Công việc của một kỹ sư lập trình PLC là gì, có cần thành thạo nhiều ngôn ngữ lập trình hay không và nhận về mức lương như thế nào là phân vân chung của rất nhiều người khi mới bắt đầu tìm hiểu. Hãy cùng tham khảo ngay những thông tin liên quan đến lập trình PLC để có cái nhìn tổng quan nhất.
Nội dung bài viết
Trước sự phát triển của các ngành sản xuất theo xu hướng công nghiệp hóa – tự động hóa thì lập trình PLC hiện nay trở thành ngành nghề hot với nhu cầu nhân sự cao. Vậy lập trình PLC là gì, cần tìm hiểu những ngôn ngữ lập trình PLC cơ bản nào và công việc của một kỹ sư PLC sẽ ra sao? Hãy cùng FPT Shop tìm hiểu qua bài viết sau đây.
Lập trình PLC là gì?
Lập trình PLC (Programmable Logic Controller) là quá trình tạo ra một chương trình chứa các chỉ thị và lệnh dành cho các bộ điều khiển logic có thể lập trình được. PLC là một hệ thống điều khiển tự động được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp để giám sát và điều khiển các quy trình sản xuất và hệ thống máy móc.
Mục đích chính của lập trình PLC là xác định hành vi của PLC trong quá trình hoạt động. Người lập trình PLC tạo ra chương trình bằng cách sử dụng ngôn ngữ lập trình chuyên dụng hoặc các công cụ lập trình đồ họa. Chương trình này sẽ được tải vào bộ điều khiển logic để điều khiển các đầu vào và đầu ra theo các quy tắc và điều kiện đã được định sẵn.
Lập trình PLC giúp tự động hóa các quy trình sản xuất và điều khiển, tăng cường tính linh hoạt, tiết kiệm thời gian, và cung cấp khả năng giám sát toàn diện. Các ngành công nghiệp như sản xuất, điện, điện tử, và tự động hóa sử dụng rất nhiều PLC để thực hiện và kiểm soát các chương trình chạy trên các hệ thống máy móc và thiết bị công nghiệp.
Các loại ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến
Có nhiều ngôn ngữ lập trình được sử dụng trong lập trình PLC, việc lựa chọn ngôn ngữ lập trình còn phụ thuộc vào nhà sản xuất PLC và mô hình cụ thể của bộ điều khiển. Dưới đây là một số ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến.
PLC LAD – Ladder Diagram
Ngôn ngữ lập trình Ladder Diagram (LAD) là một trong những ngôn ngữ lập trình chủ yếu được sử dụng trong lập trình PLC. Được thiết kế để mô phỏng một sơ đồ điều khiển trên PLC, Ladder Diagram giữ lại cấu trúc của các mạch điện cơ bản sử dụng các thanh dọc (đại diện cho đầu vào và đầu ra) và các thanh ngang (đại diện cho các điều kiện logic).
LAD thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp yêu cầu sự rõ ràng và dễ hiểu của sơ đồ điều khiển. Người lập trình có thể dễ dàng biểu diễn các chức năng logic, các quyết định điều khiển, và các chuỗi hoạt động của hệ thống. Với sự trực quan này, lập trình viên có thể nhanh chóng hiểu và điều chỉnh chương trình mà không gặp khó khăn nhiều.
PLC FBD – Function Block Diagram
Ngôn ngữ Function Block Diagram (FBD) cũng rất phổ biến trong lập trình PLC. FBD được thiết kế để mô phỏng hệ thống điều khiển bằng cách sử dụng các khối chức năng biểu diễn các chức năng logic hay toán tử. Trong FBD, mỗi khối chức năng biểu diễn một chức năng cụ thể, và chúng có thể được kết hợp để tạo ra chương trình điều khiển phức tạp. Các khối chức năng này thường chứa đầu vào và đầu ra, và chúng có thể được tái sử dụng trong nhiều phần khác nhau của chương trình.
FBD mang lại sự linh hoạt và tái sử dụng mã nguồn, giúp giảm độ phức tạp của chương trình và dễ dàng quản lý. Với cấu trúc đồ họa của FBD, lập trình viên có thể thấy rõ sự liên kết giữa các khối chức năng và hiểu cách chúng tương tác với nhau.
FBD thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu sự linh hoạt và khả năng tái sử dụng cao. Các hệ thống điều khiển phức tạp, đặc biệt là trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, thường tận dụng sức mạnh của FBD để tổ chức và kiểm soát các chức năng khác nhau một cách hiệu quả.
PLC ST/STL – Structured Text
Ngôn ngữ lập trình Structured Text khác với các ngôn ngữ đồ họa như Ladder Diagram hay Function Block Diagram ở điểm đây là một ngôn ngữ dựa trên văn bản, được thiết kế để giảm thiểu độ phức tạp và tăng tính linh hoạt trong lập trình.
ST sử dụng cú pháp giống với ngôn ngữ lập trình C, giúp người lập trình dễ dàng chuyển đổi giữa các hệ thống. Nó cung cấp khả năng mô tả chương trình theo cách cấp cao, hỗ trợ các cấu trúc kiểm soát như vòng lặp, câu điều kiện, và các hàm toán học.
Ngôn ngữ ST mang lại nhiều ưu điểm. Đầu tiên, cú pháp linh hoạt của nó giúp người lập trình tạo ra mã nguồn hiệu quả và dễ hiểu. Sự giống nhau với ngôn ngữ lập trình C giúp người lập trình có thể áp dụng kiến thức từ môi trường lập trình phổ biến này.
ST thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi xử lý logic phức tạp, tính toán cao, và quy trình phức tạp. Thích hợp cho việc triển khai chương trình trong các môi trường yêu cầu tính toán và điều khiển cao, như trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp và máy móc phức tạp.
PLC SFC – Sequential Function Chart
Trong SFC, chương trình được biểu diễn dưới dạng biểu đồ có thể chia thành các bước, trạng thái, và thể hiện sự chuyển động giữa chúng. Các bước thường đại diện cho các hoạt động cụ thể, trong khi các trạng thái thể hiện tình trạng của hệ thống. Sự chuyển động giữa các trạng thái được kích thích bởi sự kiện nào đó, thường là đầu vào từ cảm biến hoặc điều kiện logic.
SFC mang lại sự trực quan hóa cho quá trình điều khiển và giúp lập trình viên dễ dàng theo dõi luồng công việc của hệ thống. Bằng cách sử dụng biểu đồ, người lập trình có thể thấy rõ các trạng thái và sự chuyển động giữa chúng, giảm thiểu sự phức tạp của chương trình.
SFC thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu theo dõi các trạng thái khác nhau của hệ thống và quyết định chuyển động dựa trên các sự kiện xảy ra. Điều này thích hợp cho quy trình có các bước rõ ràng, ví dụ như quy trình sản xuất theo chuỗi.
PLC IL – Instruction List
Mỗi dòng trong IL biểu diễn một lệnh thực hiện một chức năng cụ thể. Các lệnh này thường liên quan đến xử lý các biến đầu vào và đầu ra, các phép toán logic, và các chức năng điều khiển như nhảy tới hoặc gọi dòng lệnh khác. Instruction List thường được lựa chọn khi lập trình viên đã quen thuộc với kiến thức về ngôn ngữ máy tính và muốn tiếp cận lập trình PLC một cách giống như lập trình trên máy tính.
Ưu điểm của IL là sự đơn giản và dễ dàng hiểu, đặc biệt là đối với những người có kinh nghiệm trong lập trình máy tính. Tính di động của ngôn ngữ này cũng cho phép lập trình viên tự do biểu diễn ý tưởng và quy trình điều khiển một cách trực tiếp.
Làm sao chọn được ngôn ngữ lập trình PLC phù hợp
Việc chọn ngôn ngữ lập trình PLC phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại ứng dụng, mức độ phức tạp của hệ thống, kinh nghiệm lập trình của lập trình viên và cả sự hỗ trợ của nhà sản xuất PLC cụ thể. Để chọn được ngôn ngữ lập trình PLC phù hợp, bạn cần xem xét một số yếu tố sau:
- Mục đích sử dụng: Bạn cần xác định mục đích sử dụng PLC của mình là gì – điều khiển quy trình, tự động hóa dây chuyền sản xuất, điều khiển hệ thống HVAC… Tùy theo mục đích để từ đó chọn ngôn ngữ sao cho phù hợp.
- Quy mô và độ phức tạp của hệ thống: Đối với hệ thống nhỏ, đơn giản thì có thể dùng ngôn ngữ cấp thấp (Ladder Logic). Còn với hệ thống lớn, phức tạp hơn nên dùng ngôn ngữ cấp cao (C/C++, Python…).
- Yếu tố chi phí: Mỗi ngôn ngữ đi kèm chi phí phần cứng và phần mềm khác nhau. Bạn cần tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả chi phí.
- Tính khả dụng và hỗ trợ: Một số ngôn ngữ có thể không có sẵn cho một số model PLC nhất định. Hãy chọn ngôn ngữ được nhà sản xuất hỗ trợ tốt.
Nhìn chung, không có ngôn ngữ PLC nào là tối ưu toàn diện cả. Bạn cần cân nhắc nhiều yếu tố để đưa ra quyết định phù hợp với nhu cầu và bối cảnh cụ thể của dự án.
Công việc và mức lương của kỹ sư PLC
Công việc của một kỹ sư PLC (Programmable Logic Controller) bao gồm nhiều nhiệm vụ khác nhau liên quan đến thiết kế, lập trình, triển khai, và bảo trì các hệ thống điều khiển tự động sử dụng PLC. Dưới đây là một số công việc chính và mức lương có thể được kỳ vọng.
Kỹ sư PLC thường tham gia vào quá trình thiết kế hệ thống điều khiển tự động, đặc biệt là phần điều khiển dựa trên PLC. Tạo và viết mã nguồn cho PLC bằng các ngôn ngữ lập trình như Ladder Logic, Structured Text, Function Block Diagram, và Sequential Function Chart. Cùng với đó là triển khai chương trình trên các thiết bị PLC và thực hiện kiểm thử để đảm bảo hoạt động.