PLC là gì? Cấu trúc và Nguyên lý làm việc – Các loại tín hiệu trong công nghiệp

1. Khái niệm PLC

PLC (Programmable Logic Controller) là bộ điều khiển logic khả trình, được thiết kế chuyên dụng cho môi trường công nghiệp.
Nhiệm vụ chính:

• Nhận tín hiệu từ cảm biến (sensor, công tắc, transmitter).

• Xử lý theo chương trình đã lập trình (logic, toán học, PID…).

• Xuất tín hiệu điều khiển tới thiết bị chấp hành (bơm, quạt, van, motor…).

PLC là “bộ não” của một hệ thống tự động hóa.

2. Cấu trúc cơ bản của PLC

1. CPU (Central Processing Unit)

   • Thực hiện chương trình điều khiển.

   • Xử lý logic, tính toán, PID.

   • Quản lý bộ nhớ và truyền thông.

2. Bộ nhớ (Memory)

   • Chứa chương trình điều khiển (ladder diagram, FBD, STL…).

   • Lưu dữ liệu tạm thời, tham số vận hành, log.

3. Nguồn (Power Supply)

   • Cung cấp điện cho PLC và module I/O (thường 24 VDC hoặc 220 VAC).

4. Ngõ vào (Input Module)

   • Nhận tín hiệu từ cảm biến.

   • Digital input (0/1).

   • Analog input (4–20 mA, 0–10 V).

5. Ngõ ra (Output Module)

   • Điều khiển thiết bị: bật/tắt hoặc điều chỉnh liên tục.

   • Digital output (ON/OFF).

   • Analog output (4–20 mA, 0–10 V).

6. Module truyền thông (Communication)

   • Giao tiếp với HMI/SCADA hoặc thiết bị khác (RS485, Modbus, Profibus, Ethernet).

3. Nguyên lý làm việc của PLC

Quy trình xử lý cơ bản:

1. Đọc tín hiệu đầu vào (Input Scan)

   • Tín hiệu từ sensor (mức, DO, pH, lưu lượng…) được đưa vào PLC qua module I/O.

2. Xử lý trong CPU (Program Execution)

   • CPU chạy chương trình điều khiển.

   • So sánh tín hiệu đo được với setpoint.

   • Thực hiện logic: IF – THEN, PID, toán học…

3. Xuất tín hiệu điều khiển (Output Scan)

   • PLC gửi tín hiệu đến thiết bị: bật/tắt bơm, mở van, thay đổi tốc độ quạt qua biến tần.

4. Truyền thông & giám sát

   • Gửi dữ liệu về HMI/SCADA để hiển thị, lưu log, cảnh báo.

Chu trình này diễn ra liên tục (chu ...