Trong lĩnh vực điều khiển tự động, việc truyền tín hiệu từ PLC đến các thiết bị tải như motor, van điện, đèn báo… đòi hỏi một giải pháp trung gian an toàn và tin cậy. Đó chính là lý do module relay PLC trở thành một thành phần không thể thiếu, đảm nhận vai trò cầu nối giữa tín hiệu điều khiển và thiết bị công suất.

Bài viết này sẽ giúp bạn nắm rõ bản chất của module relay PLC, các ứng dụng phổ biến trong thực tế, cũng như những tiêu chí cần lưu ý khi lựa chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Việc hiểu rõ chức năng và cách sử dụng thiết bị này sẽ giúp bạn tối ưu hiệu quả khi thiết kế hệ thống, rút ngắn thời gian thi công và hạn chế các sự cố trong quá trình vận hành – từ đó nâng cao độ bền và tính ổn định cho toàn bộ giải pháp tự động hóa.

1. Module Relay PLC là gì?

Module relay PLC là một khối mạch trung gian giúp truyền tín hiệu điều khiển từ bộ lập trình PLC đến các thiết bị công suất như mô-tơ, đèn tín hiệu, hoặc van điện từ. Thiết bị này nhận tín hiệu điều khiển có điện áp thấp (thường ở mức 5V, 12V hoặc 24VDC) từ PLC, sau đó kích hoạt relay bên trong để đóng/ngắt mạch điện có điện áp và dòng lớn hơn ở đầu ra.

Cơ chế hoạt động của relay dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: khi dòng điện chạy qua cuộn dây, từ trường sinh ra sẽ hút tiếp điểm chuyển mạch, cho phép dòng điện đi qua và cấp nguồn cho thiết bị cần điều khiển.

Thông thường, một module relay sẽ tích hợp nhiều relay riêng biệt trên cùng một bảng mạch – có thể là 4, 6, 8, 10 hoặc 12 kênh tùy loại. Điều này giúp PLC cùng lúc điều khiển nhiều thiết bị, tiết kiệm không gian trong tủ điều khiển, giảm chi phí đi dây và thuận tiện hơn cho việc bảo trì hay thay thế khi cần.

2. Cấu tạo cơ bản của module relay PLC

Một module relay PLC tiêu chuẩn thường bao gồm các thành phần chính sau:

• Relay điện từ (Electromagnetic Relay): Đây là bộ phận trung tâm của module, làm nhiệm vụ đóng hoặc ngắt mạch khi nhận được tín hiệu điều khiển. Loại relay phổ biến như G2R-1-E chỉ có một tiếp điểm thường hở (NO), trong khi G2R-2 hỗ trợ cả tiếp điểm thường hở và thường đóng (NC), linh hoạt hơn trong ứng dụng.
• Mạch cách ly quang (Opto-isolator): Được tích hợp để bảo vệ mạch điều khiển khỏi ảnh hưởng của điện áp ngược hoặc nhiễu từ tải. Mạch này sử dụng cặp LED phát sáng và transistor nhạy sáng để truyền tín hiệu mà không cần kết nối điện trực tiếp, giúp tăng độ bền và an toàn cho PLC.
• Mạch tương thích đầu vào PNP/NPN: Tùy vào loại tín hiệu đầu ra mà PLC sử dụng, module sẽ hỗ trợ kiểu kích hoạt phù hợp – tín hiệu dương (PNP) hoặc âm (NPN). Một số model đa năng có khả năng hoạt động linh hoạt với cả hai loại đầu vào, giúp đơn giản hóa việc lựa chọn.
• LED hiển thị trạng thái: Mỗi relay đều được trang bị đèn LED riêng, cho phép người dùng dễ dàng xác định relay nào đang hoạt động. Điều này rất hữu ích trong quá trình kiểm tra, giám sát và bảo trì hệ thống.
• Cổng kết nối dạng ốc vít hoặc đầu cắm nhanh: Các đầu nối được thiết kế chắc chắn để chống rung lắc và duy trì kết nối ổn định trong môi trường công nghiệp. Một số module cao cấp còn tích hợp cầu chì riêng lẻ cho từng kênh, nhằm tăng cường khả năng bảo vệ mạch.

3. Ứng dụng của module relay PLC

Module relay đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống điều khiển tự động, và được triển khai rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ khả năng đóng/ngắt mạch linh hoạt và an toàn. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu:

• Điều khiển động cơ trong công nghiệp: Được sử dụng để bật/tắt các thiết bị như băng tải, máy bơm nước, quạt công nghiệp… thông qua tín hiệu từ PLC, đảm bảo vận hành ổn định và đúng chu trình.
• Tự động hóa hệ thống chiếu sáng: Giúp PLC điều khiển đèn nhà xưởng, đèn chiếu sáng công cộng theo lịch trình hoặc cảm biến, mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành.
• Tích hợp trong hệ thống an ninh: Cho phép PLC điều khiển các thiết bị như khóa cửa điện tử, còi báo động, đèn cảnh báo – nâng cao mức độ an toàn trong các hệ thống cảnh báo hoặc kiểm soát truy cập.
• Ứng dụng trong giải pháp tòa nhà thông minh (BMS): Relay module kết nối với PLC để điều khiển các thiết bị tiện nghi như đèn, rèm cửa, quạt thông gió, điều hòa trung tâm... giúp hệ thống hoạt động theo kịch bản tự động.
• Giám sát và điều khiển từ xa: Trong hệ thống SCADA, module relay là cầu nối giúp PLC thực hiện các lệnh điều khiển thiết bị tại hiện trường, từ trung tâm điều hành ở khoảng cách xa.

Không chỉ hỗ trợ vận hành thiết bị đầu ra, module relay còn giúp mở rộng quy mô điều khiển mà không làm ảnh hưởng đến cấu trúc phần cứng của PLC. Điều này mang lại sự linh hoạt và tiết kiệm chi phí trong việc nâng cấp hoặc thay đổi hệ thống khi cần thiết.

4. Những lợi thế khi sử dụng module relay PLC

Việc tích hợp module relay trong hệ thống điều khiển mang lại nhiều lợi ích đáng kể cả về hiệu quả kỹ thuật lẫn chi phí đầu tư:

• Bảo vệ mạch điều khiển nhờ cách ly điện áp: Nhờ thiết kế cách ly giữa tín hiệu điều khiển và mạch tải, module relay giúp bảo vệ PLC khỏi các sự cố điện áp cao hoặc dòng ngược có thể gây hư hỏng linh kiện.
• Tiết kiệm chi phí triển khai: So với việc sử dụng contactor hoặc các mạch điều khiển riêng biệt, module relay có chi phí thấp hơn và dễ dàng lắp đặt hơn, đặc biệt trong các hệ thống nhỏ đến trung bình.
• Thuận tiện trong bảo trì, sửa chữa: Khi một relay bị hỏng, kỹ thuật viên có thể thay thế riêng từng relay mà không cần tháo rời toàn bộ module – giúp tiết kiệm thời gian và giảm thiểu gián đoạn vận hành.
• Tiết kiệm không gian trong tủ điện: Thiết kế module nhỏ gọn, có thể gắn trực tiếp lên thanh ray DIN chuẩn công nghiệp, giúp tối ưu hóa bố trí không gian bên trong tủ điều khiển.
• Giảm thiểu nhiễu điện: Nhờ có mạch cách ly quang và bố trí mạch hợp lý, module relay hạn chế tối đa hiện tượng nhiễu tín hiệu, đảm bảo PLC hoạt động ổn định ngay cả trong môi trường nhiều tác nhân gây nhiễu điện từ.

5. Cách lựa chọn module relay PLC phù hợp

Để chọn module relay hiệu quả cho hệ thống điều khiển, bạn cần chú ý các tiêu chí sau:

• Điện áp điều khiển: Đa phần PLC xuất tín hiệu 24VDC, do đó nên chọn module tương thích. Một số hệ thống nhỏ có thể cần loại 12V hoặc 5V.
• Số lượng kênh: Dựa trên số thiết bị cần điều khiển – 4–6 kênh cho hệ thống nhỏ, 8–12 kênh cho hệ trung bình, và 16 kênh cho hệ lớn.
• Loại relay:
  • G2R-1-E: 1 tiếp điểm NO – dùng cho đóng/ngắt đơn giản.
  • G2R-2: Có NO và NC – phù hợp ứng dụng cần chuyển mạch kép.
• Khả năng chịu tải: Đảm bảo relay chịu được dòng và áp thiết bị (VD: 220V, 3A). Nên chọn loại có công suất dự phòng để tăng độ bền.
• Tương thích PNP/NPN:
  • PLC Nhật (Omron, Mitsubishi) thường dùng NPN.
  • PLC Siemens phổ biến kiểu PNP. Chọn đúng kiểu để đảm bảo kích hoạt relay chính xác.

6. Kết luận

Dù chỉ là thiết bị trung gian, module relay PLC giữ vai trò then chốt trong việc đảm bảo hệ thống điều khiển tự động hoạt động ổn định và an toàn. Lựa chọn đúng loại relay phù hợp sẽ giúp tối ưu hiệu suất, giảm rủi ro và dễ dàng mở rộng hệ thống sau này.

Tại Thegioiic, bạn có thể dễ dàng tìm thấy các dòng module relay đa dạng – từ 4 đến 16 kênh, hỗ trợ nhiều mức điện áp – đáp ứng tốt nhu cầu thi công và nâng cấp hệ thống điều khiển công nghiệp.