Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Mục đích: Hiện nay các nghành công nghiệp đã và đang ứng dụng tự động hóa vào các quá trình sản xuất nhằm tạo ra năng suất cao, hạ giá thành sảm phẩm, giảm sức lao động của con người. Việc ứng dụng plc vào điều khiển quá trình công nghệ đã làm cho công việc thiết kế, lắp đặt, giám sát trở lên đơn giản và đem lại hiệu quả cao. PLC có khả năng lập trình được các quá trình phức tạp, sửa đổi chương trình dễ dàng. Ứng dụng của plc biến tần động cơ được sử dụng trong nhiều, nó giúp cho việc điều khiển động cơ phù hợp với yêu cầu sử dụng, tiết kiệm dược năng lượng. Trong đề tài này đề cập đến việc ứng dụng plc đo, điều khiển và cảnh báo tốc độ động cơ với giải đo: 01500vp. Trong đó: Trong đó: Các nút ấn START, STOP: để khởi động và dừng hệ thống. Đèn RUN: Báo hệ thống làm việc. Đèn SLA: cảnh báo tôc độ thấp. Đèn SHA: cảnh báo tốc độ cao
Bỏo cỏo PLC Li núi u t nc ta trờn ng tin lờn mt t nc cụng nghip húa hin i húa t c mc tiờu ú thỡ ngnh cụng nghip mỏy tớnh l mt ngnh then cht tin lờn cụng nghip húa hin i húa t nc Ngy cỏc nh mỏy xớ nghip hay cụng xng, u s dng mỏy tớnh vo vic o lng iu khin tớnh toỏn, quỏn lý hnh chớnh, nh cú c im gn nh tin cy cao Linh hot v n gin s dng c bit l nn cụng nghip hin i mỏy tớnh in t khụng nhng gúp phn vo vic nõng cao nng sut lao ng, v cong gúp phn vũa vic sc khe ca ngi hon thnh cụng vic trờn chỳng ta phi kt ni mỏy tớnh vi V cỏc thit b ngoi vi khỏc nhp d liu s lý d liu cho cỏc thit b khỏc, thc hin c trc tiờn ta phi kt ni phn cng cho phự hp v vit chng trỡnh truyn d liu Trc yờu cu thc t nhúm sinh viờn chỳng em c nhn ti O V iU KHIN CNH BO TC NG C sau nhn c ti nhúm chỳng em chung v tỡm hiu cựng vi s hng dn ca cụ , chỳng em hon thnh ỏn H Ni , ngy 23 thang nm 2014 o v iu khin tc ng c Page Bỏo cỏo PLC CHNG 1: C S Lí THUYT 1.1 Mc ớch: Hin cỏc nghnh cụng nghip ó v ang ng dng t ng húa vo cỏc quỏ trỡnh sn xut nhm to nng sut cao, h giỏ thnh sm phm, gim sc lao ng ca ngi Vic ng dng plc vo iu khin quỏ trỡnh cụng ngh ó lm cho cụng vic thit k, lp t, giỏm sỏt tr lờn n gin v em li hiu qu cao PLC cú kh nng lp trỡnh c cỏc quỏ trỡnh phc tp, sa i chng trỡnh d dng ng dng ca plc bin tn ng c c s dng nhiu, nú giỳp cho vic iu khin ng c phự hp vi yờu cu s dng, tit kim dc nng lng Trong ti ny cp n vic ng dng plc o, iu khin v cnh bỏo tc ng c vi gii o: [01500]v/p Trong ú: Trong ú: - Cỏc nỳt n START, STOP: ng v dng h thng - ốn RUN: Bỏo h thng lm vic - ốn SLA: cnh bỏo tục thp - ốn SHA: cnh bỏo tc cao o v iu khin tc ng c Page Bỏo cỏo PLC TèM HIU V PLC 1.3.1 KHI QUT V PLC Trong thi i cụng nghip húa, hin i húa nhu cu v mt b iu khin d s dng, linh hot v cú giỏ thnh thp ó thỳc y s phỏt trin cỏc h thng iu khin lp trỡnh mt h thng s dng CPU v b nh iu khin mỏy múc hay cỏc qỳa trỡnh hot ng Trong hon cnh ú, b iu khin lp trỡnh c thit k nhm thay th phng phỏp truyn thng dựng rle v thit b ri cng knh, v b iu khin ó to mt kh nng iu khin thit b d dng v linh hot da trờn vic lp trỡnh cỏc lnh logic c bn Ngoi PLC cũn cú th thc hin nhng tỏc v khỏc nh: nh thi, m,lm tng kh nng iu khin cho nhng hoat ng phc tp, c vi loi PLC nh nht Cỏch hot ng ca PLC l kim tra tt c trng thỏi tớn hiu ngừ vo c a v t quỏ trỡnh iu khin, thc hin logic c lp chng trỡnh v kớch tớn hiu iu khin cho thit b bờn ngoi tng ng Vi cỏc mch giao tip chun vo v ca PLC cho phộp nú kt ni trc tip n nhng c cu tỏc ng cú cụng sut nh ngừ v nhng mch chuyn i tớn hiu ngừ vo m khụng cn cú mch giao tip hay rle trung gian Tuy nhiờn cn phi cú mch in t cụng sut trung gian PLC iu khin cỏc thit b cú cụng sut ln Vic s dng PLC cho phộp chỳng ta hiu chnh h thng iu khin m khụng cn cú s thay i no v mt kt ni cng, ch cú s thay i v chng trỡnh iu khin b nh thụng qua thit b lp trỡnh chuyờn dựng Hn na chỳng cũn cú u im l thi gian lp t v a vo hot ng nhanh hn so vi nhng h thng iu khin truyn thng m ũi hi cn phi thc hin vic ni dõy phc gia cỏc thit b ri.V phn cng PLC tng o v iu khin tc ng c Page Bỏo cỏo PLC t nh mỏy tớnh truyn thng, v chỳng cú cỏc c im thớch hp cho mc ớch iu khin cụng nghiờp - Cú kh nng kh nhiu tt - Kt cu chc chn ú nõng cao tin cy ng thi kt cu nh gn gim bt khụng gian yờu cu - Da vo nn vi x lớ giỳp nõng cao kh nng giao tip, kh nng a nhim - Cu trỳc dng mụun cho phộp d dng thay th, tng kh nng bng vic ni thờm mụun m rng vo v cú thờm cỏc mụun chc nng chuyờn dựng Cỏc trm vo t xa giỳp tit kim dõy v ng dn - Vic kt ni dõy v mc in ỏp tớn hiu ngừ vo v ngừ c chun húa - Hin th chun oỏn lm cho vic chun oỏn d dng hn, gim thi gian khc phc s c - Ngụn ng lp trỡnh d hiu v d s dng (ladder, instruction v functionchart) - Thay i chng trỡnh iu khin d dng Cu trỳc ca PLC cú dng module v linh hot cho phộp cỏc yu t phn mm , phn cng m rng cỏc yờu cu ng dng thay i.Khi m ng dng vt quỏ gii hn ca phn cng PLC thỡ b PLC c cú th thay th n gin vi PLC mi cú b nh v dung lng vo ln hn phn cng c cú th tỏi s dng cho cỏc ng dng nh hn Mt h thng PLC mang li nhiu li ớch vi gii phỏp iu khin t tin cy n kh nng lp li chng trỡnh Lit kờ mt s li ớch m PLC mang li : - Nh kt cu chc chn nờn tin cy c nõng cao o v iu khin tc ng c Page Bỏo cỏo PLC B nh lp trỡnh c ú thay i n gin cng nh iu khin - linh hot - Kớch thc nh gn nờn khụng gian yờu cu gim bt - Da vo nn vi x lớ giỳp nõng cao kh nng giao tip, kh nng a nhim B m v b nh thi bng phn mm giỳp gim bt phn cng, thay - i giỏ tr t trc d dng Role iu khin bng phn mm lm cho giỏ thnh dõy dn, phn cng - gim, ng thi gim yờu cu khụng gian T chc theo kiu module cho phộp ci t linh hot, d dng,gim giỏ - tr phn cng v cú kh nng m rng Hn ch c cỏc tựy bin iu khin, cú kh nng iu khin c - nhiu thit b hn nh giao din vo, a dng - Cỏc trm vo t xa giỳp tit kim c dõy v ng dn - Hin th chun oỏn lm cho kh nng chun oỏn li d dng hn vy gim thi gian khc phc s c Giao din vo module lm cho panel iu khin gn gng, d i dõy, - d bo dng - Ngt vo/ra nhanh chúng m khụng lm xỏo trn n dõy dn - Cỏc bin h thng c lu b nh d liu thun li cho vic qun lớ, to bỏo cỏo Cỏc b PLC thng gp: Sau õy l mt s cỏc b PLC thng gp s dng rng rói cụng nghip: - - B PLC ALLEN-BRADLEY SLC500 ca hóng AMATROL M H cỏc b PLC Simatic S5, Simatic S7 ca hóng Siemens, cng ho liờn bang c o v iu khin tc ng c Page Bỏo cỏo PLC - Cỏc h PLC Series 90 TM ca hóng Fanme, Nht Bn - Cỏc h PLC CQM1, CPM1, CPM1A v SRM1 ca hóng OMRON, Nht Bn Chc nng ca cỏc b PLC: Cỏc b PLC cung cp h iu khin thớch hp cho cỏc mỏy múc v cỏc ng dng cụng nghip, ch vi mt mỏy tớnh lp trỡnh cho PLC, thay vỡ phi s dng cỏc thit b phn cng cng knh nh: cỏc cun Rle v cỏc cụng tc in Cỏc b PLC cú th iu khin thớch hp vi bt k loi mỏy múc hay h thng cụng nghip no nh l: - Cỏc Robot - iu khin mụi trng cỏc cụng trỡnh xõy dng - Cỏc dõy chuyn lp rỏp - Cỏc h thng an ton - Cỏc dõy truyn t ng V c bn, chc nng ca b iu khin Lụgic kh lp trỡnh cng ging nh chc nng ca b iu khin thit k trờn c s cỏc Rle hoc cỏc thnh phn in t khỏc nhng PLC mang tớnh nh gn v linh hot hn vic thay i cỏc ng dng iu khin m khụng phi thay i phn cng iu khin: Thu nhn cỏc tớn hiu u vo v phn hi (t cỏc cm bin, cỏc (1) cụng tc hnh trỡnh) Liờn kt, ghộp ni li v úng m mch phự hp vi chng (2) trỡnh (3) Tớnh toỏn v son tho cỏc lnh iu khin trờn c s so sỏnh cỏc thụng tin thu c t cỏc u vo (4) a cỏc lnh iu khin ú n cỏc a ch thớch hp u o v iu khin tc ng c Page Bỏo cỏo PLC Cỏc b phn c bn ca PLC: Hỡnh Cỏc b phn c bn ca PLC Hỡnh S ca PLC o v iu khin tc ng c Page Bỏo cỏo PLC Mi mụun c cm lờn ỏy hp nh cỏc gic cm v qua cỏc gic cm ni vi lung liờn lc ni b Lung ny cng cú th a tớn hiu ngoi Cú hai cỏch ni ni vi ngoi: - Ni trc tip bng dõy dn - Qua cỏc mi liờn lc ni tip hoc song song cú gic cm S lng mụun vo cú th thay i nhiu hay ớt tu theo nhu cu iu khin nhng khụng th vt quỏ kh nng ca b nh Nu cn cú th tng thờm b nh ph Luồng liên lạc nội Môđun Nguồn Trung tâm Xử lý Môđun vào Môđun vào Môđun phối ghép Bộ nhớ Nguồn Hỡnh S v s liờn lc gia cỏc module S hot ng ca PLC theo vũng quột: Hot ng ca mt b PLC cú th c mụ t túm tt nh sau: PLC tin hnh hot ng bng cỏch kim tra trng thỏi cỏc u vo ca nú v so sỏnh chỳng vi logic chng trỡnh Cỏc u sau ú c kớch hot on hay off tu thuc vo logic cỏc dũng lnh chng trỡnh ca PLC PLC khụng quan tõm n vic thit b no c ni vi cỏc mụun vo ca nú m ch kim tra xem trng thỏi ca cỏc u vo l on hay off v thc hin kớch hot cỏc u theo chng trỡnh ca nú iu ny lm cho PLC tr thnh mt b iu khin lớ tng cho mi thit b cụng nghip o v iu khin tc ng c Page Bỏo cỏo PLC PLC thc hin chng trỡnh theo chu trỡnh lp Mi vũng lp c gi l mt vũng quột (scan) (Hỡnh 5) Mi vũng quột c bt u bng giai on chuyn d liu t cỏc cng vo s ti vựng m o I, tip theo l giai on thc hin chng trỡnh Trong tng vũng quột, chng trỡnh c thc hin t lnh u tiờn n lnh kt thỳc ca OB1 (Block End) Sau giai on thc hin chng trỡnh l giai on chuyn cỏc ni dung ca b m o Q ti cỏc cng s Vũng quột c kt thỳc bng giai on truyn thụng ni b v kim tra li Chỳ ý rng b m I v Q khụng liờn quan ti cỏc cng vo/ra tng t nờn cỏc lnh truy nhp cng tng t c thc hin trc tip vi cng vt lý ch khụng thụng qua b m Thi gian cn thit PLC thc hin mt vũng quột gi l thi gian vũng quột (Scan time) Thi gian vũng quột khụng c nh, tc l khụng phi vũng quột no cng c thc hin mt khong thi gian nh Cú vũng quột thc hin lõu, cú vũng quột thc hin nhanh tu thuc vo s lnh chng trỡnh c thc hin, vo lng d liu truyn thụng vũng quột ú Nh vy gia vic c d liu t i tng x lý, tớnh toỏn v vic gi tớn hiu iu khin ti i tng cú mt khong thi gian tr ỳng bng thi gian vũng quột Núi cỏch khỏc, thi gian vũng quột quyt nh tớnh thi gian thc ca chng trỡnh iu khin PLC Thi gian vũng quột cng ngn, tớnh thi gian thc ca chng trỡnh cng cao Truyền thông kiểm tra nội Chuyền d liệu từ cổng vào tới I Vòng Quét Chuyền liệu từ Q tới cổng o v iu khin tc ng c Thực Chơng trình Page Bỏo cỏo PLC PLC thc hin vũng quột Nu s dng cỏc chng trỡnh c bit cú ch ngt, vớ d nh OB40, OB80 , chng trỡnh ca cỏc ú s c thc hin vũng quột xut hin tớn hiu bỏo ngt cựng chng loi Cỏc chng trỡnh ny cú th thc hin ti mi im vũng quột ch khụng b gũ ộp l phi giai on thc hin chng trỡnh Chng hn nu mt tớn hiu bỏo ngt xut hin PLC ang giai on truyn thụng v kim tra ni b, PLC s tm dng cụng vic truyn thụng, kim tra, thc hin chng trỡnh tng ng vi tớn hiu bỏo ngt ú Vi hỡnh thc x lớ tớn hiu ngt nh vy, thi gian vũng quột s cng ln cng cú nhiu tớn hiu ngt xut hin vũng quột Do ú, nõng cao tớnh thi gian thc cho chng trỡnh iu khin, tuyt i khụng nờn vit chng trỡnh x lớ ngt quỏ di hoc quỏ lm dng vic s dng ch ngt chng trỡnh iu khin Ti thi im thc hin lnh vo/ra m ch thụng qua b m o ca cng vựng nh tham s Vic truyn thụng gia b m o vi ngoi vi giai on v h iu hnh CPU qun lý mt s module CPU, gp lnh vo/ra lp tc, h thng s cho dng mi cụng vic khỏc, c chng trỡnh x lý ngt, thc hin lnh trc tip ti cng vo/ra Cỏc loi ngụn ng lp trỡnh cho PLC: Cỏc loi PLC núi chung thng cú nhiu ngụn ng lp trỡnh nhm phc v cỏc ng dng khỏc Cú ngụn ng lp trỡnh chớnh ú l: - Ngụn ng lit kờ lnh, ký hiu l STL (Statement List) õy l dng ngụn ng lp trỡnh thụng thng ca mỏy tớnh Mt chng trỡnh c ghộp bi nhiu cõu lnh theo mt thut toỏn nht nh, mi lnh chim mt hng v u cú cu trỳc chung tờn lnh + toỏn hng o v iu khin tc ng c Page 10 Bỏo cỏo PLC Bt u t tham s c tớn hiu t encoder Tớnh toỏn s vũng/phỳt No No V>1300 (V/p) V[...]... này khiến động cơ dừng theo đặc tính giảm tốc được chọn Kích hoạt nút: hãy xem nút “Khởi động bộ biến tần” Dừng bộ biến tần Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 24 Báo cáo PLC Đảo chiều Chạy nhấp động cơ Nút chức năng Đo và điều khiển tốc độ động cơ OFF2 Ấn nút này hai lần (hoặc ấn một lần và giữ một khoảng thời gian) khiến động cơ dừng tự do BOP: Nút này luôn luôn có tác dụng (không phụ thuộc vào thông... 235 Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 16 Báo cáo PLC Chương 2 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN 1: LỰA CHỌN THIẾT BỊ Biến tần Siemens MM440 Các sản phẩm biến tần Siemens dòng Micromaster 440 (MM440) Micromaster 440 chính là một họ biến tần mạnh mẽ nhất trong dòng các biến Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 17 Báo cáo PLC tần tiêu chuẩn Khả năng điều khiển vector cho tốc độ Moment hay khả năng điều khiển. .. và các phần không cho ánh sang đi qua một cách xen kẽ nhau Đĩa sẽ quay do tác động của chuyển động quay của đối tượng cần đo tốc độ Encoder là thiết bị có thể phát hiện sự chuyển động hay vị trí của vật , phổ biến là tốc độ động cơ trong công nghiệp Sơ đồ hoạt động đĩa quang mã hóa Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 30 Báo cáo PLC Nguồn sang lắp đặt sao cho ánh sáng liên tục được tập trung xuyên... của động cơ hay thiết bị khác cần đo tốc độ hoặc xác định vị trí sao cho khi trục quay , đĩa cũng sẽ quay Khi đĩa quay bộ phận nhân ánh sáng sẽ nhận được ánh sáng một cách rời rạc kết quả là tín hiệu nhận được ở ngõ ra là dạng xung vuông ENCODER LOẠI TƯƠNG ĐỐI Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 31 Báo cáo PLC ENCODER QUANG LOẠI 2 KÊNH MACH GIẢI MÃ ENCODER Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 32 Báo. .. Công đo n này được thực hiện thông qua quan hệ IGBT bằng cách điều chế độ rộng xung(PWM).Nhờ tiến độ của bộ công nghệ xử lý và công nghệ bán đẫn hiện nay tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ giảm tổn thất trên lõi sắt của động cơ Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha có thể thay đổi giả trị biên độ và tần số và cấp Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page... 89/336/EC Kích thước và tuỳ chọn Cỡ vỏ (FS) Cao x Rộng x Sâu kg : A (73 x 173 x 149 1,3) ; B (49 x 202 x 172 3,4) ; C(185 x 245 x 195 5,7) ; (không có tuỳ chọn) D (75 x 520 x 245 17) ; E( 275 x 650 x 245 22) ; F (không lọc 350 x 850 x 320 56) ; F (có lọc 350 x 1150 x 320 75) Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 21 Báo cáo PLC Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 22 Báo cáo PLC Nguyên lý hoat động của biến... gọn và dễ dàng lắp đặt - Điều khiển Vector vòng kín (Tốc độ/ Moment) - Có nhiều lựa chọn truyền thông: PROFIBUS, Device Net, CANopen - 3 bộ tham số trong 1 nhằm thích ứng biến tần với các chế độ hoạt động khác nhau - Định mức theo tải Moment không đổi hoặc Bơm, Quạt - Dự trữ động năng để chống sụt áp - Tích hợp sẵn bộ hãm dùng điện trở cho các biến tần đến 75kW Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 18 Báo. .. hoặc P0719) Ấn nút này làm động cơ đảo chiều quay Đảo chiều được hiển thị bằng dấu (-) hoặc điểm chấm nháy Nút này không tác dụng ở mặc định Kích hoạt nút: hãy xem nút “Khởi động bộ biến tần” Ở trạng thái sẵn sàng chạy, khi ấn nút này, động cơ khởi động và quay với tấn số chạy nhấp được cài đặt trước Động cơ dừng khi thả nút này ra Ấn nút khi động cơ đang làm việc không có tác động gì Nút này có thể dùng... độ biến tần 0 – 50hz 1.4 Nguyên lý hoạt động của các cảm biến là tín hiệu đo chuẩn trong công nghiệp Thông thường đầu vào của các modul analog là các tín hiệu điện áp hoặc dòng điện trong khi đó các tín hiệu tương tự cần sử lý lại thường là các tín hiệu không điện như nhiệt độ , độ ẩm , áp suất, tốc độ , khối lượng… vì vậy Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 12 Báo cáo PLC người ta phải có thiết bị... điện vào 47 đến 63Hz Tần số điện ra 0 đến 650Hz Hệ số công suất 0.95 Hiệu suất chuyển đổi 96 đến 97% Khả năng quá tải Quá dòng 1,5 x dòng định mức trong 60 giây ở mỗi 300 giây hay 2 x dòng định mức trong 3 giây ở mỗi 300 giây Dòng điện vào khởi động Thấp hơn dòng điện vào định mức Đo và điều khiển tốc độ động cơ Page 19 Báo cáo PLC Phương pháp điều khiển Tuyến tính V/f; bình phương V/f; đa điểm V/f; điều