Khái niệm, đặc điểm và phân loại ngôn ngữ lập trình PLC

Lập trình PLC đã là khái niệm quá đỗi quen thuộc với các kĩ sư điện, tự động hóa. BKAII cũng đã có một số bài viết chia sẻ đến các bạn những thông tin về PLC. Bài viết này chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu khái niệm, đặc điểm và phân loại ngôn ngữ lập trình PLC nhé!

Ngôn ngữ lập trình PLC là thuật ngữ dùng để nói đến việc con người sử dụng những ngôn ngữ mà PLC hiểu được để giao tiếp với nó, điều khiển nó hoạt động theo ý đồ mà người lập trình đề ra nhằm đáp ứng những yêu cầu trong thực tiễn. 

Ưu điểm của PLC

• Khả năng thích nghi: Thiết kế kiểu module cho phép PLC thích nghi nhanh với mọi tính năng điều khiển. Khi đã được lắp ghép thì PLC có thể sẵn sàng làm việc ngay. Ngoài ra nó còn được sử dụng lại cho các ứng dụng khác một cách dễ dàng.

• Độ tin cậy cao: Độ tin cậy của PLC ngày càng tăng, bảo dưỡng định kỳ thường không cần thiết, tuy nhiên với mạch rơle công tắc tơ thì việc bảo dưỡng định kỳ là cần thiết.

• Linh hoạt trong việc thay đổi chương trình: Việc thay đổi chương trình được tiến hành khá đơn giản. Để thay đổi hệ thống điều khiển và các quy tắc có sẵn, khá đơn giản, người vận hành chỉ cần nhập tập lệnh khác, gần như không cần mắc nối lại dây. Chính vì vậy hệ thống PLC được nhận định rất linh hoạt và hiệu quả.

• Dễ dàng đánh giá nhu cầu: Khi nắm được các đầu vào và đầu ra thì có thể đánh giá được kích cỡ yêu cầu của bộ nhớ một cách dễ dàng hay thậm chí đánh giá nhanh chóng độ dài chương trình. Do đó có thể dễ dàng và nhanh chóng lựa chọn PLC phù hợp với mục đích.

• Khả năng tái tạo cao: Nếu dùng PLC với quy cách kỹ thuật giống nhau thì chi phí lao động sẽ giảm thấp hơn nhiều so với bộ điều khiển rơle vì giảm phần lớn công lắp ráp.

• Không gian tiết kiệm: Trên thực tế, PLC đòi hỏi ít không gian hơn so với những bộ điều khiển rơle tương đương.

• Tích hợp nhiều chức năng: Ưu điểm chính của PLC là có thể sử dụng cùng một thiết bị điều khiển cơ bản cho nhiều hệ thống điều khiển. PLC thường được dùng cho các quá trình tự động linh hoạt vì dễ dàng thuận tiện trong tính toán, đồng thời dễ dàng thay đổi chương trình và thay đổi các thông số.

Các ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến hiện nay

Ladder logic: Ngôn ngữ lập trình LAD

Ngôn ngữ LAD cho phép viết chương trình tương tự như mạch tương đương của sơ đồ nối dây mạch điện. Chương trình LAD cho phép CPU mô phỏng di chuyển của dòng điện từ nguồn, qua một loạt các điều kiện ngõ vào để tác động đến ngõ ra.

Các lệnh khác nhau được biểu diễn bằng các ký hiệu đồ họa, gồm có các dạng cơ bản:

• cảm biến

  Tiếp điểm: Biểu diễn các điều kiện logic ngõ vào, như các công tắc, nút nhấn, trạng thái của,… gồm (tiếp điểm thường đóng và thường hở)

• relay

  Cuộn dây (coil): biểu diễn cho kết quả logic ngõ ra, như đèn, động cơ, cuộn dây của, …

• Hộp (box): Biểu tượng cho các hàm khác nhau, nó hoạt động khi có dòng điện chạy đến hộp. Ví dụ ở hình trên, hộp

• (Mov_B) chỉ hoạt động khi tiếp điểm I2.1 thông (tức là có dòng điện chạy qua tiếp điểm I2.1 cấp cho hộp box Mov_B.

• Các dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp box gồm các bộ đếm thời gian (Timer), bộ đếm (Counter) và các hàm toán học,… Cuộn dây và các hàm phải mắc đúng chiều toán học.

Những lưu ý khi sử dụng ngôn ngữ lập trình LAD:

• Ngôn ngữ lập trình PLC: LAD thích hợp cho người mới bắt đầu lập trình.

• Biểu diễn đồ họa dễ hiểu và thông dụng hơn.

• Luôn chuyển được từ dạng LAD sang STL

Function Block Diagram: Ngôn ngữ lập trình FBD

Giống như ngôn ngữ LAD, ngôn ngữ FBD cũng là một ngôn ngữ lập trình kiểu đồ họa. Sự hiển thị của mạch logic được dựa trên các biểu tượng logic đồ họa sử dụng trong đại số Boolean. Các hàm toán học và các hàm phức khác có thể được thể hiện một cách trực tiếp trong sự kết hợp với các hộp logic. Để tạo ra logic cho các vận hành phức tạp, ta chèn các nhánh song song giữa các hộp.

 Hiểu thêm về EN và ENO

• Cả ngôn ngữ LAD và FBD đều sử dụng “dòng tín hiệu” (EN và ENO) đối với một vài lệnh “hộp”.

• Các lệnh cố định (như lệnh toán học và lệnh di chuyển) hiển thị các thông số cho EN và ENO.

• Các thông số này liên quan đến dòng tín hiệu và xác định khi nào lệnh được thực thi trong suốt lần quét đó.

Statement List: Ngôn ngữ lập trình STL

Ngôn ngữ PLC STL cho phép viết chương trình điều khiển bằng các lệnh gợi nhớ. Soạn thảo bằng STL phù hợp cho người có kinh nghiệm lập trình cơ bản và đã quen với PLC cũng như cách lập trình logic. Soạn thảo bằng ngôn ngữ STL cũng cho phép ta tạo ra các chương trình mà các ngôn ngữ LAD và FBD không thực hiện được. Vì STL là cách lập trình theo ngôn ngữ tự nhiên của CPU, trong khi các phương pháp khác là lập trình đồ họa.

Những lưu ý khi lựa chọn ngôn ngữ lập trình STL:

• Ngôn ngữ lập trình PLC STL thích hợp cho những người lập trình kinh nghiệm

• STL cho phép ta giải quyết các điều khiển phức tạp mà LAD và FBD không thực hiện được

• STL chỉ thực hiện với tập lệnh SIMATIC

• Có thể chuyển từ chương trình STL sang LAD và FBD nhưng ngược lại thì sẽ bị giới hạn.

Trên đây là một vài tìm hiểu, sưu tầm của BKAII về những vấn đề liên quan đến ngôn ngữ lập trình PLC. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì các bạn liên hệ BKAII nhé!

Xem thêm: