy tính, nối mạng, các module mở rộng – hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp. Ngoài ra PLC được đánh giá là giải pháp với mức giá vô cùng cạnh tranh hiện nay.

Ngôn ngữ lập trình PLC là gì?

Lập trình PLC là việc con người sử dụng những ngôn ngữ mà PLC hiểu được để giao tiếp với nó, điều khiển nó hoạt động theo ý muốn mà người lập trình đề ra nhằm đáp ứng những yêu cầu thực tiễn. 

Các ưu điểm của PLC

Các ưu điểm của PLC

Khả năng thích nghi: Thiết kế kiểu module cho phép PLC thích nghi nhanh với mọi tính năng điều khiển. Khi đã được lắp ghép thì PLC có thể sẵn sàng làm việc ngay. Ngoài ra nó còn được sử dụng lại cho các ứng dụng khác một cách dễ dàng.

Độ tin cậy cao: Độ tin cậy của PLC ngày càng tăng, bảo dưỡng định kỳ thường không cần thiết, tuy nhiên với mạch rơle công tắc tơ thì việc bảo dưỡng định kỳ là cần thiết.

Linh hoạt trong việc thay đổi chương trình: Việc thay đổi chương trình được tiến hành khá đơn giản. Để thay đổi hệ thống điều khiển và các quy tắc có sẵn, khá đơn giản, người vận hành chỉ cần nhập tập lệnh khác, gần như không cần mắc nối lại dây. Chính vì vậy hệ thống PLC được nhận định rất linh hoạt và hiệu quả.

Dễ dàng đánh giá nhu cầu: Khi nắm được các đầu vào và đầu ra thì có thể đánh giá được kích cỡ yêu cầu của bộ nhớ một cách dễ dàng hay thậm chí đánh giá nhanh chóng độ dài chương trình. Do đó có thể dễ dàng và nhanh chóng lựa chọn PLC phù hợp với mục đích.

Khả năng tái tạo cao: Nếu dùng PLC với quy cách kỹ thuật giống nhau thì chi phí lao động sẽ giảm thấp hơn nhiều so với bộ điều khiển rơle vì giảm phần lớn công lắp ráp.

Không gian tiết kiệm: Trên thực tế, PLC đòi hỏi ít không gian hơn so với những bộ điều khiển rơle tương đương.

Tích hợp nhiều chức năng: Ưu điểm chính của PLC là có thể sử dụng cùng một thiết bị điều khiển cơ bản cho nhiều hệ thống điều khiển. PLC thường được dùng cho các quá trình tự động linh hoạt vì dễ dàng thuận tiện trong tính toán, đồng thời dễ dàng thay đổi chương trình và thay đổi các thông số.

>>>> Xem thêm: Ngôn ngữ lập trình bậc cao: Khái niệm, Ưu Nhược điểm của chúng

Các ngôn ngữ lập trình PLC

Các ngôn ngữ lập trình PLC

Ngôn ngữ lập trình PLC S7-1200

Ngôn ngữ lập trình PLC S7-1200

Hiện nay, PLC S7-1200 là bộ điều khiển được sử dụng với tính linh hoạt và khả năng mở rộng phù hợp đối với hệ thống tự động hóa nhỏ và vừa tương ứng với người dung cần. Với thiết kế nhỏ gọn cùng cấu hình linh động, hỗ trợ mạnh mẽ về tập lệnh, điều đó đã làm cho PLC S7-1200 trở thành một giải pháp toàn diện và hoàn hảo trong việc điều khiển. PLC S7-1200 chính là chọn lựa phù hợp đối với nhiều ứng dụng khác nhau.

PLC S7-1200 được nâng cấp với hệ thống CPU được kết hợp với 1 vi xử lý, cùng với 1 bộ nguồn tích hợp, các tín hiệu đầu vào/ra, thêm vào đó là thiết kế theo nền tảng Profinet, các bộ đếm/phát xung tốc độ cao tích hợp trên thanh điều khiển vị trí (motion control), và ngõ vào analog. Chính những nâng cấp ưu việt đó đã làm cho PLC S7-1200 trở thành bộ điều khiển nhỏ gọn nhưng vô cùng mạnh mẽ. Sau khi download chương trình xuống CPU vẫn lưu giữ những logic cần thiết để theo dõi và kiểm soát các thiết bị thông tin trong ứng dụng của người lập trình. CPU giám sát ngõ vào và những thay đổi của ngõ ra theo logic trong chương trình người dung, có thể bao gồm các phép toán logic của đại số Boolean, những bộ đếm, bộ định thì, các phép toán phức tạp, và những giao tiếp truyền thông với những thiết bị thông minh khác. PLC S7-1200 được tích hợp sẵn một cổng Profinet để truyền thông mạng Profinet.

Ngoài ra, PLC S7-1200 có thể truyền thông Profibus, GPRS, RS485 hoặc RS232 thông qua các module mở rộng.

Các tính năng nổi trội:

  • S7-1200 có thể kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa một cách hiệu quả. Với thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh mẽ làm cho S7-1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo hơn cho các ứng dụng sử dụng.
  • S7-1200 bao gồm một microprocessor kết hợp với một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, đồng thời là các đầu vào/ra (DI/DO).
  • Thêm vào đó, S7-1200 được tích hợp một số tính năng bảo mật, từ đó hỗ trợ việc bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển:
  • Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC
  • Tính năng “know-how protection” được phát triển để bảo vệ các block đặc biệt. Theo đó, người dùng có thể tự tạo những password riêng lẻ theo ý muốn để giới hạn truy cập tới các khối hàm.
  • S7-1200 được tích hợp một cổng PROFINET, có hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Thêm vào đó, bạn có thể dùng thêm các module truyền thống mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232.
  • S7-1200 dung phần mềm lập trình Step7 Basic. Phần mềm này hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. 
  • Với S7-1200, khi muốn làm một dự án, bạn chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đã được tích hợp bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.

Ngôn ngữ lập trình PLC Mitsubishi

Ngôn ngữ lập trình PLC Mitsubishi

PLC Mitsubishi được xem là ngôn ngữ lập trình dễ học, có ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Lập trình PLC Mitsubishi cơ bản bao gồm 6 thiết bị, theo đó mỗi thiết bị sẽ có những công dụng riêng biệt. Để dễ dàng xác định các thiết bị, chúng sẽ được gắn với một ký tự khác nhau như:

  • X: chỉ ngõ vào vật lý, X được gắn trực tiếp với vỏ PLC.
  • Y: chỉ ngõ ra, Y được nối trực tiếp từ PLC.
  • T: xác định các thiết bị định thì có trong PLC.
  • C: xác định các thiết bị đếm trong PLC.

Các thiết bị trên còn có thể được gọi là thiết bị bit, nghĩa là các thiết bị này sẽ có hai trạng thái là ON hoặc OFF tương ứng với ký hiệu 1 hoặc 0.

PLC Mitsubishi được xem là ngôn ngữ lập trình cơ bản và dễ học nhất, ngoài ra PLC Mitsubishi con được ứng dụng rất nhiều trường hợp. Tuy nhiên đối với ngôn ngôn ngữ này, người học cần mất nhiều thời gian để kiểm tra, tìm ra mối liên hệ giữa một đoạn chương trình với các chức năng mà nó thể hiện.

Ngôn ngữ lập trình PLC S7-200

Ngôn ngữ lập trình PLC S7-200

PLC S7-200 là thiết bị điều khiển logic lập trình loại nhỏ được phát triển bởi hãng Siemens, có cấu trúc theo kiểu module với ưu điểm tích hợp thêm cả các module mở rộng. Các module khác nhau thường được sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Tuy nhiên, PLC S7-200 lại được tích hợp sẵn các tính năng phong phú, do vậy nó có khả năng đáp ứng khá tốt được các yêu khác nhau của máy móc và thiết bị công nghiệp.

Các thành phần cơ bản trong chương trình PLC S7-200:

Chương trình chính OB1 (main program)

OB1 là phần khung của chương trình, trong đó chứa các lệnh điều khiển chương trình ứng dụng. Với một số chương trình điều khiển loại nhỏ, chúng ta có thể viết tất cả các lệnh trong khối này một cách đơn giản. Các chương trình ứng dụng được xử lý bắt đầu từ chương trình chính, các lệnh sẽ được xử lý lần lượt từ trên xuống dưới và chỉ xử lý một lần ở mỗi vòng quét.

Chương trình con SUB (subroutine)

Có thể bạn chưa biết, các lệnh viết trong chương trình con chỉ có thể được xử lý khi chương trình con được gọi (Call) từ một trong các chương trình sau: chương trình chính, chương trình con khác hoặc chương trình ngắt. Trường hợp sử dụng chương trình con là khi chúng ta muốn phân chia nhiệm vụ điều khiển. Mỗi một chương trình con sẽ viết cho một nhiệm vụ nhỏ hoặc khi có các yêu cầu điều khiển tương tự nhau (ví dụ: điều khiển băng tải 1, điều khiển băng tải 2…) trong trường hợp này chúng ta chỉ cần tạo ra chương trình con một lần và có thể gọi ra nhiều lần từ chương trình chính.

Các ưu điểm khi sử dụng chương trình con có thể kể đến như sau:

  • Vì được chia theo nhiệm vụ điều khiển nên có cấu trúc rõ ràng, từ đó hỗ trợ thuận tiện cho việc chỉnh sửa hay kiểm tra chương trình.
  • Giảm thời gian quét của chương trình. Từ đó, CPU sẽ không phải liên tục xử lý tất cả các lệnh của chương trình mà chỉ cần xử lý các chương trình con khi có lệnh gọi tương ứng.
  • Ngoài ra, chương trình con còn cho phép giảm bớt công việc soạn thảo khi có các yêu cầu điều khiển tương tự nhau.

Chương trình ngắt INT (interrupt routine)

S7-200 sẽ thực hiện chương trình ngắt khi bất cứ sự kiện ngắt xác định nào xảy ra. Chương trình ngắt không được gọi bởi chương trình chính mà tùy theo sự kiện ngắt. Chương trình ngắt sẽ chỉ được xử lý khi và chỉ khi sự kiện ngắt xảy ra.

Ngôn ngữ lập trình PLC S7-300

Ngôn ngữ lập trình PLC S7-300

PLC S7-300 là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình được phát triển bởi hãng Siemens. PLC S7-300 thường được sử dụng trong các ứng dụng vừa và lớn. Nó được thiết kế dựa trên các đặc điểm cơ bản của PLC S7-200 đồng thời được bổ sung các tính năng mới. PLC S7-300 được xây dựng theo cấu trúc module sắp xếp trên các thanh rack.

Trong thực tế, ứng dụng của PLC S7-300 rất đa dạng có thể kể dễ dàng đến như: Điều khiển dây chuyền xử lý nước sạch, điều khiển các loại robot máy móc, điều khiển các hệ động cơ servo hay máy chế tạo công cụ…

Các phần tử trong CPU Siemens S7-300

  • Bộ vi xử lý, bộ nhớ, hệ điều hành, các bộ định thời gian, cổng truyền thông (RS485)… và có thể có vài cổng vào/ra số onboard.
  • PLC S7-300 được tích hợp nhiều loại CPU khác nhau, tùy theo chức năng sẽ được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong CPU như CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318…
  • Với các CPU có hai cổng truyền thông, cổng thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán có kèm theo những phần mềm tiện dụng được cài đặt sẵn trong hệ điều hành. Để phân biệt với các loại CPU khác, các CPU này được đặt tên  bằng cách thêm cụm từ DP. Ví dụ Module CPU 314C-2DP…

Các module mở rộng của PLC S7-300 chia làm 5 loại:

  • Power Supply (PS): module nguồn nuôi, có 3 loại là 2A, 5A và 10A.
  • Signal Module (SM): module tín hiệu vào ra số, tương tự.
  • Interface Module (IM): module ghép nối, ghép nối các thành phần mở rộng lại với nhau. 4 rack là số lượng tối đa mà một CPU có thể làm việc cùng, mỗi rack tối đa 8 Module mở rộng và các rack được nối với nhau bằng Module IM.
  • Function Module (FM): module chức năng điều khiển riêng. Ví dụ module điều khiển động cơ bước, module điều khiển PID
  • Communication Processor (CP): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các bộ PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính.

Lời kết

Hy vọng thông qua những thông tin trên đây, bạn đọc sẽ nắm được những thông tin tổng quan và cơ bản về ngôn ngữ lập trình PLC. Nếu có bất kỳ thắc mắc gì, hãy để lại bình luận dưới bài viết này để được giải đáp nhanh chóng nhé!

Đăng ký theo dõi bản tin của chúng tôi để không bỏ
sót bất kỳ thông tin hữu ích nào!

Lưu ý: Bằng việc cung cấp thông tin liên hệ cho chúng tôi, quý vị đã đồng ý nhận tin tức và các thông tin ưu đãi từ Magenest.