Lựa Chọn Hệ Thống PLC Phù Hợp: Kích Thước, Tính Năng và Ứng Dụng Công Nghiệp

Các yếu tố chính trong việc lựa chọn PLC cho tự động hóa công nghiệp

Việc lựa chọn bộ điều khiển logic lập trình được (PLC) đòi hỏi đánh giá nhiều tiêu chí kỹ thuật và vận hành. Bao gồm:

• Kích thước PLC và khả năng I/O

• Bộ nhớ và tốc độ xử lý

• Thời gian quét và độ phản hồi của hệ thống

• Chi phí và khả năng mở rộng

Mỗi yếu tố ảnh hưởng đến mức độ tích hợp của PLC vào tự động hóa nhà máy, DCS hoặc hệ thống điều khiển. Do đó, các kỹ sư phải đánh giá cả yêu cầu hiện tại và tương lai trước khi quyết định lựa chọn.

Hiểu về kích thước và khả năng I/O của PLC

Kích thước của PLC chủ yếu được xác định bởi khả năng đầu vào/đầu ra (I/O) của nó. PLC được phân loại như sau:

PLC nhỏ gọn thường hỗ trợ mở rộng qua cáp ruy băng. PLC mô-đun cho phép thêm các mô-đun I/O khi cần, mang lại sự linh hoạt lớn hơn cho hệ thống tự động hóa công nghiệp.

Cân nhắc về bộ nhớ và xử lý trong hệ thống PLC

Bộ nhớ PLC lưu trữ chương trình điều khiển, địa chỉ I/O, dữ liệu cuộn và thư viện lệnh. Kích thước bộ nhớ được đo bằng từ, trong đó:

• 1 từ = 2 byte = 16 bit

• Bộ nhớ 6K = 6 × 1024 từ

Ví dụ, một PLC 8 bit với bộ nhớ 6K chứa 49.152 bit, trong khi một PLC 32 bit lưu trữ 196.608 bit. Số lượng bậc thang và điểm I/O trong chương trình ảnh hưởng trực tiếp đến việc sử dụng bộ nhớ. Do đó, kỹ sư phải xác định kích thước bộ nhớ dựa trên độ phức tạp của ứng dụng.

Ứng dụng PLC độc lập trong tự động hóa nhà máy

PLC độc lập điều khiển các quy trình đơn lẻ với một bộ điều khiển quản lý tất cả các tương tác I/O. Các hệ thống này lý tưởng cho các nhiệm vụ tự động hóa quy mô nhỏ như:

• Máy đóng gói

• Điều khiển HVAC

• Hệ thống băng tải cơ bản

Chúng mang lại sự đơn giản và tiết kiệm chi phí nhưng khả năng mở rộng hạn chế.

Hệ thống PLC đa nhiệm cho điều khiển phân tán

Ứng dụng PLC đa nhiệm liên quan đến nhiều bộ điều khiển quản lý các nhiệm vụ khác nhau cùng lúc. Cấu hình này cải thiện hiệu suất và cách ly lỗi. Các trường hợp sử dụng phổ biến bao gồm:

• Phối hợp dây chuyền lắp ráp

• Hệ thống xử lý vật liệu

• Điều khiển nhiệt độ đa vùng

Hơn nữa, PLC mô-đun cho phép mở rộng dễ dàng khi nhu cầu vận hành thay đổi.

Quản lý Điều khiển Sử dụng Hệ thống PLC và DCS Quy mô Lớn

Ứng dụng quản lý điều khiển yêu cầu PLC hoặc nền tảng DCS có dung lượng cao. Các hệ thống này kết nối nhiều PLC qua Ethernet, TCP/IP hoặc giao tiếp nối tiếp. Một PLC chính điều phối các cập nhật và phản hồi trên mạng.

Các ngành sử dụng kiến trúc này bao gồm:

• Nhà máy lọc dầu và khí đốt

• Nhà máy phát điện

• Các cơ sở xử lý nước

Các hệ thống này đòi hỏi bộ nhớ mạnh mẽ, thời gian quét nhanh và mật độ I/O cao để duy trì tính toàn vẹn vận hành.

Bình luận Chuyên gia: Xu hướng Triển khai PLC

Theo kinh nghiệm của tôi, PLC mô-đun chiếm ưu thế trong tự động hóa công nghiệp nhờ khả năng mở rộng và linh hoạt trong tích hợp. Khi các nhà máy áp dụng sản xuất thông minh và chiến lược IIoT, PLC phải hỗ trợ chẩn đoán thời gian thực, truy cập từ xa và mở rộng liền mạch.

Hơn nữa, việc lập kế hoạch bộ nhớ và I/O vẫn rất quan trọng. PLC quá nhỏ sẽ gây nghẽn hiệu suất, trong khi quá lớn sẽ làm tăng chi phí. Kỹ sư nên dự đoán sự phát triển trong tương lai và chọn PLC cân bằng giữa dung lượng và hiệu quả.

Kịch bản Giải pháp cho Việc Lựa chọn PLC

Dưới đây là các ví dụ thực tiễn về triển khai PLC dựa trên kích thước hệ thống:

• Nano PLC: Sử dụng trong máy bán hàng tự động và điều khiển động cơ nhỏ

• Micro PLC: Lý tưởng cho các dây chuyền đóng gói nhỏ gọn

• PLC Nhỏ: Hỗ trợ điều khiển quy trình tầm trung trong các nhà máy thực phẩm và đồ uống

• PLC Trung Bình: Quản lý hệ thống HVAC và chiếu sáng đa vùng

• PLC Lớn: Điều khiển các hệ thống phụ của nhà máy lọc dầu và thiết bị phụ trợ nhà máy điện

• PLC/DCS Rất Lớn: Điều khiển tập trung trong các ngành hóa dầu và tiện ích