Tự động hóa
Chức Năng Logic Của PLC
Có nhiều tình huống điều khiển yêu cầu các hành động được bắt đầu khi một sự kết hợp nhất định của các điều kiện logic được thực hiện trong PLC .
Chức năng logic của PLC
Giả sử, đối với máy khoan tự động, động cơ khoan được kích hoạt khi các công tắc hành trình cho biết sự hiện diện của phôi và vị trí khoan ở bề mặt của phôi được kích hoạt.
Một tình huống như vậy liên quan đến hàm logic AND, cần có cả 2 điều kiện A và điều kiện B có cả hai điều kiện được thực hiện để xuất hiện đầu ra. Phần này là một sự xem xét của các chức năng logic như vậy.
LOGIC AND của PLC
Hình 1.7a cho thấy một tình huống trong đó một đầu ra không được cấp điện trừ khi hai công tắc thường mở được đóng lại. Công tắc A và công tắc B đều phải đóng, đây là một tình huống logic AND.
Chúng ta có thể coi đây là một hệ thống điều khiển với hai đầu vào A và B (Hình 1.7b). Chỉ khi A và B đều trên thì mới có đầu ra. Vì vậy, nếu chúng ta sử dụng 1 để biểu thị một tín hiệu bật và 0 để biểu thị một tín hiệu tắt, thì để có một đầu ra 1, chúng ta phải có A và B đều là 1.
Một hoạt động như vậy được cho là được điều khiển bởi một cổng logic và mối quan hệ giữa các đầu vào đến cổng logic và các đầu ra được lập bảng ở dạng được gọi là bảng sự thật. Do đó, đối với cổng AND, chúng ta có:
Ví dụ về cổng AND là hệ thống điều khiển khóa liên động cho máy công cụ để nó chỉ có thể được vận hành khi bộ phận bảo vệ an toàn ở đúng vị trí và nguồn được bật.
Hình 1.8a cho thấy một hệ thống cổng AND trên sơ đồ ladder. Sơ đồ ladder bắt đầu với một tập hợp các tiếp điểm thường mở có nhãn đầu vào A, để đại diện cho công tắc A và nối tiếp với nó là một bộ tiếp điểm thường mở khác có nhãn đầu vào B, đại diện cho công tắc B.
Sau đó dòng kết thúc bằng O để thể hiện đầu ra. Để có một đầu ra, cả đầu vào A và đầu vào B phải xảy ra, tức là các tiếp điểm đầu vào A và đầu vào B phải được đóng (Hình 1.8b). Nói chung:
Trên sơ đồ ladder, các tiếp điểm theo bậc ngang, tức là các tiếp điểm nối tiếp nhau, đại diện cho các phép toán logic AND.
LOGIC OR của PLC
Hình 1.9a mô tả một mạch điện trong đó một đầu ra được cấp điện khi công tắc A , B, hoặc cả hai thường mở được đóng lại.
Điều này mô tả một cổng logic OR (Hình 1.9b) trong đầu vào A hoặc đầu vào B phải được bật để có đầu ra.
Hình 1.10a cho thấy một hệ thống cổng logic OR trên một sơ đồ ladder , Hình 1.10b cho thấy một cách thay thế tương đương để vẽ cùng một sơ đồ.
Sơ đồ ladder bắt đầu bằng các tiếp điểm thường mở có nhãn đầu vào A, đại diện cho công tắc A và song song với nó là các tiếp điểm thường mở có nhãn đầu vào B, đại diện cho công tắc B.
Đầu vào A hoặc đầu vào B phải được đóng để đầu ra được cấp điện(Hình 1.10c). Sau đó dòng kết thúc bằng O để thể hiện đầu ra. Nói chung:
Các đường dẫn thay thế được cung cấp bởi các đường thẳng đứng từ network chính của sơ đồ ladder, tức là các đường dẫn song song biểu thị các phép toán OR logic.
Ví dụ về hệ thống kiểm soát cổng OR là một băng chuyền vận chuyển các sản phẩm đóng chai đến nơi đóng gói, sẽ có 1 thanh gạt chai vào thùng loại bỏ nếu trọng lượng không nằm trong khoảng dung sai nhất định hoặc không có nắp trên chai.
LOGIC NOT của PLC
Hình 1.11a mô tả một mạch điện được điều khiển bởi một công tắc thường đóng. Khi có một tín hiệu cho công tắc, nó sẽ mở ra và khi đó không có dòng điện trong mạch.
Điều này minh họa cổng NOT trong đó có đầu ra khi không có đầu vào và không có đầu ra khi có đầu vào (Hình 1.11c). Cổng đôi khi được coi là một biến tần.
Hình 1.11a:
Hình 11.11b mô tả hệ thống cổng NOT trên sơ đồ ladder. Đầu vào A các tiếp điểm được hiển thị là thường đóng.
Nó nối tiếp với Output (). Khi không có tín hiệu cho đầu vào A, các tiếp điểm được đóng lại và do đó có một đầu ra. Khi có tín hiệu cho đầu vào A, nó sẽ mở ra và sau đó không có tín hiệu đầu ra.
Ví dụ về hệ thống điều khiển cổng NOT là đèn bật sáng khi trời tối, tức là khi không có ánh sáng đầu vào cảm biến ánh sáng sẽ có tín hiệu sáng đèn.
LOGIC NAND của PLC
Giả sử chúng ta nối tiếp cổng AND với cổng NOT (Hình 1.12a). Hệ quả của việc có cổng NOT là đảo ngược tất cả các đầu ra từ cổng AND.
Một giải pháp thay thế, cho kết quả chính xác như nhau, là đặt một cổng NOT trên mỗi đầu vào và sau đó làm theo đó với OR (Hình 1.12b).
Cụ thể là:
Cả hai đầu vào A và B phải bằng 0 để có đầu ra 1.
Có đầu ra 1 khi đầu vào A hoặc đầu vào B không phải là 1.
Sự kết hợp của các cổng này được gọi là cổng NAND (Hình 1.13).
Ví dụ về hệ thống điều khiển cổng NAND là đèn cảnh báo bật sáng nếu công tắc bảo vệ an toàn chưa được kích hoạt và cảm biến phôi chưa có tín hiệu.
LOGIC NOR của PLC
Giả sử chúng ta nối tiếp một cổng OR bởi một cổng NOT (Hình 1.14a).
Hệ quả của việc có cổng NOT là đảo ngược các đầu ra của cổng OR.
Một giải pháp thay thế, cho kết quả chính xác giống nhau, là đặt cổng NOT trên mỗi đầu vào và sau đó là cổng AND cho các đầu vào đảo ngược kết quả (Hình 1.14b).
Sau đây là bảng kết quả:
Sự kết hợp của cổng OR và NOT được gọi là cổng NOR. Có một đầu ra khi đầu vào A và đầu vào B không phải là 1.
Hình 1.15 cho thấy một sơ đồ bậc thang của một hệ thống NOR.
Khi đầu vào A và đầu vào B đều không được kích hoạt, sẽ có 1 đầu ra. Khi X400 hoặc X401 là 1 thì đầu ra là 0.
LOGIC XOR của PLC
Cổng OR cho một đầu ra khi một trong hai hoặc cả hai đầu vào là 1.
Tuy nhiên, đôi khi cần có một cổng cung cấp đầu ra khi một trong hai đầu vào là 1 nhưng không phải khi cả hai đều là 1, tức là:
Cổng như vậy được gọi là cổng XOR.
Một cách để có được một cổng như vậy là sử dụng các cổng NOT, AND và OR như trong Hình 1.16.
Hình 1.17 cho thấy một sơ đồ ladder cho một hệ thống cổng XOR. Khi đầu vào A và đầu vào B không được kích hoạt thì sẽ có 0 đầu ra.
Khi chỉ đầu vào A được kích hoạt, thì nhánh trên cho kết quả đầu ra là 1. Khi chỉ đầu vào B được kích hoạt, thì nhánh dưới cho kết quả đầu ra là 1.
Khi cả đầu vào A và đầu vào B được kích hoạt, sẽ không có đầu ra.
Trong ví dụ này về cổng logic, đầu vào A và đầu vào B có hai bộ tiếp điểm trong mạch, một bộ thường mở và bộ kia thường đóng.
Với lập trình PLC, mỗi đầu vào có thể có nhiều bộ tiếp điểm nếu cần.
LOGIC XNOR của PLC