Về hình dạng

Có hai kiểu cơ cấu thông dụng với các hệ thống PLC là kiểu hộp đơn và kiểu modul nối ghép. Kiểu hộp đơn thường được sử dụng cho các thiết bị điều khiển lập trình cỡ nhỏ và được cung cấp dưới dạng nguyên chiếc hoàn chỉnh.

Kiểu modul ghép nối: gồm nhiều modul riêng cho bộ nguồn, CPU, cổng vào/ra.... được lắp trên thanh ray. Kiểu này có thể sử dụng cho các thiết bị lập trình ở mọi kích cỡ.

Về số lượng các đầu vào/ra

Căn cứ vào số lượng các đầu vào/ ra, ta có thể phân PLC thành bốn loại sau:

- Micro PLC là loại có dưới 32 kênh vào/ ra

- PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ ra

- PLC trung bình có đến 1024 kênh vào/ ra

- PLC cỡ lớn có trên 1024 kênh vào/ra.

Các micro – PLC thường có ít hơn 32 đầu vào/ra. Trên hình 1.2 là ví dụ về micro PLC họ T100MD-1616 do hãng Triangle Research International sản xuất. Cấu tạo tương đối đơn giản và toàn bộ các bộ phận được tích hợp trên một bảng mạch có kích thước nhỏ gọn. Micro – PLC có cấu tạo gồm tất cả các bộ phận như bộ xử lý tín hiệu, bộ nguồn, các kênh vào/ra trong một khối. Các Micro – PLC có ưu điểm hơn các PLC nhỏ là giá thành rẻ, dễ lắp đặt.

Một loại micro PLC khác là DL05 của hãng Koyo, loại này có 30 kênh vào/ ra

Một loại micro-PLC khác là loại xê ri 90 của Fanuc. Loại này có 8 kênh vào và 8 kênh ra.

PLC loại nhỏ có thể có đến 256 đầu vào/ra. Trên hình 1.5 là PLC của hãng OMRON loại ZEN – 10C. Loại PLC này có 34 kênh vào/ ra gồm: 6 kênh vào và 4 kênh ra trên mô đun CPU, còn lại 3 mô đun vào/ ra, với 4 kênh vào và 4 kênh ra cho mỗi mô đun.

Hãng Siemens có các PLC loại nhỏ như S5-90U, S5-95U, S5-100U (hình 1.6), S7 – 200 là các loại PLC loại nhỏ, có số lượng kênh vào/ ra nhỏ hơn 256. Cấu tạo của các PLC loại nhỏ cũng tương tự như cấu tạo của các PLC loại trung bình, vì đều là dạng mô đun. Điểm khác biệt là dung lượng bộ nhớ, số lượng kênh vào/ ra của các mô đun khác nhau về độlớn và tốc độ xử lý thông tin cũng khác nhau. PLC của Siemens được dùng rộng rãi ở trong hầu hết các nước có nền công nghiệp phát triển.

Các PLC trung bình có thể có dến 1024 đầu vào/ra. Loại CJ1M của Omron trên hình 1.8 có 320 kênh vào/ ra.

Loại PLC CQM1 hay CQMIH của Omron trên hình có 512 kênh vào ra

Hãng Siemens có một số xê ri S7-200 là cácloại PLC hạng trung bình. Số lượng kênh vào/ra của S-300 có thể trong khoảng từ 256 đến 1024.

Các PLC loại lớn có nhiều hơn 1024 đầu vào/ra. Loại này có tốc độ xử lý rất cao, dung lượng bộ nhớ lớn và thường được dùng trong điều khiển các hệ thống thiết bị công nghệ phức tạp. Hãng Omron có PLC loai CJ1 trên hình 1.10, là loại có tới 1280 kênh vào/ ra và loại CJ1H có tới 2560 kênh vào/ra.

Hãng Omron còn có loai CS1 trên hình, là loại PLC cỡ lớn với 5120 kênh vào/ ra

Các PLC loại lớn của Siemens là các loại xê ri S7-300, S7-400. Các loại này có số lượng kênh vào/ ra rất lớn. Các kênh này không thể đấu trực tiếp lên PLC mà phải thông qua các bộ dồn kênh và tách kênh ( demultiplexeur và multiplexeur). Trên hình 1.12 là PLC S7ư400 của Siemens. Đây là loại PLC mạnh nhất của Siemens hiện nay. Cấu hình của PLC này được biểu diễn bằng hình. Các PLC trung bình và lớn có các mô đun vào/ra có thể lắp ráp với nhau trên cùng một giá đỡ tiêu chuẩn, cho phép lắp thêm hoặc tháo bớt ra mà không cần tắt nguồn. Các PLC được kết nối với nhau thông qua mạng ETHERNET công nghiệp

Hình 1.13a.Cấu trúc của S7-400

Hình 1.14. Sơ đồ kết nối mạng của S7-400 trong công nghiệp

Các PLC loại lớn thường dùng để điều khiển ở mức cao. ở mức thấp thường là các thiết bị điều khiển tương tự, hay thiết bị điều khiển số với các PLC loại nhỏ, hay loại trung bình. ở mức thấp, chủ yếu là các thiết bị điều khiển trực tiếp các thiết bị công nghệ, các cơ cấu chấp hành, các động cơ, bơm, van, cuộn hút, đèn hiệu vv. Điều khiển ở mức cao bao gồm các điều khiển liên quan đến phần quản lý hệ thống và quản lý dữ liệu của hệ thống điều khiển. ở mức này, các dữ liệu có thể được thu thập từ các các thiết bị điều khiển mức thấp hoặc từ bên ngoài hệ thống thông qua mạng nội bộ và mạng Internet. Các dữ liệu từ các PLC được truyền về các máy tính trung tâm để lưu trữ và xử lý. Trường hợp các hệ thống sản xuất tự động có điều khiển bằng thống kê, đây chính là điều khiển ở mức cao, tương ứng với cấu trúc quản lý của hệ thống. Hoạt động của hệ thống điều khiển được điều chỉnh dựa theo kết quả phân tích, đánh giá từ các dữ liệu thống kê, như vậy giúp cho việc sản xuất luôn ở dạng tối ưu nhất và hiệu quả nhất. PLC S7-400 của Siemens là một trong những loại PLC lớn và rất mạnh trong các hệ thống điều khiển sản xuất qui mô như các nhà máy công nghiệp. Loại PLC này có thể kết nối trực tiếp qua mạng Ethernet công nghiệp với các thiết bị điều khiển mức cao hơn để trao đổi dữ liệu hoặc thông các các các kênh giao diện khác như MPI , PROFIBUS, EIB hay giao diện AS để thu thập dữ liệu và điều khiển như hình 1.14.

Về hãng sản xuất và sản phẩm

Có nhiều hãng sản xuất PLC. Chúng ta chọn 4 hãng tiêu biểu gồm: Mitsubishi, Omron, Siemens, Telemecanique.

CP1L - Thế hệ Micro PLC mới cho tương lai

Tối đa 160 I/O, RS-232 / 485 / 422

- Kết nối với môđun mở rộng CPM1

- Bộ nhớ 5/10Kstep, có memory unit ngoài

- Lập trình cổng USB bằng CX-P V7.1

- Chạy mô phỏng bằng CX-Simulator

CPM1A, CPM2A - Loại Micro PLC thông dụng

CP1H - Loại Compact PLC cao cấp (All-In-One)

PLC cỡ vừa – CJ1M

Cách thể hiện các dòng lệnh và nguyên tắc gọi và thực thi chương trình cũng như các công cụ dùng để gỡ rối khi thảo chương rất giống nhau ở cú pháp và cách thể hiện.

Trên nền tảng phù hợp các ứng dụng, tính kinh tế, tính cạnh tranh, các nhà sản xuất PLC đã giới thiệu khá nhiều dòng sản phẩm phù hợp trong dãy sản phẩm của mình, các sản phẩm có ứng dụng đơn giản như (Logo-Siemens, Alpha-Mitsubishi, Zen-Omron, Smart-Telemecanique).

Chúng ta sẽ quan tâm tới các họ PLC có điạ chỉ vào/ra trên dưới 512 I/O (512 input/output) bộ nhớ chương trình tăng đến 32KB hoặc 64KB Step và các thành phần ngoại vi kết nối thêm có thể điều khiển trong các hệ thống tự động vừa và nhỏ, đơn lẻ, gần như đáp ứng hầu hết các yêu cầu điều khiển theo ý đồ của các nhà thiết kế.

Mitsubishi: (Software mô tả GX-Developer V8.0Up) họ Fx-xx của hãng tuân thủ quy ước gán địa chỉ mang tính kế thừa và phát triển trong tương lai (chỉ nói về các địa chỉ cho các cổng vào/ra, và các ngõ vào và ra này sẽ được nối trực tiếp với các thiết bị ra lệnh và chấp hành bên ngoài).

Ví dụ: Ở dòng Fx-xx có địa chỉ ngõ vào InputDigital được gán theo nhóm từng byte, bắt đầu là byte 0 tương ứng chúng ta có các địa chỉ: X000 đến X007 (8 bit = 1 byte) hay còn gọi là hệ cơ số 8.

Như vậy, ở nhóm byte thứ 2 tiếp theo quy ước gán địa chỉ sẽ bắt đầu bằng X010 đến X017 địa chỉ ngõ ra được gán ký hiệu Y và bắt đầu từ Y000 đến Y007 tuân thủ tương tự như cách gán ngõ vào X

Các địa chỉ được gán theo quy ước trên chỉ bao gồm trong dòng sản phẩm PLC có seri FX, các dòng sau từ seri A, Q-A đã được nâng cấp lên nhóm 2 byte như vậy địa chỉ

được gán lúc này sẽ bắt đầu bằng X000 cho đến X007, tuân theo thứ tự đếm của hệ cơ số 16…

Trải qua hơn 25 năm, từ khi Mitsubishi Electric giới thiệu PLC gọn đầu tiên trên thị trường châu Au. Từ đó Mitsubishi đã trở nên hãng dẫn đầu thế giới trong khu vực này, với hơn 6 triệu trong số những sự cài đặt bộ điều khiển.

Với những kích thước gọn của họ và chi phí thấp những bộ điều khiển được mở ra viễn cảnh mới trong kỹ thuật tự động công nghiệp. Nhiều ứng dụng cho tự động hóa .

Loạt FX3U mà bây giờ đang được giới thiệu là họ PLCs gọn vô cùng thành công của Mitsubishi Electric thế hệ thứ ba.

Tính tương thích - nhờ phạm vi bộ cấp điện (tiếp điện) rộng của họ những bộ điều khiển FX có thể được sử dụng khắp thế giới.

Tính Toàn cầu - Những bộ điều khiển MELSEC FX phù hợp với tất cả các tiêu chuẩn công nghiệp quốc tế chính.

FX1N kết hợp những lợi ích của một bộ điều khiển gọn không đắt với những khả năng mở rộng linh hoạt của một hệ điều khiển mô đun. Nó có thể được mở rộng cho tới 128 đầu vào và những đầu ra và với một phạm vi toàn diện của những mô đun chức năng đặc biệt. FX1N cũng làm nổi bật một bộ điều khiển định vị tổng hợp mạnh.

Thẻ truyền thông của FX1N và những khả năng nối dữ liệu làm cho nó trở nên lý tưởng cho những ứng dụng nơi kích thước phần cứng bộ điều khiển, những đặc tính truyền thông, những chức năng và tốc độ xử lý đặc biệt là mọi thứ phê bình.

Những ưu điểm của loạt FX1N:

- 14 tới 128 đầu vào và những đầu ra

- Tốc độ xử lý cao

- Ample lập trình dung lượng nhớ (những bước 8,000) và những phạm vi thiết bị

- Hợp nhất bộ điều khiển định vị

- Toàn diện phạm vi của chức năng và những mô đun mở rộng đặc biệt cho những yêu cầu riêng lẻ

- Tích hợp bộ điều khiển PID

- Cung cấp kết nối để mở những mạng

- Tích hợp đồng hồ thời gian thực

- Giao diện lập trình thân thiện với đơn vị lập trình bộ phần mềm ứng dụng hay cầm tay lập trình trên nền Windows MS

Sự xử lý tín hiệu tương tự với những bộ tiếp hợp mở rộng để chọn

The FX2N đã đặt những tiêu chuẩn trong khu vực kỹ thuật tự động công nghiệp và là một trong những bộ điều khiển tiêu thụ- lớn nhất worldwide. Nó có nhiều đặc tính bình thường được tìm thấy trong những bộ điều khiển lớn hơn Chỉ dẫn FX2N lôgíc là một trong những hệ thống PLC gọn nhanh nhất sẵn có. Nó có những khả năng truyền thông và một phạm vi rộng của sự mở rộng rộng lớn và những mô đun chức năng đặc biệt sẵn có cho cấu hình của những hệ thống chính xác.