Data Register là thành phần quan trọng trong hệ thống PLC (Programmable Logic Controller), đóng vai trò lưu trữ dữ liệu điều khiển quá trình tự động. Bài viết này sẽ đi sâu vào khái niệm data register, cách thức hoạt động và ứng dụng của nó trong PLC.
Data Register: Nơi lưu trữ dữ liệu trong PLC
Data register, hay thanh ghi dữ liệu, là nơi lưu trữ thông tin số trong PLC. Mỗi data register thường chứa một từ nhị phân (binary word) gồm 8 hoặc 16 bit. Số bit quyết định kích thước của số có thể lưu trữ. Hệ nhị phân chỉ sử dụng hai ký hiệu 0 và 1. Ví dụ, số nhị phân 4 bit 1111 tương đương với số thập phân 15 (2^3 + 2^2 + 2^1 + 2^0).
Một data register 4 bit có thể lưu trữ số dương từ 0 đến 15. Tương tự, data register 8 bit lưu trữ số từ 0 đến 255, và data register 16 bit lưu trữ số từ 0 đến 65.535.
Hình 1: Công tắc Thumbwheel – một ví dụ về thiết bị nhập dữ liệu BCD.
Biểu diễn số trong Data Register
Data register 16 bit có thể biểu diễn số dương từ 0 đến 65.535. Để biểu diễn số âm, bit quan trọng nhất (most significant bit) được dùng làm bit dấu, với 1 là số âm và 0 là số dương. Định dạng số âm thường sử dụng là bù hai (two’s complement). Ví dụ, số -5 được biểu diễn là 1011 và số +5 là 0101 trong hệ bù hai 4 bit.
Định dạng BCD trong Data Register
Ngoài hệ nhị phân, data register còn sử dụng định dạng thập phân mã hóa nhị phân (BCD – Binary Coded Decimal). Trong BCD, mỗi chữ số thập phân được biểu diễn bằng một số nhị phân 4 bit. Ví dụ, số thập phân 123 được biểu diễn là 0001 0010 0011 trong BCD.
Định dạng BCD thuận tiện cho việc kết nối PLC với các thiết bị ngoại vi sử dụng hệ thập phân, như công tắc thập phân (thumbwheel switch) và màn hình hiển thị kỹ thuật số. PLC thường có các đầu vào/ra được lập trình để chuyển đổi giữa định dạng BCD và nhị phân.
Kết luận
Data register là thành phần cốt lõi của PLC, cho phép lưu trữ và xử lý dữ liệu nhị phân và BCD. Việc hiểu rõ về data register và các định dạng số khác nhau là rất quan trọng để lập trình và vận hành PLC hiệu quả. Kích thước và loại data register được lựa chọn phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng điều khiển.
