TƯ VẤN CÁCH CHỌN, THIẾT KẾ, KIỂM TRA VÀ BẢO TRÌ HỆ THỐNG PLC.

I. XÉT TÍNH KHẢ THI CỦA HỆ THỐNG.

Tùy vào yêu cầu sử dụng và quy mô của hệ thống, nếu hệ thống sản xuất theo dây chuyền thì có thể phân dây chuyền ra làm nhiều cụm dựa trên đặc điểm công nghệ. Sao cho mỗi cụm làm việc tương đối độc lập nhau, khoảng cách dây nối đến cảm biến và cơ cấu chấp hành không vượt quá chiều dài quy định tương ứng với từng loại, số I/O hợp lý nằm trong khoảng mà các loại PLC nhỏ cho phép.​

II. THIẾT KẾ HỆ THỐNG.

Thiếtt Kế Theo Những Bước Cơ Bản Sau:

1. Phân tích

Từ mỗi cụm đã được chia trong phần xét tính khả thi của hệ thống tiến hành phân tích chi tiết quy trình công nghệ, hệ thống truyền động và trang thiết bị điện. Mô tả chi tiết sự liên động giữa các phần tử của hệ thống trên cơ sở đó thành lập giản đồ thời gian hay lưu đồ thuật toán đặc biệt phải chú ý đến các lỗi có thể xảy ra trong quá trình máy đang hoạt động bình thường.​

2. Tính chọn thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành:

• Nếu đầu vào chỉ có chức năng logic 0&1 thì tính chọn cho đầu vào số.
• Tính chọn cho đầu vào analog nếu hệ thống có chức năng phân tích tín hiệu để phục vụ cho việc giám sát (nhiệt độ, độ ẩm, mức, lưu lượng, khối lượng, lực tác dụng…) hoặc điều khiển có phản hồi.
• Tính chọn cho đầu ra analog nếu điều chỉnh động cơ theo phương pháp PID loop.
• Nếu cơ cấu chấp hành là động cơ thì phải xét có cần thiết phải điều khiển tốc độ không,nếu có thì phải tính chọn biến tần, tính chọn bộ điều chỉnh điện áp nếu là động cơ một chiều hoặc module điều khiển vị trí nếu là động cơ bước. Xem xét có cần thiết phải kết nối biến tần với PLC không?
• Nếu chỉ đơn giản là việc khởi động và dừng động cơ thì không nhất thiết phải kết nối qua cổng truyền thông mà chỉ cần dùng các đầu ra số là đủ. Nếu cần thiết giám sát dòng điện, điện áp, nhiệt độ… hoặc đặt lại giá trị tốc độ thì phải kết nối biến tần với PLC thông qua cổng truyền thông theo giao thức riêng của hãng.
• Nếu cơ cấu chấp hành là Piton thuỷ lực hay khí nén thì phải tính chọn van thuỷ hoặc khí tương ứng. Để điều khiển các van này phải tính chọn cho đầu ra số, ngoại trừ các van tiết lưu hoặc van phần trăm điều khiển thông qua động cơ thì có thể tính chọn biến tần hoặc bộ điều chỉnh tương ứng với động cơ,có thể dùng PID loop để điều khiển các van đó, lúc đó phải tính chọn cho đầu ra analog.
• Tính chọn công tắc, nút ấn trên panel điều khiển bằng tay.
• Ngoài ra còn phải xem xét dòng ra của cơ cấu chấp hành: Ich > 1.5A đối với PLC loại DC/DC/RLY; Ich > 0.2A đối với loại DC/DC/DC thì nhất thiết phải thông qua hệ rơ le trung gian, Transistor, Tiristor hay Triac.

3. Tính chọn PLC

• Chọn PLC đầu ra Transistor (loại DC/DC/DC) nếu các ứng dụng sử dụng đầu ra phát xung.
• Nếu các ứng dụng không cần đầu ra phát xung nhanh thì chỉ cần chọn PLC loại đầu ra là rơle (loại DC/DC/RLY),vì loại này đơn giản hơn trong việc giao tiếp với cơ cấu chấp hành.•
• Xem xét nếu sử dụng cổng truyền thông vào những mục đích như điều khiển biến tần, kết nối panel, OPs (Operation), PC hay mạng thì nên sử dụng PLC có hai cổng truyền thông PPI như CPU 2224XP, 226, 226XM.
• Nếu hệ thống vận hành theo dây chuyền thì phải kết nối các PLC lại với nhau qua mạng LAN.

III. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH TRÊN PLC.

1. Dựa trên cơ sở giản đồ thời gian hay lưu đồ thuật toán. Tiến hành phân chia địa chỉ vào/ra, thiết lập những vùng nhớ để phục vụ cho quá trình xử lý dữ liệu. Liệt kê các bộ đếm, bộ định thời cần thiết phải sử dụng trong chương trình, các bit, byte… trong vùng nhớ đặc biệt. Liệt kê các chương trình con, chương trình xử lý ngắt...
2. Sau khi phân tích xử lý, tiến hành biên dịch từ giản đồ thời gian hay lưu đồ thuật toán sang ngôn ngữ của PLC.
3. Có thể dùng các công tắc và đèn Led hay dùng phần mềm PLCsim cho S7-200 để chạy thử chương trình ở chế độ offline. Trên cơ sở đó xem xét, đánh giá mức độ tối ưu của chương trình. Chương trình cần phải được viết ngắn gọn (nhất là các chương trình xử lý ngắt) và tin cậy, đặc biệt cần phải có các chương trình xử lý sự cố.

IV. BỐ TRÍ, SẮP XẾP PHẦN CỨNG HỆ THỐNG.

1. Hệ thống PLC bao gồm: Module nguồn, module CPU, Module mở rộng tất cả đều được lắp trên giá theo chẩn DIN (thanh ray).
2. Ở hai mặt giao tiếp với dây nối của cảm biến và cơ cấu chấp hành, không gian tối thiểu phải 25mm. Có thể lắp đặt các Rack theo chiều đứng hoặc ngang. Số rack không vượt quá hai rack. Khoảng cách giữa hai mặt trước và sau tủ không được nhỏ hơn 75mm. PLC phải đặt trong không gian tương đối thoáng, ít bụi. Trong các tủ điện thường phải có quạt thông gió.

V. TIẾN HÀNH CHẠY THỬ HỆ THỐNG

Kiểm Tra Lại Các Bước Trước Khi Chạy:

1. Kiểm tra lại các tiếp điểm dây nối cũng như địa chỉ ở đầu vào của công tắc, nút nhấn, công tắc hành trình dựa vào các đèn trạng thái trên đầu vào của PLC. Dùng đồng hồ để đo đạc các tín hiệu.
2. Kiểm tra dây nối đến các cơ cấu hệ thống lần cuối trước khi cho chạy thử nghiệm. Kiểm tra điện áp trên các cơ cấu chấp hành,xem xét đã chắc chắn đấu nối đúng theo sơ đồ hay chưa
3. Có thể viết từng đoạn chương trình nhở để kiểm tra trạng thái hoạt động của từng đầu ra, nhất là đối với các cơ cấu thuỷ lực và khí nén. Thường thực hiện cho những máy móc có công nghệ tương đối phức tạp. Các máy đơn giản có thể bỏ qua bước này. Đưa các cơ cấu về trở lại trạng thái ban đầu (đúng với quy trình đã thiết kế theo giản đồ thời gian hay lưu đồ thuật toán).
4. Nạp chương trình vào PLC và chạy liên động toàn bộ hệ thống. Xem xét, đánh giá mức độ tin cậy của chương trình nếu chưa tốt thì có thể hiệu chỉnh thêm một vài lần nữa.

Một số PLC thông dụng : CP1E-N20DR-A, CP1E-N30DR-A , CP1E-N40DR-A