Chương 9: CẤU TẠO CHÍNH CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

Đơn vị xứ lý trung tâm được xem như là não bộ của điều khiển PLC. Thông thường, đơn vị xử lý trung tâm là một loại vi điều khiển, như vi điều khiển 8051 có 8 bit và ngày nay chúng lên đến 16 bit hay 32 bit. Đơn vị xử lý trung tâm chú trọng phần truyền thông giữa các bộ phận điều khiển PCL với nhau như việc lập trình, quản lý bộ nhớ, quan sát trạng thái ngõ vào và ngõ ra.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 9: CẤU TẠO CHÍNH CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC Chương 9: CAÁU TAÏO CHÍNH CUÛA BOÄ ÑIEÀU KHIEÅN PLC Moâ hình moät boä ñieàu khieån laäp trình PLC 1. Ñôn vò xöû lyù trung taâm CPU (Central Processing Unit): _ Ñôn vò xöû lyù trung taâm ñöôïc xem nhö laø naõo cuûa boä ñieàu khieån PLC. Thoâng thöôøng, ñôn vò xöû lyù trung taâm laø moät loaïi vi ñieàu khieån, nhö vi ñieàu khieån 8051 coù 8 bit vaø ngaøy nay chuùng leân ñeán 16 bit hay 32 bit. _ Ñôn vò xöû lyù trung taâm chuù troïng phaàn truyeàn thoâng giöõa caùc boä phaän cuûa boä ñieàu khieån PLC vôùi nhau nhö vieäc laäp trình, quaûn lyù boä nhôù, quan saùt traïng thaùi ngoõ vaøo vaø ngoõ ra. Ñôn vò xöû lyù trung taâm thöôøng thöïc hieän vieäc kieåm tra vuøng nhôù cuûa boä ñieàu khieån PLC ñeå baûo ñaûm raèng boä nhôù khoâng bò loãi, khoâng bò hoûng, nhôø ñoù maø caùc loãi neáu coù seõ sôùm ñöôïc phaùt hieän. Nguyeân lyù vaän haønh cuûa moät ñôn vò xöû lyù trung taâm CPU ñöôïc moâ taû nhö sau: _ Caùc thoâng tin ñöôïc löu tröõ trong boä nhôù chöông trình ñöôïc goïi leân tuaàn töï vì ñaõ ñöôïc ñieàu khieån vaø kieåm soaùt baèng boä ñeám chöông trình do ñôn vò xöû lyù trung taâm khoáng cheá. Boä xöû lyù lieân keát caùc tín hieäu rieâng leû laïi vôùi nhau vaø töø ñoù cho ra keát quaû ñieàu khieån taïi ngoõ ra. Söï thao taùc tuaàn töï cuûa chöông trình taïo neân moät khoaûng thôøi gian treã goïi laø thôøi gian queùt, vì tính tuaàn töï cuûa noù neân ta coù theå goïi laø chu kyø queùt, chu kyø queùt naøy phuï thuoäc vaøo cuûa chöông trình (soá löôïng ngoõ vaøo, ngoõ ra, vaø nhöõng thoâng tin yeâu caàu khaùc). Chính ñôn vò xöû lyù trung taâm quyeát ñònh thôøi gian queùt, chöùc naêng vaø khaû naêng cuûa moät boä PLC 1. Ñoïc traïng thaùi ngoõ vaøo 2. Thöïc hieän chöông trình 3. Kieåm tra thoâng tin 4. Truyeàn döõ lieäu ôû ngoõ ra Voøng queùt PLC 2. Vuøng nhôù: _ Vuøng nhôù ñöôïc PLC söû duïng cho moät quaù trình ñieàu khieån coâng nghieäp. Ngöôøi ta thöôøng söû duïng boä nhôù EPROM vôùi vieäc laäp trình caàn ñöôïc thöïc hieän treân maùy laäp trình coøn khi muoán xoùa boû döõ lieäu caàn chieáu tia töû ngoaïi vaøo, hoaëc döõ lieäu cuõng coù theå ñöôïc xoùa baèng naêng löôïng ñieän. Neáu muoán phaùt trieån theâm caùc öùng duïng khaùc cuûa chöông trình ñieàu khieån ta chæ caàn thöïc hieän laäp trình laïi cho boä ñieàu khieån thoâng qua sôïi caùp keát noái. _ Boä nhôù thöôøng ñöôïc chia thaønh caùc khoái vôùi nhöõng chöùc naêng ñaëc bieät khaùc nhau. Moät soá vuøng cuûa boä nhôù duøng cho vieäc löu tröõ traïng thaùi ngoõ vaøo vaø ngoõ ra. Traïng thaùi cuûa moät ngoõ vaøo ñöôïc löu tröõ döôùi daïng bit nhôù ñaëc bieät, thöôøng laø ‘1’ hoaëc ‘0’. Bit nhôù cuûa moãi traïng thaùi vaøo hoaëc ra cuõng seõ coù traïng thaùi töông töï. _ Nhöõng phaàn khaùc cuûa boä nhôù ñöôïc duøng cho vieäc löu tröõ caùc noäi dung coù giaù trò caàn thieát cho vieäc laäp trình, ví duï nhö giaù trò rôle thôøi gian, giaù trò counter… ñöôïc löu tröõ.trong phaàn naøy. Theá maïnh cuûa boä ñieàu khieån laäp trình PLC ñoù laø coù boä nhôù coù theå thay ñoåi moät caùch nhanh choùng. _ Tuï ñieän ñaëc bieät: ñöôïc goïi laø tuï ñieän ñaëc bieät do noù coù khaû naêng tích tröõ naêng löôïng trong moät thôøi gian daøi, giuùp löu tröõ döõ lieäu trong RAM khi khoâng coù ñieän. Loaïi RAM thoâng thöôøng coù thôøi gian löu döõ lieäu ñeán 50 giôø, cuõng coù theå leân ñeán 72 giôø. _ RAM (Random Access Memory): RAM ñöôïc söû duïng nhö 1 vuøng nhôù taïm thôøi. Vuøng nhôù cuûa RAM khoâng oån ñònh, caùc döõ lieäu löu treân noù seõ bò maát ñi khi bò maát ñieän. Do ñoù, thöôøng coù 1 nguoàn döï tröõ ñeå ñeà phoøng tröôøng hôïp RAM bò maát ñieän trong 1 thôøi gian daøi. _ EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): Noù ñöôïc thieát keá sao cho döõ lieäu coù theå ñöôïc ñoïc deã daøng, nhöng khoù coù theå thay ñoåi. Ñeå thay ñoåi döõ lieäu cuûa EPROM caàn coù phöông phaùp ñaëc bieät. Ñoái vôùi UVEPROM, döõ lieäu coù theå ñöôïc thay ñoåi baèng caùch chieáu tia cöïc tím (Ultraviolet Light) vaøo. Nhöng ñoái vôùi EPROM thoâng duïng thì coù theå duøng ñieän ñeå xoùa döõ lieäu. _ Firmware: Laø moät phaàm meàm ñaëc bieät ñeå ñöa döõ lieäu vaøo EPROM. Do ñoù EPROM coù theå ñöôïc xem nhö moät boä phaän cuûa phaàn cöùng cuûa PLC, noù cho pheùp PLC söû duïng caùc chöùc naêng cô baûn cuûa noù. 3. Nguoàn ñieän cung caáp: _ Ñieän caáp vaøo ñöôïc duøng cho ñôn vò xöû lyù trung taâm CPU, ña soá caùc boä ñieàu khieån PLC söû duïng nguoàn ñieän 24 VDC hoaëc 220 VAC. _ Ngöôøi söû duïng caàn naém roõ soá löôïng ñaàu vaøo vaø ñaàu ra ñeå baûo ñaûm thieát bò ñöôïc caáp ñieän moät caùch chính xaùc. Moãi modul khaùc nhau thì khaû naêng söû duïng ñieän khaùc nhau. Nguoàn ñieän cung caáp naøy khoâng ñöôïc duøng ñeå khôûi ñoäng cho caùc thieát bò keát noái phía beân ngoaøi taïi ngoõ vaøo, hoaëc ngoõ ra. Ngöôøi söû duïng phaûi caáp ñieän cho caùc thieát bò taïi ñaàu vaøo hoaëc ñaàu ra phaûi ñöôïc tieán haønh moät caùch rieâng bieät. Coù nhö vaäy môùi baûo ñaûm ñöôïc raèng nhöõng aûnh höôûng cuûa caùc thieát bò maùy moùc duøng trong coâng nghieäp khoâng gaây hö haïi cho boä ñieàu khieån PLC. Ñoái vôùi moät soá boä ñieàu khieån PLC loaïi nhoû, chuùng caáp nguoàn cho caùc thieát bò keát noái taïi ngoõ vaøo baèng ñieän aùp ñöôïc laáy töø moät nguoàn nhoû ñaõ ñöôïc tích hôïp vaøo boä ñieàu khieån PLC. 4. Module ngoõ vaøo: _ Laøm nhieämvuï khoái gheùp, chuyeån ñoåi tín hieäu ñaàu vaøo thaønh tín hieäu soá (digital) beân trong PLC. Keát quaû cuûa vieäc xöû lyù ñöôïc löu tröõ trong vuøng nhôù cuûa ngoõ vaøo. _ Maïch ñaàu vaøo ñöôïc caùch ly veà ñieän vôùi caùc maïch beân trong PLC nhôø caùc diode quang vaø photo diode (thöôøng gaëp laø diode 4N28) do ñoù moäi hö hoûng ôû maïch ñaàu vaøo ñeàu khoâng aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa PLC. _ Caùc thieát ...