Kiến thức về PLC và công nghiệp rất rộng lớn và phát triển nhanh theo theo gian. Tuy nhiên, có những vấn đề cơ bản về hệ thống PLC này mà các bạn cần phải nắm. Itudong sẽ giúp các bạn tổng kết lại những kiến thức cơ bản thường gặp trong PLC thông qua bộ câu hỏi thường gặp trong phỏng vấn.

Bộ câu hỏi được chia làm 2 bài Cơ bản và Nâng cao. Với bộ câu hỏi này, itudong hy vọng các bạn sẽ nắm được những kiến thức cơ bản và sẽ có sự chuẩn bị tốt nhất về mặt kiến thức khi ứng tuyển vào các vị trí làm việc về PLC.

CÁC CÂU HỎI CƠ BẢN (15 câu)

1Bộ điều khiển PLC là gì?

PLC là tên viết tắt của dòng chữ Programmable Logic Controller (Có thể hiểu một cách đơn giản trong tiếng việt là: Thiết bị điều khiển cho phép người dùng lập trình (Khả trình)). Trong quá khứ các bộ điều khiển chỉ được sản xuất ra để phục vụ riêng cho một mục đích điều khiển và không thể thay đổi (Hay còn gọi là điều khiển kết nối cứng), điều này đã tạo ra những hạn chế và nhược điểm vô cùng lớn trong việc lập trình điều khiển nên bộ điều khiển Logic khả trình đã được ra đời (PLC). Thông qua bộ điều khiển PLC, người dùng hoàn toàn có thể thay đổi thuật toán điều khiển thông qua việc lập trình PLC (Viết bằng ngôn ngữ lập trình).

PLC có thể được hiểu theo nghĩa đơn giản đó là một máy tính công nghiệp dùng để điều khiển hệ thống. Nó giao tiếp, “nhìn” các trạng thái của máy móc thông qua các ngõ vào/ra (Input/Output)

2Kể tên các module khác nhau trong PLC

PLC ngày nay được lắp ráp từ những module khác nhau. Mỗi module sẽ có một chức năng. Tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng mà chúng ta sẽ lắp các module cần thiết lại với nhau.

Các module thường gặp trong các bộ PLC:

  • Bộ xử lý CPU
  • Module giao tiếp truyền thông
  • Module ngõ vào/ra số (digital)
  • Module ngõ vào/ra tương tự (analog)
  • Module đọc xung tốc độ cao

3Các thành phần cơ bản của một hệ thống PLC?

Như đã nói ở câu trên, PLC có nhiều loại module khác nhau. Mỗi module sẽ có chức năng và cách hoạt động khác nhau. Trong đó, các module được chia thành 6 thành phần cơ bản như sau:

  • Module nguồn: module này sẽ giúp cung cấp nguồn điện AC hoặc DC cho hệ thống PLC hoạt động.
  • CPU: là thành phần quan trọng nhất. Chứa nội dung chương trình và thực hiện xử lý chương trình.
  • Ngõ vào/ra: module này cung cấp ngõ vào và ngõ ra cho PLC, giúp PLC thu thập tín hiệu từ bên ngoài và xử lý để xuất tín hiệu ra điều khiển. Ngõ vào/ra có thể là tín hiệu số (digital) hoặc tương tự (analog).
  • Bộ nhớ: như tên gọi của nó, bộ nhớ giúp lưu trữ thông tin khi PLC hoặc động. Thông thường bộ nhớ có 2 dạng là thẻ nhớ và bộ nhớ nội bên trong PLC.
  • Truyền thông: một PLC có thể kết nối với nhiều thiết bị khác nhau. Module truyền thông sẽ giúp cung cấp cho PLC các phương thức để kết nối này. Ví dụ: RS232, Ethernet, Profibus…
  • Phần mềm lập trình: công cụ để lập trình chương trình cho PLC.

4Giải thích hoạt động của PLC trong điều khiển động cơ như hình minh họa

51 cau hoi ve PLC

Với hình minh họa trên thì:

PLC bao gồm CPU và các ngõ vào/ra. Ngõ vào của PLC sẽ đọc các tín hiệu digital và analog từ các thiết bị trường như là cảm biến, nút nhấn… rồi chuyển hóa thành tín hiệu logic đưa vào CPU để xử lý. Bộ xử ly trung tâm (CPU) sẽ dùng các đoạn chương trình đã lập trình sẵn để xử lý các tín hiệu vừa đọc vào. Sau đó CPU sẽ xuất tín hiệu điều khiển ra các ngõ ra để điều khiển thiết bị.

5Nêu những ngôn ngữ dùng cho lập trình PLC

Theo IEC, có 5 ngôn ngữ dùng để lập trình PLC. Bao gồm:

  • Ngôn ngữ bậc thang – ladder
  • Ngôn ngữ kiểu khối – Function Block Diagram (FBD)
  • Ngôn ngữ kiểu liệt kê – Instruction List (STL)
  • Ngôn ngữ kiểu cấu trúc – Structured Text (SCL)
  • Ngôn ngữ kiểu lưu đồ trình tự – Sequential Function Chart (SFC)

Ngoài ra còn có thêm một ngôn ngữ mới dùng lập trình PLC đang được phát triển trong những năm gần đây đó là XML.

Để biết thêm các ngôn ngữ lập trình PLC cũng như cách chọn ngôn ngữ nào phù hợp, các bạn xem tại đây.

6Tại sao chúng ta dùng PLC để thay thế mạch relay cổ điển

Các bộ điều khiển trước đây dùng relay và contactor có kích thước rất lớn, thô kệch và chằng chịt dây như một mê cung. Chính vì vậy việc lắp đặt tốn rất nhiều thời gian và công suất tiêu thụ điện cũng rất lớn.

Ngày nay, các bộ điều khiển bằng PLC mang lại lợi ích rất lớn so với thông thường:

  • Linh hoạt khi cần sửa đổi logic
  • Độ tin cậy cao
  • Tiết kiệm không gian, diện tích
  • Có thể thu thập dữ liệu
  • Lập trình dễ hiểu, trực quan

Khi một hệ thống cần sự linh hoạt và dễ mở rộng trong tương lai thì lựa chọn PLC là điều thích hợp.

7Sự khác nhau giữa PLC và máy tính cá nhân?

Về cơ bản, cấu trúc của bộ xử lý CPU của PLC và máy tính là giống nhau. Tuy nhiên, chúng khác nhau ở vài điểm đáng lưu ý như sau. Thứ nhất, PLC được thiết kế để hoạt động trong điều kiện môi trường công nghiệp khắc nghiệt 24/24. Một PLC được thiết kế tốt có thể hoạt động trong môi trường điện từ trường mạnh, độ rung cao, nhiệt độ cao và thông thoáng, không bị ngưng tụ hơi nước. Thứ hai, chương trình trong PLC rất nhỏ nhẹ, không cần hệ điều hành phức tạp như máy tính. Do đó, PLC hoạt động rất ổn định và có tốc độ xử lý, thời gian đáp ứng nhanh.

8Làm thế nào để lập trình cho PLC?

Mỗi hãng PLC sẽ có một công cụ lập trình riêng. Ví dụ, Siemens thì dùng Simatic, TIA Portal, Allen Bradley thì dùng RS Logix, Omron thì dùng CX One…

Tuy nhiên, dù dùng công cụ khác nhau nhưng việc lập trình đều dựa trên các ngôn ngữ cơ bản đã nêu ở trên: Ladder, FBD, STL, SFC…

9Vòng quét PLC (PLC Scan) là gì?

Chương trình PLC được thực hiện lặp đi lặp lại theo một chu ký được gọi là vòng quét.

Thông thường, một chu kỳ quét bắt đầu bằng việc đọc trạng thái ngõ vào. Sau đó sẽ thực hiện chương trình, thực hiện các lệnh truyền thông dữ liệu. Và cuối cùng là ghi giá trị xuống các ngõ ra. Sau đó, quá trình trên cứ lặp đi lặp lại trong suốt khi PLC hoạt động.

Thời gian thực hiện một chu kỳ quét phụ thuộc vào kích thước của chương trình, số lượng ngõ vào/ra và các loại truyền thông đang sử dụng.

10Mục đích của tiếp điểm tự giữ?

Đây là một khái niệm khá quan trọng trong lập trình PLC, đặc biệt là ngôn ngữ ladder, đó là tiếp điểm tự giữ. Chúng ta sẽ dùng tiếp điểm của ngõ ra để duy trì cho ngõ ra đó. Khi mạch logic của ngõ ra không thỏa nhưng trạng thái kích hoạt của ngõ ra vẫn được tiếp tục duy trì.

Chi tiết hơn, khi một nhánh tiếp điểm được thỏa dẫn đến kích hoạt ngõ ra, thì lệnh tự giữ này sẽ được bật và duy trì ngõ ra đó. Ngay cả khi nhánh tiếp điểm không thỏa nữa nhưng do có tự giữ nên ngõ ra vẫn tiếp tục được duy trì.

11Thế nào là Sink và Source?

Khái niệm sink và source rất thường xuyên gặp khi chúng ta làm việc với module ngõ vào của PLC. Một thiết bị module ngõ vào DC có thể nhận tín hiệu từ thiết bị trường (nút nhấn, cảm biến…) thông qua 2 chế độ sink và source.

Nếu thiết bị phát ra dòng khi tín hiệu ON thì gọi là source. Nếu thiết bị nhận dòng điện khi tín hiệu ON thì gọi là sink.

Thông thường chúng ta sẽ sử dụng chế độ sink nhiều hơn. Lý do là nếu sử dụng source, dòng cấp từ PLC có thể bị quá tải dẫn đến hư hỏng module. Còn ở chế độ sink có thể lấy nguồn cấp từ bộ nguồn riêng cấp đến.

12Thế nào là Timer (bộ định thì) và Counter (bộ đếm)?

Về tổng quát, Timer và Counter là 2 lệnh xuất ngõ ra nội bộ bên trong PLC.

  • Ngõ ra Timer được kích hoạt/ hoặc tắt khi thời gian đạt đến giá trị đặt.
  • Ngõ ra Counter được kích hoạt/ hoặc tắt khi đếm đến giá trị đặt trước.

Timer và Counter là 2 lệnh cơ bản rất cần thiết, đặt biệt là trong ngôn ngữ lập trình ladder.

13Phân biệt On-delay timer và Off-delay timer?

  • On-dalay timer (TON): khi ngõ vào được kích, TON giúp trì hoãn ngõ ra không bị kích đột ngột.
  • Off-delay timer (TOF): khi ngõ vào bị tắt, TOF giúp trì hoãn ngõ ra không bị tắt đột ngột.

14Bạn chọn loại nào giữa 4-20mA và 0-20mA? Giải thích?

4-20mA là kiểu tín hiệu được ưu tiên lựa chọn hơn. Lý do đơn giản là với 4-20mA, chúng ta có thể dễ dàng phát hiện được khi cáp bị đứt.

Khi cáp bị đứt, dòng điện sẽ trả về 0mA. Do đó với 4-20mA, khi đọc 0mA, PLC sẽ biết là cáp đã bị đứt và cảnh báo cho người dùng biết. Trong khi 0-20mA thì tín hiệu 0mA vẫn nằm trong dãi đo, do đó PLC không thể phân biệt được cáp đứt với tín hiệu zero.

15Định nghĩa HMI là gì?

HMI là viết tắt của Human Machine Interface – Giao diện giao tiếp giữa người và máy móc. Hệ thống HMI có thể được xem như là một “cửa sổ”. Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “giao tiếp” với một máy móc qua 1 màn hình giao diện thì đó là một HMI. Cảm ứng trên lò viba của bạn là một HMI, hệ thống số điều khiển trên máy giặt, bảng hướng dẫn lựa chọn phần mềm hoạt động từ xa trên TV đều là HMI. Có thể nói điện thoại cảm ứng hiện nay cũng là thiết bị HMI theo nghĩa rộng. Ta có thể viết ứng dụng trực tiếp trên điện thoại, hoặc Ipad, máy tính bảng để điều khiển thiết bị công nghiệp.

Ở các hệ thống tự động ngày nay, chúng ta sẽ thấy HMI là một màn hình cảm ứng được gắn trên tủ điều khiển của máy móc. HMI này dùng để theo dõi thông số cũng như vận hành thiết bị.

(Bài tiếp theo)

CÁC CÂU HỎI NÂNG CAO (10 câu)

(Itudong.com – Kiến thức Tự động hóa)

BÌNH LUẬN

Please enter your comment!
Please enter your name here