PLC

Giới thiệu tổng quan đầu vào và đầu ra trong PLC (phần 1)

Bài viết định nghĩa các loại đầu vào, đầu ra tín hiệu I/O của PLC. Phân biệt được đầu ra Relay và đầu ra Transitor.

Mục lục

Đầu vào và đầu ra tín hiệu số (DIO)
+ Đầu vào tín hiệu số (Digital Input)
+ Đầu ra tín hiệu số (Digital Output)
Đầu vào và đầu ra tín hiệu tương tự-analog (AIO)
+ Loại tín hiệu Analog
+ Độ Phân Giải

1. Đầu vào và đầu ra tín hiệu số (DIO)

Trong PLC, tín hiệu nhận được từ đầu vào sẽ được xử lý và đưa tới đầu ra. Tín hiệu chủ yếu dưới hai dạng là tín hiệu số và tín hiệu tương tự.

・Đầu vào tín hiệu số (Digital Input):

Để nhập tín hiệu số vào PLC, các thiết bị đầu vào như nút nhấn được kết nối với PLC. Có hai loại mạch đầu vào, đó là sink type (kiểu chìm) và source type (kiểu nguồn). Tuy nhiên, vì có thể chuyển đổi thông qua việc kết nối dây, nên tùy vào loại input unit mà đưa ra lựa chọn đúng cho thiết bị đầu vào.Nhưng quan trọng hơn vẫn là phương thức đầu ra của tín hiệu số.

Ví dụ: Loại đầu vào TM221CE16U của Schneider được chuyển đổi thông qua việc kết nối dây " sink " hoặc " source" như hình ở dưới

・Đầu ra tín hiệu số(Digital Output):

Về mạch của phần đầu ra PLC, có các loại đầu ra như relay output (đầu ra relay) và transistor output (đầu ra transistor).

Đối với đầu ra transistor, còn có sink type (kiểu chìm) và source type (kiểu nguồn). Dựa trên mục đích sử dụng và vị trí lắp đặt, người ta sẽ quyết định loại và kiểu đầu ra.

・Đầu ra Relay (Relay Output):

Sử dụng cơ cấu cơ học để bật/tắt. Có thể xử lý tải DC hoặc AC, thường được sử dụng nhiều trong việc truyền tín hiệu ra bên ngoài. Do có cơ cấu cơ học, tốc độ bật/tắt thường khá chậm. Ngoài ra, dòng điện có thể truyền qua là khoảng vài ampe.

・Đầu ra Transistor (Transistor Output):

Sử dụng thành phần bán dẫn đểbật/tắt tải DC. Dòng điện có thể truyền qua chỉ là khoảng vài mA, nhỏhơn so với relay. Nhưng bù lại, chúng ta có thể thay đổi trạng thái bật/tắt một cách nhanh chóng.

Sự khác biệt giữa đầu ra relay và đầu ra transistor được tổng hợp trong bảng sau.

Các giá trị liên tục như áp suất, lưu lượng, mức nước, trọng lượng, v.v. được coi là giá trị analog. Phần này sẽ giải thích ở mục tiếp theo

2. Đầu vào và đầu ra tín hiệu tương tự-analog (AIO):

Trong bộ điều khiển PLC, chỉ có khả năng xử lý (thực hiện phép toán) tín hiệu số "0" và "1" bên trong nó. Do đó, PLC sẽ nhận giá trị analog dưới dạng tín hiệu điện áp hoặc dòng điện, sau đó chuyển đổi thành tín hiệu số để xử lý bên trong của PLC. Ngược lại, nó cũng có khả năng chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu analog khi xuất ra.

Cụm từ "Analog input/output unit" (アナログ入出力ユニット) chung chung được sử dụng để mô tả "Đơn vị chuyển đổi giữa tín hiệu analog và tín hiệu số", bao gồm hai loại chính sau:

Đơn vị Chuyển đổi A/D (Analog to Digital Converter - A/D変換ユニット): Chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số để đưa vào PLC.

Đơn vị Chuyển đổi D/A (Digital to Analog Converter - D/A変換ユニット): Chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu analog để đưa ra thiết bị xuất.

Chú ý khi nhập và xuất tín hiệu Analog:

Khi làm việc với tín hiệu analog, cần lưu ýđến hai khía cạnh chính là "Loại tín hiệu Analog" và "Độ phân giải".

・Các loại tín hiệu Analog:

Tín hiệu analog bao gồm tín hiệu điện áp và tín hiệu dòng điện. Tùy thuộc vào khoảng cách truyền và môi trường để lựa chọn loại tín hiệu cần sử dụng. Tín hiệu dòng điện thường được sử dụng cho việc truyền xa do chúng chịu được nhiễu tốt.

Các khoảng đầu vào và đầu ra phổ biến bao gồm:

0-10V (tín hiệu điện áp)

4-20mA (tín hiệu dòng điện)

0-20mA (tín hiệu dòng điện)

Ví dụ, ở dải 0-10V, giá trị đầu vào và đầu ra nằm trong khoảng từ 0V đến 10V.

Sự khác biệt giữa Tín hiệu Điện Áp và Tín hiệu Dòng Điện:

・Độ Phân Giải:

Độ phân giải là mức độ chi tiết khi chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số. Thông thường, nó được biểu thị bằng "Độ phân giải: 10 bit" hoặc "Độ phân giải: 12 bit". Độ phân giải càng cao, việc chia nhỏ giá trị analog thành các phần nhỏ càng chính xác. Do đó, nếu muốn lấy giá trị trong một phạm vi lớn một cách chi tiết, cần độ phân giải cao hơn (ví dụ: 12 bit so với 10 bit).