Tự động hóa công nghiệp không xuất phát từ phòng lab. Nó xuất phát từ… dây relay rối như mạng nhện trong các nhà máy.Trước khi PLC tồn tại, một hệ thống điều khiển điển hình có thể gồm:
-
hàng trăm relay
-
hàng nghìn mét dây
-
mỗi lần đổi quy trình = đấu lại từ đầu
Chi phí cao. Thời gian dừng máy dài. Sai sót nhiều. Đó là bối cảnh PLC xuất hiện.
1968 – PLC đầu tiên được tạo ra để thay relay
Năm 1968, các kỹ sư của General Motors (Mỹ) đưa ra yêu cầu cho một thiết bị mới:
-
có thể lập trình lại
-
thay thế hệ relay cơ
-
chịu được môi trường nhà máy
-
dễ mở rộng I/O
-
bảo trì nhanh
Thiết bị đó được gọi là Programmable Controller – tiền thân của PLC ngày nay. Mục tiêu ban đầu rất rõ ràng:
Không phải để “lập trình thông minh”. Mà để loại bỏ hệ relay cứng nhắc trong dây chuyền sản xuất ô tô. PLC đời đầu còn rất cồng kềnh. Lập trình khó. Giao diện thô. Nhưng nó làm được một việc quan trọng:
👉 thay đổi logic điều khiển mà không cần tháo dây.
1969 – Xuất hiện thiết bị lập trình cầm tay
Một năm sau, bộ lập trình cầm tay ra đời. Đây là bước ngoặt lớn.Kỹ thuật viên không cần mở tủ điều khiển để chỉnh từng relay nữa. Chỉ cần kết nối thiết bị lập trình và nạp lại chương trình. Từ đây, PLC bắt đầu được chấp nhận rộng rãi hơn trong nhà máy.
Cũng trong giai đoạn này, chuẩn Ladder Diagram (giản đồ hình thang) được hình thành – mô phỏng lại logic relay quen thuộc, giúp thợ điện dễ tiếp cận.
PLC ban đầu chỉ làm logic. Sau đó bắt đầu “biết suy nghĩ”
Đầu thập niên 1970, PLC vẫn chủ yếu xử lý:
-
ON / OFF
-
liên động
-
trình tự đơn giản
Nhưng phần mềm phát triển rất nhanh.
PLC được bổ sung:
-
timer
-
counter
-
phép toán cơ bản
-
xử lý dữ liệu
-
xử lý xung
-
điều khiển thời gian thực
Từ một “relay điện tử”, PLC dần trở thành bộ não của hệ thống điều khiển.
Sau 1975 – phần cứng thay đổi cuộc chơi
Từ giữa thập niên 70 trở đi, phần cứng PLC phát triển mạnh:
-
số lượng I/O tăng
-
xuất hiện module chuyên dụng
-
bộ nhớ lớn hơn
-
bắt đầu có truyền thông
PLC không còn đứng một mình. Nó kết nối:
-
HMI
-
biến tần
-
cảm biến
-
thiết bị đo
-
các PLC khác
Chu kỳ quét nhanh hơn. Độ ổn định cao hơn. Từ đây hình thành khái niệm hệ thống PLC phân tán.
PLC bước vào thời kỳ công nghiệp hóa toàn diện
Từ những năm 1980 trở đi, PLC trở thành thiết bị tiêu chuẩn trong:
-
dây chuyền sản xuất
-
trạm bơm
-
hệ HVAC
-
hệ thống đóng gói
-
nhà máy xử lý nước
Không còn là công nghệ riêng của ô tô. PLC lan sang mọi lĩnh vực công nghiệp. Các hãng lớn bắt đầu định hình thị trường, như:
Mỗi hãng phát triển hệ sinh thái riêng:
-
PLC
-
HMI
-
biến tần
-
phần mềm lập trình
Tạo thành một chuỗi điều khiển khép kín.
PLC không phổ biến vì “thông minh”.
PLC phổ biến vì:
-
chạy ổn định
-
chịu nhiễu tốt
-
logic rõ ràng
-
sửa nhanh
-
thay module tại chỗ
Ngoài công trình, PLC hiếm khi chết đột ngột. Phần lớn lỗi đến từ:
-
nguồn nuôi
-
module I/O
-
dây tín hiệu
-
môi trường nhiệt và bụi
Bản thân CPU PLC rất bền. Đó là lý do nhiều hệ thống PLC vận hành liên tục 10–15 năm.
PLC ngày nay không còn là thiết bị độc lập
PLC hiện đại đã tích hợp:
-
Ethernet
-
Modbus / Profinet
-
giao tiếp cloud
-
OPC UA
Nó không chỉ điều khiển. Nó còn:
-
thu thập dữ liệu
-
gửi dữ liệu lên SCADA
-
tham gia hệ thống MES
PLC trở thành một phần của kiến trúc nhà máy số hóa.
PLC sinh ra để thay relay.Nhưng cuối cùng, nó trở thành nền tảng của tự động hóa công nghiệp. Từ một hộp điều khiển đơn giản năm 1968, PLC đã tiến hóa thành trung tâm xử lý của hàng triệu dây chuyền trên thế giới. Nếu nhìn lại lịch sử, có thể thấy rất rõ:
PLC không phát triển vì công nghệ. PLC phát triển vì nhu cầu vận hành thực tế của nhà máy.
>> nếu các bạn quan tâm hơn về PLC Đặc biệt là PLC của Siemens, có thể vào trang tải Catalog Siemens để tìm hiểu thêm. Hoặc Xem qua các sản phẩm Siemens trong Trang Bảng Giá Siemens
FAQ
PLC đầu tiên ra đời năm nào?
→ 1968.
PLC ban đầu dùng để làm gì?
→ Thay thế hệ relay cơ trong dây chuyền sản xuất.
Vì sao Ladder Diagram được dùng phổ biến?
→ Vì mô phỏng logic relay, thợ điện dễ đọc.
PLC hiện nay còn dùng relay không?
→ Có, nhưng relay chỉ còn vai trò phụ trợ.
PLC có thể chạy độc lập không?
→ Có, nhưng thường làm việc cùng HMI và biến tần.
