Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A - 8 - Hình 2.3: Sơ đồ nối vào ra CPU 224 kiểu AC/DC/RELAY * Sơ đồ nối thiết bị vào ra 2.2 Trình tự thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC 1. Xác định quy trình điều khiển. 2. Xác định tín hiệu vào ra. 3. Soạn thảo chơng trình. 4. Nạp chơng trình vào bộ nhớ. 5. Chạy chơng trình. Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi Truyền thông và tự kiểm tra lỗi Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ đệm ảo Thực hiện chơng trình Hình 2.2: Sơ đồ vòng quét trong PLC S7 - 200 Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A - 9 - 2.3 Khối mở rộng analog EM 235 * Đặc tính chung Modul vào/ra EM 235 là loại modul mở rộng với đầu vào analog tốc độ cao. Nó có khả năng chuyển đổi một tín hiệu vào analog thành giá trị số tơng đơng trong 171 s đối với CPU 212 và 139 s đối với tất cả các CPU S7- 200 khác. Việc chuyển đổi tín hiệu vào analog đợc thực hiện mỗi khi đầu vào đợc truy cập bởi chơng trình. - Số đầu vào/ra: 4 đầu vào analog, 1 đầu ra analog. - Dải tín hiệu: Điện áp 10 V, Dòng điện 0 ữ 20 mA. - Kiểu dữ liệu lỡng cực: -32000 ữ 32000. Đơn cực: 0 ữ 32000. - Điện áp cung cấp: 24 V. - Độ phân giải: Bộ chuyển đổi A/D 12 bits. Hình 2.4: Sơ đồ khối và sơ đồ nối thiết bị vào/ra Module EM235 EM235 Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A - 10 - * Điều chỉnh đầu vào Bảng2.1: Các giá trị đầu vào EM235 Đơn cực SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 Dải điện áp Độ phân giải ON OFF OFF ON OFF ON 0-50 mV 12,5 V OFF ON OFF ON OFF ON 0-100 mV 25 V ON OFF OFF OFF ON ON 0-500 mV 125 V OFF ON OFF OFF ON ON 0-1 V 250 V ON OFF OFF OFF OFF ON 0-5 V 1,25 V ON OFF OFF OFF OFF ON 0-20 mA 5 A OFF ON OFF OFF OFF ON 0-10 V 2,5 V Lỡng cực SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 Dải điện áp Độ phân giải ON OFF OFF ON OFF OFF 25 mV 12,5 V OFF ON OFF ON OFF OFF 50 mV 25 V OFF OFF ON ON OFF OFF 100 mV 50 V ON OFF OFF OFF ON OFF 250 mV 125 V OFF ON OFF OFF ON OFF 500 mV 250 V OFF OFF ON OFF ON OFF 1 V 500 V ON OFF OFF OFF OFF OFF 2,5 V 1,25 mV OFF ON OFF OFF OFF OFF 5 V 2,5 mV OFF OFF ON OFF OFF OFF 10 V 5 mV 2.4 Kết nối PLC S7- 200 với máy tính PC Hình 2.5: Sử dụng cáp PC/PPI kết nối với một CPU S7- 200 Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A - 11 - Chơng 3 phần mềm Step7 - Micro Win32 và chơng trình điều khiển pid số 3.1 Giới thiệu phần mềm Step7 - Micro Win32 Phần mềm Step7 - Micro Win32 có 3 dạng soạn thảo chơng trình: LAD, STL, FBD. Trong số này LAD là ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa dễ hiểu nhất. Những thành phần cơ bản của chơng trình trong LAD tơng ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơ le. Các thành phần cơ bản biểu diễn các lệnh logic nh sau: tiếp điểm, cuộn dây, hộp. 3.2 Chơng trình điều khiển PID số và điều chế phát xung tốc độ cao PWM * Phơng pháp điều khiển PID số - Nguyên lý làm việc của bộ điều khiển PID dựa vào biểu thức (1.1). Trong máy tính số, hàm số đầu ra ở dạng liên tục phải đợc chuyển tơng đơng thành gián đoạn theo chu kỳ trích mẫu có dạng: U n = K c .e n + + n 1 .K 0 Ue n I + K D .(e n - e n-1 ) (3.1) CPU của PLC tính toán các giá trị đầu ra theo mô hình cải biến: U n = UP n + UI n + UD n (3.2) Phơng trình thành phần tỉ lệ trong CPU là: UP n = K c .(Sv n - Pv n ) = K c .e n (3.3) Phơng trình của thành phần tích phân: UI n = K c .T s / T i .(Sv n - Pv n ) + UX = K c .T s / T i .e n + UX (3.4) Phơng trình biểu diễn thành phần vi phân: UD n = K c .T D /T S .(Pv n-1 - Pv n ) (3.5) * Điều chế phát xung tốc độ cao PWM Trong CPU 224 hai cổng ra Q0.0 và Q0.1 có thể đợc sử dụng phát dãy xung tốc độ cao PTO (pulse train output) và tín hiệu điều chế độ rộng xung PWM (pulse with modulation). PWM là một dãy xung kiểu tuần hoàn, có chu Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A - 12 - kỳ là một số nguyên trong khoảng 250s ữ 65553s. Nếu độ rộng xung đợc quy định lớn hơn chu kỳ xung của PWM thì dãy xung sẽ là một tín hiệu đều có giá trị logic bằng 1, ngợc lại khi quy định độ rộng xung bằng 0 thì dãy xung sẽ là một tín hiệu đều có giá trị logic bằng 0. * Lu đồ điều khiển PID số và điều chế phát xung tốc độ cao PWM Tx T Tx - Độ rộng xung T - Chu kỳ dãy xung Hình 3.1: Dạng xung kiểu PWM Đọc Pv Bắt đầu PID PWM Bộ tạo ẩm Chuyển đổi và khuếch đại Hình 3.2: Lu đồ điều khiển PID và điều chế PWM trên PLC B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A - 13 - * Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PID sè vµ ®iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao PWM Ch−¬ng tr×nh chÝnh Ch−¬ng tr×nh con B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A - 14 - Ch−¬ng tr×nh ng¾t . Win32 Phần mềm Step7 - Micro Win32 có 3 dạng soạn thảo chơng trình: LAD, STL, FBD. Trong số này LAD là ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa dễ hiểu nhất. Những thành phần cơ bản của chơng trình trong. số và điều chế phát xung tốc độ cao PWM * Phơng pháp điều khiển PID số - Nguyên lý làm việc của bộ điều khiển PID dựa vào biểu thức (1.1). Trong máy tính số, hàm số đầu ra ở dạng liên tục. K D .(e n - e n-1 ) (3.1) CPU của PLC tính toán các giá trị đầu ra theo mô hình cải biến: U n = UP n + UI n + UD n (3.2) Phơng trình thành phần tỉ lệ trong CPU là: UP n = K c .(Sv n -