Đồ án Thiết kế cánh tay robot phân loại sản phẩm

Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực mà ở đó nguy hiểm, hay xảy ra các vụ nổ,VD như các thiết bị phun sơn; các loại đồ gá kẹp các chi tiết nhựa, plastic, hoặc là được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử, bởi vì điều kiện vệ sinh môi trường rất tốt và an toan cao. Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây truyền rửa tự động; trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, bao bì và trong công nghiệp hoá chất.

doc100 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 4792 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế cánh tay robot phân loại sản phẩm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TRUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN VÀ ĐIỆN – KHÍ NÉN 1.1. Điều khiển bằng khí nén. 1.1.1.Trong lĩnh vực điều khiển. Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực mà ở đó nguy hiểm, hay xảy ra các vụ nổ,VD như các thiết bị phun sơn; các loại đồ gá kẹp các chi tiết nhựa, plastic, hoặc là được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử, bởi vì điều kiện vệ sinh môi trường rất tốt và an toan cao. Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây truyền rửa tự động; trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, bao bì và trong công nghiệp hoá chất. 1.1.2.Trong hệ thống truyền động Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: các thiết bị, máy móc trong lĩnh vực khai thác, VD như khai thác đá, khai thác than; trong các công trình xây dựng,VD như xây dựng hầm mỏ, đường hầm, … 1.1.3. Ưu, nhược điểm của hệ thống điều khiển bằng khí nén * Ưu điểm Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí, cho nên khả năng trích chứa áp suất khí một cách thuận lợi. Như vậy có thể ứng dụng thành lập một trạm trích chứa khí nén. * Có khả năng truyền năng lượng đi xa, vì vậy độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất trên đường dây ít. * Đường dẫn khí nén ra (thải ra) không cần thiết (ra ngoài không khí). * Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, vì vậy phần lớn các xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén đã có sẵn. * Hệ thống phòng ngừa quá tải áp suất giới hạn được đảm bảo. * Nhược điểm * Lực truyền tải trọng thấp. * Khi tải trọng hệ thống thay đổi, thì vận tốc cũng thay đổi, bởi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn, cho nên không thực hiện những chuyển động thẳng hoặc quay đều. * Dòng khí thoát ra ở đường ống gây ra tiếng ồn Bởi vì hiện nay, trong lĩnh vực điều khiển, người ta kết hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén với cơ, hoặc điện, điện tử, cho nên nó rất khó xác định một cách chính xác, rõ ràng ưu, nhược điểm của từng hệ thống điều khiển. Tuy nhiên có thể so sánh một khía cạnh, đặc tính truyền động của khí nén với truyền động bằng cơ, điện. 1.1.4. Máy nén khí và thiết bị xử lý khí nén 1.1.4.1. Máy nén khí Áp suất khí được tạo từ một máy nén khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng áp suất khí nén và nhiệt năng. 1.1.4.2. Các phương pháp xử lý khí nén. Sau khi qua giai đoạn lọc thô lượng hơi nước vẫn còn do những yều cầu về chất lượng khác nhau trong việc sử dụng khí nén đòi hỏi cần phải được xử lý tiếp. a. Bình ngưng tụ - Làm lạnh bằng không khí (bằng nước) Áp suất khí sau khi ra khỏi máy nén khí sẽ được dẫn vào bình ngưng tụ. Tại đây áp suất khí sẽ được làm lạnh và phần lớn lượng hơi nước chứa trong không khí sẽ được ngưng tụ và tách ra. Làm lạnh bằng không khí, nhiệt độ áp suất khí trong bình ngưng tụ sẽ đạt trong khoảng từ +300C đến +350C. Làm lạnh bằng nước (VD Nước làm lạnh có nhiệt độ là +100C) thì nhiệt độ không khí trong bình ngưng tụ sẽ đạt được +200C.  b. Thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh Nguyên lý hoạt động của phương pháp sấy khô bằng chất làm lạnh: áp suất khí từ máy nén khí sẽ qua bộ phận trao đổi nhiệt khí – khí(1). Tại đây dòng khí nén vào sẽ được làm lạnh sơ bộ bằng dòng khí nén đã được sấy khô và xử lý từ bộ phận ngưng tụ đi lên. Sau khi dòng khí nén được làm lạnh sơ bộ sẽ vào bộ phận trao đổi nhiệt khí - chất làm lạnh(2). Quá trình làm lạnh được thực hiện bằng cách dòng khí nén sẽ được đổi chiều trong những ống dẫn nằm trong thiết bị này. Nhiệt độ hoá sương tại đây là +20C. Như vậy lượng hơi nước trong dòng áp suất khí nén vào sẽ được tạo thành từng giọt nhỏ 1 lượng hơi nước sẽ được ngưng tụ trong bộ phận kết tủa (3). Lượng hơi nước được kết tủa tại đây. Tại đây ngoài lượng hơi nước được kết tủa còn có các chất bẩn, dầu bôi trơn cũng được tách ra. Dầu, nước, chất bẩn sau khi được tách ra khỏi dòng áp suất khí nén sẽ được đưa ra ngoài qua van thoát nước tự động (4). Dòng khí nén được làm sạch và còn lạnh sẽ được đưa đến bộ phận trao đổi nhiệt (1) để nhiệt độ khoảng 60C đến 80C, nước khí đưa vào sử dụng. Chu kỳ hoạt động của chất làm lạnh được thực hiện bằng máy nén để phát chất làm lạnh (5). Sau khi chất làm lạnh được nén qua máy nén nhiệt độ sẽ tăng lên. Bình ngưng tụ (6) sẽ có tác dụng làm nguội chất làm lạnh bằng quạt gió. Van điều chỉnh lưu lượng (8) và rơ le điều chỉnh nhiệt độ (7) có tác dụng điều chỉnh dòng lưu lượng chất làm lạnh hoạt động trong khi có tải và không tải và hơi quá nhiệt.   Bộ trao đổi nhiệt Khí-Khí Bộ trao đổi nhiệt Khí-Chất lạnh Bộ phận kết tủa Van thoát nước Máy nén để phát chất làm lạnh Bình ngưng tụ Rơ le điều chỉnh chất làm lạnh Van điểu chỉnh chất làm lạnh 1.1.4.3 . Bộ lọc * Yêu cầu Trong một số lĩnh vực, như dụng cụ cầm tay sử dụng truyền động khí nén hoặc là một số hệ thống đơn giản thì không nhất thiết phải thực hiện trình tự như trình bầy ở phần trước. Nhưng với những hệ thống như vậy, nhất thiết phải sử dụng bộ lọc, gồm 3 phần tử: 1 Van lọc 2 Van điều chỉnh áp suất 3 Van tra dầu  a. Van lọc Van lọc có tác dụng tách chất bẩn và hơi nước ra khỏi khí nén ,có hai nguyên lý thực hiện: + Chuyển động xoáy của dòng áp suất khí nén trong van lọc. + Phần tử lọc xốp làm bằng các chất: Như vải, dây kim loại, giấy thấm ướt, kim loại thiêu kết hay vật liệu tổng hợp . Khí nén sẽ tạo chuyển động xoáy, khi qua lá xoắn kim loại, xem hình vẽ trên, sau đó qua phần tử lọc, tuỳ theo yêu cầu chất lượng của khí nén mà chọn loại phần tử lọc độ lớn đường kính các lỗ của phần tử lọc có những loại từ . Trong trường hợp yêu cầu chất lượng khí nén rất cao, vật liệu phần tử lọc được chọn là sợi thuỷ tinh, có khả năng tách nước trong khí nén đến 99,9%. Những phần tử lọc như vậy, thì dòng khí nén sẽ chuyển động từ trong ra ngoài. b. Van điều chỉnh áp suất Van điều chỉnh áp suất có tác dụng giữ áp suất được điều chỉnh không đổi, mặc dù có sự thay đổi bất thường của tải trọng làm việc ở phía đường ra hoặc sự dao động của áp suất ở đầu đường vào van. Nguyên tắc hoạt động của van điều chỉnh áp suất. Khi điều chinh trục vít là điều chỉnh vị trí của đĩa van. Trong trường hợp áp suất ở đường ra tăng lên so với áp suất được điều chỉnh, áp suất khí sẽ qua lỗ thông tác dụng lên màng, vị trí kim van thay đổi, khí nén qua lỗ xả khí ra ngoài. Cho đến chừng nào, áp suất đường ra giảm xuống bằng áp suất được điều chỉnh ban đầu, thì vị trí của kim van trở về vị trí ban đầu.  c. Van tra dầu  1.1.5. Các phương pháp điều khiển bằng khí nén 1.1.5.1. Thiết kế biểu đồ trạng thái - Biểu đồ trạng thái biểu diễn trạng thái các phần tử trong mạch, mối liên hệ giữa các phần tử và trình tự chuyển mạch của các phần tử. - Trục toạ độ thẳng đứng biểu diễn trạng thái (hành trình chuyển động, áp suất, góc quay…). Trục toạ độ nằm ngang biểu diễn các bước thực hiện hoặc là thời gian hành trình. Hành trình làm việc được chia thành các bước. Sự liên kết các tín hiệu được biểu diễn bằng đường nét nhỏ và chiều tác động biểu diễn bằng mũi tên.  1.1.5.2. Điều khiển bằng tay Điều khiển bằng tay được ứng dụng phần lớn những mạch điều khiển bằng khí nén đơn giản, ví dụ như đồ gá kẹp chi tiết. 1.1.5.3. Điều khiển trực tiếp Điều khiển trực tiếp có đặc điểm là chức năng đưa tín hiệu và xử lí tín hiệu do một phần tử đảm nhận. Ví dụ mạch điều khiển xylanh tác dụng một chiều.   1.1.5.4. Mạch điều khiển gián tiếp Pittông đi ra và lùi vào được điểu khiển bằng phần tử nhớ 1.3. Mạch điều khiển và biểu đồ trạng thái trình bày ở hình 4.4.  Mạch điều khiển gián tiếp xi lanh tác dụng đơn có phần tử nhớ 1.1.6.Điều khiển tuỳ dộng theo hành trình  1.1.7. Điều khiển tuỳ động theo thời gian  1.1.8. Điều khiển theo tầng Sự khác nhau cơ bản có tính chất quyết định bắt buộc phải thiết kế theo tầng (không thể theo mạch tuần tự ) là ở đặc điểm tín hiệu đưa vào. Theo nguyên lý I-O-P (E-V-A) cứ mỗi tín hiệu vào sẽ có một tín hiệu ra. Trong một tầng nếu tín hiệu vào giống nhau thì tín hiệu ra cũng giống nhau. Do đó các bước có tín hiệu vào giống nhau ta phải xét đến việc chia tầng. A. Phương pháp được chia thành các bước sau Bước 1: Vẽ sơ đồ bước: Trong phần trước ta đã biết về sơ đồ hành trình bước. Ở đây xuất phát từ yêu cầu cụ thể, công nghệ của từng máy, thiết bị tự động, kể cả khi thiết bị tự động vẫn còn là ý tưởng hay trong bản mô tả nguyên lý hoạt động của máy cần vẽ ra sơ đồ hành trình bước. Việc vẽ ra sơ đồ hành trình bước trong mọi trường hợp khi đã có ý tưởng thì chắc chắn sẽ vẽ được, việc vẽ sơ đồ hành trình bước theo yêu cầu đề ra thực chất chỉ mang tính chất khái quát hoá yêu cầu thực tế. Ví dụ 1: một máy dập tự động có yêu cầu như sau: Một cơ cấu kẹp thực hiện công việc kẹp chặt phôi trong khi máy dập làm việc và sẽ nhả ra khi máy đã hoàn tất một chi tiết dập. Người ta dùng 2 xylanh A và B, xylanh A sẽ thực hiện việc kẹp giữ phôi và xylanh B thực hiện việc dập. Đầu tiên xylanh A đi vào kẹp phôi sau đó xylanh B đi ra dập chi tiết và quay về sau đó xylanh A quay về. Sơ đồ hành trình bước được vẽ như sau:  Ở các vị trí 0 và 1 của mỗi xilanh A và B ta đặt các phần tử S1,S2,S3,S4 là các công tắc hành trình, sensor… để cấp tín hiệu vào S1,S2,S3,S4 thuộc các nhóm phần tử đưa tín hiệu vào. Bước 2: Xác định hệ điều kiện. Hệ điều kiện là tổ hợp giá trị logic của các phần tử đưa tín hiệu vào. Ta quy ước giá trị logic c mỗi phần tử đưa tín hiệu vào như sau: Khi một phần tử nhận được tín hiệu từ cuối hành trình của xylanh (đối với công tắc hành trình là sự tác động lên công tắc) thì ở đó được ghi giá trị 1 cho phần tử này trong bảng hệ điều kiện, ngược lại khi không nhận tín hiệu (không bị tác động) nó nhận giá trị 0. Bảng hệ điều kiện được ghi ra tất cả các bước từ đầu đến cuối chu kì. Như ví dụ nêu ra ở bước 1 ta lập bảng hệ điều kiện như sau:  S1  S2  S3  S4   1  1  0  1  0   2  0  1  1  0   3  0  1  0  1   4  0  1  1  0   5  1  0  1  0   Việc xác định hệ điều kiện sẽ cung cấp thông tin cho các bước tiếp theo. Bước 3: chia tầng Chia tầng là bước quan trọng nhất nó quyết định mạch thiết kế nhận được. Việc chia tầng được dựa vào cơ sở là bảng hệ điều kiện. Người ta có thể chọn ra một số xylanh để xét hệ điều kiện hoặc tất cả các xylanh. Ví dụ trong một hệ thống điều khiển có 4 xylanh làm việc ta có thể chọn 2,3 hoặc cả 4 xylanh để xét hệ điều kiện, hệ điều kiện là tổ hợp logic trích ra từ bảng hệ điều kiện có các phần tử tham gia là các phần tử đưa tín hiệu vào thông qua các xylanh đã chọn. Người ta cũng có thể chọn ra ở mỗi giai đoạn làm việc một số xylanh khác nhau để xét hệ điều kiện. Hệ điều kiện xác định từ một số xylanh gọi là nhóm điều kiện. Cách chia tầng được tiến hành như sau: Ta xét từ đầu chu kì đến các bước tiếp theo khi hệ điều kiện này hay nhóm điều kiện trùng nhau dừng lại và lui về một bước để chia tầng, tức là phải chuyển sang tầng khác ở trước đó một bước. Sau khi đã tách chuyển sang phần khác thì tiếp tục xét từ vị trí đã được tách đến các bước sau. Quá trình như thế được tiến hành cho đến cuối chu kì và sẽ đ­îc số tầng xác định. Ở ví dụ 1 theo sơ đồ hành trình bước và hệ điều kiện đưa ra các bước trước ta nhận thấy. Ở bước 2 và bước 4 trong sơ đồ hành trình, bước hệ điều kiện trung nhau, việc chia tầng bắt buộc phải ở bước 3. Từ bước 3 xét đến cuối chu kì không có điều kiện trùng do đó phải chia thành 2 tầng. Tầng 1 / A+B+(+: ở vị trí 1;-: ở vị trí 0) Tầng 2/ B-A- Có thể chia tầng trực tiếp trên sơ đồ hành trình bước như sau:  A+B+  B-C+  B+  B-C-A-   TÇng 1  TÇng 2  TÇng 3  TÇng 4   Hệ điều khiển ở đây chỉ xét đối với sơ đồ hành trình bước xy lanh A và xy lanh B. Nếu xét hệ điều kiện xét đối với sơ đồ hành trình bước của 3 xy lanh A, B và C thì ta chỉ cần chia thành 3 tầng Bước 4 : Cách tạo ra các tầng trong điều khiển bằng khí nén.  Để tạo 3 tầng người ta dùng van 5/2 Để tạo n-1 tầng thì người ta dùng n-1 van 5/2  Có nhiều cách tạo ra tầng điều khiển khác nhau. Ở đây đưa ra 2 cách tạo ra các tầng điều khiển thường áp dụng rất có hiệu quả. Điều đặc biệt quan trọng cần hết sức lưu ý là tại bất kì thời điểm nào cũng chỉ có 1 tầng hoạt động. Mọi trường hợp khác là không theo phương pháp thiết kế theo tầng. Bước 5: Thiết kế mạch (tổng hợp mạch điểu khiển) Thiết kế cho mỗi tầng, ở mỗi tầng có nhiệm vụ điều khiển như đã được vẽ ở sơ đồ hành trình bước và vẽ liền vào nhau thì nhận được hồ sơ hành trình bước mới gọi là sơ đồ hành trình bước phụ. Tiến hành chia tầng ở bước 2 và 3 cho sơ đồ hành trình bước phụ, người ta cũng có thể vẽ vòng chu kì. B.Thiết kế bằng phân tích trực tiếp trên sơ đồ hành trình bước Chia tầng trục tiếp trên sơ đồ hành trình bước sẽ giúp cho người thiết kế quan sát rõ và bao quát hết tất cả các bước của sơ đồ, đồng thời có thể thực hiện và nhận kết quả rất nhanh. Tuy nhiên người thiết kế phải tuân thủ đúng nguyên tắc thiết kế như các bước trình bày trong phần A. 1.1.8. Điều khiển theo nhịp * Cấu tạo khối của nhịp điều khiển Cấu tạo khối của nhịp điều khiển gồm 3 phần tử: Phần tử AND, phần tử nhớ và phần tử OR.  Nguyên tắc thực hiện của điều khiển theo nhịp là các bước thực hiện lệnh xảy ra tuần tự. Có nghĩa là khi các lệnh trong 1 nhịp thực hiện xong, thì sẽ thông báo cho nhịp tiếp theo, đồng thời sẽ xoá lệnh nhịp thực hiện trước đó. Tín hiệu vào Yn tác động ( ví dụ: tín hiệu khởi động), tín hiệu điều khiển A1 có giá trị L. Đồng thời sẽ tác động vào nhịp trước đó Zn-1 để xoá lệnh thực hịên trước đó. Đồng thời sẽ chuẩn bị cho nhịp tiếp theo cùng với tín hiệu vào X1. Như vậy khối của nhịp điều khiển gồm các chức năng sau: 1.Chuẩn bị cho nhịp tiếp theo. 2.Xoá các lệnh của nhịp trước đó. 3.Thực hiện lệnh của tín hiệu điều khiển. 1.2. Điều khiển điện - khí nén 1.2.1. Hệ thống điều khiển điện - khí nén Hệ thống điều khiển bằng khí nén bao gồm: A.Thiết bị điều khiển và đối tượng điều khiển + Phần tử đưa tín hiệu: nhận những giá trị của đại lượng vật lí như là đại lượng và, là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển. Ví dụ: nút ấn, công tắc, cảm biến. + Phần tử xử lí tín hiệu: Xử lí tín hiệu nhận vào theo một quy tắc lôgíc xác định làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển. Ví dụ: Van logic OR hoặc AND, rơ le. + Phần tử điều khiển: Điều khiển dòng năng lượng theo yêu cầu, thay đổi trạng thái của cơ cấu chấp hành. Ví dụ : van đảo chiều, van tiết lưu. + Cơ cấu chấp hành: Thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại lựơng ra của mạch điều khiển. Ví dụ : Xilanh, động cơ. 1.2.2. Thiết kế hệ thống bằng điện khí nén * Nguyên tắc thiết kế: Sơ đồ mạch điện-khí nén lực gồm hai phần: - Sơ đồ mạch điện điều khiển. - Sơ đồ mạch khí nén. Các phần tử điện được trình bày ở phần trước. Sơ đồ mạch được biểu diễn, khi chưa có tác động tín hiệu vào. Kí hiệu các phần tử điện theo DIN40713. 1.2.3.Các phương pháp điều khiển 1.2.3.1. Mạch điều khiển theo nhịp Cấu tạo khối của nhịp điều khiển + Nguyên tắc thực hiện của điều khiển theo nhịp là các bước thực hiện lệnh xảy ra tuần tự. Có nghĩa là khi các lệnh trong một nhịp thực hiện song, thì sẽ thông báo cho nhịp tiếp theo, đồng thời sẽ xoá lệnh thực hiện trước đó. Như vậy khối của nhịp điều khiển gồm các chức năng sau : 1. Chuẩn bị cho nhịp tiếp theo. 2. Xoá các lệnh của nhịp trước đó. 3. Thực hiện lệnh của tín hiệu điều khiển. Biểu diễn đơn giản chuỗi điều khiển theo nhịp được trình bày ở hình sau. Nhịp thứ nhắt Zn sẽ được xoá bằng nhịp cuối cùng Zn+1. 1.2.3.2. Phương pháp thiết kế mạch điều khiển theo tầng Phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện khí nén được xây dựng dựa trên cơ sở thiết kế mạch điều khiển bằng khí nén. Trong điều khiển bằng khí nén tín hiệu vào và tín hiệu ra đều là tín hiệu khí nén còn trong điều khiển Điện -Khí nén tín hiệu vào là tín hiệu điện. Ngoài mạch công tác khí nén ta phải thiết kế mạch diều khiển bằng điện (Rơle, công tắc). Trong phần này trình bay phương pháp thiết kế mạch điều khiển điện khí nén theo tầng cho hệ thống điều khiển hành trình. Như đã biết trong mỗi tầng ta thiết kế mạch điều khiển tuần tự, tức là dựa theo nguyên tắc tín hiệu vào khác nhau và ngược lai. Mạch điều khiển điện được thiết kế theo tầng. Các bước thiết kế được tiến hành như sau: Bước 1: Vẽ sơ đồ hành trình bước Bước 2: Xác định hệ điều kiện Bước 3: Chia tầng Ba bước trên hoàn toàn tương tự như trong phương pháp thiết kế mạch điều khiển bằng khí nén. Bước 4: Cách thiết kế các tầng trong điều khiển bằng điện khí nén: Các tầng điều khiển bằng khí nén được tạo ra bằng các van đảo chiều 5/2 hai đầu điều khiển bằng khí nén. Các tầng điều khiển trong mạch điện thì được tạo ra bằng các rơle điều khiển. * Để tạo ra hai tầng người ta dùng một rơle.  * Để tạo ra ba tầng người ta dùng hai rơle  * Để tạo ra n tầng người ta dùng n-1 rơle  Bước 5: Thiết kế mạch (tổng hợp mạch) Trong điều khiển khí nén ngươi ta có thể sử dụng các phần tử logic còn trong điều khiển Rơle công tắc thông thường các mối liên kết được vẽ bằng cách mách nối tiếp hoặc song song. VD liên kết AND ta sử dụng mạch nối tiếp còn trong liên kết OR ta sử dụng mạch song song. * Đối với các mạch thiết kế dùng van đảo chiều 5/3: Trong trường hợp những yêu cầu cần sử dụng van đảo chiều 5/3 việc thiết kế trước tiên cũng được tiến hành theo các bước như trên (nghĩa là giống như đối với van 5/2). Sau đó cần thiết kế thêm vào mạch cho phù hợp với những đặc tính của van 5/3. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PLC 2.1. Giới thiệu chung về PLC 2.1.1. Giới thiệu về PLC Thiết bị điều khiển logic khả trình (Progammable Logic Control), viết tắt thành PLC, là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy, với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương trình được lưu trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình (khối OB, FC hoặc FB) và được thực hiện lặp theo chu kì của vòng quét (Scan). Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lí (CPU), một hệ thống điều hành, bộ nhớ để điều khiển chương trình điều khiển, dữ liệu và phải có cổng vào ra để giao tiếp được với các đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm các khối chức năng đặc biệt như bộ đếm(Counter), bộ định thời gian (Timer) ... và những khối hàm chuyên dụng (Hình 1.5). 2.1.2. Vai trò của PLC. PLC được xem như trái tim trong một hệ thống điều khiển tự động đơn lẻ với chương trình điều khiển được chứa trong bộ nhớ của PLC, PLC thường xuyên kiểm tra trạng thái của hệ thống thông qua các tín hiệu hồi tiếp từ thiết bị nhập để từ đó đưa ra những tín hiệu điều khiển tương ứng đến các thiết bị xuất . PLC có thể được sử dụng cho những yêu cầu đơn giản và được lặp đi lặp lại theo chu kỳ, hoặc liên kết với máy tính chủ khác hoặc máy tính chủ thông qua một kiểu hệ thống mạng truyền thông để thực hiện các quá trình xử lý phức tạp. Mức độ thông minh của một hệ thống điều khiển phụ thuộc chủ yếu vào khả năng của PLC để đọc được các dữ liệu khác nhau từ các cảm biến cũng như bằng các thiết bị nhập bằng tay. Tiêu biểu cho các thiết bị nhập bằng tay: nút ấn, bàn phím và chuyển mạch. Mặt khác để đo, kiểm tra chuyển động, áp suất, lưu lượng chất lỏng ... PLC phải nhận các thiết bị từ cảm biến . VD: tiếp điểm hành trình, cảm biến quang ... tín hiệu đưa vào PLC có thể là tín hiệu số (Digital) hoặc tín hiệu tương tự (Analog), các tín hiệu này được giao tiếp với PLC thông qua các modul nhận tín hiệu vào khác nhau DI (vào số ) hoặc AI (vào tương tự )... Đối tượng điều khiển