Đang tải... (xem toàn văn)
Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đất nước đặc biệt là sự phát triển của Công nghệ điện tử tin học. Có thể coi là một cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế giới. Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện tử tin học đã được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí. Hiện nay, người ta đã sản xuất ra những thiết bị có thể lập trình được. Đó chính là thiết bị điều khiển có lập trình Programable Logic Controlle viết tắt là PLC.
Page 1 of 90 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đất nước đặc biệt là sự phát triển của Công nghệ điện tử - tin học. Có thể coi là một cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế giới. Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện tử - tin học đã được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí. Hiện nay, người ta đã sản xuất ra những thiết bị có thể lập trình được. Đó chính là thiết bị điều khiển có lập trình Programable Logic Controlle viết tắt là PLC. Ra đời năm 90, PLC có thể coi là một ứng dụng điển hình của mạch vi xử lí, chiếm đến 80% và trở thành xu thế mới trong điều kiện công nghiệp đang phát triển ở Việt Nam. So với quá trình điều khiển bằng mạch điện tử thông thường thì PLC có nhiều ưư điểm hơn hẳn, ví dụ như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt công trình, dễ dàng thay đổi công nghệ nhờ việc thay đổi nội dung chương trình điều khiển, ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng, độ tin cậy cao Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất bộ điều khiển lập trình (Omron, Siemens, ABB, Misubishi ) với nhiều ứng dụng: Tự động hoá quá trình công nghệ cung cấp vật liệu cho quá trình sản xuất, tự động hoá các máy gia công cơ khí, điều khiển hệ thống trạm bơm, điều khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén, tự động hoá quá trình lắp ráp các linh kiện điện - điện tử, điều khiển thang máy, hệ thống đèn giao thông Ngày nay có Page 2 of 90 rất nhiều nhà cao tầng, hầm mỏ… xuất hiện làm cho diện tích đất ở ngày càng thu hẹp, xe ngày càng nhiều vì vậy không có diện tích để xe .Để giải quyết vấn đề này người ta xây dựng các ga ra với các hệ thống điều khiển khác nhau.Trong phạm vi đồ án môn học này tái dựng thiết bị lập trình PLC để viết chương trình cho hệ thống điều khiển ga ra. Thiết bị khả trình PLC mà tôi sử dụng để viết chương trình điều khiển trong đồ án này là PLC của Siemens. Trong quá trình làm đồ án cũng gặp nhiều khó khăn, nhưng được sự hướng dẫn cô hướng dẫn em đã hoàn thành đồ tôi đã án này. Xin chân thành cảm ơn! Page 3 of 90 Chương I GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1.1. Đặt vấn đề Trong công cuộc hiện đại hoá đất nước thì việc đất ở ngày càng thu hẹp,nên xe cũng ngày càng nhiều,mặt khác các loại xe tụ lại chiếm diện tích khá lớn,mà xe tụ ngày càng nhiều.Vì vậy để có chỗ đậu cho xe ô tô thì người ta thiết kế các ga ra ô tô điều khiển bằng hệ thống PLC.Nó thường được xây dựng ở dưới các nhà cao tầng,khách sạn nhà hàng… 1.2– Khái niệm chung về Ga ra ô tô. -Ga ra: là nơi đậu xe rãi cho ô tô. Trong thực tế ga ra được sử dụng rộng rãi và điều khiển bằng hệ thống PLC. -Các bộ phận chủ yếu: động cơ, cảm biến,công tắc hành trình. 1.3 – Yêu cầu chung của ga ra: - Dễ điều khiển, làm việc tin cậy. - Các thiết bị phải có độ bền cao và tuổi thọ vận hành lớn . - Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người và thiết bi. - Các cảm biến phải báo chính xác - Vốn đầu tư phù hợp. Page 4 of 90 - Chi phí vận hành thấp. 1.4 – Yêu cầu công nghệ Với yêu cầu của bài toán lập trình điều khiển gara : - Xe được chia làm 2 bãi đỗ riêng và số lượng là hữu hạn: chiều cao <2m đỗ bãi 1, >=2m đỗ bãi 2. -Mỗi bãi xe có 2 cửa ra vào được điều khiển độc lập: Cửa vào bị đống khi bãi đỗ đã đầy, cửa ra dóng khi bãi đỗ xe trống. Hai cửa này khi nâng, hạ đều có hạn định. Có một màn hình HMI dung để hiển thị số xe thực tế đang có trong bãi. Giải quyết bài toán :với yêu cầu của bai toán như trên ta làm như sau : - Phân luồng xe : + Để phân loại xe ta dùng 1 cảm biến quang CBQ1 dặt ở độ cao 2m. + Ta sử dụng một hệ thống cửa như sau:cửa này có tác dụng là phân luồng xe,cửa này khi hệ thống bắt đầu hoạt động thì nó đang ở vị trí đóng cửa không cho xe vào bãi 2,mở cho xe vào bãi 1.Khi xe vào gara có chiều cao nhỏ hơn 2m thì xe không bị cảm biến quang phát hiện, xe sẽ đi vào được bãi 1.khi xe có chiều cao bằng hoăc lớn hơn 2m thì bị cam biến quang phát hiện,cảm biến này sẽ tác động tơi động cơ 1 mở cửa bãi 2 cho xe vào bãi 2,đồng thời cửa này cũng đóng cửa bãi 1 lại không cho xe vào. Để hạn chế đóng mở cửa này ta dùng 2 công tăc hành trình,công tắc hành trình CTHT 1(thường đóng), công tắc hành trình CTHT 2(thường mở).Khi xe đi vào bãi 2 thì cảm biến quang CBQ2 phat hiện ra lệnh cho PLC đóng cửa lại Page 5 of 90 - Xử lý cho bãi 1 :để nhận biết số xe trong bãi 1 ta lắp hai cảm biến CBQ3 ở cổng vào và CBQ4 ở cổng ra.Để đóng mở vào cửa bãi 1 ta dùng hệ thông cửa cuốn.Để hạn chế đóng mở vào ta dùng hai công tắc hành trình CTHT 3 (thường đóng), CTHT 4(thường mở).Nếu trong bai có đủ 10 xe thì PLC ra lệnh đóng cửa vào (giả sử bãi chứa 10 xe).Khi cửa đóng đến CTHT 4 thì dừng đóng .Nếu trong bãi có ít hơn 10 xe thì PLC ra lệnh mở cửa vào.Nếu trong bãi trống thì PLC ra lệnh đóng cửa ra bãi 1,,tương tư cửa vào để khống chế đóng .mở cửa ra ta dùng hai công tắc hành trình CTHT 5 (thường đóng), CTHT 6(thường mở). Khi cửa ra đóng đến CTHT 6 thì dừng đóng .Nếu trong bãi có xe thì PLC ra lệnh mở cửa ra,khi cửa mở tới CTHT 5 thì dừng mở. Xử lý cho bãi 2 cũng tương tự bãi 1 : để nhận biết số xe trong bãi 1 ta lắp hai cảm biến CBQ5 ở cổng vào và CBQ6 ở cửa ra.Để đóng mở vào cửa bãi 1 ta dùng hệ thông cửa cuốn.Để hạn chế đóng mở vào ta dùng hai công tắc hành trình CTHT 7 (thường đóng), CTHT 8 (thường mở).Nếu trong bãi có đủ 10 xe thì PLC ra lệnh đóng cửa vào (giả sử bãi chứa 10 xe).Khi cửa đóng đến CTHT 8 thì dừng đóng .Nếu trong bãi có ít hơn 10 xe thì PLC ra lệnh mở cửa vào,cưa vào bai 2 đong mở đến CTHT 7 thì dừng mở.Nếu trong bãi trống thì PLC ra lệnh đóng cửa ra bãi 2 ,tương tự cửa vào để khống chế đóng ,mở cửa ra ta dùng hai công tắc hành trình CTHT 9 (thường đóng), CTHT 10 (thường mở). Khi cửa ra đóng đến CTHT 10 thì dừng đóng .Nếu trong bãi có xe thì PLC ra lệnh mở cửa ra,khi cửa mở tới CTHT 9 thì dừng mở. - Khi nhấn stop thì hệ thống dừng. Page 6 of 90 Sơ đồ công nghệ của bãi đỗ xe Page 7 of 90 Chương 2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 2.1-Lựa chọn thiết bị Các thiết bị sử dụng trong hệ thống gồm có: - Động cơ một chiều: dùng để đóng mở các cửa vào ra. Page 8 of 90 - Cảm biến quang: để nhận biết số xe vào ra. - Công tắc hành trình:dung để hạn chế quá trình đóng mở cửa. - Màn hình hiển thị TD200 2.1.1- Động cơ một chiều 2.1.1.1-Cấu tạo của động cơ một chiều Kết cấu của động cơ điện một chiều có thể phân thành hai thành phần chính là: phần tĩnh và phần quay . Phần tĩnh hay Stato (phần cảm) . Đây là thành phần đứng yên của động cơ.Phần tĩnh gồm các bộ phận chínhsau : - Cực từ chính : Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dâyquấn kích từ lồng ngoài lõi sắt kích từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những láthép kỹ thuật điện hoặc thép khối gia công thành dạng cực từ rồi cố định vàovở máy. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗicuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối và tẩm sơn cách điệntrước khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ nàyđược nối nối tiếp với nhau . Nhiệm vụ chính của cực từ chính và dây quấn kích từ tạo ra từ thông chính trong máy . - Cực từ phụ : Cực từ phụ thường làm bằng thép khối đặt xen kẽ giữa các cực từ chínhvà dùng để cải thiện đổi chiều (đặt trên đường trung tính hình học). Xungquanh cực từ phụ có dây quấn Page 9 of 90 cực từ phụ . Dây quấn cực từ phụ được đấunối tiếp với dây quấn phần ứng (dây quấn Roto) . Nhiệm vụ của cực từ phụ là để làm giảm sự xuất hiện tia lửa điện trên bềmặt chổi than và cổ góp . -Vỏ máy (gông từ) : Gông từ dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ , đồng thời làm vỏ máybảo vệ các bộ phận bên trong vỏ máy. Vỏ máy điện một chiều được làmbằng thép dẫn từ . - Chổi than: Chổi than dùng để điện áp từ bên ngoài vào động cơ. Cơ cấu chổi than gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xo tì chặt lên cổgóp . Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện vớigiá.Chổi than thường đượclàm bằng bột đồng bột than và một số phụ gia chống mài mòn khác .Chổi than được đặt trên đường trung tính hình học . Phần quay hay Roto (phần ứng) . - .Lõi sắt phần ứng . Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ . Thường làm bằng lá thép kĩ thuật điện dầy 0.5(mm) phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn haodo dòng điện xoáy gây nên.Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi éplại thì đặt dây quấn vào . - Dây quấn phần ứng . Page 10 of 90 Dây quấn phần ứng là thành phần sinh ra sức điện động và có dòng điệnchạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.Dây quấn được bọc cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép . - Cổ góp . Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòngđiện xoay chiều thành một chiều .Cổ góp gồm nhiều phiến đồng ghép cáchđiện với nhau. Bề mặt cổ góp phải được gia công với độ nhẵn bang cao để đảm bảo tiêp xúc giũa chổi than và cổ góp . Cổ góp đặt đồng tâm với trụcquay để hạn chế phát sinh tia lửa điện . - Các bộ phận khác: + Cánh quạt : dùng để quạt gió làm nguội máy . + Trục máy : Trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp cánh quạt và ổ bi.Trụcmáy thường làm bằng thép cácbon tốt . 2.1.1.2-Nguyên lí hoạt động của động cơ điện một chiều . Động cơ điện một chiều hoạt đông dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.Khi đặt vào trong từ trường một dây dẫn và cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì từ trường sẽ tác dụng một lực từ vào dòng điện (vào dây dẫn) và làm chodây dẫn chuyển động ,chiều của từ lực được xác định bằng quy tắc bàn tay trái . * Nguyên lý: Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây kích từ , sẽ tạo ra từtrường tác dụng một lực từ vào các dây dẫn của rôto khi có dòng chạy qua sẽtạo mô men làm quay rôto . 2.1.1.3-Điều khiển tốc độ động cơ một chiều Từ phương trình đặc tính cơ : [...]... là một thiết bị hiển thị text giao tiếp với người vận hành .Thiết bị này chỉ dung giao tiếp với họ PLC S7 200 TD 200 là một bộ hiển thị có thể giao tiếp trực tiếp với CPU sử dụng cáp RS 485 hoặc module mở rộng EM 277 2.1.4.1-Một số đặc tính của TD 200 Page 23 of 90 -hiển thị các tin nhắn và các biến của PLC -Cho phép điều khiển các biến trong chơng trình -Có khả năng cài đặt thơi gian thực của PLC -Số... 20 of 90 2.1.3-Cơng tắc hành trình Cơng tắc hành trình hoat động dựa trên ngun tắc điều khiển theo đường đi (hay ngun tắc hành trình) Khi q trình thay đổi trạng thái làm việc có quan hệ chặt chẽ với vị triscuar các bộ phận động(bàn đạp,mâm cặp ) thì ta có thể dung một thiết bị-gọi là cơng tắc hành trình,đặt tại những vị trí thích hợp trên đường đi của các bộ phận đó Khi bộ phận đó di chuyển đến những... loại: phím hệ thơng và phím chức năng + Phím hệ thống gồm có 5 nút:shilf.éc enter,up,down + Phím chức năng có 4 phím gồm 8 từ F1 đền F8 Mỗi phím được gắn với 1 bít trong vùng nhớ M của PLC, nghĩa là các phím từ F1 đến F8 được gắn với 1 byte trong vung nhớ M.Khi 1 phím được nhấn thì bít tương ứng sẽ được set,và bit này chỉ được reset bằng chương trình trong PLC 2.1.4.3-Cổng giao tiếp TD 200 và PLC Cổng... message trên TD200.Mỗi message có 1 bit tương ứng để cho phép message có được hiển thị hay khơng.Khi bit được set băng chương trình S7 200 thì message tương ứng sẽ được hiển thị trên TD200.ngược lai khi bit bị reset thì message tương ưng sẽ bị mất Địa chỉ vung nhớ thơng tin cuả message.Mỗi kí tự trên message se có 1 địa chỉ byte tương ứng trên PLC, điêu này có nghĩa la ta muốn hiển thijbao nhiêu kí tự trên. .. liệu,cảnh báo khi gặp sự cố… Tuy nhiên loại màn hình này không có phần mềm chuyên biệt cho việc lập trình,mà việc liên kết với nó phải thông qua chương trình S7_200, Nghóa là để có thể liên kết với TD200 ,Trong chương trình S7_200 ta phải thực hiện việc đònh dạng bằng Wizard Các bước thực hiện Wizard: Bước 1: khởi động chương trình Step 7 microwin ,trên thanh menu chọn tool ,chọn TD200 Wizard Page 27 of... trở Rf càng lớn,tức là độ cứng của đặc tính cơ giảm KẾT LUẬN : Cả 3 phương pháp trên đều điều chỉnh được tốc độ động cơ điện một chiều nhưng chỉ có phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng cách thay đổi điện áp Uư đặt vào phần ứng của động cơ là tốt nhất và hay được sử dụng nhất vì nó thu được đặc tính cơ có độ cứng khơng đổi ,điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và khơng bị tổn hao 2.1.1.2-Đảo... mất đi số byte tương ứng của vung nhớ V trên S7 200 để lưu trữ thơng tin của message Page 32 of 90 Bước 7: tạo các message Mỗi message có thể có moptj trong các chức năng sau :hiển thi text,hiển thị các biến trên PLC, cho nhập các giá trị vào các biến của chương trình, u cầu sự xuất hiện của message -Message 1 : gồm 40 kí tự bắt dầu từ địa chỉ VB40, bit điều khiển cho hiển thị Message là V14.7 Sau... trình,đặt tại những vị trí thích hợp trên đường đi của các bộ phận đó Khi bộ phận đó di chuyển đến những vị trí này tác động tí cơng tắc hành trình,coong tắc hành trình sẽ phát những tín hiệu điều khiển hệ thống đến nhưng trạng thái làm việc mới.Ví dụ như đặt các cơng tắc hành trình cuối cùng để hạn chế hành trình may doa,cầu Page 21 of 90 trục,hạn chế q trình đóng mở cửa…,hoăc dặt các cơng tắc hành... tiếp giữa PLC và TD200 Page 29 of 90 -Tốc độ giao tiếp giữa PLC và TD200 nên chọn as fast as possible Bước 5:chọn cửa sổ message và số kí tự hiển thị trên 1 message Page 30 of 90 Bước 6:chọn vùng sV để định dạng cho TD200 Page 31 of 90 Ta cần quan tâm tới các thơng số sau: -Đia chỉ vùng định nghĩa cho các thơng số của TD200,vùng này thường chứa 12 byte hay 14 byte(tùy vao kí tự hiển thị trên TD200... ta nhấn vào nút next để vào Message 2 Message 2 : gồm 40 kí tự bắt dầu từ địa chỉ VB80, bit điều khiển cho hiển thị Message là V14.6 Page 33 of 90 Muốn hiển thị 1 biến trong PLC ta thực hiện như sau:đặt con trỏ vào vị trí muốn hiển thị sau do nhấn nút Embedded Data Màn hình xuất hiện như sau: Page 34 of 90 Trên hộp thoại này ta phải khai bao cac phàn sau: -Định dạng dữ liệu: ở đây ta co 3 lựa chọn . đậu cho xe ô tô thì người ta thiết kế các ga ra ô tô điều khiển bằng hệ thống PLC. Nó thường được xây dựng ở dưới các nhà cao tầng,khách sạn nhà hàng… 1.2– Khái niệm chung về Ga ra ô tô. -Ga ra:. với các hệ thống điều khiển khác nhau.Trong phạm vi đồ án môn học này tái dựng thiết bị lập trình PLC để viết chương trình cho hệ thống điều khiển ga ra. Thiết bị khả trình PLC mà tôi sử dụng. dụng: Tự động hoá quá trình công nghệ cung cấp vật liệu cho quá trình sản xuất, tự động hoá các máy gia công cơ khí, điều khiển hệ thống trạm bơm, điều khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén,