thiết kế lắp ráp tủ ats dùng plc

16buoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN  

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

732413068:36:30 PM8:36:30 PM732413068:36:30 PM8:36:30 PM732413068:36:30 PM8:36:30 PM

buoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohg

buoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohg

73Thursday, June 13, 20248:36:31 PM8:36:31 PM73Thursday, June 13, 20248:36:31 PM8:36:31 PM73Thursday, June 13, 20248:36:31 PM8:36:31 PM

73buoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgThursday, June 13, 2024

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

1) Trần Anh Quang MSSV: 15078131 2) Lâm Mạnh Tuấn MSSV: 15080861 3) Slú Vĩnh Thành MSSV: 15075671

- Tên đề tài

Thiết kế lắp ráp tủ ATS điều khiển bằng PLC

- Nội dung

Tính toán và lựa chọn được các thiết bị phù hợp

Lập trình điều khiển được các contacter để cấp điện cho tải khi có sự cố - Nhiệm vụ

Hoàn thành được sản phẩm mô hình tủ ATS

Lập trình điều khiển được bằng phần mềm Somachine

Xem được các thông số cũng như điện năng tiêu thụ qua webserver

Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng 6 năm 2019

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Trang 4

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN IIMỤC LỤC IIIDANH SÁCH CÁC BẢNG VIDANH SÁCH HÌNH VIILỜI MỞ ĐẦU IX

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS 1

1.1 GIỚITHIỆUBỘCHUYỂNĐỔINGUỒNTỰĐỘNGATS 1

1.1.1 Phân loại 1

1.1.2 Chức năng cơ bản của bộ ATS 1

1.1.3 Đặc điểm chung của bộ tủ ATS 2

1.1.4 Nguyên lý làm việc của bộ chuyển nguồn ATS: 2

1.2 GIỚITHIỆUCÁCTHIẾTBỊTRONGTỦATS 3

1.2.1 MCB 3 pha HDB9H 3

1.2.2 CONTACTER LCD25 4

1.2.3 RELAY IDEC RU4S – A220 5

1.2.4 Máy biến dòng điện(CT) 6

2.1.1 Giới thiệu chung về PLC 16

buoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohgbuoe dau xay duhg puy trihh hhah giohg loai eu dom xteuhchic dielxichc y e wu bahg ky thuat huoi eay lat mohg732413068:36:30 PM8:36:30 PM732413068:36:30 PM8:36:30 PM732413068:36:30 PM8:36:30 PM

Trang 5

2.2 NGUYÊNLÝHOẠTĐỘNGCHUNGCỦAPLC 17

CHƯƠNG 4: WEB VISUALIZATION 37

4.1 GIỚI THIỆU VISUALIZATION: 37

4.1.1 Tổng quan: 37

4.2 CÁC BƯỚC TẠO MỘT CÁI VISULIZATION 38

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TỦ ATS 44

5.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỦ ATS 44

5.2 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT: 52

5.3 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 53

Trang 6

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 7

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Bảng thông số kỹ thuật đồng hồ PM5350 9

Bảng 1.2: Bảng thông số kỹ thuật role bảo vệ MU250 11

Bảng 1.3: Bảng thông số kỹ thuật của cầu chì 14

Bảng 2.1: Bộ nhớ M241 20

Bảng 2.2: Bảng thông số kỹ thuật của Plc TM241CE40R 22

Bảng 2.3: Bảng đặc điểm trạng thái của Plc TM241CE40R 24

Bảng 2.4: Bảng các trạng thái Led của Plc 25

Bảng 2.5: Bảng địa chỉ các thanh ghi trong Plc TM241CE40R 26

Bảng 3.1: Bảng đặc điểm khi khởi tạo Project mới trong somachine 30

Bảng 3.2: Bảng các tập lệnh tiếp điểm trong somachine 35

Bảng 3.3: Bảng các tập lệnh xuất dữ liệu 35

Bảng 3.4: Bảng các tập lệnh timer và một sô lệnh khác 36

Bảng 5.1: Bảng quy ước lựa chọn dây dẫn theo tiêu chuẩn IEC 44

Bảng 5.2: Danh sách thiết bị 46

Bảng 5.3: Bảng ký hiệu các thiết bị trong tủ ATS 51

Bảng 5.4: Bảng các biến giá trị trong chương trình điều khiển 54

Trang 8

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1: MCB 3 pha HDB9H 3

Hình 1.2: CONTACTER LC1D25 4

Hình 1.3: Relay RU4S – A220 5

Hình 1.4: Sơ đồ đấu dây 6

Hình 1.5: Cấu tạo máy biến dòng 7

Hình 1.6: Đồng hồ đa năng PM5350 8

Hình 1.7: Kết nối 3 pha 4 dây, dùng 1 CT 10

Hình 1.8: Rơ le bảo vệ Mikro MU250 11

Hình 1.9: Sơ đồ đi dây MU250 12

Hình 1.10: Hình ảnh mặt trước của MU250 12

Hình 2.6: Cấu trúc Modbus RTU 27

Hình 3.1: Hình ảnh giao diện somachine 29

Hình 3.2: Hình ảnh giao diện tạo project mới 30

Hình 3.3: New Project Assistant 31

Hình 3.4: Ngôn ngữ lập trình 31

Hình 3.5: Chọn thiết bị TM241CE40R 32

Hình 3.6: Giao diện làm việc 32

Hình 3.7: Giao diện viết chương trình 33

Hình 4.1: Hình ảnh sơ đồ khối cung cấp dữ liệu trực quan 38

Hình 4.2: Hình ảnh sau khi đăng nhập vào mạng Dray Tek 39

Hình 4.3: Hình ảnh giao diện Web sau khi đăng nhập vào thành công 43

Hình 5.1: Hình ảnh thông số động cơ được lựa chọn 45

Hình 5.2: Mặt trước tủ ATS 47

Hình 5.3: Mặt trong tủ ATS 48

Hình 5.4: Hình ảnh bảng vẽ mạch động lực trong tủ ATS 49

Hình 5.5: Hình ảnh mạch điều khiển của tủ ATS 49

Trang 9

Hình 5.6: Hình ảnh mạch điều khiển PLC của tủ ATS 50

Hình 5.7: Lưu đồ giải thuật 52

Hình 5.8: Chương trình điều khiển PLC 55

Hình 5.9: Khai báo register 56

Hình 5.10: Gán giá trị vào thanh ghi 57

Hình 5.11: Hình ảnh giao diện tủ ATS trên visualization 58

Hình 5.12: Hình ảnh thực tế mặt ngoài vỏ tủ ATS 59

Hình 5.13: Hình ảnh các bên trong tủ ATS 60

Trang 10

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, điện năng được truyền tải từ các nhà máy phát điện đến các phụ tải thì phải qua các trạm biến áp Việc chuyển tải từ lưới đến các hộ dùng điện có thể xảy ra các sự cố trên đường dây như mất: mất pha do đứt dây hoặc bị ngược pha, hoặc điện áp và dòng khác có trị số danh định do bị quá tải hoặc ngắn mạch Các sự cố này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như hỏng đường dây cung cấp do thời tiết mưa bão, đổ cây vào đường dây, cũng có thể xảy ra sự cố ở các trạm biến áp Hiện tượng mất điện do các sự cố đó không thể xảy ra đối với các phụ tải đặc biệt, yêu cầu cấp điện liên tục 24/24 giờ như: Bệnh viện, văn phòng chính phủ, hội trường quốc hội, ngân hàng nhà nước, đại sứ quán, khách sạn cao cấp…

Do vậy, cần phải có nguồn dự phòng để khi xảy ra sự cố nguồn đang sử dụng thì ta đưa nguồn dự phòng vào phụ tải và cắt nguồn lưới ra khỏi tải Nhưng để giảm thời gian mất điện của phụ tải tránh những hậu quả đáng tiếc xảy ra, nguồn điện dự phòng nhất thiết phải đi kèm với thiết bị tự động đổi nguồn ATS (Automatic Transfer Switch) Với đồ án thiết kế bộ tự động chuyển đổi nguồn ATS Lưới – Máy phát dùng PLC

Trang 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS

1.1 GIỚI THIỆU BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS

Bộ chuyển đổi nguồn tự động - ATS ( Automatic Transfer Switch) có nhiệm vụ chuyển nguồn chính sang nguồn dự phòng khi nguồn chính gặp sự cố (Ví dụ: Chuyển từ dùng điện lưới sang dùng điện từ máy phát khi điện lưới bị ngắt)

Ngoài ra, thiết bị chuyển đổi nguồn tự động (ATS) có chức năng bảo vệ khi điện lưới bị sự cố như: mất pha, mất trung tính, thấp áp thời gian chuyển đổi có thể điều chỉnh

1.1.1 Phân loại

Phân loại hệ thống ATS căn cứ theo loại khí cụ điện động lực đóng cắt, ta có 3 loại sau:

- ATS dùng contactor 3 cực hay 4 cực

- ATS dùng loại Change over switch hay Motorized CB - ATS dùng ACB (máy cắt không khí)

Phân loại hệ thống ATS theo nguồn cấp dự phòng, ta có 3 loại sau:

ATS cho 2 nguồn: nguồn lưới chính và nguồn Ác quy (Nguồn cấp điện không gián đoạn UPS)

- ATS cho 2 nguồn: nguồn lưới chính vs một nguồn lưới dự phòng - ATS cho 2 nguồn: nguồn lưới chính và nguồn từ máy phát điện

 Nội dung đồ án này thiết kế bộ ATS sử dụng Contactor để chuyển mạch và nguồn máy phát

1.1.2 Chức năng cơ bản của bộ ATS

- Tự động chuyển nguồn khi mất điện

- Tự động khởi động máy phát khi mất điện lưới

- Quá trình khởi động máy phát nếu có sự cố về lưới thì dừng việc khởi động và đưa ra tín hiệu cảnh báo

Trang 12

- Bảo vệ mất pha, quá áp hay quá tải

1.1.3 Đặc điểm chung của bộ tủ ATS

- Được sử dụng trong mạng 3 pha 4 dây hoặc mạng 1 pha

- Cho phép chọn nguồn ưu tiên trong hệ thống mạng điện có nhiều nguồn - Tuỳ chọn chế độ điều khiển là xung (Impule) hay dạng mức

- Giám sát thấp áp hoặc quá áp của nguồn điện chính hay nguồn dự phòng - Giám sát tần số của nguồn điện lưới chính và nguồn dự phòng

- Lập trình các timer trì hoãn, khởi động chuyển mạch hay tắt máy phát - Hiển thị các trạng thái nguồn điện, chỉ báo sự cố, trạng thái test

1.1.4 Nguyên lý làm việc của bộ chuyển nguồn ATS:

Chế độ tự động (Auto):

Trong quá trình làm việc của tải được cung cấp điện từ nguồn điện chính mà có xảy ra 1 sự cố nào đó như mất pha, quá áp, quá dòng… thì bộ chuyển nguồn ATS sẽ tự động phát ra tín hiệu đề máy phát điện thì bộ đếm thời gian sẽ đếm trong một khoảng thời gian 5 đến 10s để sẵn sàng đưa máy phát vào làm việc Bộ khởi động máy phát có đặc điểm sau:

- Nếu khởi động thành công, máy phát sẽ cấp điện cho tải

- Nếu khởi động không thành công thì bộ chuyển đổi sẽ tự động phát tín hiệu cảnh báo và sẽ đợi đến khi điện lưới hoặc máy phát có trở lại

Khi có lưới trở lại thì bộ ATS thì bộ đếm thời gian sẽ đếm khoảng 5 đến 10s và để kiểm tra điệnlưới ổn định chưa:

- Nếu điện lưới ổn định chì tắt máy phát và chuyển qua điện lưới - Nếu chưa ổn định thì vẫn làm việc ở máy phát

Chế độ bằng tay (Manual):

- Nhấn CLOSE TRANS sẽ khởi động nguồn lưới, nhấn OPEN TRANS để tắt nguồn lưới

- Nhấn CLOSE GEN sẽ khởi động máy phát, nhấn OPEN GEN để tắt máy phát

Trang 13

1.2 GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ TRONG TỦ ATS 1.2.1 MCB 3 pha HDB9H

Hình 1.1: MCB 3 pha HDB9H

Thông số kỹ thuật:

- Số cực: 3

- Dòng điện định mức: 25A - Dòng điện cắt mạch: 10KA - Độ bền điện: 10000 lần đóng cắt - Độ bền cơ học: 20000 lần đóng cắt

- Tiêu chuẩn: Phù hợp tiêu chuẩn IEC 60898, 60947-2 - Điện áp: 230/400 VAC

- Type C: Dòng tác động tối thiểu (Minimum trip current): 5 đến 10 lần dòng định mức Thiết bị type C (Trip Curve C) thường được sử dụng cho các tải có thành phần cảm ứng tương đối lớn, các động cơ điện có công suất nhỏ hoặc các loại đèn chiếu sáng đặc biệt, cụ thể: Máy điều hoà, Máy bơm, Máy quạt Các loại đèn chiếu sáng

Trang 14

- Nhiệt độ môi trường: -5ºC đến 40ºC

- Tích hợp 2 tiếp điểm phụ: 1 NC và 1 NO

- Độ bền cơ khí và độ bền điện cao, lên đến 20 triệu lần đóng cắt

Trang 15

1.2.3 RELAY IDEC RU4S – A220

Hình 1.3: Relay RU4S – A220

- Relay loại lớn 4 cực - Nguồn cấp: 220 VAC - Imax: 6A

- Loại 14 chân dẹp, có đèn

- Cấu tạo rơ le: Có chốt checkbutton

- Loại đế cắm relay: SU4S-11L, SY4S-05, SY4S-05C, SY4S-51, SY4S-61 - Hãng sản xuất: Idec Corp Japan

Trang 16

Hình 1.4: Sơ đồ đấu dây

1.2.4 Máy biến dòng điện(CT)

Dòng điện cũng như điện áp của các phần tử trong hệ thống điện thường có trị số rất lớn, không thể đưa trực tiếp vào dụng cụ đo hoặc relay bảo vệ, các thiết bị tự động khác, vì vậy các dụng cụ và thiết bị này thường được đấu nối qua máy biến dòng điện (CT) và máy biến điện áp (VT)

Chức năng:

Máy biến dòng điện(CT) là thiết bị điện dùng để biến đổi dòng điện có trị số lớn và điện áp cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn 5A hoặc 1A, điện áp an toàn để cung cấp cho mạch đo lường, điều khiển và bảo vệ

Trang 17

CT có cuộn dây sơ cấp đấu nối tiếp vào mạch sơ cấp Tổng trở của CT, kể cả tổng trở của phụ tải phía thứ cấp rất bé so với tổng trở phía sơ cấp của mạch điện

Nguyên lý hoạt động:

Ở mạch điện xoay chiều, nguyên lý làm việc của biến dòng tương tự như máy biến áp( máy biến dòng là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi trị số dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số)

Với CT cao thế khi ta cho dòng điện I1 đi qua cuộn dây sơ cấp thì phía thứ cấp cho ra dòng điện I2 khác với phía sơ cấp nhưng vẫn giữ nguyên tần số

Với CT hạ thế khi ta cho dòng điện I1 xuyên qua lõi thép có quấn cuộn dây thứ cấp thì phía thứ cấp cho ra dòng điện I2 khác với phía sơ cấp nhưng vẫn giữ nguyên tần số

Hình 1.5: Cấu tạo máy biến dòng

Các chế độ làm việc của CT:

- Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, mạch thứ cấp có phụ tải Z2: Tỷ số giữa dòng ngắn mạch sơ cấp trên dòng định mức gọi là bội số dòng của máy biến dòng: n=I1/I1đm

- Khi n lớn, sai số CT tăng và sai số này còn phụ thuộc vào dòng thứ cấp I2 hoặc tải Z2 Thường với mạch bảo vệ, bội số dòng điện của CT phải đạt giá trị sao cho sai

Trang 18

- Chế độ hở mạch thứ cấp của CT: Khi thứ cấp hở mạch, phía thứ cấp sẽ có điện áp cảm ứng với biên độ rất cao gây nguy hiểm cho người và các thiết bị thứ cấp(lõi thép bị bão hòa) Để chống hiện tượng bão hòa trong mạch từ, người ta còn chế tạo máy biến dòng có khe hở không khí, còn gọi là biến dòng tuyến tính

- CT có tỷ số dòng điện tỷ lệ nghịch với số vòng dây cuốn Do đó, có thể thay đổi tỷ số biến bằng cách thay đổi số vòng dây cuốn phía sơ cấp hoặc thứ cấp

1.2.5 Đồng hồ đa năng PM5350

Hình 1.6: Đồng hồ đa năng PM5350

Sai số

Dòng điện, Pha ± 0.30% Điện áp, L-N ± 0.30% Hệ số công suất ± 0.005%

Điện áp vào

Điện áp sơ cấp 1.0 MV AC tối đa, điện áp khởi động phụ thuộc vào tỷ lệ vòng dây

Quá tải tối đa 700 V AC L-L, 404 V AC L-N

Trang 19

điều khiển AC

Điện áp 85V đến 265v

Nguồn điều khiển

DC

Điện áp 100 đến 300V

Digital output

Tần số đầu ra Tối đa 0.5 Hz (TẮT 1 giây / 1 giây TẮT - thời gian tối thiểu)

Status Digital

inputs

Điện áp TRÊN 18.5 đến 36 V DC,TẮT 0 đến 4 V DC Điện trở đầu vào 110kΩ

Tần số lớn nhật 2 Hz

Truyền thông

Cổng RS485

2-wire, 9600, 19200, or 38400 baud; Parity— Even, Odd, None;1 stop bit if parity Odd or Even, 2 stop bits if None; Modbus RTU, Modbus ASCII (7 or 8 bit), JBUS

Cập nhật tập tin ngôn ngữ và chương trình cơ sở

Cập nhật qua cổng giao tiếp bằng phần mềm DLF3000

Trang 20

Hình 1.7: Kết nối 3 pha 4 dây, dùng 1 CT

- Bảo trì ngăn ngừa sự cố

- Chức năng: Đo dòng điện, điện áp, tần số, công suất tiêu thụ, công suất phản kháng, công suất toàn phần, hệ số công suất, kWh, kVAh, kVarh, time

1.2.6 MIKRO MU250

Trang 21

Hình 1.8: Rơ le bảo vệ Mikro MU250

Thời gian mất cân bằng pha 0,1 đến 30s

Mất pha thời gian cố định < 0,1s Ngược pha thời gian cố định < 0,1 s

Bảng 1.2: Bảng thông số kỹ thuật role bảo vệ MU250

Trang 22

Hình 1.9: Sơ đồ đi dây MU250

d Nút xuống (Down key)

Trang 23

e Nút Reset / Mode key (Reset / Mode key) f Nút kiểm tra (Test key)

g Led hiện dữ liệu (Data led)

h Led báo chức năng (Function Led) U<< Thiếu áp

t<< Thời gian chờ thiếu áp

Chức năng cơ bản của Mikro MU250:

- Bộ xử lý kỹ thuật số - Bảo vệ thấp áp - Bảo vệ quá áp

- Thời gian chờ tác động 2 tiếp điểm ngõ ra - Hiển thị điện áp và tần số, 3 pha

- Bảo vệ mất cấn bằng áp - Bảo vệ mất pha

- Bảo vệ thứ tự pha (đảo pha)

- Nối hoặc không nối dây trung tính - Theo dõi điện áp dây hoặc điện áp pha

1.2.7 Cầu chì

- Cầu chì sứ RT 18-32 - Điện ápVmax=500VAC

Trang 24

Trang 25

Hình 1.12: Hình ảnh thiết bị mạng Draytek

- 2 cổng Ethernet WAN 10/100Mbps(WAN 2 chuyển đổi từ LAN 1), RJ45

- 4 cổng Ethernet WAN 10/100Mbps, RJ45 1 cổng USB cho phép kết nối USB 3G/4G, Printer,

- 2 Ăng-ten băng tần 2.4GHz, tốc độ 300Mbps với chuẩn 802.11n

- 30.000 NAT Session, Throughput93Mbps, hỗ trợ triển khai các dịch vụ cao cấpStatic IP, PPOE, PPTP,L2TP, DHCP,…

- Kiểm soát và quản lý băng thông giúp tối ưu hóa đường truyền internet

- Firewall mạnh mẽ, linh hoạt, quản trị viên phân quyền truy cập Internet(IP/MAC Address,…)

- Webportal hiện quảng cáo khi truy cập Internet

- Khả năng xử lý được nâng cao, cân bằng tải linh hoạt và mạnh mẽ hơn - User-based quản lý người dùng theo tài khoản

- Cho phép quản lý từ xa với phần mềm ACS 2 qua TR-069

Trang 26

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC SCHNEIDER

2.1 TỔNG QUAN VỀ PLC 2.1.1 Giới thiệu chung về PLC

PLC viết tắt là Programmable Logic Controlle, là thiết bị điều khiển lập trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện, các sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc thông qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục lập trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển bằng relay) người ta chế tạo ra bộ PLC nhằm thõa mãn các yêu cầu sau:

- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học - Gọn nhẹ, dễ bảo quản, sửa chữa

- Dung lượng bộ nhớ lớn có thể chứa được các chương trình phức tạp - Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác nhưmáy tính, nối mạng, các môdun mở rộng

- Giá cả có thể cạnh tranh được

Hiện nay với sự phát triển của nghành công nghiệp điện tử đã cho phép chế tạo các hệ vi xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử lý, các bộ lập trình Logic có khả năng lập trình được (PLC) đã ra đời Cho phép khắc phục được rất nhiều nhược điểm của các hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất phổ biến trong công nghiệp tự động hóa Có thể liệt kê các ưu điểm chính của việc sử dụng PLC gồm:

Trang 27

- Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị logic của điều khiển được thực hiển trong chương trình thay cho việc đấu nối dây

- Tính mềm dẻo cao trong hệ thống

- Bộ nhớCổng ngắt và đếm tốc độ cao khối vi xử lý trung tâm

2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA PLC 2.2.1 Cấu trúc

Một bộ PLC có thể có nhiều mô đun nhưng thành phần cơ bản nhất của phần cứng trong bộ PLC bao giờ cũng có các khối sau:

Trang 28

Hình 2.1: Các khối của một PLC

Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC gồm có 4 khối chính đó làKhối nguồn , khối vi xử lý – bộ nhớ, khối đầu vào , khối đầu ra Thông thường các tín hiệu xuất nhập ở dạng số (1-0), còn nếu tín hiểu ở dạng liên tục thì ta cần gắn các khối xuất nhập ở dạng liên tục (Analog)

Moudule nguồn: Là khối chức năng dùng để cung cấp nguồn và ổn định điện áp cho PLC hoạt động Trong công nghiệp người ta thường sự dụng điện áp 24V một chiều Tuy nhiên cũng có bộ PLC sự dụng điện áp 220V xoay chiều

Moudule CPU: Bao gồm vi xử lý và bộ nhớ

Moudule nhận dữ liệuTín hiệu vàoCác tín hiệu đầu vào nhận các thông tin điều khiển bên ngoài dạng tín hiệu Logic hoặc tín hiệu tương tự Các tín hiểu Logic có thể từ các nút nhấn điều khiển các công tắc hành trình, tín hiệu báo động, các tín hiệu của các quy trình công nghệ,…Các tín hiệu tương tự đưa vào của PLC có thể là tín hiệu điện áp từ các căn nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ cho một lò xo nào đó hoặc tín hiệu từ máy phát tốc,cảm biến Moudule xuất dữ liệuTrong PLC thì module xuất cũng hết sức quan trọng không kém gì mudule nhập Nó có thể có 8 hoặc 16 ngõ ra trên một module xuất, do vậy người sự dụng

Trang 29

có thể kết nối nhiều module lại với nhau để được số ngõ ra phù hợp Đối với những ứng dụng nhỏ thì cần 16 ngõ ra Những ứng dụng lớn hơn có thể dung tới 26 hoặc 256 ngõ ra

Với sự phát triển nhanh chóng của nền công nghiệp đòi hỏi nhu cầu hoạt động sản xuất ngày càng phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao nên nhà sản xuất Schneider cũng cho ra đời nhiều loại sản phẩm Plc nhằm đáp ứng kịp thời những yêu cầu đó như:

- Plc schneider modicon M221 - Plc schneider modicon M238 - Plc schneider modicon M241 - Plc schneider modicon M251 - Plc schneider modicon M258 - Plc schneider modicon M340 - Plc schneider Quantum - Plc schneider Twido - Plc schneider Premium

2.3 GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC M241

- FBDFunction Block Diagram - SFCSequential Function Chart - LDLadder Diagram

Trang 30

Phần mềm SoMachine cũng có thể được sử dụng để lập trình các bộ điều khiển này bằng ngôn ngữ CFC (Continuous Function Chart)

Cung cấp năng lượngNguồn điện của Bộ điều khiển logic M241 là 24 Vdc hoặc 100 240 Vac

Bộ điều khiển logic M241:

Bao gồm hệ thống đồng hồ thời gian thực (RTC)

Bộ nhớ:

Mbyte cho ứng dụng Thực hiện ứng dụng

Non-volatile memory 128 Mbytes

Lưu chương trình và dữ liệu trong trường hợp mất điện

Trang 31

Hình 2.2: Hình ảnh bộ điều khiển logic TM241CE40R:

24 đầu vào riêng biệt bao gồm 8 đầu vào nhanh

Điện áp ngõ ra

12 Relay, 4 bán dẫn gồm 4 ngõ ra nhanh 24 Vdc cho ngõ ra transistor

5 125 Vdc cho ngõ ra relay

Trang 32

5 250 Vac cho ngõ ra relay

Dòng điện ngõ ra

0.1 A với TR0 TR3 cho ngõ ra nhanh 1 A với Q4 Q15 cho ngõ ra relay 0.5 A với TR0 TR3 với ngõ ra transistor

Module I/0 mở rộng

7 I/0 local 14 I/0 remote

Giới hạn điện áp cung cấp 85 264 V

Tần số 50/60 Hz

Giới hạn điện áp ngõ ra

125 Vdc ngõ ra relay 30 Vdc ngõ ra transistor 277 Vac ngõ ra relay

Thiết lập thời gian

Đầu ra thiết lập lại tự động 10 ms Tự động thiết lập lại đầu ra nhanh 12s

Bộ nhớ

8MB cho chương trình

64 MB cho bộ nhớ RAM hệ thống

Dữ liệu được sao lưu Bộ nhớ flash tích hợp 128 MB để sao lưu các chương trình người dùng

Thiết lập lưu trữ dữ liệu <= thẻ SD 16GB

Kiểu kết nối

Cổng USB có đầu nối mini B USB 2.0 Ethernet có đầu nối RJ45

Serial 1 đầu nối RJ45 và truyền thông RS232/RS485

Serial 2 với kết nối rkhối đầu nối vít có thể tháo rời và truyền thông RS485

Bảng 2.2: Bảng thông số kỹ thuật của Plc TM241CE40R

Trang 33

2.3.2 Các thành phần của bộ điều khiển:

Hình 2.3: Hình ảnh các thành phần bộ điều khiển

1 Công tắc Run/Stop 10 Cổng Ethernet / Loại RJ45 (RS-232 hoặc RS-485)

4 Hôp mực (Cartridge slot) 13 Cổng nối tiếp 1/Loại RJ45 (RS-232 hoặc RS-485)

5 Đèn LED để chỉ trạng thái I/O 14 Cổng nối tiếp 2/Loại khối đầu nối trục vít (RS-485)

6

Cổng lập trình USB mini-B / Để kết nối đầu cuối với PC lập trình

(SoMachine)

15 16 cổng vào thông thường (1) 8 cổng vào nhanh(counter) (2)

7

Khóa kẹp cho 35 mm (1,38 in.)

đường ray phần mũ trên cùng 16 Đầu nối bus TM3/TM2

Trang 34

nhanh cho các chức năng tạo xung (FreqGen / PTO / PWM)

Bảng 2.3: Bảng đặc điểm trạng thái của Plc TM241CE40R

I/0 I/0 error Đỏ On Cho biết lỗi thiết bị trên dòng nối

Trang 35

tiếp 1 hoặc 2, thẻ SD, hộp mực(Cartridge slot), bus TM4, bus

TM3 hoặc cổng Ethernet SD Truy cập thẻ

SD Xanh On Cho biết thẻ SD đang được truy cập

Nhấp nháy Cho biết mức sạc pin thấp

SL1 Serial line 1 Xanh

On Cho biết trạng thái của dòng nối tiếp 1

Off Cho biết không có giao tiếp nối tiếp SL2 Serial line 2 Xanh On Cho biết trạng thái của dòng 2

Off Cho biết không có giao tiếp nối tiếp

TM4 Lỗi trên bus

On Chỉ ra rằng một lỗi đã được phát hiện trên xe buýt TM4 Off Cho biết không có lỗi nào được

phát hiện trên bus TM4

ETH Ethernet

port status Xanh

On ho biết cổng ethernet được kết nối và địa chỉ IP được xác định 3 lần nhấp

nháy

Cho biết địa chỉ IP được cấu hình không hợp lệ

Bảng 2.4: Bảng các trạng thái Led của Plc

Trang 36

Bảng 2.5: Bảng địa chỉ các thanh ghi trong Plc TM241CE40R

2.3.4 Truyền thông Modbus RTU

Giao thức Modbus RTU: