Giới thiệu tổng quan về hệ Simatic và PLC
Tài liệu này giới thiệu về hệ thống điều khiển tự động SIMATIC, một giải pháp toàn diện được phát triển bởi Siemens, tích hợp các yếu tố phần cứng và phần mềm nhằm đáp ứng đa dạng các nhiệm vụ tự động hóa.
SIMATIC ban đầu được hiểu là thiết bị điều khiển khả trình, nay đã phát triển thành một giải pháp bao gồm bộ điều khiển, hệ thống truyền thông, phần mềm kỹ thuật, HMI, thiết bị vào/ra phân tán và IPC. Giải pháp này mang lại lợi ích về quản lý dữ liệu tập trung, giảm thiểu lỗi truyền thông, cùng với khả năng cài đặt, lập trình và điều khiển tích hợp thông qua các giao diện người dùng và công cụ kỹ thuật.
I. Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC
1. Tổng quan về PLC:
- Xuất xứ: PLC (Programmable Logic Control) ra đời năm 1969 tại Mỹ, ban đầu là bộ logic thuần túy để điều khiển ON/OFF. Qua thời gian, PLC đã được cải tiến mạnh mẽ với việc tích hợp vi xử lý, bộ nhớ, mạch định thời gian, bộ đếm, hệ thống đưa tín hiệu từ xa, và khả năng lập trình bằng máy tính cá nhân. Đến năm 1985, PLC đã được ghép nối thành mạng.
- Vị trí, nhiệm vụ: PLC đóng vai trò là khâu trung gian, xử lý thông tin đầu vào và đưa tín hiệu ra các thiết bị chấp hành.
- Ưu - nhược điểm: Ưu điểm bao gồm giảm chi phí đầu tư, tiết kiệm không gian, độ tin cậy cao, tốc độ xử lý nhanh, chống nhiễu tốt và dễ bảo trì nhờ tính module hóa. Tuy nhiên, PLC còn hạn chế về chi phí cho các ứng dụng nhỏ và ngôn ngữ lập trình đặc thù của từng hãng.
- Cấu trúc PLC: Một bộ điều khiển PLC bao gồm CPU, bộ nhớ, các khối chức năng (Timer, Counter), cổng vào/ra, và hệ điều hành. Cấu trúc module hóa giúp tăng tính linh hoạt trong ứng dụng.
- Ngôn ngữ lập trình: PLC hỗ trợ nhiều ngôn ngữ như danh sách lệnh (STL), sơ đồ bậc thang (LAD/DER), sơ đồ khối chức năng (Block Function) và ngôn ngữ bậc cao.
II. Các giải pháp thiết kế điều khiển trên cơ sở hệ SIMATIC
Tài liệu cũng đề cập đến cấu trúc điều khiển tập trung và phân tán, cùng với các thành phần và đặc điểm của bộ PLC S7-300, bao gồm các module nguồn, CPU, module tín hiệu (SM), module chức năng (FM) và module truyền thông (CP).