AUTOMATION ENGINEERING · EPC WORKFLOW
IO Count → PLC Config
Trình tự bước làm
// Motor List · Instrument List · IO Sizing · Module Config · Address Allocation
STEP 01
IO COUNT
→
STEP 02
PLC SELECTION
→
STEP 03
MODULE CONFIG
→
STEP 04
ADDRESS ALLOCATION
→
STEP 05
PANEL / WIRING
PHASE 0
Xây Data Backbone
0.1
Motor List – Danh sách động cơ
Tạo sheet
Motor_List. Mỗi motor là 1 dòng. Đây là nguồn gốc của mọi IO liên quan đến motor.| TAG | DESCRIPTION | AREA | kW | VOLTAGE | MCC | CONTROL TYPE |
|---|---|---|---|---|---|---|
| P-101 | Feed Pump | Area A | 7.5 | 400V | MCC-1 | VFD |
| F-201 | Exhaust Fan | Area B | 5.5 | 400V | MCC-2 | DOL |
| C-301 | Conveyor | Area B | 11.0 | 400V | MCC-2 | Soft Starter |
Tag → link P&ID
MCC → link Electrical
Control Type: DOL / VFD / Soft Starter
0.2
Instrument List – Danh sách instrument
Tạo sheet
Instrument_List. Mỗi instrument là 1 dòng với signal type rõ ràng.| TAG | TYPE | SERVICE | LOCATION | SIGNAL TYPE | RANGE |
|---|---|---|---|---|---|
| LT-101 | Level Transmitter | Tank 1 | Field | 4–20mA AI | 0–5m |
| FT-201 | Flow Transmitter | Feed Line | Field | 4–20mA AI | 0–100 m³/h |
| ZS-301 | Limit Switch | Valve Close | Field | 24VDC DI | ON/OFF |
| XV-401 | Control Valve | Inlet | Field | 4–20mA AO | 0–100% |
DI – Digital Input
DO – Digital Output
AI – Analog Input (4–20mA)
AO – Analog Output
STEP 01
IO Count – Đếm tổng IO
1.1
Group theo loại IO
Từ Motor List + Instrument List, tổng hợp số lượng từng loại IO. Mỗi motor thường tạo ra nhiều IO.
| IO TYPE | SOURCE | SIGNAL | COUNT (VÍ DỤ) |
|---|---|---|---|
| DI | Motor Run FB / Fault / Limit Switch | 24VDC Contact | 120 |
| DO | Motor Start Cmd / Valve Open/Close | 24VDC Relay | 80 |
| AI | Transmitter (Flow, Level, Pressure…) | 4–20mA | 40 |
| AO | Control Valve / VFD Speed Ref | 4–20mA | 20 |
💡 Mỗi motor thường có: 1 DO (Start), 1 DI (Run FB), 1 DI (Fault) = ít nhất 3 IO / motor. Motor có VFD thêm AO (speed ref) + AI (speed FB).
1.2
Cộng thêm 20–30% Spare
Luôn để dự phòng. Nhà máy sau này add thiết bị, không phải thiết kế lại PLC rack.
| TYPE | ACTUAL | SPARE 25% | TOTAL DESIGN |
|---|---|---|---|
| DI | 120 | +30 | 150 |
| DO | 80 | +20 | 100 |
| AI | 40 | +10 | 50 |
| AO | 20 | +5 | 25 |
Đừng gán address vội! Chỉ nên gán sau khi đã hoàn tất group → module → rack. Gán sớm sẽ dẫn đến xung đột địa chỉ khi thêm module.
STEP 02
PLC Selection – Chọn PLC
2.1
Chọn hãng & kiến trúc
Với nhà máy lớn, dùng Modular PLC. Tuyệt đối không dùng Compact PLC khi IO > 64.
🏭 MODULAR PLC
CPU + Rack + IO Module riêng biệt
Dễ mở rộng thêm module
Nhà máy lớn → BẮT BUỘC
Siemens: S7-1500 / S7-400
Schneider: M340 / M580
Rockwell: ControlLogix
Dễ mở rộng thêm module
Nhà máy lớn → BẮT BUỘC
Siemens: S7-1500 / S7-400
Schneider: M340 / M580
Rockwell: ControlLogix
📦 COMPACT PLC
CPU + IO tích hợp sẵn
IO cố định, khó mở rộng
Chỉ dùng cho machine nhỏ
Siemens: S7-1200
Schneider: M221 / M241
Mitsubishi: FX series
IO cố định, khó mở rộng
Chỉ dùng cho machine nhỏ
Siemens: S7-1200
Schneider: M221 / M241
Mitsubishi: FX series
2.2
Centralized vs Distributed IO
Quyết định topology – ảnh hưởng trực tiếp đến cáp, chi phí, và khả năng bảo trì.
🏢 CENTRALIZED IO
Tất cả IO về 1 tủ PLC trung tâm
Dễ thiết kế, dễ lập trình
Kéo cáp nhiều → tốn kém
Nhà máy nhỏ / trung bình
Dễ thiết kế, dễ lập trình
Kéo cáp nhiều → tốn kém
Nhà máy nhỏ / trung bình
🌐 DISTRIBUTED IO ⭐
IO đặt gần field (Remote IO)
Giao tiếp Profinet / EtherNet/IP
Tiết kiệm cáp tín hiệu
Nhà máy lớn → NÊN DÙNG
Giao tiếp Profinet / EtherNet/IP
Tiết kiệm cáp tín hiệu
Nhà máy lớn → NÊN DÙNG
STEP 03
Module Configuration – Chia module
3.1
Tính số lượng module cần thiết
Lấy tổng IO design (đã có spare) chia cho channel / module. Luôn làm tròn lên.
| MODULE TYPE | CH / MODULE | TOTAL IO | MODULES NEEDED | RACK SLOT |
|---|---|---|---|---|
| SM DI 16×DC24V | 16 | 150 | ⌈150/16⌉ = 10 | Slot 1–10 |
| SM DO 16×DC24V | 16 | 100 | ⌈100/16⌉ = 7 | Slot 11–17 |
| SM AI 8×16bit | 8 | 50 | ⌈50/8⌉ = 7 | Slot 18–24 |
| SM AO 8×16bit | 8 | 25 | ⌈25/8⌉ = 4 | Slot 25–28 |
Tổng: 28 module IO → cần kiểm tra số slot tối đa per rack của CPU đang chọn (thường 1 rack = 8–32 slot). Nếu vượt → thêm rack mở rộng.
3.2
Chia module theo Area / MCC
Nên nhóm IO theo khu vực địa lý để dễ debug và dễ hiểu khi đọc chương trình PLC.
| MODULE | TYPE | CHANNEL RANGE | AREA / MCC |
|---|---|---|---|
| DI-01 | DI | CH 0–15 | MCC-1 / Area A |
| DI-02 | DI | CH 0–15 | MCC-1 / Area A |
| DI-03 | DI | CH 0–15 | MCC-2 / Area B |
| DO-01 | DO | CH 0–15 | MCC-1 / Area A |
| AI-01 | AI | CH 0–7 | Area A – Transmitters |
STEP 04
Address Allocation – Gán địa chỉ PLC
4.1
IO List – Gán address từng tín hiệu
Đây là tài liệu quan trọng nhất. Mỗi tín hiệu = 1 dòng. Mapping Tag → Module → Channel → PLC Address.
| TAG | TYPE | SIGNAL | MODULE | CH | PLC ADDRESS | DESCRIPTION |
|---|---|---|---|---|---|---|
| P-101 | Motor | DO | DO-01 | 0 | Q0.0 | Start Feed Pump |
| P-101 | Motor | DI | DI-01 | 0 | I0.0 | Run Feedback |
| P-101 | Motor | DI | DI-01 | 1 | I0.1 | Fault Signal |
| LT-101 | Instrument | AI | AI-01 | 0 | IW64 | Tank 1 Level |
| XV-401 | Instrument | AO | AO-01 | 0 | QW80 | Inlet Valve Cmd |
4.2
Excel Auto-Formula – Gán address tự động
Dùng công thức để tự động tính Module, Channel, Address. Tránh lỗi và tiết kiệm thời gian.
// Auto Channel (đếm số lần type xuất hiện, bắt đầu từ 0)
=COUNTIF($C$2:C2,C2)-1
// Auto Module Number (16 channel/module)
=INT([Channel]/16)+1
// Auto Channel trong module
=MOD([Channel],16)
// Auto PLC Address theo type
=IF(C2=”DI”,”I”&INT(D2/8)&”.”&MOD(D2,8),
IF(C2=”DO”,”Q”&INT(D2/8)&”.”&MOD(D2,8),
IF(C2=”AI”,”IW”&(64+D2*2),
“QW”&(80+D2*2))))
Ctrl+T → Table → công thức auto chạy
SUMIF → tổng load theo MCC
Data Validation → dropdown MCC / IO type
STEP 05
Panel Design & Wiring
5.1
Documents cần hoàn thiện sau IO List
IO List xong là bạn có đủ dữ liệu để làm 3 tài liệu tiếp theo song song.
📋 CABLE SCHEDULE
From (Panel) → To (Field)
Cable tag, size mm², length
Core count, type (NYY/XLPE)
Conduit / tray assignment
Cable tag, size mm², length
Core count, type (NYY/XLPE)
Conduit / tray assignment
📊 CAUSE & EFFECT
Ma trận: Nguyên nhân → Hành động
Permissive / Interlock / Trip
Alarm setpoint
Auto shutdown logic
Permissive / Interlock / Trip
Alarm setpoint
Auto shutdown logic
⚡ LOAD SCHEDULE
Tổng kW từng MCC
Demand factor, PF correction
CB rating, cable sizing
=SUMIF(MCC, “MCC-1”, kW)
Demand factor, PF correction
CB rating, cable sizing
=SUMIF(MCC, “MCC-1”, kW)
🗺️ SINGLE LINE DIAGRAM
SLD tổng thể nhà máy
Bus bar, transformer rating
Protection relay settings
Tài liệu cấp cao nhất
Bus bar, transformer rating
Protection relay settings
Tài liệu cấp cao nhất
// THE FULL CHAIN · TÓM GỌN 1 CÂU
IO COUNT
→
PLC SELECT
→
MODULE CONFIG
→
ADDRESS
→
WIRING
Motor List + Instrument List = Digital Twin của nhà máy (level basic)
