Ngôn Ngữ Lập Trình PLC Là Gì?

PLC là bộ điều khiển lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học, thực hiện được các thuật toán phức tạp, dễ sửa chữa và bảo trì. Hơn thế nữa, ngôn ngữ lập trình PLC còn giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: các Module mở rộng, máy tính, nối mạng truyền thông,…

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng đi sâu vào tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình PLC là gì? và các loại ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến hiện nay.

PLC là gì?

Ngôn ngữ lập trình PLC là một thuật ngữ sử dụng để chỉ việc con người dùng những ngôn ngữ mà PLC hiểu để giao tiếp với nó, điều khiển nó hoạt động theo ý đồ mà người lập trình đề ra nhằm đáp ứng các yêu cầu trong thực tế.

Tham khảo thông tin về PLC là gì tại wiki

Trước đây, các PLC được lập trình bằng kỹ thuật sử dụng các sơ đồ nối dây relay. Vì vậy không cần phải hướng dẫn nhiều cho các kỹ thuật viên, thợ điện, kỹ sư cách lập trình trên máy tính, nên đây cũng là kỹ thuật lập trình thông dụng cho PLC ngày nay.

Ví dụ nguồn nối với đường dây bên trái HOT (dây nóng), bên phải là dây trung tính. Sơ đồ trên có 2 nhánh, mỗi nhánh là một tổ hợp các ngõ vào và ngõ ra. Nếu các ngõ vào đóng hoặc mở thì công suất sẽ chạy từ dây nóng qua các ngõ vào, kết hợp dây trung tính cấp điện cho ngõ ra. Ngõ vào PLC có thể được kết nối với công tắc hoặc cảm biến. Ngõ ra PLC sẽ nối với các thiết bị trung gian đóng ngắt các tải bên ngoài như đèn, động cơ.

Trong nhánh trên, công tắc A thường hở và B thường đóng, nghĩa là nếu A đóng và B mở thì dòng điện sẽ chạy qua công tắc A và B tác động đến ngõ ra X, các trạng thái khác của A và B sẽ làm X mất điện.

Tham khảo chi tiết vềPLC là gì? ứng dụng ra sao?

Các ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến hiện nay

Có 3 loại ngôn ngữ lập trình PLC chính: Ladder Logic (LAD), Function Block Diagram (FBD), và Statement List (STL).  Người dùng tùy thuộc vào khả năng, kinh nghiệm và sở thích của mình để lựa chọn ngôn ngữ lập trình.

• Ngôn ngữ lập trình đồ thang – Ladder Logic (LAD):

LAD là một ngôn ngữ lập trình kiểu đồ họa. Nó cho phép ta viết chương trình tương tự như mạch tương đương của sơ đồ nối dây mạch điện. Đây là ngôn ngữ lập trình được rất nhiều nhân viên kĩ thuật và người lập trình lựa chọn. Chương trình LAD cho phép CPU mô phỏng di chuyển của dòng điện từ nguồn, qua một loạt các điều kiện ngõ vào để tác động đến ngõ ra.

Các lệnh khác nhau được biểu diễn bằng kí hiệu đồ họa, hiển thị dựa trên sơ đồ mạch điện, bao gồm các loại cơ bản sau:

• Cuộn dây (coil): biểu diễn cho kết quả logic ngõ vào, như động cơ, đèn, cuộn dây của relay,…
• Tiếp điểm: Biểu diễn các điều kiện logic ngõ vào, như các nút nhấn, công tắc, trạng thái của cảm biến… gồm (tiếp điểm thường đóng và hở).
• Hộp (box): Biểu tượng cho các hàm khác nhau, nó hoạt động khi có dòng điện chạy đến hộp. Ví dụ như ở hình trên, hộp (Mov_B) chỉ hoạt động khi tiếp điểm I2.1 thông (tức là có dòng điện chạy qua tiếp điểm I2.1 cấp cho hộp box Mov_B. Các dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp box gồm các bộ đếm thời gian (Timer), bộ đếm (Counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và các hàm phải mắc đúng chiều toán học.

Khi sử dụng ngôn ngữ lập trình LAD cần lưu ý những điều sau:

• Biểu diễn đồ họa dễ hiểu và thông dụng hơn.
• Thường dùng cho người mới bắt đầu lập trình.
• Luôn chuyển được từ dạng LAD sang STL.

  • Ngôn ngữ lập trình bảng lệnh – Statement List (STL):

Là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Soạn thảo bằng STL phù hợp cho người có kinh nghiệm lập trình cơ bản và đã quen với PLC cũng như cách lập trình Logic.

Cách này cũng cho phép ta tạo ra được các chương trình mà các ngôn ngữ LAD và FBD không thực hiện được. Vì STL là cách lập trình theo ngôn ngữ tự nhiên của CPU, còn các phương pháp khác là lập trình đồ họa. Ví dụ như viết chương trình theo ngôn ngữ STL như sau:

 Chương trình này giống với lập trình bằng ngôn ngữ Assembler. CPU thực hiện chương trình bằng cách chạy các lệnh từ trên xuống dưới, rồi lặp lại. Một số lưu ý khi chọn ngôn ngữ lập trình STL:

• Thích hợp cho những người lập trình kinh nghiệm.
• Chỉ thực hiện với tập lệnh SIMATIC.
• Giải quyết các điều khiển phức tạp mà LAD và FBD không thực hiện được.
• Có thể chuyển từ STL sang LAD và FBD nhưng ngược lại sẽ bị giới hạn.

  • Ngôn ngữ lập trình khối hàm – Function Block Diagram (FBD):

Giống như LAD, ngôn ngữ FBD cũng là một ngôn ngữ lập trình kiểu đồ họa. Đối với ngôn ngữ này, xem cách lệnh là các hộp logic, tương tự như sơ đồ cổng logic. Không có các tiếp điểm và cuộn dây, nhưng sẽ có các hộp.

Sự hiển thị của mạch logic được dựa trên các biểu tượng logic đồ họa sử dụng trong đại số Boolean. Các hàm toàn học và các hàm phức khác có thể được thể hiện một cách trực tiếp trong sự kết hợp với các hộp logic. Để tạo ra logic cho các vận hành phức tạp, ta chèn các nhánh song song giữa các hộp. Chương trình logic sẽ được tạo ra bằng việc kết nối các hộp, ngõ ra lệnh này sẽ tác động đến ngõ vào lệnh kia tạo thành chương trình điều khiển logic. Phương pháp kết nối này giúp ta giải quyết được nhiều bài toán logic khác nhau. Luôn có thể chuyển đổi từ chương trình FBD sang STL.