thiết kế hệ thống giám sát nhiệt độ phòng sever máy tính

22 81 0
  • Loading ...
1/22 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 05/07/2018, 10:56

sử dụng plc giám sát nhiệt độ phòng máy tính và cảnh báo quá ngưỡng nhiệt độ phòng sever rộng 40m2 và yêu cầu giám sát tại 3 điểm trong phòng cảnh báo bằng loa và có giám sát trên máy tính ở phòng bảo vê TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN : ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN Đề tài : Đo nhiệt độ phòng server báo động nhiệt độ ngưỡng Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Bá Khá Sinh viên thực : Nguyễn Đình Nam MSV:1041040062 Lớp: Điện 1_K10 Lời nói đầu Đất nước ngày phát triển theo xu cơng nghiêp hóa đại hóa Thế giở trải qua cách mạng công lần thứ nước , lần thứ hai điện, lần ba internet cách mạng công nghiệp lần thứ ngày đến gần cách mạng tự động hóa Đó hội thách thức cho nước ta Nên mơn tự động hóa trọng Dựa vào mơn lập trình PLC hướng dẫn nhiệt tình thầy Nguyễn Bá Khá môn đo lương điều khiển Em tự làm đề tài thú vị mang lại cho em nhiều kiến thức đề tài : “ Đo nhiệt độ phòng sever báo động nhiệt độ ngưỡng” Do kiến thức em có hạn nên đề tài khơng thể tránh sai sót Em mong đóng góp thầy để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Mục lục Chương 1.1 Tổng quan phương pháp đo nhiệt độ khái niệm nhiệt độ thang đo nhiệt 1.1.1 khái niệm nhiệt độ 1.1.2 Các phương pháp đo nhiệt độ Chương thiết kế hệ thống đo điều khiển 2.1 , Sơ đồ khối hệ thống 2.2 Lựa chọn thiết bị thực tế 2.2.1 , Cảm biến nhiệt độ PT100 2.2.2 Bộ xử lý (CPU) A, PLC S7-200(CPU224) .9 B, Module anolog EM235 10 Mô tả 11 2.2.3 loa 18 2.2.4 Đèn báo 18 2.3 Lập trình phần mền .19 Chương Kết luân 20 Chương Tổng quan phương pháp đo nhiệt độ 1.1 khái niệm nhiệt độ thang đo nhiệt 1.1.1 khái niệm nhiệt độNhiệt độ đại lương vật lý đặc trưng cho cường độ chuyển động nguyên tử, phân tử hệ vật chất Tuỳ theo trạng thái vật chất ( rắn, lỏng, khí) mà chuyển động có khác Ở trạng thái lỏng, phân tử dao động quanh vi trí cân vi trí cân ln dịch chuyển làm cho chất lỏng khơng có hình dạng định Còn trạng thái rắn, phần tử, nguyên tử dao động xung quanh vị trí cân Các dạng vận động phân tử, nguyên tử gọi chung chuyển động nhiệt Khi tương tác với bên ngồi có trao đổi lượng khơng sinh cơng, q trình trao đổi lượng nói gọi truyền nhiệt Q trình truyền nhiệt tuân theo nguyên lý: -Nhiệt tự truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thất.Ở trạng thái rắn, truyền nhiệt xảy chủ yếu dẫn nhiệt xạ nhiệt -Đối với chất lỏng khí ngồi dẫn nhiệt xạ nhiệt có truyền nhiệt đối lưu Đó tượng vận chuyển lượng nhiệt cách vận chuyển phần khối vật chất vùng khác hệ chênh lệch tỉ trọng b) Các thang đo nhiệt  Fahrenheit -Độ Fahrenheit nghĩ vào đầu kỉ 18 Trên thang đo này, điểm băng 32o điểm nước 212o Những số phát sinh Fahrenheit khơng sử dụng điểm băng điểm nước cố định mà chọn hỗn hợp băng/muối làm điểm mốc mà ông gán cho giá trị o, nhiệt độ thể người gán cho giá trị 96o -Thang đo Fahrenheit sử dụng tin thời tiết Mĩ, khoa học thuộc lịch sử  Celsius -Vào năm 1742, nhà thiên văn học người Thụy Điển Anders Celsius đề xuất thang đo nhiệt độ băng tan 0o nước sôi 100o Thang Celsius sử dụng rộng rãi, gọi thang bách phân có 100 độ chia hai điểm cố định nói Nhiệt độ thang đo cho theo “độ Celsius”, oC -Một nhược điểm thang Celsius nhiệt độ thấp điểm đóng băng âm  Kelvin -Vào năm 1848, nhà vật lí William Thomson (sau huân tước Kelvin) đề xuất thang đo nhiệt độ bắt đầu nhiệt độ thấp có lí thuyết, độ khơng tuyệt đối Thang đo gọi nhiệt giai tuyệt đối hay nhiệt giai Kelvin Các độ chia thang đo gọi kelvin kí hiệu K (không phải oK) Một độ chia kelvin cỡ với độ chia Celsius, tức K = 1oC 1.1.2Các phương pháp đo nhiệt độ Nhiệt độ đại lượng đo gián tiếp sở tính chất vật phụ thuộc nhiệt độ Hiện có nhiều ngun lí cảm biến khác để chế tạo cảm biến nhiệt độ như: nhiệt điện trở, cặp nhiệt ngẫu, phương pháp quang dựa phân bố phổ xạ nhiệt, phương pháp dựa dãn nở vật rắn, lỏng, khí dựa tốc độ âm… Có phương pháp đo chính:  Ở dải nhiệt độ thấp trung bình phương pháp đo phương pháp tiếp xúc, nghĩa chuyển đổi đặt trực tiếp môi trường đo Thiết bị đo như: nhiệt điện trở, cặp nhiệt, bán dẫn  Ở dải nhiệt độ cao phương pháp đo phương pháp không tiếp xúc ( dụng cụ đặt ngồi mơi trường đo) Các thiết bị đo hay sử dụng cảm biến nhiệt 1.1 Các thiết bị đo nhiệt độ chuyên dụng  Đồng hồ đo nhiệt độ Đồng hồ đo nhiệt độ ứng dụng công nghệ cảm biến tiên tiến nay, đảm bảo độ xác việc đo nhiệt độ, độ ẩm mơi trường, xí nghiệp, nhà máy, hệ thống sản xuất, hệ thống lò nung… Thiết bị đo nhiệt độ phổ biến Đồng hồ đo nhiệt độ TB24, Nhiệt kế, Đông Hồ Nhiệt Độ ( TG-32)  Cảm Biến Nhiệt Độ -Cảm biến nhiệt độ chuyên sử dụng để đo nhiệt độ hệ thống sản xuất cơng nghiệp q trình hoạt động nhà máy, khu công nghiệp -Cảm biến nhiệt độ với điều khiển để đo nhiệt độ nhà máy dễ dàng Trong thực tế, cảm biến nhiệt độ lắp sẵn hệ thống, máy cần đo theo dõi nhiệt độThiết bị đo nhiệt độ -Một số loại cảm biến nhiệt độ phổ biến: Thiết bị đo nhiệt độ kim loại lỏng Tempstick 529, Bộ chuyển đổi tín hiệu can nhiệt K, Pt ,S, -Cảm biến nhiệt độ trực tiếp lò thép W330, Thiết bị đo nhiệt độ hiển thị điện tử SK-1260  Máy Đo Nhiệt Độ Cầm tay - Đây thiết bị đo nhiệt độ gọn nhẹ nên tiện ích, thường sử dụng cho, thợ khí, thợ điện, người bảo trì máy móc, tra xây dựng … - Thiết bị đo nhiệt độ cầm tay đo nhiệt độ phương pháp tiếp xúc, đo nhiệt độ ấp đầu thiết bị vào thiết bị cần đo kết hiển thị thiết bị đo - Thiết bị đo nhiệt độ cầm tay thiết kế đơn giãn, dễ sử dụng, độ xác cao, an toàn tuyệt đối Đặc biệt, chiều dài đầu thép cáp lên đến 1m chuyên dùng vật liệu đông lạnh, loại hoa Giá trị đọc nhiệt độ tự động, hiệu chuẩn tinh chỉnh Chương thiết kế hệ thống đo điều khiển 2.1 , Sơ đồ khối hệ thống Cảm biến nhiệt độ Đối tượng đo Bộ xư lý CPU LOA Đèn báo Nguồn cấp 2.2 Lựa chọn thiết bị thực tế 2.2.1, Cảm biến nhiệt độ PT100 Các loại đầu loại K, Pt100, có dạng ren 13, ren 9.6, khơng ren – Đường kính: 3.2mm, 4mm, 6.4mm, 8mm – Chiều dài: 30mm, 40mm, 50mm, 100mm… – Nhiệt độ: -50~200 độ C (Pt100), 0-400 độ C (K) – Dây Cáp dài: mét – Thân: Inox 304, inox 316 2.2.2Bộ xử lý (CPU) A, PLC S7-200(CPU224) - Nguồn cấp 220VAC 🔽Hàng phía : 🔽Chân M L+ nối vào chân âm ( M) chân dương (L+) nguồn chiều 24V , ta khơng quan tâm đến chân có dấu mũi tên 🔽Từ Q0.0 đến Q0.4 ta nối tải , đầu lại tải nối nới chân 1M chân âm(M) nguồn 24V , chân dương nguồn 24V nối với chân 1L+ 🔽Tương tự Q0.5 đến Q1.1 ta cung làm nối với 2M 2L+ Hàng phía ( hàng ngõ vào Input kí hiệu I0.0 đến I1.5): 🔽Hàng ta nối cơng tắc ( hình ) nút bấm , sensor, nói chung nối ngõ vào để điều khiển ngõ 🔽Một đầu công tắc nối với cổng I đầu lại nối với chân dương nguồn 24V , nguồn âm 24v ta nối vào 1M 2M tùy theo bạn sử dụng cổng I ( có nhóm I0.0 đến i0.7 I1.0 đến I1.5) 🔽 Chân M L+ cấp nguồn 24V cho bạn muốn sử dụng lấy B, Module anolog EM235 EM 235 module tương tự gồm có 4AI 1AO 12bit (có tích hợp chuyển đổi A/D D/A 12bit bên trong) 10 2.1 Các thành phần module analog EM235 Thành phần Mô tả đầu vào tương tự kí hiệu chữ A,B,C,D Các đầu nối đầu vào A Các đầu nối đầu vào B Các đầu nối đầu vào C Các đầu nối đầu vào D Các đầu nối đầu Chỉnh hệ số khuếch đại Chỉnh trôi điểm không Cho phép chọn dải đầu vào độ phân giải A+ , A- , RA B+ , B- , RB C+ , C- , RC D+ , D- , RD đầu tương tự (MO,VO,IO) Gain Offset Switch cấu hình Sơ đồ khối đầu vào Analog 11 Sơ đồ khối đầu Analog 12 2.2 Định dạng liệu a/ Dữ liệu đầu vào: - Kí hiệu vùng nhớ : AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2…) - Định dạng: + Đối với dải tín hiệu đo khơng đối xứng (ví dụ 0-10V,0-20mA): MSB LSB 15 14 0 Dữ liệu 12 bit 0 Modul Analog Input S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào (áp, dòng) thành giá trị số từ 032000 + Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ 10V, 10mA,): MSB LSB 15 Dữ liệu 12 bit 0 0 Modul Analog Input S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào áp, dòng) thành giá trị số từ -3200032000 b/ Dữ liệu đầu ra: - Kí hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2…) - Định dạng liệu + Đối với dải tín hiệu đo khơng đối xứng (ví dụ 0-10V,4-20mA): MSB LSB 15 14 0 Dữ liệu 11 bit 0 0 Modul Analog output S7-200 chuyển đổi số 032000 thành tín hiệu điện áp đầu 010V + Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ 10V, 10mA,): Kiểu module Analog output S7-200 không hỗ trợ MSB 15 Dữ liệu 12 bit 0 LSB 0 c/ Bảng tổng hợp : Định dạng liệu Kiểu tín hiệu đối xứng (10V, 10mA,) Tín hiệu khơng đối xứng (010V, 420mA) Giá trị chuyển đổi - 32000 đến +32000 đến +32000 2.3 Cách nối dây 13 - a/ Đầu vào tương tự: Với thiết bị đo đầu kiểu điện áp: RA + - A+ Điện áp A- - Với thiết bị đo tín hiệu đầu dòng điện: RA A+ A- + 4-20 mA - PS PS M Hoặc : RA A+ A- + - 4-20 mA L+ M b/ Đầu tương tự: 14 MO VO Tải điện áp IO Tải dòng điện c/ Cấp nguồn cho Module: M Nguồn 24 VDC L+ Tổng quát cách nối dây: 15 2.4 Cài đặt dải tín hiệu vào Module EM 235 cho phép cài đặt dải tín hiệu độ phân giải đầu vào switch: On Off Sau bảng cấu hình : Dải khơng đối xứng SW1 SW2 SW3 ON OFF OFF OFF ON OFF ON OFF OFF OFF ON OFF ON OFF OFF ON OFF OFF OFF ON OFF Dải đối xứng SW1 SW2 SW3 ON OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF ON SW4 ON ON OFF OFF OFF OFF OFF SW5 OFF OFF ON ON OFF OFF OFF SW6 ON ON ON ON ON ON ON SW4 ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF SW5 OFF OFF OFF ON ON ON OFF OFF OFF SW6 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF Dải đầu vào Độ phan giải – 50 mV – 100 mV – 500 mV 0–1V 0–5V – 20 mA – 10 V Dải đầu vào 12.5 uV 25 uV 125 uV 250 uV 1.25 mV uA 2.5 mV Độ phân giải ± 25 mV ± 50 mV ± 100 mV ± 250 mV ± 500 mV ± 1V ± 2.5 V ±5V ± 10 V 12.5 uV 25 uV 50 uV 125 uV 250 uV 500 uV 1.25 mV 2.5 mV mV 2.5 Trình tự thiết lập chỉnh cho module analog a/ Căn chỉnh đầu vào cho module analog - Hãy tắt nguồn cung cấp cho module - Gạt switch để chọn dải đo đầu vào - Bật nguồn cho CPU module Để module ổn định vòng 15 phút - Sử dụng truyền, nguồn áp, nguồn dòng, cấp giá trị đến đầu vào - Đọc giá trị nhận CPU - Căn vào giá trị chỉnh OFFSET để đưa giá trị (căn chỉnh điểm không) , giá trị số cần thiết kế - Sau nối đầu vào với giá trị lớn dải đo - Đọc giá trị nhận CPU 16 - Căn vào giá trị chỉnh GAIN để đọc giá trị 32000, giá trị số cần thiết kế Lặp lại bước chỉnh OFFSET GAIN cần thiết Chú ý : Phải chắn nguồn cung cấp cho cảm biến phải loại bỏ nhiễu phải ổn định Dây dẫn tín hiệu phải có lớp bảo vệ chống nhiễu Các đầu vào analog không sử dụng phải nối ngắn mạch (ví dụ A+ nối với A-) 2.6 Cách tính qua chuyển đổi OV đầu từ(0-100*C) LV đầu vào (6400-32000) tương ứng với điện áp cảm biến nhiệt độ từ (0-10V) từ(4mA-20mA) OSH đầu max 100 OHI đầu ISH đầu vào max 32000 ISL đầu vào 6400 OV= OV= =0.00390625IV-25 17 2.2.3loa Thông số kỹ thuật : - Điện áp :12V,24V,110V,220V AC 50~60 Hz - 98 DB - Trọng lượng : 0,5 KG 2.2.4Đèn báo Chứ năng: dùng để cảnh báo nơi nguy hiểm, thường lắp đặt công trường, cầu đường thi công sửa chữa, đặc biệt phát huy tác dụng vào ban đêm 18 Thông số kỹ thuật - Điện áp :12V, 24V, 110V, 220V, AC 50 60 Hz 2.3 Lập trình phần mền 19 Chương Kết luân Đây đề tài thực tế Đề tài giúp em kết nối môn học liên quan đến Tuy dùng PLC thực tế giá thành cao bù lại có độ xác cao khơng bị nhiễu sóng Em cảm ơn thầy hướng dẫn nhiệt tình trình làm đồ án Tham khảo 20 21
- Xem thêm -

Xem thêm: thiết kế hệ thống giám sát nhiệt độ phòng sever máy tính, thiết kế hệ thống giám sát nhiệt độ phòng sever máy tính, Chương 1 Tổng quan về phương pháp đo nhiệt độ, 1 khái niệm nhiệt độ và các thang đo nhiệt, Chương 2 thiết kế hệ thống đo và điều khiển, 2 Lựa chọn thiết bị thực tế, B, Module anolog EM235

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay