Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC Lời Nói Đầu 2 Chương I: Cơ Sở Lý Thuyết 3 I. Mục Đích 3 II. Tìm Hiểu Về PLC 4 1. Khái Quát Về PLC 4 2. Các Modul, đối tượng mở rộng 12 3. Giới Thiệu chung về Analog EM235 13 Chương II: Thiết Kế Hệ Thống 17 I. Lựa Chọn Thiết Bị 17 1. Đặc Điểm Chính Biến Tần SIEMENS MM440 18 2.Nguyên lý hoat động của biến tần MM44 22 3. Bảng Điều Chỉnh 23 4. Tìm Hiểu Vè CPU 224 25 5. Cảm Biến Vận Tốc ( ENCODER) 29 6. Bộ Đếm Tốc Độ Cao 32 II. Tìm Hiểu Về Phần Mềm WinCC 41 1.Giới Thiệu HMI 41 2. Tìm Hiểu Phần Mềm WinCC 45 III. Xây Dựng Sơ Đồ Khối, Sơ Đồ Đấu Dây, 54 1.Sơ Đồ Khối 54 2 Sơ Đồ Đấu Dây 59 3. Thuật Toán Và Chương Trình 61 Chương III: Kết Quả Đề Tài 69 1.Kết Quả Nghiên Cứu Lý Thuyết 69 2.Kết Quả Thực Nghiệm 70 Tài Liệu Tham Khảo 73
GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC MC LC Li Núi u Chng I: C S Lý Thuyt I Mc ớch II Tỡm Hiu V PLC Khỏi Quỏt V PLC Cỏc Modul, i tng m rng Gii Thiu chung v Analog EM235 Chng II: Thit K H Thng I La Chn Thit B c im Chớnh Bin Tn SIEMENS MM440 2.Nguyờn lý hoat ng ca bin tn MM44 Bng iu Chnh Tỡm Hiu Vố CPU 224 Cm Bin Vn Tc ( ENCODER) B m Tc Cao II Tỡm Hiu V Phn Mm WinCC 1.Gii Thiu HMI Tỡm Hiu Phn Mm WinCC III Xõy Dng S Khi, S u Dõy, 1.S Khi S u Dõy Thut Toỏn V Chng Trỡnh Chng III: Kt Qu Ti 1.Kt Qu Nghiờn Cu Lý Thuyt 2.Kt Qu Thc Nghim Ti Liu Tham Kho Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn 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 cụng gúp phn vao 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 21 thỏng nm 2014 Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC CHNG I: C S Lí THUYT I 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: [0-1500]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 Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC II TèM HIU V PLC 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 Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn 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 - B nh lp trỡnh c ú thay i n gin cng nh iu khin linh hot Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC - 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 - Cỏc h PLC Series 90 TM ca hóng Fanme, Nht Bn - Cỏc h PLC CQM1, CPM1, CPM1A v SRM1 ca hóng OMRON, Nht Bn Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC 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: (1) Thu nhn cỏc tớn hiu u vo v phn hi (t cỏc cm bin, cỏc cụng tc hnh trỡnh) (2) Liờn kt, ghộp ni li v úng m mch phự hp vi chng 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 Cỏc b phn c bn ca PLC: Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC Hỡnh Cỏc b phn c bn ca PLC Hỡnh S ca 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: Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC - 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 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 Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC 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 PLC thc Chuyền liệu từ Q tới cổng Thực Chơng trình 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 Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page 10 GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC Bt u t tham s c tớn hiu t encoder Tớnh toỏn s vũng/phỳt V1300 (V/p) Yes iu khin bin tn tng tc ng c iu khin bin tn gim tc ng c ốn SHA sỏng Kt thỳc Nhúm Lp LT C-H in 1-K6 Page 59 GVHD: Th.s Duy Phỳ n Hc Phn PLC Thut toỏn v chng trinhg START Q0.7=1 SMD108=0 CALL HSC AC0[...]... cho ánh sang đi qua 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 Nguồn sang lắp đặt sao cho ánh sáng liên tục được tập trung xuyên qua đĩa mã hóa Bộ phận thu nhận ánh... 12 mode hoạt động khác nhau Tần số đếm lớn nhất của HSC phụ thuộc vào loại CPU có thể đạt tối đa 30khz Mỗi counter có các ngõ vào xác định hỗ trợ các chức năng: xung clock, hướng điều khiển, reset và start.Trong chế đọ đếm 2 pha, cả 2 xung clock có thể hoạt động ở tốc độ lớn nhất Còn trong chế độ một phần tư, thì tùy ý chọn hoạt động theo kiểu 1x và 4x Tất cả các counter hoạt động ở tốc độ lớn nhất... Phú Đồ Án Học Phần PLC Ví dụ hoạt động bằng reset và start 6.4.CÁC LOẠI HSC VÀ MODE HOẠT ĐỘNG 6.4 1 Các loại HSC S7 200 có 6 bộ đếm tốc độ cao từ HSC0 đến HSC5 Các ngõ vào trong PLC tương ứng với xung clock, hướng điều khiển, start và reset các chức năng ngõ vào này và mode HSC được cho dưới bảng sau 6.4.2 Mode HSC1(CPU 224, 226) Nhóm 1 – Lớp LT CĐ-ĐH Điện 1-K6 Page 34 GVHD: Th.s Đỗ Duy Phú Đồ Án Học... 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 số P0700 hoặc Đảo chiều 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 Chạy nhấp động cơ biến tần” Ở trạng thái sẵn sàng chạy, khi ấn nút này, động cơ khởi... trở cho các biến tần đến 75kW - 4 tần số ngắt quãng tránh cộng hưởng lên động cơ hoặc lên máy - Khởi động bám khi biến tần nối với động cơ quay - Tích hợp chức năng bảo vệ nhiệt cho động cơ dùng PTC / KTY - Khối chức năng Logic tự do: AND, OR, định thời, đếm - Moment không đổi khi qua tốc độ 0 - Kiểm soát Moment tải Thông số kỹ thuật: Điện áp vào và Công suất (200V đến 240V 1 AC ± 10% 0,12 đến 3kW )... khiển chẳng hạn như đo nhiệt độ analog output: cũng là một phần của modul analog thực chất nó là bộ biến đổi tương tự (D/A) nó chuyển đổi tín hiệu số ở đầu vào thành tín hiệu tương tự ở đầu ra dùng để điều khiển các thiết bị với giải đo tương tự chẳng hạn như điều khiển van mở góc 0 đến 100% hay điều khiển tốc độ biến tần 0 – 50hz Nguyên lý hoạt động của các cảm biến là tín hiệu đo chuẩn trong công... đĩa mã hóa Bộ phận thu nhận ánh sáng được lắp ở mặt sau của đĩa mã hóa sao Nhóm 1 – Lớp LT CĐ-ĐH Điện 1-K6 Page 29 GVHD: Th.s Đỗ Duy Phú Đồ Án Học Phần PLC cho có thể nhân được ánh sáng đĩa được lắp đặt trên trục 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... loại vùng nhớ HSC và số counter(ví dụ HC0) Giá trị hiện hành của HSC là giá trị chỉ đọc và có địa chỉ ở dạng double word Dạng: HC[Số HSC]HC2 Chọn trạng thái tác động của mode 1x và 4x Byte điều khiển Nhóm 1 – Lớp LT CĐ-ĐH Điện 1-K6 Page 35 GVHD: Th.s Đỗ Duy Phú Đồ Án Học Phần PLC Mỗi HSC có một byte điều khiển cho phép counter hoạt động hay không? Bảng địa chỉ chỉ mô tả các bit điều khiển Sắp đặt các... 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 Nhóm 1 – Lớp LT CĐ-ĐH Điện 1-K6 Page 23 GVHD: Th.s Đỗ Duy Phú Nút chức năng Đồ Án Học Phần PLC Nút này có thể dùng để xem thêm thông tin Khi ta ấn và giữ khoảng 2 giây nút này hiển thị các thông tin sau, bắt... 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 tùy theo bộ điều khiển theo lý thuyeert giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tùy theo chế độ diều khiển Đối với tải có momen không đổi tuy vậy đổi với tải bơm hoặc quạt quy luật này lại là hàm bâc 4 , điện áp là hàm bậc 4 của tấn số điều này tạo ra đặc tính momen là hàm bậc 2 của tốc độ phù