Người ta sử dụng con lăn băng tải như một giải pháp nhằm tiết kiệm tối đa chi phí cũng như thời gian trong hoạt động sản xuất. Và khi nhắc đến hệ thống điều khiển vận hành con lăn băng tải, người ta sẽ chỉ gói gọn trong một thuật ngữ duy nhất, đó là “PLC”. Vậy “PLC” là gì? Chúng ta hãy cùng bóc tách thuật ngữ này để cụ thể hơn về hệ thống điều khiển của con lăn băng tải nhé.
Hệ thống PLC băng tải là gì?
PLC (Programmable Logic Controller) chính là thiết bị điều khiển lập trình cho phép thực hiện một cách linh hoạt các điều khiển logic thông qua hệ thống ngôn ngữ lập trình. Theo đó, nó giúp đặt lệnh các chương trình chạy cho con lăn băng tải trong quá trình vận hành.
Ưu điểm của PLC con lăn băng tải
Sở dĩ, PLC được sử dụng rộng rãi trong nhiều dây chuyền sản xuất công nghiệp nói chung, và là hệ thống điều khiển vận hành con lăn băng tải nói riêng vì nó có nhiều ưu điểm vượt trội như:
– Dễ dàng thiết lập và thay đổi chương trình điều khiển tùy theo tính chất công việc cũng như ý muốn của người lập trình
– Có khả năng thực hiện các thuật toán phức tạp với yêu cầu cao về độ chính xác. Dung lượng bộ nhớ của hệ thống lớn
– Kiểu dáng gọn nhẹ, kích thước nhỏ dễ dàng bảo quản và sửa chữa khi gặp sự cố
– Cấu trúc thiết bị điều khiển vận hành con lăn băng tải PLC có dạng module. Do đó, người dùng dễ dàng thay thế hay mở rộng module vào/ ra, mở rộng các chức năng khác tùy vào mục đích sử dụng
– Khả năng chống nhiễu tốt giúp công việc đạt hiệu quả cao
– Có khả năng giao tiếp với các thiết bị thông minh như: Máy tính, điện thoại, các module mở rộng
– Có độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp
Cấu trúc của hệ thống PLC con lăn băng tải
Quá trình điều khiển vận hành con lăn băng tải được thực hiện một cách trơn tru và hiệu quả là nhờ vào các bộ phận chính của PLC.
Bao gồm:
– Bộ nhớ chương trình RAM bên trong và một số bộ nhớ ngoài EPROM
– Bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC
– Các module vào/ra
– Bên cạnh đó hệ thống điều khiển vận hành con lăn băng tải PLC còn có thêm một đơn vị lập trình bằng máy tính hoặc thủ công bằng tay.
Nguyên lý hoạt động của PLC trong điều khiển vận hành con lăn băng tải
Đơn vị xử lý trung tâm
CPU đóng vai trò là bộ phận điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Nó sẽ đọc và kiểm tra các chương trình được chứa trong bộ nhớ, và thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình. Sau đó phát lệnh đến các thiết bị liên kết để thực thi.
Toàn bộ các hoạt động thực thi này đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được lưu giữ trong bộ nhớ.
Hệ thống BUS trong PLC của con lăn băng tải
Hiểu một cách đơn giản, hệ thống bus chính là tuyến dùng để truyền tín hiệu, bao gồm nhiều đường tín hiệu song song:
– Address bus: Dùng để truyền địa chỉ đến các module khác nhau trong hệ thống
– Data bus: Bus dùng để truyền dữ liệu
– Control bus: Bus điều khiển để truyền các tín hiệu và điều khiển đồn bộ các hoạt động trong PLC.
Ngoài ra, trong hệ thống điều khiển vận hành con lăn băng tải PLC, số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các module vào/ra thông qua data bus. Address bus và data bus gồm 8 đường. Trong cùng một thời điểm PLC cho phép truyền 8 bit của một byte một cách đồng thời hoặc song song.
Khi module đầu vào nhận được địa chỉ trên address bus, nó sẽ chuyển tất cả trạng thái đầu vào của nó đến data bus. Và khi địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên address bus, module đầu ra tương ứng sẽ nhận dữ liệu từ data bus. Sau đó Control bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC trong băng tải.
Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên bus tương ứng trong một thời gian nhất định.
Hệ thống bus sẽ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O.
Bộ nhớ PLC dành cho con lăn băng tải
PLC băng tải yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp sau:
– Làm bộ tạm thời cho các kênh trạng thái I/O
– Làm bộ đệm cho các trạng thái, chức năng trong PLC tạm thời
– Mỗi lệnh trong chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ và mọi vị trí trong đó đều được đánh số, và những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ.
Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý sẽ đọc giá trị trong bộ đếm này lên một lần trước khi xử lý lệnh tiếp theo. Khi có một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, được gọi là quá trình đọc.
Bộ nhớ bên trong hệ thống điều khiển vận hành con lăn băng tải PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn và trong PLC các bộ nhớ được sử dụng như RAM và EPROM. Trong đó:
– RAM là thiết bị có khả năng nạp chương trình, thay đổi, sửa và xóa nội dung bất kỳ lúc nào cần thiết. Nội dung của RAM sẽ mất khi nguồn điện bị ngắt. Vì vậy, để tránh tình trạng nội dung RAM bị mất, PLC sẽ được trang bị một pin khô nhằm dự trữ năng lượng cho RAM.
Ngoài ra, RAM còn dùng để khởi tạo các chương trình mới và kiểm tra chương trình.
– EPROM là bộ nhớ chỉ giữ chức năng đọc chứ không ghi nhớ. Khác với RAM, nội dung của EPROM không bị mất khi nguồn điện mất. Nó được gắn sẵn trong máy, được nạp và chứa hệ điều hành.
Ngoài ra còn có thể sử dụng môi trường ghi dữ liệu là đĩa cứng và đĩa mềm vì chúng có dung lượng lớn, thường được dùng để lưu những chương trình lớn giúp băng tải con lăn hoạt động lâu dài.
Các ngõ vào/ra và I/O
Là các đường tín hiệu từ bộ cảm biến nối vào với các module vào (đầu vào PLC) và các cơ cấu chấp hành lệnh được nối với các module ra (đầu ra PLC)
Thông thường các PLC sử dụng điện áp bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là 12/24VDC hoặc 100/240VAC.
Đặc biệt, mỗi đơn vị I/O chỉ sở hữu duy nhất một địa chỉ, cách hiển thị trạng thái bằng hệ thống đèn LED trên PLC giúp cho hoạt động nhập xuất được dễ dàng và đơn giản hơn.
Những thông tin trên đã cụ thể cho chúng ta về hệ thống điều khiển vận hành con lăn băng tải trong hoạt động sản xuất công nghiệp. Nó là bộ điều khiển không thể thiếu giúp cho các doanh nghiệp tạo ra một hệ thống hoàn toàn tự động nhằm tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất.
