Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 78 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
78
Dung lượng
778,5 KB
Nội dung
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾMÔHÌNH ĐO VÀĐIỀUKHIỂNNHIỆTĐỘGIAOTIẾPMODULEANALOGPLCS7-200 SVTH : HUỲNH THIÊN BẢO LỚP : 95KĐĐ GVHD : NGUYỄN XUÂN ĐÔNG TP. HỒ CHÍ MINH THÁNG 3 – 2000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP -TỰ DO- HẠNH PHÚC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỆN –ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : HUỲNH THIÊN BẢO Lớp : 95KĐĐ Ngành : ĐIỆN –ĐIỆN TỬ 1.Tên đề tài: THIẾT KẾMÔHÌNH ĐO VÀĐIỀUKHIỂNNHIỆTĐỘGIAOTIẾPMODULEANALOGPLCS7-200 2. Các Số Liệu Ban Đầu: 3. Nội Dung Phần Thuyết Minh: 4.Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN XUÂN ĐÔNG 5.Ngày giao nhiệm vụ: 13-12-1999 6.Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28-2-2000 Giáo viên hướng dẫn Thông qua bộ môn Ngày…Tháng ….Năm 2000 Chủ nhiệm bộ môn BẢN NHẬN XÉTLUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên : HUỲNH THIÊN BẢO Lớp : 95KĐĐ Ngành : ĐIỆN –ĐIỆN TỬ Tên đề tài: THIẾT KẾMÔHÌNH ĐO VÀĐIỀUKHIỂNNHIỆTĐỘGIAOTIẾPMODULEANALOGPLCS7-200 Nội dung luận văn tốt nghiệp: Nhận xét của giáo viên hướng dẫn : Giáo viên hướng dẫn (ký và ghi rõ họ tên) NGUYỄN XUÂN ĐÔNG BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên sinh viên : HUỲNH THIÊN BẢO Lớp : 95KĐĐ Ngành : ĐIỆN –ĐIỆN TỬ Tên đề tài: THIẾT KẾMÔHÌNH ĐO VÀĐIỀUKHIỂNNHIỆTĐỘGIAOTIẾPMODULEANALOGPLCS7-200 Nội dung luận văn tốt nghiệp: Nhận xét của giáo viên phản biện: Giáo viên phản biện (ký và ghi rõ họ tên) MỤC LỤC Trang Phần A : GIỚI THIỆU Phần B : NỘI DUNG Phần I : LÝ THUYẾT LIÊN QUAN Chương I :CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐONHIỆTĐỘ 1 I – Khái niệm chung 1 II – Các phương pháp đonhiệtđộ 2 III – Giới thiệu một số mạch đonhiệtđộ- -17 IV – Giới thiệu một số mạch khống chế nhiệtđộ 20 Chương II : GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC 25 I – Sơ lược về lòch sử phát triển 25 II – Cấu trúc và nghiên cứu hoạt động của một PLC 25 III – So sánh PLC với các hệ thống điềukhiển khác – Lợi ích của việc sử dụng PLC IV – Một vài lónh vực tiêu biểu ứng dụng PLC 30 V – Giới thiệu về ModuleAnalog EM235 của PLCS7 – 200, CPU 214 30 Chương III : GIỚI THIỆU VỀ SCR VÀ CÁC IC ĐƯC SỬ DỤNG TRONG MẠCH 36 Phần II : NỘI DUNG A – THIẾTKẾ PHẦN CỨNG 39 I – Yêu cầu 39 II – Sơ đồ khối – Nguyên lý hoạt động dựa theo sơ đồ khối 39 III – Thiếtkế chi tiết- 39 1 – Mạch cảm biến nhiệtđộvà mạch khuếch đại- 39 2 – Mạch điềukhiển 43 3 – Mạch giải mã – Hiển thò 48 4 – Thiết bò 51 5 – Nguồn cung cấp-51 6 – Sơ đồ nguyên lý-54 B – PHẦN MỀM 55 1 – Quan hệ giữa nhiệtđộvà dữ liệu 12 bit ở đầu ra của bộ chuyển đổi ADC 55 2 – Chương trình điều khiển- 57 Phần III : THI CÔNG MẠCH I – Sơ đồ bố trí linh kiện và mạch in 66 II – Cân chỉnh mạch đầu đo 69 Phần C : KẾT LUẬN – TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHAÀN I: LYÙ THUYEÁT LIEÂN QUAN CHƯƠNG I :CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐONHIỆTĐỘ I-Khái niệm chung: Trong nghiên cứu khoa học, trong sản xuất cũng như trong đời sống sinh hoạt hằng ngày, luôn luôn cần xác đònh nhiệtđộ của môi trường hay của một vật nào đó. Vì vậy việc đonhiệtđộ đã trở thành một việc làm vô cùng cần thiết. Đonhiệtđộ là một trong những phương thức đo lường không điện. Nhiệtđộ cần đo có thể rất thấp (một vài độ Kelvin), cũng có thể rất cao (vài ngàn, vài chục ngàn độ Kelvin). Độ chính xác của nhiệtđộ có khi cần tới một vài phần ngàn độ, nhưng có khi vài chục độ cũng có thể chấp nhận được. Việc đonhiệtđộ được tiến hành nhờ các dụng cụ hỗ trợ chuyên biệt như cặp nhiệt điện, nhiệt điện trở, diode và transistor, IC cảm biến nhiệt độ, cảm biến thạch anh … Tùy theo khoảng nhiệtđộ cần đovà sai số cho phép mà người ta lựa chọn các loại cảm biến và phương pháp đo cho phù hợp: - Khoảng nhiệtđộđo bằng phương pháp tiếp xúc và dùng cặp nhiệt điện là từ 200 0 C đến 1000 0 C,độ chính xác có thể đạt tới +/-1% -> 0.1%. - Khoảng nhiệtđộđo bằng phương pháp tiếp xúc và dùng cặp nhiệt điện (cặp nhiệt ngẫu) là từ –270 0 C đến 2500 0 C với độ chính xác có thể đạt tới +/- 1% -> 0.1%. - Khoảng nhiệtđộđo bằng phương pháp tiếp xúc và dùng các cảm biến tiếp giáp P-N (diode, transistor, IC) là từ –200 0 C đến 200 0 C,sai số đến +/- 0.1%. - Các phương pháp đo không tiếp xúc như bức xạ,quang phổ… có khoảng đo từ 1000 0 C đến vài chục ngàn độ C với sai số +/-1% -> 10%. Thang đonhiệtđộ gồm: thang đo Celcius( 0 C), thang đo Kelvin ( 0 K), thang đo Fahrenheit ( 0 F), thang đo Rankin ( 0 R). T( 0 C) = T( 0 K) – 273.15 T( 0 F) = T( 0 R) - 459.67 T( 0 C) = [ T( 0 F) –32 ]*5/9 T( 0 F) = T( 0 C)*9/5 +32 *Sự liên hệ giữa các thang đo ở những nhiệtđộ quan trọng: Kelvin( 0 K) Celcius( 0 C) Rankin( 0 R) Fahrenheit( 0 F) 0 -273.15 0 -459.67 273.15 0 491.67 32 273.16 0.01 491.69 32.018 373.15 100 671.67 212 II-Các phương pháp đonhiệt độ: Ta có thể chia quá trình đonhiệtđộ ra làm ba khâu chính: a-Khâu chuyển đổi: Khâu chuyển đổi nhiệtđộ thường dựa vào những biến đổi mang tính đặc trưng của vật liệu khi chòu sự tác động của nhiệt độ. Có các tính chất đặc trưng sau đây: - Sự biến đổi điện trở. - Sức điện động sinh ra do sự chênh lệch nhiệtđộ ở các mối nối của các kim loại khác nhau. - Sự biến đổi thể tích, áp suất. - Sự thay đổi cường độ bức xạ của vật thể khi bò đốt nóng. Đối với chuyển đổi nhiệt điện, người ta thường dựa vào hai tính chất đầu tiên để chế tạo ra các cặp nhiệt điện (Thermocouple), nhiệt điện trở kim loại hay bán dẫn, các cảm biến nhiệtđộ dưới dạng các linh kiện bán dẫn như: diode, transistor, các IC chuyên dùng. b-Khâu xử lý: Các thông số về điện sau khi được chuyển đổi từ nhiệtđộ sẽ được xử lý trước khi qua đến phần chỉ thò. Các bộ phận ở khâu xử lý gồm có: phần hiệu chỉnh, khuếch đại, biến đổi ADC (Analog-Digital-Converter)… Ngoài ra còn có thể có các mạch điện bổ sung như: mạch bù sai số, mạch phối hợp tổng trở… c-Khâu chỉ thò: Khâu chỉ thò trước đây thường sử dụng các cơ cấu cơ điện, ở đó kết quả đo được thể hiện bằng góc quay hoặc sự di chuyển thẳng của kim chỉ thò. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ điện tử, đãsản xuất nhiều loại IC giải mã, IC số chuyên dùng trong biến đổi ADC, vì vậy cho phép ta sử dụng khâu chỉ thò số dễ dàng như dùng LED 7 đoạn hoặc màn hình tinh thể lỏng LCD. Ở đó, kết quả đo được thể hiện bằng các con số trong hệ thập phân. 1-Đo nhiệtđộ bằng nhiệt điện trở: Nhiệt điện trở thường dùng để đonhiệtđộ của hơi nước, khí than trong các đường ống, các lò phản ứng hóa học, các nồi hơi, không khí trong phòng … Nguyên lý làm việc của thiết bò này là dựa vào sự thay đổi điện trở theo nhiệtđộ của các vật dẫn điện, tức là điện trở là một hàm theo nhiệt độ: R = f(T). Cuộn dây điện trở thường nằm trong ống bảo vệ, tùy theo công dụng mà vỏ ngoài có thể làm bằng thủy tinh, kim loại hoặc gốm. Đối với hầu hết các vật liệu dẫn điện thì giá trò điện trở R tùy thuộc vào nhiệtđộ T theo một hàm tổng quát sau: [...]... và B và tại hai điểm tiếp xúc của chúng có nhiệtđộ T1 và T2 sẽ tạo ra một sức điện động E T2T1A/B tùy thộc một mặt vào vật liệu của A và B, mặt khác tùy thuộc vào T1 và T2 Nhiệtđộ của một trong hai mối nối cố đònh, được biết và dùng làm chuẩn (T1 = Tref), trong khi T2 là nhiệtđộ của mối nối còn lại là nhiệtđộ Tc đạt được khi đặt trong môi trường có nhiệtđộ không biết Tx Nhiệtđộ Tc phụ thuộc vào... + /-3 % T = 4000C → 12500C là + /-0 ,75% -Thermocouple Cu_Constantan : Nhiệtđộ sử dụng : T = -2 700C → 3700C Đường kính dây : 1,63mm Sức điện động Seebeck : E = (-6 ,25 → 19)mV Cấp chính xác : T = -1 000C → -4 00C là + /-2 % T = -4 00C → 1000C là + /-8 % T = 1000C → 3500C là + /-0 ,75% 3- o nhiệtđộ bằng hỏa kế quang học : Hoả kế quang học là tên gọi chung của các dụng cụ đonhiệtđộ bằng cách ứng dụng các tính... → 40V - LM13 4-3 , LM13 4-6 : • Tầm nhiệt sử dụng : -5 00C → 1250C • Độ chính xác : +3C - LM23 4-3 , LM23 4-6 : • Tầm nhiệt sử dụng : -2 50C → 1000C • Độ chính xác cao : +6C • III-GIỚI THIỆU MỘT SỐ MẠCH ĐONHIỆT ĐỘ: Về mạch điện đonhiệtđộ rất đa dạng phong phú, từ mạch đo chỉ thò bằng đồng hồ microampe đến mạch đo chỉ thò số, cũng như bộ chuyển đổi mạch cũng rất đa dạng Tuỳ theo yêu cầu sử dụng và yêu cầu kỹ... tải ,điều chỉnh dòng qua mA kế R3 : biến trở chỉnh 0 (lúc cầu cân bằng) Cũng có thể dùng mạch này để điều khiển nhiệt độ nếu thay thế microampe bằng mạch khuếch đại và bộ phận Relay 2- o nhiệtđộ bằng sự bù tiếp giáp cho cặp nhiệt kiểu K: Mạch này nêu ra AD590 được kết nối để bù nhiệt cho cặp nhiệt kiểu K Các tiếp giáp quy chiếu phải có tiếp xúc nhiệt sát với vỏ thiết bò AD590 V+ phải ít nhất 4V và dòng... chọn nhiệt điện trở phù hợp với điều kiện đo. Ví dụ nếu cần đo trong môi trường dễ ăn mòn thì phải dùng loại vỏ bằng thép hợp kim không rỉ có tính chống mòn Nhiệtđộvà áp lực môi trường đo không vượt quá giới hạn quy đònh của từng loại -Không nên đặt nhiệtkế ở những nơi có chấn động, rung động, va chạm Đầu dây nối vào dây đồng hồ chỉ nhiệtđộ không được nóng quá 100 0C Vò trí đặt can nhiệt (loại nhiệt. .. hàn C2H2, hàn hóa chất Cặp nhiệt loại 1,2,3 : đo ở nhiệtđộ . ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ GIAO TIẾP MODULE ANALOG PLC S7 - 200 SVTH : HUỲNH THIÊN BẢO LỚP : 95KĐĐ. VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : HUỲNH THIÊN BẢO Lớp : 95KĐĐ Ngành : ĐIỆN –ĐIỆN TỬ 1.Tên đề tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ GIAO TIẾP MODULE ANALOG PLC S7 - 200 2. Các Số Liệu. VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên : HUỲNH THIÊN BẢO Lớp : 95KĐĐ Ngành : ĐIỆN –ĐIỆN TỬ Tên đề tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ GIAO TIẾP MODULE ANALOG PLC S7 - 200 Nội dung luận