Hiện có nhiều loại điếu khiển lôgic lập trình, chúng được sử dụng theo kiểu môđun cho các nhiệm vụ điểu khiển quy mô nhỏ trong công nghiệp. Điều khiển quy mô nhỏ được sử dụng rộng rãi trong nhà, kỹ thuật lắp đặt, trong máy móc và thiết bị (Hình 4).
Điều khiển nhỏ (theo môđun) có chi phí tương đối thấp và có thể cung cấp thư viện mệnh lệnh rất đáng kể. Nhiều khả năng mở rộng các chức năng riêng biệt được tích hợp trong thiết bị, chẳng hạn đếm sổ lượng, đếm thời gian vận hành, các chức năng thời gian hoặc các khả năng truyền thông với bus ASI[1]) hoặc bus EIBE2). Các đặc trưng tiêu biểu của điều khiển nhỏ theo môđun trong bộ điểu khiển lập trình bao gồm: Nút, công tắc hoặc cảm biến tiệm cận như là các bộ phát lệnh, được nối dây bằng kẹp nổi tại cổng vào (Hình 1).
Các thiết bị cơ bản có tám cổng vào và bốn cổng ra kỹ thuật số (digital). Chúng cung cấp trạng thái tín hiệu lôgic low (thấp) = “0” (sai) hoặc high (cao) =”1″(đúng).
Cổng ra có thể được dùng làm rơ le tiếp xúc cho điện áp 230V.
Các thiết bị hoạt động với điện một chiều 12 V và 24 V có các cổng ra transistor với điện áp 24 V, dòng điện không quá 0.3 A.
Để điểu khiển menu và các chương trình nhỏ hơn, người ta có thể sử dụng bốn nút, một nút ESC (thoát) và một nút OK (đổng ý). Màn hình LCD cho phép quan sát trạng thái tín hiệu. Các giao diện RS 232 hoặc USB nối với máy tính giúp việc lập trình, cho phép mô phỏng trước khi sử dụng và sau đó có thể chuyển thông tin đến các thiết bị điểu khiển (Hình 2). Đổi với các thiết bị đời mới, chúng còn có khả năng quan sát trực tuyến trong khi thiết bị đang hoạt động.
Có thể lập trình bằng hai ngôn ngữ:
- Mô tả chức năng bằng hình khối (FBD): Hình 2 cho thấy các phẩn tử AND, môđun RS, ba cổng vào và một cổng ra. Ngôn ngữ này còn được gọi là sơ đồ chức năng.
- Trình bày bằng bậc thang (LAD): còn gọi là sơ đồ công tắc, LAD là tên gọi tiếng Anh của sơ đồ bậc thang, rất giống với sơ đồ điện (Hình 3). Loại trình bày này được ưu tiên sử dụng trong những khu vực nói tiếng Anh.
Hình 3: Sơ đố công tắc trong môđun điều khiển
Thí dụ: Mở và đóng cửa ra vào tụ động (Hình 4)
Hai phòng được ngăn cách bằng cửa đẩy. Cửa di chuyển thông qua xi lanh khí nén. Xi lanh được điều khiển bằng van hành trình 5/2.
Cửa được mở từ hai phía bằng nút S1 và S2. Công tắc vị trí cuối B1 và B2 báo vị trí hiện tại của cửa. Vì lý do an toàn chúng là những công tắc thường đóng.
Sau 15 giây cửa tự động đóng lại nếu trong phạm vi cửa không có chướng ngại vật. Một chùm ánh sáng theo dõi xem có người hoặc thiết bị hiện hữu trong phạm vi của cửa không. Nếu có, rào ánh sáng có trạng thái tín hiệu là “0”.
Với công tắc khóa số (công tắc thường mở) hệ thống được chuyển sang “sẵn sàng hoạt động”. Trên bảng hiển thị của môđun điểu khiển hiện lên dòng chữ”Cửa mở”.
Lập bảng phân bôa vị trí (Bảng 1):
| Bảng 1: Danh mục vị trí | ||
| Cáu kiện | Địa chi | Ghi chú |
| SO | 11 | Công tắc khóa “sẵn sàng hoạt động”, tiếp điếm thường mở |
| SI | 12 | Nút”mở cửa”, tiếp điểm thường mở |
| S2 | 13 | Nút”mở cửa”, tiếp điểm thường mở |
| BI | 14 | VỊ trí cuối,”cửa đóng”, tiếp điếm thường đóng |
| B2 | 15 | Vị trí cuối, “cửa đóng”, tiếp điểm thường đóng |
| B3 | 16 | Rào chắn ánh sáng, “Không gian trống” tiếp điểm thường đóng |
| 1M1 | Q1 | Van điện từ”mở cửa” |
| 1M2 | Q2 | Van điện từ, “đóng cửa” |
Phần tử chỉnh 1V1 cho xi lanh thủy lực được 1A1 điều khiển bằng hai van điện từ 1M1 và 1M2 (Hình 1), người ta chọn kiểu điều khiển môđun với tám cổng vào digital và bốn cổng ra rơ le.
Bảng phân bổ vị trí nêu rõ các phần tử, gán chúng vào các địa chỉ cổng vào và cổng ra của bộ điều khiển lập trình. Các ổng vào (11, 12 v.v…) và cổng ra (Q1, Q2 v.v…) của bộ điều khiển lập trình là các biến có thể nhận các trạng thái lôgic”1″ hoặc “0”.
Khi lập trình cẩn lưu ý, phẩn tửtín hiệu cổng vào là thường mở hay thường đóng. Để sau này có thể dễ dàng lập trình hoặc phát hiện lỗi, việc ghi và lưu danh mục phân bố vị trí dưới dạng analog là một công cụ cẩn thiết.
Sơ đổ đấu dây (Hình 2). Sơ đổ điện trình bày ở đây nêu rõ các đấu nối cảm biến và cơ cấu chấp hành với bộ điều khiển lập trình. Các ký hiệu được sử dụng đã được chuẩn hóa và các thiết bị phải phù hợp với danh mục vị trí.
Sơ đổ kết nối tạo thuận lợi cho việc thực hành đấu nối dây.
Lập trình
Nhờ phần mềm của môđun điều khiển, có thể thiết lập các giải pháp cho điểu khiển lôgic lập trình với sơ đổ chức năng (FBD) (Hình 3).
Các tín hiệu B1 và B2 được tác động, hai bộ lưu RS được sử dụng để thiết lập các cổng vào. Chúng được nối với hai bộ lưu tạm M1 và M2, còn được gọi là bộ quan sát, chúng chặn lẫn nhau, vì thế cửa chỉ có thể mở hoặc đóng. Phần tử thời gian B009 tác động mở trễ. Phần tử B004 tương ứng cho dòng chữ “Cửa mở”.
Điều khiển lôgic lập trình như là hệ thông tự động hóa theo môđun
Trong các đề án điều khiển với lôgic lập trình PLC bao quát hơn, những hệ thống môđun được đưa vào sử dụng (Hình 1).
[1]) ASI (Aktor Sensor Interface): Bus trên táng tự động hóa thấp nhất
2) E1BE (Europãischer Installationsbus): Bus cài đặt chuẩn châu Âu
