LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, phát triển khoa học kỹ thuật diễn nhanh chóng toàn giới Những thành tựu khoa học kỹ thuật vận dụng thực tế để tạo hàng loạt sản phẩm Mộ thành tựu khoa học kỹ thuật ứng dụng rộng rãi kỹ thuật điều khiển Tuy phát triển năm gần nhanh chóng thay công nghệ điều khiển cổ điển, lỗi thời, lạc hậu với nhiều đặc điểm ưu việt Trên đà hội nhập giới, Việt Nam nhanh chóng tiếp thu thành tựu khoa học kỹ thuật, áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật trình công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Công nghệ cũ, thiết bị cũ dần thay công nghệ mới, thiết bị Các thiết bị công nghệ tiên tiến với hệ thống thiết bị lập trình hãng Siemens PLC S7-200; PLC S7-300; PLC S7-400; PLC S7-1200, Vi xử lý, Vi điều khiển, Điện khí nén, Điện tử Đang ứng dụng rộng rãi công nghiệp dây chuyền sản xuất nước ngọt, chế biến thức ăn gia súc, máy điều khiển theo chương trình CNC, hệ thống đèn giao thông, hệ thống báo động, hệ thống làm mát ngành khí…Để nắm bắt khoa học kỹ thuật tiên tiến trường Đại học, Cao đẳng trường Trung học đưa thiết bị đại, kiến thức khoa học vào giảng dạy Hệ thống điều khiển tự động PLC loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ đảm bảo có độ tin cậy cao Với sản phẩm cải tiến hãng Siemens PLC S7-1200 mang lại lợi ích ứng dụng cao điều khiển Cũng lý em vận dụng PLC vào đề tài “ Xây dựng thí nghiệm điều khiển tốc độ PLC S7 – 1200” Đề tài gồm chương: + Chương 1: Tổng quan PLC S7 – 1200 + Chương 2: Bộ đếm tốc độ cao PLC S7 – 1200 + Chương 3: Xây dựng mô hình giám sát điều khiển tốc độ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 1.1 1.1.1 Cấu trúc chức PLC S7-1200 Năm 2009, Siemens dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay dần cho S7-200 Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ yêu cầu điều khiển tự động So với S7-200 S7-1200 có tính trội: - S7-1200 dòng điều khiển logic lập trình (PLC) kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, tập lệnh mạnh làm cho có giải pháp hoàn hảo cho ứng dụng sử dụng - với S7-1200 S7-1200 bao gồm microprocessor, nguồn cung cấp tích hợp sẵn, - đầu vào/ra (DI/DO) Một số tính bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào CPU chương trình điều khiển: + Mỗi CPU cung cấp bảo vệ mật cho phép người dùng cấu hình việc truy xuất đến chức CPU + Người dùng sử dụng chức “know-how protection” để ẩn mã nằm khối xác định - Kết hợp vi xử lý, nguồn tích hợp, mạch ngõ vào mạch ngõ kết cấu thu gọn, CPU S7-1200 tạo PLC mạnh mẽ Sau người dùng tải xuống chương trình, CPU chứa mạch logic yêu cầu để giám sát điều khiển thiết bị nằm ứng dụng CPU giám - sát ngõ vào làm thay đổi ngõ theo logic chương trình người dùng CPU cung cấp cổng PROFINET để giao tiếp qua mạng PROFINET + Dùng để kết nối máy tính với hình HMI hay truyền thông PLC-PLC + Dùng để kết nối thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở + Đầu nối RJ45 với tính tự động chuyển đổi đầu chéo + Tốc độ truyền 10/100Mbits/s + Hỗ trợ 16 kết nối Ethernet + Các module truyền thông có sẵn dành cho việc giao tiếp qua mạng RS232 hay RS485 - Các tính đo lường, điều khiển vị trí, điều khiển trình: + đếm tốc độ cao dùng cho ứng dụng đếm đo lường, có đếm 100kHz đếm 30kHz + ngõ PTO 100kHz điều khiển tốc độ vị trí động bước hay lái servo (servo drive) + Ngõ điều rộng xung PWM, điều khiển tốc độ động cơ, vị trí valve, hay điều khiển nhiệt độ… + 16 điều khiển PID với tính tự động xác định thông số điều khiển (Auto-tune functionality) (1)- Bộ phận kết nối nguồn (2)- Các phận kết nối dây người dùng tháo (2)- Khe cắm thẻ nhớ nằm cửa phía (3)- Các LED trạng thái dành cho I/O tích hợp (4)- Bộ phận kết nôi PROFINET (phía CPU) Hình 1.1: Cấu trúc khe cắm PLC S71200 - S7-1200 bao gồm họ CPU 1211C, 1212C, 1214C Mỗi loại CPU có đặc - điểm tính khác nhau, thích hợp cho ứng dụng khách hàng Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình FBD, LAD SCL Phần mềm tích hợp - TIA Portal V11 Siemens Vậy để làm dự án với S7-1200 cần cài TIA Portal phần mềm bao gồm môi trường lập trình cho PLC thiết kế giao diện HMI  Các tín hiệu Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU Người dùng thêm SB với I/O kiểu số hay kiểu tương tự SB kết nối vào phía trước CPU - SB với I/O kiểu số (ngõ vào x DC ngõ x DC) SB với ngõ kiểu tương tự (1)- Các LED trạng thái SB (2)- Bộ phận kết nối nối dây người dùng tháo Hình 1.2: Cấu trúc bảng tín hiệu  Các module tín hiệu Hình 1.3: Module mở rộng tín hiệu vào/ra Các module CPU khác có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, nhớ chương trình khác Người dùng sử dụng module tín hiệu để thêm vào CPU chức Các module mở rộng tín hiệu vào/ra gắn trực tiếp vào phía bên phải CPU Với dải rộng loại module tín hiệu vào/ra số analog, giúp linh hoạt sử dụng S7-1200 Tính đa dạng module tín hiệu vào/ra tiếp tục phát triển PLC S7-1200 có loại module sau: Bảng 1.1: Các loại module SIMATIC S7-1200 CPU 1211C CPU CPU 1211 AC/DC/Rly CPU 1211 DC/DC/DC CPU 1211 CPU DC/DC/Rly CPU 1212C CPU 1212 AC/DC/Rly CPU 1212 DC/DC/DC CPU 1212 DC/DC/Rly CPU 1214C CPU 1214 AC/DC/Rly CPU 1214 DC/DC/DC CPU1214 DC/DC/Rly  CẤU TẠO CPU 1211C tích hợp 25KB liệu nhớ/chương trình; nhớ tải xuống: 1MB; tích hợp đầu vào ra: đầu vào số, đầu số, đầu vào tương tự; module truyền thông mở rộng board tín hiệu; đầu vào số HSC với tần 100kHz, đầu số sử dụng PTO PWM với tần số 100kHz CPU 1212C tích hợp 25KB liệu nhớ/chương trình; nhớ tải xuống: 1MB; tích hợp đầu vào ra: đầu vào số, đầu số, đầu vào tương tự; module truyền thông mở rộng, module tín hiệu board tín hiệu; đầu vào số HSC với tần số 100kHz, đầu số sử dụng PTO PWM với tần số 100kHz CPU 1214C tích hợp 50KB liệu nhớ/chương trình; nhớ tải xuống: 2MB; tích hợp đầu vào ra: 14 đầu vào số, 10 đầu số, đầu vào tương tự; module truyền thông mở rộng, module tín hiệu board tín hiệu; đầu vào số HSC với tần số 100kHz, đầu số sử dụng PTO PWM với tần số 100kHz Module truyền thông Bên cạnh truyền thông Ethernet tích hợp sẵn, CPU S7-1200 mở rộng module truyền thông khác nhau, giúp cho việc kết nối linh hoạt Tại thời điểm giới thiệu S7-1200 thị trường có module RS232 RS485, hỗ trợ protocol truyền thông modbus, USS… (1)- Các LED trạng thái dành cho Module truyền thông (2)- Bộ phận kết nối truyền thông Hình 1.4: Sơ đồ chân cắm Module truyền thông  Các Board tín hiệu Boad tín hiệu-một dạng module mở rộng tín hiệu vào/ra với số lượng tín hiệu giúp tiết kiệm chi phí cho ứng dụng yêu cầu mở rộng số lượng tín hiệu Gồm board: cổng tín hiệu analog 12 bit (+ - 10VDC) cổng tín hiệu vào cổng tín hiệu số, 0,5A Các LED trạng thái -  CPU module I/O sử dụng LED để cung cấp thông tin trạng thái hoạt động module lẫn I/O CPU cung cấp thị trạng thái sau đây: - STOP/RUN + Màu cam túy thị chế độ STOP + Màu xanh túy thị chế độ RUN + Màu nhấp nháy (luân phiên xanh cam) thị CPU khởi động - ERROR + Màu đỏ nhấp nháy thị lỗi, lỗi nội CPU, lỗi với thẻ nhớ, hay lỗi cấu hình (các module không thích ứng) + Màu đỏ túy thị phần cứng bị hỏng - MAINT (Maintenance) nhấp nháy ta gắn vào thẻ nhớ CPU sau chuyển sang chế độ STOP Sau CPU chuyển sang chế độ STOP, thực hàm sau để bắt đầu định lượng thẻ nhớ: + Thay đổi CPU sang chế độ RUN + Thực đặt lại nhớ (MRES) + Chu trình cấp điện CPU Bảng 1.2: Các LED trạng thái Miêu tả Nguồn bị ngắt Khởi động, tự kiểm tra, cập nhật firmware Chế độ STOP Chế độ RUN Lấy thẻ nhớ Lỗi Được yêu cầu trì Phần cứng bị hỏng Kiểm tra LED hay firmware CPU bị hỏng Màu cam/xanh STOP/RUN Off Nhấp nháy (luân phiên màu cam xanh lá) On (màu cam) On (màu cam) On (màu cam) On (màu cam xanh lá) On (màu cam xanh lá) On (màu cam) Nhấp nháy (luân phiên màu cam xanh lá) Màu đỏ ERROR Off - Màu cam MAINT Off Off Nhấp nháy On Nhấp nháy Nhấp nháy On Off Nhấp nháy 1.1.2 Bộ nhớ hệ thống đếm thời gian Ta sử dụng thuộc tính CPU để kích hoạt byte dành cho “system memory” “clock memory” Logic chương trình tham chiếu bit riêng lẻ hàm - Ta gán byte nhớ M cho nhớ hệ thống Byte nhớ hệ thống cung cấp bit sau tham chiếu chương trình người dùng: + Bit “Always (low)” luôn đặt + Bit “Always (high)” luôn đặt lên + “Diagnostic graph changed” đặt lên chu kỳ quét sau CPU ghi kiện chuẩn đoán + Bit “First scan” đặt lên khoảng thời gian lần quét sau OB khởi động hoàn tất (Sau thực thi lần quét đầu tiên, bit “First scan” đặt 0) - Ta gán byte nhớ M cho nhớ đếm thời gian Mỗi bit byte cấu hình đóng vai trò nhớ đếm thời gian sinh xung dạng sóng vuông Byte nhớ đếm thời gian cung cấp tần số khác nhau, từ 0,5 Hz (chậm) đến 10 Hz (nhanh) Ta sử dụng bit bit điều khiển, đặc biệt kết hợp với lệnh sườn, để kích hoạt hoạt động chương trình người dùng tảng theo chu trình Bộ nhớ hệ thống cấu hình byte mà byte bật (giá trị = 1) điều kiện sau đây: - First scan: Byte bật lần quét chế độ RUN - Diagnostic graph changed: + Always (high): Luôn bật + Always (low): Luôn tắt Bộ nhớ đếm thời gian cấu hình byte mà byte bật tắt tuần hoàn bit riêng lẻ khoảng thời gian dừng cố định Các cờ đếm thời gian sinh xung sóng vuông tương ứng với bit nhớ M Các bit sử dụng bit điều khiển, đặc biệt kết hợp với lệnh sườn, để kích hoạt hoạt động chương trình người dùng dựa tảng theo chu trình 1.1.3 Ghi địa I/O CPU module I/O Khi ta thêm CPU module I/O vào hình cấu hình, địa I Q gán cách tự động Hình 1.5: Ví dụ với CPU SM Ta thay đổi việc ghi địa mặc định cách lựa chọn trường địa hình cấu hình gõ vào số hiệu Các ngõ vào ngõ kiểu số gán theo byte gồm bit, module có sử dụng tất điểm hay không Các ngõ vào ngõ kiểu tương tự gán theo nhóm gồm điểm (4 byte) Trong ví dụ này, ta thay đổi địa DI16 thay Công cụ hỗ trợ cách thay đổi phạm vi địa sai kích thước hay xung đột với địa khác 1.2 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH TIA PROTAL (TOTALLY INTERGRATED AUTOMATION) PROTAL 1.2.1 Giới thiệu phần mềm SIMATIC STEP Basic (professtional) Phần mềm STEP Basic cung cấp môi trường thân thiện cho người dùng nhằm phát triển, chỉnh sửa giám sát mạng logic yêu cầu để điều khiển ứng dụng, bao gồm công cụ dành cho quản lý cấu hình tất thiết bị đề án, thiết bị PLC hay HMI STEP Basic cung cấp hai ngôn ngữ lập trình (LAD FBD) để thuận tiện có hiệu việc phát triển chương trình điều khiển ứng dụng, cung cấp công cụ để tạo cấu hình thiết bị HMI đề án người dùng Để giúp người dùng tìm thông tin cần thiết, STEP Basic cung cấp hệ thống trợ giúp trực tuyến Để cài đặt STEP Basic, người dùng cần đưa đĩa CD vào ổ CDROM máy tính Trình thuật sĩ cài đặt khởi động cách tự động nhắc người dùng suốt trình cài đặt Lưu ý: Để cài đặt STEP Basic máy tính cá nhân dùng hệ điều hành Windows 2000, Windows XP hay Windows Vista, người dùng cần phải đăng nhập với quyền hạn Administrator 10 Khi ngõ vào IN ngừng tác động reset dừng hoạt động Timer Thay đổi PT Timer vận hành ảnh hưởng 1.5.2 Bộ đếm Counter PLC S7-1200 a Bộ đếm tốc độ cao Bộ đếm tốc độ cao (HSC) sử dụng ngõ vào cho mã hóa trục tăng Bộ mã hóa trục cung cấp số lượng định đếm vòng quay xung đặt lại xuất lần cho vòng Xung đồng hồ xung đặt lại từ mã hóa trục cung cấp ngõ vào đến HSC Một HSC nạp với thiết lập trước số thiết lập trước (preset), ngõ kích hoạt cho chu trình thời gian mà giá trị đếm thời nhỏ thiết lập trước thời HSC mang lại ngắt giá trị đếm thời với giá trị thiết lập trước, đặt lại xuất có thay đổi định hướng Do ngắt xuất với tốc độ thấp nhiều so với tốc độ đếm HSC, việc điều khiển xác vận hành với tốc độ cao thực thi với ảnh hưởng nhỏ cách tương đối đến chu trình quét CPU Phương pháp với phần ngắt kèm theo cho phép lần nạp thiết lập trước thực đoạn chương trình ngắt riêng để điều khireenr trạng thái dễ dàng  Lựa chọn chức cho đếm tốc độ cao HSC - Bộ đếm pha với điều khiển định hướng bên - Bộ đếm pha với điều khiển định hướng bên - Bộ đếm hai pha với ngõ vào đồng hồ đếm (clock) - Bộ đếm trạng thái vuông pha A/B - Chức tần số: Một chế độ HSC cho phép HSC cấu hình (kiểu đếm) để báo cáo lại tần số thay giá trị đếm xung Có sẵn thời kỳ đo tần số khác nhau: 0,01; 0,1; 1,0 giây Ta sử dụng kiểu HSC với có/không có ngõ vào đặt lại Khi ta kích hoạt ngõ vào đặt lại (với vài hạn chế, xem bảng dưới), giá trị thời xáo giữ trống ta giải hoạt ngõ vào đặt lại - Các chế độ ngõ vào đếm: Bảng thể ngõ vào sử dụng cho đồng hồ, điều khiển định hướng chức đặt lại liên quan đến HSC Bảng 1.4: Các chế độ ngõ vào đếm Miêu tả Tích hợp hay Signal Board HSC1 hay hình PTO H Tích hợp hay SC Signal Board HSC hay hình PTO HSC Tích hợp HSC Tích hợp HSC Tích hợp hay Signal Board HSC Tích hợp hay Signal Board Bộ đếm pha với điều khiển định hướng bên C Bộ đếm pha với Chế điều độ khiển định hướng bên Bộ đếm hai pha với tín hiệu vào clock Bộ đếm trạng vuông pha A/B Gán ngõ vào mặc định I0.0 I0.1 I0.3 I4.0 I4.1 I4.3 Xung Mệnh lệnh _ PTO0 PTO I0.2 I0.3 I0.1 I4.2 I4.3 I4.1 Xung Mệnh lệnh _ PTO1 PTO I0.4 I0.5 I0.7 I0.6 I0.7 I0.5 I1.0 I1.1 I1.2 I4.0 I4.1 I4.3 I1.3 I1.4 I1.5 I4.2 I4.3 I4.1 Đồng hồ _ _ đếm Reset Chức Đồng hồ đếm Đếm hay tần số Đếm Mệnh lệnh _ Reset Đồng hồ đếm lên thái Pha A Đồng hồ _ đếm xuống Reset Pha B _ Đếm hay tần số Đếm Đếm hay tần số Đếm Đếm hay tần số Pha Z Giám sát tín hiệu Đồng hồ chuỗi xung (PTO) đếm Mệnh lệnh _ Đếm Đếm Truy xuất giá trị thời cho HSC  CPU lưu trữ giá trị định thời HSC địa ngõ vào (I) Bảng thể địa mặc định gán cho giá trị hành HSC Ta thay đổi địa I giá trị thời cách chỉnh sửa thuộc tính CPU mục Device Configuration Bảng 1.5: Các địa mặc định gán cho giá trị hành HSC Bộ đếm tốc độ cao HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5 HSC6 Kiểu liệu Dint Dint Dint Dint Dint DInt Địa mặc định ID1000 ID1004 ID1008 ID1012 ID1016 ID1020 Cấu hình cho HSC  CPU cho phép ta cấu hình đến đếm tốc độ cao Để thông số cho HSC riêng biệt, ta chỉnh sửa phần “Properties” CPU Sau kích hoạt HSC, ta cấu hình thông số khác chức đếm, giá trị ban đầu, tùy chọn đặt lại kiện ngắt Sau cấu hình HSC, ta sử dụng lệnh CTRL_HSC chương trình để điều khiển vận hành HSC - Counter đếm lên – CTU Giá trị đếm CV tăng lên tín hiệu ngõ vào CU chuyên từ lên Ngõ Q tác động lên CV>=PV Nếu trạng thái R = Reset tác động đếm CV = - Counter đếm xuống – CTD Giá trị đếm giảm tín hiệu ngõ vào CD chuyển từ lên Ngõ Q tác động lên CV =PV Nếu trạng thái R = Reset tác động đếm CV = Giá trị đếm CV giảm tín hiệu ngõ vào CD chuyển từ lên Ngõ QD tác động lên CV CTRL_HSC Hình 2.2: Sử dụng khối CTRL_HSC Khối CTRL_HSC dung để điều khiển đếm tốc độ cao để đếm kiện xảy nhanh tốc độ vòng quét CPU Mỗi khối CTRL_HSC lưu trữ liệu DB định Tham số HSC DIR CV RV PERIOD Kiểu liệu HW_HSC BOOL BOOL BOOL BOOL NEW_DIR INT NEW_CV NEW_RV NEW_PERIOD DINT DINT INT BUSY STATUS BOOL WORD Mô tả Xác định đếm tốc độ cao 1= Yêu cầu đặt chiều đếm 1= Yêu cầu đặt giá trị đếm 1= Yêu cầu đặt giá trị tham chiếu 1= Yêu cầu đặt giá trị khoảng thời gian ( chế độ đo tần số đếm) Chiếu đếm mới: 1= đếm tiến, -1 = đếm lùi Giá trị đếm Giá trị tham chiếu Khoảng thời gian đo mới: 0.01, 0.1, ( chế độ đo tần số đếm) Chức bận Trạng thái làm việc thời Quadrature 1x mode: Đếm tăng có xung A/B quay theo chiều thuận đếm giảm có xung A/B quay theo theo chiều ngược Quadrature 4x mode: Đếm tăng có xung A/B quay theo chiều thuận đếm giảm có xung A/B quay theo theo chiều ngược CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIÁM SÁT 3.1 Đặt toán Trong đời sống ngành công nông nghiệp, người chế tạo nhiều hệ thống điều khiển tốc độ Có hệ thống điều khiển tốc độ đơn giản thay đổi tốc độ quạt điện triết áp, thay đổi hệ thống lai buly, bánh răng…vv có hệ thống điều khiển tốc độ phức tạp thay đổi tốc độ giàn sấy nhà máy giấy, hệ thống băng truyền tải Các hệ thống măý cắt, máy phay, máy khoan, máy tiện khí…vv Ngày với phát triển nhanh chóng kỹ thuật điện tử, thiết bị điện điều khiển logic lập trình PLC xuất dần thay thiết bị điều khiển cổ điển Ứng dụng PLC sử dụng rộng rãi công nghiệp hệ thống tời neo, nhà máy đóng tàu, hệ thống băng truyền tải giây truyền sản xuất, hệ thống thang máy khu nhà chung cư, hệ thống nâng hạ xây dựng công nghiệp… Trên sở em muốn tìm hiểu làm thực nghiệm điều khiển tốc độ PLC S7-1200 đưa toán điều khiển tốc độ cho mô hình thí nghiệm sau: Máy tính PLC S7-1200 Biến tần Động Encoder Hình 3.1:Mô hình điều khiển tốc độ động Mô hình gồm có thành phần: Máy tình, PLC S7-1200, Biến tần, Động cơ, Encoder Trong tốc độ động điều khiển biến tần, biến tần nhận lệnh từ PLC S7-1200 Encoder thu nhận thông tin từ động phản hồi PLC S7-1200 Nếu tốc độ động chưa đạt yêu cầu mong muốn PLC S7-1200 thay đổi tần số biến tần để động đạt tốc độ chuẩn Để theo dõi kiểm tra tốc độ động đạt giá trị máy tính kết nối với PLC S7-1200 để hiển thị tốc độ hình máy tính 3.2 Encoder tương đối Hình 3.2: Đĩa quay encoder tương đối Encoder tương đối có đĩa khắc rãnh hình , lần quay qua rãnh tín hiệu đầu phát xung Như vậy, thông qua việc đếm số xung phát kể từ thời điểm xác định ta tính góc quay encoder Với vòng rãnh, việc xác định điểm đầu tiền để bắt đầu đếm cho hệ thống gặp khó khăn Để xác định lại giá trị đếm vòng người ta thêm vào rãnh định vị để xác định điểm vòng Với rãnh định vị này, đĩa quay encoder có dạng hình Như vậy, encoder ngang qua rãnh định vị mà số lượng xung đếm sai lệch với số rãnh encoder biết encoder bị đếm sai Nhờ rãnh định vị, ta hiệu chỉnh lại giá trị đếm để chỉnh lại sai lệch cho lần đếm Hình 3.3: Mô tả đĩa encoder tương đối có lỗ định vị Với encoder có vòng rãnh để tạo tín hiệu xung, có cấu tạo đơn giản có nhược điểm không xác định chiều quay Để khắc phục nhược điểm này, người ta thêm vào vòng rãnh phát xung thứ lệch với vòng rãnh đầu góc 90o Khi đó, có chùm xung lệch 90o phát Dựa độ lệch xung cho phép xác định chiều góc quay encoder Hình 3.4: Encoder tương vòng rãnh Trông mô hình, sử dụng encoder có thông số sau: + DC5N 24V± 5% + LOT NO9K706131 + BLACK…OUTA + LHITE…OUTB + ORANGE…UOT2 + BROUN…+V + BLUE…0V + SHLELD…FG + AUTONIES KOREB 3.2.1 Biến tần MM420 Biến tần sử dụng loại thiết kế riêng cho ứng dụng bơm quạt Kết hợp biến tần với động tạo hệ thống truyền động thay đổi tốc độ động cách thay đổi tần số vào động Do lưu lượng quạt điều khiển băng cách thay đổi tốc độ động quạt Trong trình học tập tìm hiểu thiết bị công nghệ mới, em lựa chọn biến tần MM420 hãng Simens để điều khiển tốc độ quạt gió cho hệ thống làm mát động giá cán Biến tần MM420 thiết kế để tiết kiệm tối đa lượng sử dụng nân cao suất sản xuất Hình 3.5: Biến tần MM420  Hoạt động biến tần: Biến tần điều khiển hai chế độ REM (từ xa) LOC (tại chỗ) Khi cấp nguồn lần cho biến tần, chế độ hoạt động REM Ở chế độ tín hiệu điều khiển từ khóa chuyển mạch, nút ấn, tay gạt, triết áp…đưa đầu vào tương tự số để điều khiển biến tần Chế độ LOC chế độ nhập lệnh điều khiển từ bàn phím Để chuyển đổi chế độ LOC REM, giữ hai phím Menu Enter lúc hình hiển thị Loc LCr  Các tham số cài đặt cho biến tần sử dụng mô hình: - Nhóm tham số quản lý: Bảng 3.2: Nhóm tham số quản lý biến tần - Tham số Chức Giá trị cài đặt P0100 Tần số mặc định P0700 Đầu nối P1000 Tần số cố định P0701 ON/OFF1 P0702 Đảo chiều 12 P0703 Điểm đặt cố định 15 P0704 Đầu vào số không hoạt động P0724 Thời gian trễ 12.3ms Nhóm tham số điều khiển: Bảng 3.3: Nhóm tham số điều khiển Tham số Chức Giá trị mặc định P1080 Tần số nhỏ 0Hz P1082 Tần số lớn 60Hz P1120 Thời gian tăng tốc 10 giây P1121 Thời gian giảm tốc 10 giây Hình ảnh thực tế: Hình 3.6: Hình ảnh thực tế biến tần 3.2.1 Bộ PLC S7-1200 Trong đồ án em sử dụng CPU loại 1214C DC/DC/DC có thông số sau: CPU SIMATIC7-1200 CPU 1214C CPU 1214 AC/DC/Rly CPU1214 DC/DC/DC CPU 1214 DC/DC/Rly CẤU TẠO Tích hợp 50KB liệu nhớ/ chương trình; nhớ tải xuống: 2MB; tích hợp đầu vào ra: 14 đầu vào số, đầu vào tương tự, Modul truyền thông mở rộng, Modul tín hiệu, board tín hiệu; đầu vào số HSC với tần số 100kHZ, đầu số sử dụng PTO PWM với tần số 100kHZ Bảng 3.4: Dung lượng nhớ CPU Chức Kích thước vật lý(mm) CPU 1214C 110 × 100 × 75 Bộ nhớ người dùng + Bộ nhớ làm việc 50 kB + Bộ nhớ nạp MB + Bộ nhớ giữ lại kB I/O tích hợp cục Kiểu số 14 ngõ vào / 10 ngõ Kiểu tương tự ngõ Kích thước ảnh tiến trình 1024 byte ngõ vào (I) 1024 byte ngõ (Q) Bộ nhớ bit (M) 8192 byte Độ rộng module tín hiệu Bảng tín hiệu Các module truyền thông (mở rộng bên trái) Các đếm tốc độ cao Đơn pha tại100kHz 30kHz Vuông pha 80kHz 20kHz Các ngõ xung Thẻ nhớ Thẻ nhớ SIMATIC (tùy chọn) Thời gian lưu trữ đồng hồ thời gian thực Thông thường 10 ngày/ ngày 40°C PROFINET cổng truyền thông Ethernet Tốc độ thực thi tính toán thực 18µs/lệnh Tốc độ thực thi Boolean 3.2.3 Động 0,1µs/lệnh [...]... làm thực nghiệm điều khiển tốc độ bằng PLC S7- 1200 và đưa ra bài toán điều khiển tốc độ cho mô hình thí nghiệm như sau: Máy tính PLC S7- 1200 Biến tần Động cơ Encoder Hình 3.1:Mô hình điều khiển tốc độ động cơ Mô hình trên gồm có các thành phần: Máy tình, PLC S7- 1200, Biến tần, Động cơ, Encoder Trong đó tốc độ động cơ được điều khiển bởi biến tần, biến tần nhận lệnh từ PLC S7- 1200 trong khi đó Encoder... từ PLC S7- 1200 trong khi đó Encoder sẽ thu nhận thông tin từ động cơ rồi phản hồi về PLC S7- 1200 Nếu tốc độ động cơ chưa đạt yêu cầu như mong muốn thì PLC S7- 1200 sẽ thay đổi tần số biến tần để động cơ đạt được tốc độ chuẩn Để theo dõi kiểm tra được tốc độ động cơ đạt giá trị bao nhiêu thì máy tính sẽ kết nối với PLC S7- 1200 để hiển thị tốc độ trên màn hình máy tính 3.2 Encoder tương đối Hình 3.2: Đĩa... chiều ngược CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIÁM SÁT 3.1 Đặt bài toán Trong đời sống và trong các ngành công nông nghiệp, con người đã và đang chế tạo ra nhiều hệ thống điều khiển tốc độ Có những hệ thống điều khiển tốc độ đơn giản như thay đổi tốc độ của quạt điện bằng triết áp, thay đổi hệ thống lai buly, bánh răng…vv và có những hệ thống điều khiển tốc độ phức tạp hơn như thay đổi tốc độ giàn sấy của nhà... hợp biến tần với động cơ sẽ tạo ra một hệ thống truyền động có thể thay đổi được tốc độ của động cơ bằng cách thay đổi tần số vào động cơ Do vậy lưu lượng của quạt được điều khiển băng cách thay đổi tốc độ của động cơ quạt Trong quá trình học tập và tìm hiểu thiết bị và công nghệ mới, em đã lựa chọn biến tần MM420 của hãng Simens để điều khiển tốc độ quạt gió cho hệ thống làm mát động cơ giá cán Biến... tần MM420  Hoạt động của biến tần: Biến tần được điều khiển ở hai chế độ REM (từ xa) và LOC (tại chỗ) Khi cấp nguồn lần đầu tiên cho biến tần, chế độ hoạt động là REM Ở chế độ này các tín hiệu điều khiển từ các khóa chuyển mạch, nút ấn, tay gạt, triết áp…đưa về các đầu vào tương tự và số để điều khiển biến tần Chế độ LOC là chế độ nhập lệnh điều khiển từ bàn phím Để chuyển đổi giữa chế độ LOC và REM,... đếm tốc độ cao HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5 HSC6 Kiểu dữ liệu Địa chỉ mặc định DInt ID1000 DInt ID1004 DInt ID1008 DInt ID1012 DInt ID1016 DInt ID1020 CPU của S7 – 1200 cho phép thiết lập tối đa 2.3 Thiết lập bộ đếm tốc độ cao 6 bộ đếm tốc độ cao Để thiết lập, ta chuột phải vào tên CPU, chọn Properties, sẽ hiện ra bảng để thay đổi thiết lập cho HSC Để bật bộ tốc độ cao nào, ta chọn vào bộ đếm tốc độ cao... Timer trễ không nhớ - TON Khi ngõ vào IN ngừng tác động thì reset và dừng hoạt động Timer Thay đổi PT khi Timer vận hành không có ảnh hưởng gì - Timer trễ sườn xuống – TOF Khi ngõ vào IN ngừng tác động thì reset và dừng hoạt động Timer Thay đổi PT khi Timer vận hành không có ảnh hưởng gì 1.5.2 Bộ đếm Counter của PLC S7- 1200 a Bộ đếm tốc độ cao Bộ đếm tốc độ cao (HSC) có thể được sử dụng như một ngõ vào... điều khiển logic lập trình PLC đã xuất hiện và dần thay thế các thiết bị điều khiển cổ điển Ứng dụng của PLC được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như hệ thống tời neo, các nhà máy đóng tàu, hệ thống băng truyền tải trong các giây truyền sản xuất, hệ thống thang máy trong các khu nhà chung cư, hệ thống nâng hạ trong xây dựng và công nghiệp… Trên cơ sở đó em muốn tìm hiểu và làm thực nghiệm điều khiển. .. cố định 15 P0704 Đầu vào số không hoạt động 0 P0724 Thời gian trễ 12.3ms 3 Nhóm tham số điều khiển: Bảng 3.3: Nhóm tham số điều khiển Tham số Chức năng Giá trị mặc định P1080 Tần số nhỏ nhất 0Hz P1082 Tần số lớn nhất 60Hz P1120 Thời gian tăng tốc 10 giây P1121 Thời gian giảm tốc 10 giây Hình ảnh thực tế: Hình 3.6: Hình ảnh thực tế của biến tần 3.2.1 Bộ PLC S7- 1200 Trong đồ án này em đã sử dụng CPU... thời nhỏ hơn thiết lập trước hiện thời HSC mang lại một sự ngắt khi giá trị đếm hiện thời bằng với giá trị thiết lập trước, khi sự đặt lại xuất hiện và còn khi có một thay đổi định hướng Do các ngắt xuất hiện với một tốc độ thấp hơn nhiều so với tốc độ đếm của HSC, việc điều khiển chính xác của các vận hành với tốc độ cao có thể được thực thi với ảnh hưởng nhỏ một cách tương đối đến chu trình quét của