Đo và điều khiển nhiệt độ bằng S7-200

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 KẾ MÔ HÌNH ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ GIAO TIẾP MODULE ANALOG PLC S7 - 200 SVTH : HUỲNH THIÊN 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 MINHĐỘC 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 KẾ MÔ HÌNH ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ GIAO TIẾP MODULE ANALOG PLC S7 - 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 KẾ MÔ HÌNH ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ GIAO TIẾP MODULE ANALOG PLC S7 - 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 KẾ MÔ HÌNH ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ GIAO TIẾP MODULE ANALOG PLC S7 - 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 ĐO NHIỆT ĐỘ I – Khái niệm chung II – Các phương pháp đo nhiệt độ III – Giới thiệu một số mạch đo nhiệt độ 17 IV – Giới thiệu một số mạch khống chế nhiệt độ 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 điều khiển khác – Lợi ích của việc sử dụng PLC IV – Một vài lónh vực tiêu biểu ứng dụng PLC V – Giới thiệu về Module Analog EM235 của PLC S7 – 200, CPU 214 Chương III : GIỚI THIỆU VỀ SCR VÀ CÁC IC ĐƯC SỬ DỤNG TRONG MẠCH Phần II : NỘI DUNG A – THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 39 I – Yêu cầu II – Sơ đồ khối – Nguyên lý hoạt động dựa theo sơ đồ khối 39 III – Thiết kế chi tiết 39 1 – Mạch cảm biến nhiệt độ và mạch khuếch đại 2 – Mạch điều khiển 43 3 – Mạch giải mã – Hiển thò 48 4 – Thiết bò 51 5 – Nguồn cung cấp 6 – Sơ đồ nguyên lý B – PHẦN MỀM 55 1 – Quan hệ giữa nhiệt độ và dữ liệu 12 bit ở đầu ra của bộ chuyển đổi ADC 2 – Chương trình điều khiển 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 ĐO NHIỆT ĐỘ 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 nhiệt độ của môi trường hay của một vật nào đó. Vì vậy việc đo nhiệt độ đã trở thành một việc làm vô cùng cần thiết. Đo nhiệt độ là một trong những phương thức đo lường không điện. Nhiệt độ 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 nhiệt độ có khi cần tới một vài phần ngàn độ, nhưng có khi vài chục độ cũng có thể chấp nhận được. Việc đo nhiệt độ 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 nhiệt độ cần đo và sai số cho phép mà người ta lựa chọn các loại cảm biến và phương pháp đo cho phù hợp: - Khoảng nhiệt độ đo 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 nhiệt độ đo 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 nhiệt độ đo 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 đo nhiệt độ 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 nhiệt độ quan trọng: Kelvin( 0 K) Celcius( 0 C) Rankin( 0 R) Fahrenheit( 0 F) [...]... A và B và tại hai điểm tiếp xúc của chúng có nhiệt độ T1 và T2 sẽ tạo ra một sức điện động ET2T1A/B tùy thộc một mặt vào vật liệu của A và B, mặt khác tùy thuộc vào T1 và T2 Nhiệt độ của một trong hai mối nối cố đònh, được biết và dùng làm chuẩn (T1 = Tref), trong khi T2 là nhiệt độ của mối nối còn lại là nhiệt độ Tc đạt được khi đặt trong môi trường có nhiệt độ không biết Tx Nhiệt độ Tc phụ thuộc vào... điểm của nhiệt kế này Phạm vi sử dụng thermistor từ 100 0C đến 4000C Vì là chất bán dẫn nên khi sử dụng ở nhiệt độ cao hơn 200 0C thì Thermistor phải có bọc chất liệu nhiệt 2 -Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điện (Thermocouple) : Nhiệt độ cần đo được cặp nhiệt chuyển đổi thành sức điện động để đưa vào các voltmet chỉ thò bằng kim ,bằng vạch sáng hoặc bằng các con số *Cấu tạo-Đặc tính tổng quát : Một cặp nhiệt. .. 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 Nhiệt độ và áp lực môi trường đo không vượt quá giới hạn quy đònh của từng loại -Không nên đặt nhiệt kế ở những nơi có chấn động, rung động, va chạm Đầu dây nối vào dây đồng hồ chỉ nhiệt độ không được nóng quá 1000C Vò trí đặt can nhiệt (loại nhiệt. .. nhiệt điện trở dễ bò phá hủy Điểm M: là điểm điều hành nhiệt điện trở.Đáp ứng nhiệt độ tức thời khi cường độ dòng tăng vọt, nhiệt điện trở hoạt động bình thường trong khi chờ đến nhiệt độ tăng Hệ số nhiệt và điểm điều hành này thay đổi theo thành phần các hợp chất cấu tạo Thermistor Độ biến thiên có thể từ 10% đến 90% trên độ bách phân -Đặc tuyến nhiệt độ của nhiệt điện trở bán dẫn loại NT: R O T Đặc... hàn C2H2, hàn hóa chất Cặp nhiệt loại 1,2,3 : đo ở nhiệt độ 5000 : thermistor đo nhiệt độ thấp B = 6000 ->13000 : thermistor đo nhiệt độ cao Khi nhiệt độ càng giảm thì độ nhạy của... liệu do mức độ hàn Tránh việc thay đổi nhiệt độ đột ngột đối với cặp nhiệt điện Tránh xa vùng ảnh hưởng của điện trường và từ trường mạnh Nên để cặp nhiệt điện thẳng đứng nhằm tránh ống bảo vệ bò biến dạng nhiệt Hộp đầu dây của cặp nhiệt điện không nên đặt quá gần nơi cần đo nhiệt độ để tránh nhiệt độ đầu tự do quá cao Chú ý đến phạm vi sử dụng của từng loại cặp nhiệt điện mà chọn loại cặp nhiệt điện