acecook

Cách viết chương trình PLC dành cho người mới bắt đầu

Hỗ trợ kỹ thuật
09/09/2021 10:00
Rất nhiều người mới bắt đầu vô cùng bối rối khi được yêu cầu bắt đầu viết một đoạn chương trình cho hệ thống thiết bị. Nguyên nhân lớn nhất là do trong trường học mọi người được dạy lập trình PLC bằng việc một dòng lệnh là xử lý hết các tình huống với các bit I/O trong đó. Cách dạy và học đó chỉ đúng với PLC cơ bản.
aa

Trong quá trình học và làm việc với PLC, rất nhiều người mới bắt đầu vô cùng bối rối khi được sếp yêu cầu bắt đầu viết một đoạn chương trình cho hệ thống thiết bị.

• 6 bước để lựa chọn giữa PLC và DCS trong công nghiệp
• PLC, PAC VÀ IPC: Khác biệt và cơ sở lựa chọn

Nguyên nhân lớn nhất là do trong trường học mọi người được dạy lập trình PLC bằng việc một dòng lệnh là xử lý hết các tình huống với các bit I/O trong đó. Cách dạy và học đó là đúng với PLC cơ bản, nhất là đối với các kỹ sư điện quen làm việc với mạch relay.

Tuy nhiên, thời của mạch relay và PLC chỉ chứa được dăm dòng lệnh đã xa lắm rồi. Các Dòng PLC hiện đại như Allen Bradley Controllogix cũng đã ngót nghét 24 – 25 năm tuổi (thậm chí nhiều tuổi hơn các bạn đang đọc bài này).

Nhược điểm khi viết chương trình PLC theo dạng mạch relay

Ở thời điểm này, việc viết một chương trình PLC theo dạng mạch relay sẽ có những nhược điểm sau:

  • Chương trình rất khó hiểu và khó sửa. Người ta nói đùa rằng, chương trình này lúc viết thì có người viết và Chúa hiểu, còn lúc sửa thì chỉ còn có Chúa mới hiểu nổi thôi.
  • Chương trình rất khó viết, vì trong lúc viết, bạn phải chuẩn bị sẵn tất cả các trường hợp có thể xảy ra. Với hệ thống nhỏ một chức năng thì có thể, nhưng gặp hệ thống phức tạp/sử dụng cho nhiều mục đích thì cách viết này vô cùng tai hại.

Cách viết dạng mạch relay sẽ phù hợp với các hệ thống siêu nhỏ, máy cố định và cần thời gian phản ứng rất rất nhanh (< 10ms ). Chương trình viết cũng siêu nhỏ, thích hợp với các thể loại PLC cũ không có nhiều lựa chọn về đặt tên IO cũng như ổ nhớ.

Lập trình theo dạng quy trình (procedure)

Tuy nhiên, với nhiều nhược điểm trên, mình khuyên các bạn sau khi đã làm quen với việc viết một vài dòng lệnh cơ bản, bạn nên học về cách lập trình theo dạng quy trình (procedure). Cách viết chương trình dạng procedure, kết hợp với cách sử dụng các add-on instruction có sẵn trên hệ process sẽ đảm bảo cho bạn viết được một chương trình hoàn chỉnh với mọi kích cỡ.

Cách viết chương trình dạng procedure thực ra là cách viết chương trình đơn giản nhất có thể, dựa hoàn toàn vào việc người viết chương trình mô tả quá trình đấy. Nếu bạn nào từng học lập trình bằng các ngôn ngữ cổ ngày xưa (Pascal) chẳng hạn, thì sẽ cảm giác khá quen thuộc.

Về lý thuyết, cách viết này chỉ là đánh số các bước cần thực hiện để hoàn thành 1 task.

Khi bắt đầu, bước 0 chuyển qua bước 1

Bước 1: làm hành động A1, kiểm tra điều kiện B1, nếu B1 thỏa mãn thì chuyển qua bước 2

Bước 2: làm hành động A2, kiểm tra điều kiện B2, nếu B2 thỏa mãn thì chuyển qua bước 3

….

Bước kết thúc, thông báo hoàn thành quy trình, về lại bước 0.

Hết.

Nếu bạn muốn hệ thống lặp đi lặp lại, chỉ cần ở 1 bước nào đó, bạn loop ngược về bước 0

Bước N: làm hành động AN, kiểm tra điều kiện BN, nếu BN thỏa mãn thì chuyển qua bước M (M trước N)

Nếu bạn muốn hệ thống có rẽ nhánh về action, cũng chỉ cần:

Bước N: làm hành động AN, kiểm tra điều kiện BN và CN, nếu BN thỏa mãn thì chuyển qua bước M, nếu CN thỏa mãn thì chuyển qua bước L.

Nghe lý thuyết thì khó hiểu, mình sẽ lấy 1 ví dụ cụ thể:

cach viet chuong trinh plc danh cho nguoi moi bat dau
Ví dụ cách viết chương trình dạng procedure.

Đây là bài tập mình copy trên Youtube, giải nó rất rất đơn giản như sau:

Bấm Start thì toàn hệ thống RUN step 0 -> 1 bấm Stop thì toàn hệ thống không Run

Nếu Run, Step 1 → bật bơm HC1 / HC2 / HC3, kiểm tra bơm đã hoạt động chưa → step 2

Nếu Run, Step 2 → duy trì HC1/ HC2/ HC3, kiểm tra điều kiện L+ (LH – Level High) đạt chưa, nếu đã đạt thì → step 3

Nếu Run, Step 3 → tắt HC1/ HC2/ HC3, bật Motor khuấy Thuận, tạo timer khuấy thuận 5s, khi timer đạt thì qua step 4

Nếu Run, Step 4 → tắt motor khuấy thuận, bật motor khuấy nghịch, tạo timer nghịch 5s, khi timer đạt thì qua step 5

Nếu Run, Step 5 → tắt motor khuấy nghịch. Mở VAN. Kiểm tra điều kiện L-, nếu đạt L- (LL – LevelLow) thì qua bước 6

Nếu Run, Bước 6 → đóng VAN. VAN đã đóng thì chuyển về bước 1.

Toàn bộ chương trình bằng chữ mình viết trong vòng 6 phút, vừa đọc vừa viết.

Muốn tăng độ khó cho đề bài, mình chỉ cần sửa đề bài là bật tuần tự HC1, HC2, HC3 theo flowmeter dạng pulse counter (HC1FM, HC2FM, HC3FM) với số lượng 100-200-300 xung (thay vì bật L+). Với kiểu viết chương trình của mình, từ đề bài trên sửa vô cùng dễ

Step 1 → → step 11

step 11 → bật bơm HC1, đếm xung HC1FM, nếu HC1FM = 100→ step 12

step 12 → bật bơm HC2, đếm xung HC2FM, nếu HC2FM = 100→ step 13

Step 13 → bật bơm HC3, đếm xung HC3FM, nếu HC3FM = 100→ step 3

Step 3 → tắt HC1/ HC2/ HC3, bật Motor khuấy Thuận, tạo timer khuấy thuận 5s, khi timer đạt thì qua step 4

Step 4 → tắt motor khuấy thuận, bật motor khuấy nghịch, tạo timer nghịch 5s, khi timer đạt thì qua step 5

Step 5 → tắt motor khuấy nghịch. Mở VAN. Kiểm tra điều kiện L-, nếu đạt L- (LL – LevelLow) thì qua bước 6

Bước 6 → đóng VAN. Reset toàn bộ các biến. VAN đã đóng thì chuyển về bước 1.

Khi viết chương trình dạng procedure, bạn cần chú ý là các action ở từng bước phải được tách ra 1 dòng lệnh riêng, không viết chung trong cùng 1 dòng với các lệnh chuyển bước. Lý do là các action có thể lặp lại (ví dụ HC1 có thể bật ở bước 1, 4, 8) chẳng hạn.

Khi đó, nếu run, đang ở bước 1,4,8, thì HC1 chạy. Việc kiểm soát thực ra sẽ vô cùng dễ dàng.

Triển khai trong PLC thực tế

Trong bài mẫu này, mình sử dụng phần mềm của Rockwell Automation, Studio 5000 V33 và RSEmulate.

Set up các tag cơ bản:

cach viet chuong trinh plc danh cho nguoi moi bat dau

Set up các routine chạy

  • PHASE: chứa chương trình bước
  • OUTPUT: chứa các lệnh action

cach viet chuong trinh plc danh cho nguoi moi bat dau

cach viet chuong trinh plc danh cho nguoi moi bat dau

cach viet chuong trinh plc danh cho nguoi moi bat dau

cach viet chuong trinh plc danh cho nguoi moi bat dau
Đối với tất cả chương trình PLC, trước khi mình đưa vào chạy thực tế trên máy đều chạy giả lập trên Emulation để giả lập tính năng. Mình chạy vào RSEmulate, và từ lúc viết tới lúc emulate không cần sửa lại. Nếu bạn để ý, chương trình của mình khá dài dòng, với 19 dòng. Tuy nhiên, từng dòng của mình viết rất dễ hiểu, và dễ tra ngược lại. Ví dụ, bạn có thể kiểm tra được là hệ thống đang chạy bước nào, nếu van không mở thì tại sao, van không đóng tại sao một cách vô cùng dễ dàng.

Cách viết này giải quyết được cho toàn bộ các hệ thống nếu được miêu tả đúng cách theo quy trình của từng cụm máy thiết bị. Ví dụ 1 máy sẽ có khoảng 200-300 I/O hoạt động theo khoảng 20-30 cụm chức năng thì sẽ cần 20-30 chương trình Phase và Output như vậy. Miễn là miêu tả được thành từng bước, thì sẽ viết ra được. Việc viết chương trình kiểu này không phụ thuộc vào việc bạn dùng PLC gì, hãng nào. Thậm chí, nếu bạn không dùng PLC mà sử dụng các board điều khiển (Arduino chẳng hạn) thì việc code theo procedure kiểu này sẽ đơn giản hóa công việc rất rất nhiều.

Khi bạn bắt đầu viết chương trình kiểu này quen, các việc tiếp theo bạn cần tìm hiểu là:

  • Mô hình và phân chia cấu trúc một cách có hệ thống theo ISA 88:
    • Phân chia cấu trúc vật lý (asset) thành Process Cell/Unit/Control Module
    • Procedural Control Model (Phase)

cach viet chuong trinh plc danh cho nguoi moi bat dau

  • Đặc biệt đối với hệ thống quy trình công nghệ (process control), các thiết bị đầu cuối thường được lập trình sẵn với các Process Objects, tồn tại dưới dạng các khối lệnh thêm vào (add-on instruction hoặc function block). Các khối này được lập trình sẵn với các khối hiển thị trên HMI/SCADA, sẽ giúp bạn triển khai dự án một cách nhanh chóng. Ví dụ về bộ thư viện này của Rockwell Automation là PlantPAx, hiện tại có bản mới nhất là 5.0
  • Sự dụng được Phase Manager vì hệ thống theo ISA88 không chỉ có trạng thái START – STOP mà còn có Stop, Pause, Complete. Các trạng thái này sẽ giúp việc điều khiển quy trình dễ dàng và chính xác hơn, cũng như việc phối hợp giữa các Phase/Task với nhau để tạo thành 1 hệ thống quy trình liên hợp hoàn chỉnh.

cach viet chuong trinh plc danh cho nguoi moi bat dau

Hi vọng với bài viết ngắn này, Hùng giúp mọi người có thể viết được chương trình PLC một cách đơn giản và dễ hiểu nhất.

Hoàng Kim Hùng – Sales Account Manager
Rockwell Automation Việt Nam

Bài liên quan
mca
Tin bài khác
Nhận định phiên giao dịch ngày 8/9: Áp lực bán lan rộng, VN-Index đối mặt rủi ro từ thanh khoản thấp

Nhận định phiên giao dịch ngày 8/9: Áp lực bán lan rộng, VN-Index đối mặt rủi ro từ thanh khoản thấp

Thị trường chứng khoán khép lại tuần đầu tháng 9 trong sắc đỏ khi áp lực bán lan rộng trên diện rộng, đặc biệt ở nhóm ngân hàng và chứng khoán. VN-Index giảm sâu trong bối cảnh thanh khoản tiếp tục ở mức thấp, làm dấy lên lo ngại về khả năng duy trì đà tăng trong ngắn hạn.
Nền tảng khắc phục thách thức lớn trong việc cho phép robot tương tác với con người và môi trường thực

Nền tảng khắc phục thách thức lớn trong việc cho phép robot tương tác với con người và môi trường thực

Nvidia đã công bố một nền tảng máy tính được thiết kế để cung cấp sức mạnh cho robot trong các ứng dụng bao gồm sản xuất, logistics, giao thông vận tải, chăm sóc sức khỏe, nông nghiệp và bán lẻ. Bộ công cụ phát triển và các mô-đun sản xuất Jetson AGX Thor mang lại hiệu suất tính toán AI cao hơn gấp 7,5 lần, hiệu quả năng lượng tốt hơn 3,5 lần và bộ nhớ gấp đôi so với thế hệ tiền nhiệm Jetson Orin, mở khóa khả năng suy luận theo thời gian thực - yếu tố then chốt cho các ứng dụng AI vật lý hiệu suất cao.
Phát động chiến dịch 90 ngày làm giàu, làm sạch cơ sở dữ liệu đất đai

Phát động chiến dịch 90 ngày làm giàu, làm sạch cơ sở dữ liệu đất đai

Bộ Nông nghiệp và Môi trường kết hợp Bộ Công an vừa ban hành Kế hoạch 151/ /KH-BCA-BNN&MT về việc triển khai thực hiện chiến dịch làm giàu, làm sạch cơ sở dữ liệu (CSDL) quốc gia về đất đai trong 90 ngày.
Bộ Chính trị ban hành Nghị quyết về bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia

Bộ Chính trị ban hành Nghị quyết về bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia

Tổng Bí thư Tô Lâm đã ký ban hành Nghị quyết số 70-NQ/TW của Bộ Chính trị về bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045.
Một số quy định mới về thực hiện thủ tục biên phòng điện tử cảng biển

Một số quy định mới về thực hiện thủ tục biên phòng điện tử cảng biển

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính vừa ký Quyết định số 31/2025/QĐ-TTg ngày 02/9/2025 sửa đổi, bổ sung một số điều các Quyết định của Thủ tướng Chính phủ về thực hiện thủ tục biên phòng điện tử tại các cửa khẩu do Bộ Quốc phòng quản lý.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/9/2025: Tuổi Dần bỏ bê công việc, tuổi Ngọ rất thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/9/2025: Tuổi Dần bỏ bê công việc, tuổi Ngọ rất thuận lợi

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 8/9/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
[E-Magazine] Thiết bị đo lường - “giác quan” mở lối cho tự động hóa thông minh

[E-Magazine] Thiết bị đo lường - “giác quan” mở lối cho tự động hóa thông minh

Trong kỷ nguyên công nghiệp số, hệ thống tự động hóa không thể tồn tại nếu thiếu thiết bị đo lường. Chúng là giác quan tinh nhạy, kết nối bộ não điều khiển với thế giới thực, quyết định sự an toàn, hiệu quả và tính bền vững của sản xuất hiện đại.
Intrinsic và Google DeepMind công bố đột phá AI điều phối nhiều robot công nghiệp cùng lúc

Intrinsic và Google DeepMind công bố đột phá AI điều phối nhiều robot công nghiệp cùng lúc

Intrinsic - công ty phần mềm robot thuộc tập đoàn Alphabet (công ty mẹ của Google) vừa công bố một bước tiến lớn trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, cho phép nhiều robot công nghiệp cùng làm việc trong không gian hẹp mà không xảy ra va chạm.
Hà Nội thúc đẩy chuyển đổi số và đổi mới sáng tạo bằng 6 nghị quyết trọng điểm

Hà Nội thúc đẩy chuyển đổi số và đổi mới sáng tạo bằng 6 nghị quyết trọng điểm

Với 6 nghị quyết này, Hà Nội kỳ vọng giải phóng tiềm năng sáng tạo, gia tăng giá trị, khẳng định vị thế trung tâm khoa học công nghệ - đổi mới sáng tạo của cả nước, từng bước hiện thực hóa khát vọng xây dựng Thủ đô thông minh, hiện đại, sánh vai cùng các trung tâm sáng tạo trong khu vực.
Dürr xây dựng xưởng sơn ô tô tự động cho nhà máy Volkswagen tại Mexico

Dürr xây dựng xưởng sơn ô tô tự động cho nhà máy Volkswagen tại Mexico

Dürr vừa hoàn thành xưởng sơn mới, giúp giảm mạnh lượng khí thải CO₂ tại một trong những cơ sở sản xuất lớn nhất của Tập đoàn Volkswagen - nhà máy ở Puebla, Mexico. Dự án này được khánh thành vào tháng 1/2025.
song-gia-tri