Hướng Dẫn Lập Trình PLC Cho Hệ Thống Xử Lý Tín Hiệu

Lập trình PLC đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và giám sát hệ thống xử lý tín hiệu. Với kinh nghiệm lâu năm trong lĩnh vực tự động hóa, Sunly mang đến cho bạn cách lập trình PLC chuyên sâu, dễ hiểu và hiệu quả, giúp tối ưu hóa quy trình vận hành. Hãy cùng khám phá xem hướng dẫn lập trình PLC cho hệ thống xử lý tín hiệu với Sunly ngay hôm nay!

Tín hiệu Analog là gì?

Hiện nay, tín hiệu Analog được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển và lập trình PLC. Trong công nghiệp, tín hiệu này thường xuất hiện ở các loại cảm biến như cảm biến đo khoảng cách, cảm biến đo mức, cảm biến đo áp suất… 

Tín hiệu Analog, hay còn được biết đến là tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu liên tục, thường được truyền qua dòng điện (mA) hoặc điện áp (mV). Loại tín hiệu này được sử dụng phổ biến trong các thiết bị đo lường như cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, và điều khiển các thiết bị như van tỷ lệ, biến tần. Đặc biệt, chuẩn tín hiệu 4-20mA là dạng tín hiệu thông dụng nhất hiện nay.

Điểm khác biệt giữa tín hiệu Analog và Digital 

Hiện nay, có hai loại tín hiệu phổ biến là tín hiệu analog và tín hiệu digital. Nhiều người vẫn thắc mắc về sự khác biệt giữa hai loại tín hiệu này.

Tín hiệu analog có đặc điểm là liên tục và không bị gián đoạn, hoạt động mà không cần sự can thiệp trực tiếp của con người. Ngược lại, tín hiệu digital là dạng tín hiệu nhị phân với hai trạng thái 0 và 1, thường chịu sự điều chỉnh từ người vận hành hoặc nhà thiết kế hệ thống.

So với tín hiệu digital, tín hiệu analog dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như môi trường, khoảng cách, điều kiện thời tiết, và vật cản. Tín hiệu digital ổn định hơn trong việc truyền dẫn trên khoảng cách xa nhưng lại có độ bảo mật thấp hơn so với tín hiệu analog.

Về tính chất, tín hiệu analog có tính tuần hoàn và liên tục, trong khi tín hiệu digital không mang tính lặp lại theo chu kỳ. Việc lưu trữ tín hiệu analog đòi hỏi phải chia thành các phần nhỏ, trong khi tín hiệu digital được mã hóa dưới dạng số nhị phân, giúp lưu trữ dễ dàng hơn.

Tín hiệu Analog sở hữu nhiều công dụng

Tín hiệu analog đã hiện diện từ rất lâu trong đời sống xã hội, trước khi tín hiệu digital ra đời, và vẫn giữ được tính ứng dụng cao cho đến ngày nay. Các ứng dụng của tín hiệu analog bao gồm:

Chuyển đổi sóng âm thanh: Tín hiệu analog được sử dụng trong nhiều thiết bị như radio, đài phát thanh và bộ đàm để truyền tải âm thanh một cách hiệu quả.

Điều khiển thiết bị phụ tải: Tín hiệu analog thường được áp dụng trong việc điều khiển các thiết bị phụ tải yêu cầu điện áp cao.

Hệ thống tự động hóa: Trong lĩnh vực công nghiệp, tín hiệu analog là yếu tố quan trọng trong việc điều khiển và quản lý nhiều thiết bị máy móc.

Hệ thống PLC: Tín hiệu analog còn được sử dụng trong hệ thống PLC, giúp đảm bảo tín hiệu truyền đi xa mà không bị suy giảm, đồng thời nâng cao tính an toàn và bảo mật.

Xử lý tín hiệu Analog trong lập trình PLC như nào?

Khi làm việc với PLC, có hai loại tín hiệu quan trọng cần chú ý: tín hiệu số (Digital) và tín hiệu tương tự (Analog).

Tín hiệu số hoạt động dựa trên hai trạng thái cơ bản, chỉ bao gồm Logic 0 và Logic 1. Điều này tương ứng với các mức điện áp xác định của PLC, ví dụ như 0V đại diện cho Logic 0 và 24V đại diện cho Logic 1. Cấu trúc đơn giản này giúp tín hiệu số dễ dàng nhận diện và xử lý trong hệ thống điều khiển.

Tuy nhiên, xử lý tín hiệu tương tự phức tạp hơn nhiều so với tín hiệu số. Thay vì chỉ có hai giá trị cố định, tín hiệu tương tự biến đổi liên tục trong một dải giá trị. Khi sử dụng với PLC, tín hiệu tương tự có hai dạng phổ biến: điện áp và dòng điện. Ví dụ, tín hiệu điện áp có thể nằm trong khoảng 0 ~ 10V, -5V ~ 5V, trong khi tín hiệu dòng điện thường dao động từ 0 ~ 20mA hoặc 4 ~ 20mA.

PLC là một thiết bị điện tử hoạt động theo nguyên lý nhị phân, chỉ xử lý các tín hiệu ở dạng 0/1. Tuy nhiên, khi nhiều bit được kết hợp lại, giá trị nhị phân có thể tăng lên. Vì vậy, cần có các module chuyển đổi tín hiệu tương tự thành giá trị số dưới dạng chuỗi bit để PLC có thể hiểu và xử lý.

Để đọc và ghi các tín hiệu tương tự này, PLC được trang bị các module Analog đầu vào (Analog Input) và đầu ra (Analog Output).

Cách giải quyết tín hiệu Analog đầu vào trong PLC

Để đo một đại lượng thực tế như nhiệt độ, áp suất, hoặc mực nước, ta cần sử dụng thiết bị đo phù hợp. Thiết bị này sẽ chuyển đổi giá trị đại lượng thành tín hiệu đầu ra dạng tương tự. Tín hiệu này sau đó được đưa vào module Analog input của PLC để chuyển thành giá trị số. Tuy nhiên, người lập trình không thể trực tiếp sử dụng giá trị số này mà cần phải chuyển đổi nó về khung giá trị của đại lượng cần đo. Từ đó, giá trị này mới có thể được xử lý trong logic điều khiển, bao gồm so sánh hoặc tính toán.

Ví dụ: Module đầu vào/đầu ra analog SM 1234 là một trong những sản phẩm hỗ trợ phổ biến nhất cho PLC của Siemens. Trong đó, module S7-1200, ANALOG I/O SM 1234 có mã số 6ES7234-4HE32-0XB0, được trang bị 4 kênh đầu vào analog (4 AI) và 2 kênh đầu ra tương tự (2 AO).

Cách giải quyết tín hiệu Analog đầu ra trong PLC

Các đại lượng cần điều khiển như tần số động cơ hay độ mở van tuyến tính được điều khiển thông qua các thiết bị trực tiếp như biến tần hoặc mạch điều khiển van. Những thiết bị này nhận tín hiệu tương tự do PLC gửi ra từ module Analog Output. Tuy nhiên, module này chỉ có thể xử lý các giá trị số, vì vậy không thể nhập trực tiếp các giá trị như 50Hz hoặc 10V. Người lập trình phải chuyển đổi các giá trị cần điều khiển thành giá trị số phù hợp với dải hoạt động của module.

Hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về tín hiệu Analog và cách thức xử lý trong PLC. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, hãy để lại bình luận hoặc liên hệ với chúng tôi.

Ví dụ: Mô-đun đầu ra tương tự SM 1232, có mã sản phẩm 6ES7232-4HD32-0XB0, được thiết kế để tương thích với bộ lập trình PLC S7-1200 và cung cấp 4 đầu ra tương tự (4 AO).

***Bài viết liên quan:

• Hướng Dẫn Cài Đặt Phần Mềm Lập Trình PLC Chi Tiết
• Hướng Dẫn Lập Trình PLC Cơ Bản Cho Người Mới Bắt Đầu
• Top 5 Thương Hiệu PLC Được Tin Dùng Nhất Hiện Nay