1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

đồ án học phần tự động điều khiển và vận hành biến tần bằng giao tiếp truyền thông

55 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu và vận hành biến tần bằng Giao Tiếp Truyền Thông
Tác giả Trương Ngọc Hiếu, Đào Nguyễn Thái Phúc
Người hướng dẫn Ngô Minh Hoàng
Trường học Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng
Chuyên ngành Tự động hóa
Thể loại Đồ Án Học Phần Tự Động
Năm xuất bản 2020
Thành phố TP. HCM
Định dạng
Số trang 55
Dung lượng 10,99 MB

Cấu trúc

  • Chương 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI (14)
    • 1.1. Tổng quan về đề tài (14)
    • 1.2. Mục Tiêu của Đề Tài (0)
    • 1.3. Cấu Trúc của Quyển Đồ Án (0)
    • 1.4. Kế Hoạch Thực Hiện (16)
  • Chương 2 TÌM HIỂU THIẾT BỊ (17)
    • 2.1. Tổng quan về biến tần (17)
      • 2.1.1. Biến tần(FR-E720) (17)
      • 2.1.2. Cấu tạo (17)
      • 2.1.3. Nguyên lý hoạt động (18)
      • 2.1.4. Sơ đồ đấu dây (19)
      • 2.1.5. Chức năng (20)
      • 2.1.6. Ưu điểm (21)
    • 2.2. Giới Thiệu phần mềm TIA PORTAL (21)
  • Chương 3 TÌM HIỂU VỀ MẠNG CÔNG NGHIỆP (24)
    • 3.1. Tổng quan chung (24)
      • 3.1.1. Khái niệm (24)
      • 3.1.2. Vai trò của mạng công nghiệp (0)
    • 3.2. Chế độ truyền tải (0)
      • 3.2.2. Truyền bit song song, nối tiếp (25)
      • 3.3.2. PROFINET (27)
      • 3.3.3. MODBUS (28)
        • 3.3.3.1. Tổng quan MODBUS (28)
        • 3.3.3.2. Cấu trúc bản tin Modbus RTU (28)
        • 3.3.3.3. Giao thức truyền thông (29)
        • 3.3.3.4. Sơ lược về RS485 (30)
        • 3.3.3.5. Đặc tính RS485 (31)
        • 3.3.3.6. Ưu điểm của RS485 (0)
        • 3.3.3.7. Cấu hình và tập lệnh truyền thông Modbus trên PLC (0)
  • Chương 4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG (37)
    • 4.1. Thiết kế hệ thống (37)
      • 4.1.1. Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống (0)
      • 4.1.2. Các thiết bị trên mô hình (38)
    • 4.2. Giản đồ Grafcet (40)
    • 4.3. Chương trình điều khiển (0)
    • 4.4. Tạo giao diện điều khiển WinCC (44)
    • 4.5. Các địa chỉ giao tiếp được sử dụng (50)
    • 4.6. Các thông số cài đặt cho biến tần (51)
      • 4.6.1. Các thông số cài đặt ở chế độ truyền thông (51)
      • 4.6.2. Các thông số cài đặt cơ bản (52)
  • Chương 5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN (53)
    • 5.1. Kết quả đạt được (53)
    • 5.2. Mặt hạn chế (53)
    • 5.3. Hướng phát triển (53)

Nội dung

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: - Tìm hiểu về biến tần Mitsubishi FR-E720 cài đặt các thông số giaotiếp cơ bản của chế độ truyền thông , các thông số đầu vào đầu ra.- Các hệ

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Tổng quan về đề tài

 Giới thiệu tổng quát về đề tài:

 Với sự phát triển và lan rộng của biến tần trong công nghiệp, người ta đưa ra giải pháp kết nối và điều khiển các biến tần thông qua Giao tiếp truyền thông giúp người vận hành có thể điều khiển biến tần ở khoảng cách xa.

 Đồ án này chúng em tìm hiểu về biến tần Mitsubisi FR-E720 sử dụng phần mềm TIA PORTAL lập trình chương trình điều khiển biến tần thông qua giao tiếp truyền thông

 Nhu cầu thiết yếu về đề tài sẽ nghiên cứu: Nhóm em cảm thấy đề tài này là phù hợp với chuyên ngành Điều Khiển và Tự Động Hóa cũng như dòng chảy công nghệ cao, vậy nên ở đề tài này nhóm em sẽ nghiên cứu và vận hành biến tần FR-E720 thông qua giao tiếp truyền thông.

 Những ứng dụng của đề tài trong thực tiễn:

Các hệ thống sử dụng biến tần bằng giao tiếp truyền thông trong công nghiệp:

- Hệ thống tự động bơm nước.

- Hệ thống băng tải trong dây chuyền sản xuất

1.2 Mục Tiêu của Đề Tài: Ý nghĩa của đề tài:

 Trên thế giới Biến tần ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất, các công ty doanh nghiệp hay các hộ kinh doanh nhỏ lẻ… biến tần được ưng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm tăng hiệu suất hoạt động, hiệu quả kinh doanh. Tùy thuộc mục đích sử dụng mà mỗi người, mỗi đơn vị lựa chọn những dòng biến tần có công suất hay các hãng khác nhau.

 Đồ án vận hành biến tần bằng giao tiếp truyền thông là một đề tài có tính áp dụng cao trong công nhiệp, trong xu hướng thời đại tự động hóa nhu cầu về một hệ thống điều khiển bằng mạng truyền thông trong công nghiệp là rất cần thiết.

 Lợi ích khi đề tài hoàn chỉnh được sử dụng so với so với không có là cải thiện được đáng kể năng suất làm việc với biến tần khi có thể điều khiển từ xa mà không cần thao tác trực tiếp lên biến tần.

1.3 Cấu Trúc của Quyển Đồ Án:

Chương 1: Trình bày tóm tắt nội dung chương 1

- Giới thiệu về đề tài.

Chương 2: Tìm hiểu thiết bị

- Tổng quan phần mềm TIA PORTAL.

Chương 3: Tìm hiểu về mạng công nghiệp

- Tổng quan mạng công nghiệp

Chương 4: Thiết kế hệ thống

- Các địa chỉ giao tiếp

- Các thông số cài đặt cơ bản và truyền thông cho biến tần

Chương 5: Kết quả đạt được và hướng phát triển trong tương lai

- Hạn chế hướng phát triển

STT Công việc Thời gian Người thực hiện

1 Tìm hiểu tài liệu, các thông số cài đặt giao tiếp truyền thông với biến tần

6/11/2020 Trương Ngọc Hiếu Đào Nguyễn Thái Phúc

2 Tìm hiểu và lập trình cho plc cài các thông số cho biến tần dùng phần mềm TIA portal v14

10/11/2020 Trương Ngọc Hiếu Đào Nguyễn Thái Phúc

3 Thử chương trình cài thông số cho biến tần dùng HMI để test

12/11/2020 Trương Ngọc Hiếu Đào Nguyễn Thái Phúc

Bảng 1 Kế Hoạch Thực Hiện

Kế Hoạch Thực Hiện

STT Công việc Thời gian Người thực hiện

1 Tìm hiểu tài liệu, các thông số cài đặt giao tiếp truyền thông với biến tần

6/11/2020 Trương Ngọc Hiếu Đào Nguyễn Thái Phúc

2 Tìm hiểu và lập trình cho plc cài các thông số cho biến tần dùng phần mềm TIA portal v14

10/11/2020 Trương Ngọc Hiếu Đào Nguyễn Thái Phúc

3 Thử chương trình cài thông số cho biến tần dùng HMI để test

12/11/2020 Trương Ngọc Hiếu Đào Nguyễn Thái Phúc

Bảng 1 Kế Hoạch Thực Hiện

TÌM HIỂU THIẾT BỊ

Tổng quan về biến tần

 Là thiết bị có khả năng làm thay đổi tần số, dòng điện đặt lên cuộn dây trong động cơ Dùng biến tần để thay đổi từ tần số này sang tần số khác Người sử dụng có thể tự do điều chỉnh tần số trên biến tần và thay đổi tốc độ quay của động cơ một cách linh hoạt và hiệu quả

Hình 2-1 Biến tần FR-E720

Hình 2-2 Cấu tạo biến tần FR-E720

 Đầu tiên, nguồn điện 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện Điện đầu vào có thể là một pha hoặc

3 pha, nhưng nó sẽ ở mức điện áp và tần số cố định (ví dụ 380V 50Hz)

 Điện áp 1 chiều ở trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng Mới đầu, điện áp một chiều được tạo ra sẽ được lưu trữ trong giàn tụ điện Tiếp theo, thông qua quá trình tự kích hoạt thích hợp, bộ biến đổi IGBT (viết tắt của tranzito lưỡng cực có cổng cách điện hoạt động giống như một công tắc bật và tắt cực nhanh.

Hình 2-3 Bảng điều khiển

Khởi động quay thuận Khởi động quay nghịch Tốc độ cao

Reset Tốc độ trung bình

Ngõ ra RELAY Đang chạy

Phát hiện tần số Dừng ngõ vào an toàn kênh 1 Dừng ngõ vào an toàn kênh 2

Chuyển đổi đầu vào điện áp/ dòng điện Điện trở hiệu chỉnh

Cổng kết nối USB Đầu nối tùy chọn

Hình 2-5 Sơ đồ đấy dây biến tần

 Nhờ dễ dàng thay đổi tốc độ cho nên biến tần có thể tiết kiệm điện năng cho các tải thường không cần phải chạy hết công suất.

 Tiết kiệm điện 20-30 phần trăm so với hệ thống khởi động truyền thống.

 Biến tần có thể thay đổi tốc độ động cơ dễ dàng, bởi vậy dòng khởi động của động cơ sẽ không vượt quá 1,5 lần so với dòng khởi động truyền thống bằng sao-tam giác, 4~6 lần dòng định mức.

 Biến tần thường có hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, bảo vệ cao áp và thấp áp, tạo ra một hệ thống an toàn khi vận hành.

 Giảm hao mòn cơ khí:

 Biến tần giúp quá trình khởi động từ tốc độ thấp giúp cho động cơ mang tải lớn không phải khởi động đột ngột, tránh hư hỏng phần cơ khí, ổ trục, tăng tuổi thọ động cơ.

 Nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm:

 Biến tần có thể giúp động cơ chạy nhanh hơn, thông thường là 54-60Hz, bình thường là 1500v/p với 50Hz, khi có biến tần thì 1800v/p với 60Hz, giúp tăng sản lượng đầu ra cho máy, tăng tốc độ cho các quạt thông gió.

 Đáp ứng cải tiến công nghệ:

 Nhờ nguyên lý làm việc chuyển đổi nghịch lưu qua diode và tụ điện nên hệ số cosphi đạt ít nhất là 0.96, công suất phản kháng từ động cơ rất thấp, gần như được bỏ qua, do đó giảm

 Dễ dàng thay đổi tốc độ động cơ.

 Dễ dàng thay đổi chiều quay của động cơ.

 Khởi động và dừng động cơ trơn tru hơn.

 Có thể giảm thiểu công suất nguồn điện tiêu thụ.

Giới Thiệu phần mềm TIA PORTAL

 Phần mềm TIA PORTAL V14 dùng để giao tiếp và lập trình với PLC S7-1200:

 Một số thao tác cơ bản khi làm quen với phần mềm:

 Giao diện tổng quan trước khi lập trình:

 Giao diện thiết bị: Hình 2-7 Giao diện tổng quan trước khi lập trình

 Giao diện tạo Tag của PLC:

Hình 2-9 Giao diện tạo Tag của PLC

Hình 2-10 Giao diện lập trình

TÌM HIỂU VỀ MẠNG CÔNG NGHIỆP

Tổng quan chung

Mạng truyền thông công nghiệp hay mạng công nghiệp là một khái niệm chung chỉ các hệ thống mạng truyền thông số, truyền bít nối tiếp, được sử dụng để ghép nối các thiết bị công nghiệp.

3.1.2 Vai trò của mạng công nghiệp:

 Ghép nối thiết bị, trao đổi thông tin là một trong những vấn đề quan trọng trong bất cứ một giải pháp tự động hóa nào Một bộ điều khiển cần được ghép nối với các cảm biến và cơ cấu chấp hành.

 Ưu điểm của giải pháp dùng mạng truyền thông công nghiệp không những nằm ở phương diện kỹ thuật, mà còn nằm ở khía cạnh hiệu quả về kinh tế Vì vậy, nó được ứng dụng rộng rãi hầu hết trong lĩnh vực công nghiệp, như điều khiển quá trình, tự động hóa xí nghiệp, điều khiển giao thông…

 Ưu điểm của sử dụng mạng truyền thông trong công nghiệp

 Thay thế được hoàn toàn các hệ thống truyền cũ như: 0- 20mA, 0-10V.

 Cho phép làm việc với sản phẩm của nhiều nhà sản xuất khác nhau.

 Là hệ thống mở, đồng thời cho phép hiệu chỉnh điều khiển từ phòng điều khiển trung tâm.

Chế độ truyền tải

 Truyền đồng bộ hoặc không đồng bộ.

 Truyền một chiều hay đơn công (simplex), hai chiều toàn phần, hai chiều đồng thời hay song công (duplex, full- duplex).

 Truyền tải dải cơ sở, truyền tải dải mang và tuyền tải dải rộng.

3.2.2 Truyền bit song song, nối tiếp

 Truyền bit song song:Phương pháp truyền bit song song được dùng phổ biến trong các bus nội bộ của máy tính như bus địa chỉ, bus dữ liệu và bus điều khiển Tốc độ truyền tải phụ thuộc vào số các kênh dẫn, hay cũng chính là độ rộng của một bus song song, ví dụ 8 bit, 16 bit, 32 bit hay 64 bit.

Hình 3-11 Truyền bit song song

 Truyền bit nối tiếp: Với phương pháp truyền bit nối tiếp, từng bit được chuyển đi một cách tuần tự qua một đường truyền duy nhất. Tuy tốc độ bit có thể bị hạn chế, nhưng cách thực hiện lại đơn giản, độ tin cậy của dữ liệu cao Tất cả mạng truyền thông công nghiệp đều sử dụng phương pháp truyền này.

Hình 3-12 Truyền bit nối tiếp

3.2.3 Truyền đồng bộ và không đồng bộ

 Trong chế độ truyền đồng bộ, các đối tác truyền thông làm việc theo cùng một nhịp, tức với cùng tần số và độ lệch pha cố định.

Có thể qui định một trạm có vai trò tạo nhịp và dung một đường dây riêng mang nhịp đồng bộ cho các trạm khác.

 Với chế độ truyền không đồng bộ, bên gửi và bên nhận thông tin không làm việc theo một nhịp chung Dữ liệu trao đổi thường được chia thành từng nhóm 7 hoặc 8 bit, gọi là ký tự Các ký tự được chuyển đi vào những thời điểm không đồng đều, vì vậy cần thêm hai bit để đánh dấu khởi đầu và kết thúc cho mỗi ký tự.

3.2.4 Truyền một chiều và truyền hai chiều

 Trong chế độ truyền một chiều, thông tin chỉ được chuyển đi theo một chiều, một trạm chỉ có thể đóng vai trò hoặc bên phát (transmitter) hoặc bên nhận thông tin (receiver) trong suốt quá trình giao tiếp

 Chế độ truyền hai chiều gián đoạn cho phép mỗi trạm có thể tham gia gửi hoặc nhận thông tin, nhưng không cùng một lúc. Nhờ vậy thông tin được trao đổi theo cả hai chiều luân phiên trên cùng một đường truyền vật lý.

Trong hệ thống mạng truyền công nghiệp thì các hệ thông có cấu trúc dạng bus, hay các hệ thống bus đóng vai trò quan trọng vì:

 Chi phí ích cho dây dẫn.

 Dễ thực hiên lắp đặt.

 Linh hoạt và thích hợp cho việc truyền dẫn trong phạm vi khoảng cách vừa và nhỏ.

Trong truyền thông công nghiệp, mặc dù đã sử dụng kỹ thuật truyền tín hiệu số nhưng do tác động của nhiễu và do chất lượng môi trường truyền dẫn mà thông tin được truyền tải cũng không tránh khỏi bị sai lệch

Bảo toàn dữ liệu chính là phương pháp sử dụng xử lý giao thức để phát hiện và khắc phục lỗi, trong đó phát hiện lỗi đóng vai trò hàng đầu Khi đã phát hiện được lỗi, có thể có cách khôi phục dữ liệu, hay biện pháp đơn giản hơn là yêu cầu gửi lại dữ liệu Các phương pháp bảo toàn dữ liệu thông dụng là:

 Parity bit 1 chiều và 2 chiều.

3.3 Các hệ thống bus tiêu biểu:

Ethernet là kiểu mạng cục bộ (LAN) được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay Thực chất Ethernet chỉ là mạng cấp dưới (lớp vật lý và một phần lớp liên kết dữ liệu), vì vậy có thể sử dụng các giao thức khác nhau ở phía trên, trong đó TCP/IP là tập giao thức được sử dụng phổ biến nhất Tuy vậy, mỗi nhà cung cấp sản phẩm có thể thực hiện giao thức riêng hoặc theo một chuẩn quốc tế cho giải pháp của mình trên cơ sở Ethernet.

Profinet là chuẩn mở sáng tạo cho Ethernet công nghiệp Với profinet giải pháp có thể được thực hiện cho nhà máy và tự động hóa quá trình, cho các ứng dụng an toàn, và cho toàn bộ phạm vi của công nghệ truyền động trong điều khiển chuyển động đồng bộ theo thời gian.

Hình 3-13 Nguyên tắc Master / Slave

 Modbus RTU là một giao thức mở, sử dụng đường truyền vật lý RS-232 hoặc RS485 và mô hình dạng Master-Slave Đây là một giao thức được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như BMS (Building Management Systems), tự động hóa, công nghiệp, điện lực,

 Modbus được coi là giao thức truyền thông hoạt động ở tầng

"Application", cung cấp khả năng truyền thông Master/Slave giữa các thiết bị được kết nối thông qua các bus hoặc network. Trên mô hình OSI, Modbus được đặt ở lớp 7 Modbus được xác định là một giao thức hoạt động theo "hỏi/đáp" và sử dụng các

"function codes" tương ứng để hỏi đáp.

3.3.3.2 Cấu trúc bản tin Modbus RTU

 Một bản tin Modbus RTU bao gồm: 1 byte địa chỉ - 1 byte mã hàm - n byte dữ liệu - 2 byte CRC

 Chức năng và vai trò cụ thể như sau:

 Byte địa chỉ: Xác định thiết bị mang địa chỉ được nhận dữ liệu (đối với Slave) hoặc dữ liệu nhận được từ địa chỉ nào (đối với Master) Địa chỉ này được quy định từ 0 – 254

Hình 3-14 Cấu trúc bản tin Modbus RTU

 Slave: 2 byte địa chỉ dữ liệu - 2 byte độ dài dữ liệu - n byte dữ liệu đọc được.

 Master: 2 byte địa chỉ dữ liệu - 2 byte độ dài dữ liệu - n byte dữ liệu cần ghi

 Slave: 2 byte địa chỉ dữ liệu - 2 byte độ dài dữ liệu

 Byte CRC: 2 byte kiểm tra lỗi của hàm truyền cách tính giá trị của Byte CRC 16 Bit

 Mod bus định nghĩa khuôn dạng của thông báo yêu cầu và thông báo đáp ứng như sau:

 Thông báo yêu cầu gồm các phần :

 Địa chỉ trạm nhận yêu cầu (0-247), trong đó 0 là địa chỉ gửi đồng loạt.

 Mã hàm gọi chỉ thị hành động trạm tớ cần thực hiện theo yêu cầu.

 Dữ liệu chứa các thông tin bổ sung mà trạm tớ cần cho việc thực hiện hàm được gọi Trong trường hợp đọc thanh ghi, dữ liệu này chỉ rõ thanh ghi đầu tiên và số lượng các thanh ghi cần đọc.

 Thông tin kiểm tra lỗi giúp trạm tớ kiểm tra độ trọn vẹn của nội dung thông báo nhận được.

Hình 3-15 Giao thức truyền thông giữa khối Master và Slave

 Thông báo đáp ứng bao gồm các phần sau:

 Thông báo đáp ứng cũng bao gồm các thành phần giống như thông báo yêu cầu.

 Địa chỉ ở đây là của chính trạm tớ đã thực hiện yêu cầu và gửi lại đáp ứng.

 Trong trường hợp bình thường, mã hàm được giữ nguyên như trong thông báo yêu cầu và dữ liệu chứa kết quả thực hiện hành động.

 Nếu xảy ra lỗi, mã hàm quay lại được sửa để chỉ thị đáp ứng là một thông báo lỗi, còn dữ liệu mô tả chi tiết lỗi đã xảy ra

 Phần kiểm lỗi giúp trạm chủ xác định độ chính xác của nội dung thông báo nhận được.

 RS485 còn được gọi là TIA-485 (-A) hoặc EIA-485 là phương thức giao tiếp nối tiếp cho máy tính và các thiết bị tương tự như RS232.

 RS485 là một bus truyền thông được sử dụng để tạo thành các mạng đơn giản của nhiều thiết bị cho phép lên đến 32 thiết bị giao tiếp trên một cặp dây đơn cộng với dây nối đất ở khoảng cách lên tới 1200 mét.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Thiết kế hệ thống

4.1.1 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống

Hình 4-22 Sơ đồ khối hệ thống

4.1.2 Các thiết bị trên mô hình

 PLC S7-1200 và Module RS485 CB1241:

 Sử dụng PLC S7-1200 làm bộ điều khiển trung tâm

 Vì CPU không hỗ trợ sẵn cổng RS485 nên phải bổ sung thêm module mở rộng CB1241

Hình 4-23 PLC S7-1200 và Module RS485 CB1241

 Động cơ không đồng bộ 3 pha.

Hình 4-25 Động cơ không đồng bộ 3 pha

Hình 4-26 Biến Tần Mitsubishi FR-E720

Giản đồ Grafcet

Bảng 2 Chú thích giản đồ Grafcet

4.3 Chương trình điều khiển:

M0.0 Cấu hình truyền thông M0.1 Cài đặt tần số tốc độ cao

M0.4 Kiểm tra lệnh tác động

M1.1 Kiểm tra lệnh tác động

Hình 4-28 Cài đặt khối lệnh cấu hình truyền thông

Hình 4-29 Lệnh set tần số từ master

Hình 4-31 Lệnh set các chức năng hoạt động

Hình 4-32 Set bit từng chế độ trong thanh ghi 40009

4.4 Tạo giao diện điều khiển WinCC:

 Add thêm vào project một PC Systems này sử dụng WinCC Advanced

Hình 4-33 Cài đặt WinCC

 Khi sử dụng PC ta thêm thẻ IE General kết nối với PLC để sử dụng Profinet

Hình 4-34 Thẻ IE General kết nối với PLC để sử dụng Profinet

 Tạo một kết nối PN/IE_1 connection để liên kết PLC và WinCC

Hình 4-35 Tạo kết nối PN/IE_1

 Liên kết các tag giữa WinCC và PLC

Hình 4-36 Các tag liên kết được dùng trong WinCC và PLC

 Add new screen để thêm màn hình mới trong WinCC, vàoRuntime settings để cài đặt các thông số của WinCC

 Tiến hành thiết kế giao diện dựa trên các khối cơ bản Basic Objects và Elements

Hình 4-38 Thiết kế giao diện bằng Basic Objects và Elements

 Bắt đầu gắn tags ở phần Properties đối với các I/O Field hoặc trong tab Event đối với Button hoặc các đối tượng dạng tác động

Hình 4-39 Gắn tags cho các đối tượng trong WinCC

 Sau khi thiết kế xong tiến hành star simulator để thực hiện điều khiển

Hình 4-40 Giao diện điều khiển bằng WinCC

 Bước 1: Nhập giá trị tần số vào ô bên trên nút set sau đó nhấn enter.

 Bước 2: Nhấn nút set để gửi giá trị tần số cho PLC.

 Bước 3: Nhấn nút chạy thuận hoặc chạy nghịch trên màn hình để động cơ chạy theo chiều mong muốn.

 Bước 4: Nhập tần số tăng hoặc giảm trong lúc động cơ đang hoạt động rồi bấm set để có thể thay đổi tốc độ động cơ.

 Bước 5: Nhấn stop để động cơ dừng hoạt động.Nhấn EXIT để thoát khỏi WinCC.

4.5 Các địa chỉ giao tiếp được sử dụng Địa chỉ Ý Nghĩa Chú thích

Tốc độ tần số ngõ ra

41004 Read the register values Đọc giá trị

Các chế độ điều khiển

Bảng 3 Thông số giao tiếp cho biến tần

4.6 Các thông số cài đặt cho biến tần

4.6.1 Các thông số cài đặt ở chế độ truyền thông

Pr77 Chọn cách ghi thông số Đặt (2) : Ghi ở mọi chế độ hoạt động Pr117 Địa chỉ trạm truyền thông Đặt (3) : trạm số 3

Hình 4-41 Danh sách mode của địa chỉ giao tiếp 40009

Pr118 Tốc độ truyền thông Đặt (96) : 96000bps Pr119 Chiều dài bit stop Đặt (1) :giá trị mặc định Pr120 Số bit Parity Đặt (0): không kiểm tra chẵn lẻ

Pr340 Chọn chế độ khởi động bằng truyền thông Đặt (1)

Pr549 Chọn giao thức truyền thông Đặt (1) : sử dụng Modbus-RTU

4.6.2 Các thông số cài đặt cơ bản

Pr 1 Tần số lớn nhất 120Hz

Pr 2 Tần số nhỏ nhất 0Hz

Pr 3 Tần số cơ bản 60Hz

Pr 4 Chạy tốc độ cao 60Hz

Pr 5 Chạy tốc độ trung bình 30Hz

Pr 6 Chạy tốc độ thấp 10Hz

Bảng 4 Thông số cài đặt ở chế độ truyền thông

Tạo giao diện điều khiển WinCC

 Add thêm vào project một PC Systems này sử dụng WinCC Advanced

Hình 4-33 Cài đặt WinCC

 Khi sử dụng PC ta thêm thẻ IE General kết nối với PLC để sử dụng Profinet

Hình 4-34 Thẻ IE General kết nối với PLC để sử dụng Profinet

 Tạo một kết nối PN/IE_1 connection để liên kết PLC và WinCC

Hình 4-35 Tạo kết nối PN/IE_1

 Liên kết các tag giữa WinCC và PLC

Hình 4-36 Các tag liên kết được dùng trong WinCC và PLC

 Add new screen để thêm màn hình mới trong WinCC, vàoRuntime settings để cài đặt các thông số của WinCC

 Tiến hành thiết kế giao diện dựa trên các khối cơ bản Basic Objects và Elements

Hình 4-38 Thiết kế giao diện bằng Basic Objects và Elements

 Bắt đầu gắn tags ở phần Properties đối với các I/O Field hoặc trong tab Event đối với Button hoặc các đối tượng dạng tác động

Hình 4-39 Gắn tags cho các đối tượng trong WinCC

 Sau khi thiết kế xong tiến hành star simulator để thực hiện điều khiển

Hình 4-40 Giao diện điều khiển bằng WinCC

 Bước 1: Nhập giá trị tần số vào ô bên trên nút set sau đó nhấn enter.

 Bước 2: Nhấn nút set để gửi giá trị tần số cho PLC.

 Bước 3: Nhấn nút chạy thuận hoặc chạy nghịch trên màn hình để động cơ chạy theo chiều mong muốn.

 Bước 4: Nhập tần số tăng hoặc giảm trong lúc động cơ đang hoạt động rồi bấm set để có thể thay đổi tốc độ động cơ.

 Bước 5: Nhấn stop để động cơ dừng hoạt động.Nhấn EXIT để thoát khỏi WinCC.

Các địa chỉ giao tiếp được sử dụng

Địa chỉ Ý Nghĩa Chú thích

Tốc độ tần số ngõ ra

41004 Read the register values Đọc giá trị

Các chế độ điều khiển

Bảng 3 Thông số giao tiếp cho biến tần

Các thông số cài đặt cho biến tần

4.6.1 Các thông số cài đặt ở chế độ truyền thông

Pr77 Chọn cách ghi thông số Đặt (2) : Ghi ở mọi chế độ hoạt động Pr117 Địa chỉ trạm truyền thông Đặt (3) : trạm số 3

Hình 4-41 Danh sách mode của địa chỉ giao tiếp 40009

Pr118 Tốc độ truyền thông Đặt (96) : 96000bps Pr119 Chiều dài bit stop Đặt (1) :giá trị mặc định Pr120 Số bit Parity Đặt (0): không kiểm tra chẵn lẻ

Pr340 Chọn chế độ khởi động bằng truyền thông Đặt (1)

Pr549 Chọn giao thức truyền thông Đặt (1) : sử dụng Modbus-RTU

4.6.2 Các thông số cài đặt cơ bản

Pr 1 Tần số lớn nhất 120Hz

Pr 2 Tần số nhỏ nhất 0Hz

Pr 3 Tần số cơ bản 60Hz

Pr 4 Chạy tốc độ cao 60Hz

Pr 5 Chạy tốc độ trung bình 30Hz

Pr 6 Chạy tốc độ thấp 10Hz

Bảng 4 Thông số cài đặt ở chế độ truyền thông

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Kết quả đạt được

 Điều khiển biến tần thông qua giao tiếp truyền thông giúp người vận hành có thể điều khiển biến tần ở khoảng cách xa mà không cần thao tác trực tiếp trên biến tần Qua đó sẽ cung cấp cho ta kiến thức và kỹ năng cơ bản về mạng truyền thông công nghiệp.

Ta sẽ vận hành, kết nối và lập trình giao tiếp các thiết bị nhưPLC với biến tần trong công nghiệp, thông qua mạng truyền thông phổ biến là MODBUS.

Mặt hạn chế

 Do lần đầu tiếp xúc với lập trình với mạng công nghiệp cũng như tạo giao diện điều khiển cho WinCC nên giao diện của nhóm còn đơn giản chưa được tối ưu và đẹp mắt.

Hướng phát triển

 Để khắc phục hạn chế trên nhóm sẽ tích cực trau dồi kiến thức và làm việc nhiều hơn với WinCC

 Hướng phát triển cao hơn của đề tài là có thể điều khiển nhiều biến tần và có đèn báo hiệu trạng thái hoạt động.

STT Tên vật tư – thiết bị Số lượng Đơn giá Tổng tiền

2 Biến tần FR-E720 01 Mượn bên ngoài

3 Động Cơ 01 Mượn bên ngoài 0

4 Máy tính PC 01 Mượn bên ngoài

Bảng 6 Bảng tính vật tư

Ngày đăng: 14/08/2024, 15:06

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Bảng 1 Kế Hoạch Thực Hiện - đồ án học phần tự động điều khiển và vận hành biến tần bằng giao tiếp truyền thông
Bảng 1 Kế Hoạch Thực Hiện (Trang 16)
2.1.4. Sơ đồ đấu dây: - đồ án học phần tự động điều khiển và vận hành biến tần bằng giao tiếp truyền thông
2.1.4. Sơ đồ đấu dây: (Trang 19)
4.1.1. Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống - đồ án học phần tự động điều khiển và vận hành biến tần bằng giao tiếp truyền thông
4.1.1. Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống (Trang 37)
Bảng 4 Thông số cài đặt ở chế độ truyền thông - đồ án học phần tự động điều khiển và vận hành biến tần bằng giao tiếp truyền thông
Bảng 4 Thông số cài đặt ở chế độ truyền thông (Trang 52)
Bảng 6 Bảng tính vật tư - đồ án học phần tự động điều khiển và vận hành biến tần bằng giao tiếp truyền thông
Bảng 6 Bảng tính vật tư (Trang 54)
w