đồ án môn học 2 điều khiển hệ thống đề tài sử dụng biến tần để điều khiển tốc độ động cơ

PHẦN 1: KHÁI QUÁT CHUNG1.1 Giới thiệu phần mềm Connected Components Workbench CCWConnected Components Workbench CCW là một phần mềm lập trình vàcấu hình cho các sản phẩm điều khiển và tự

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM



ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNGĐỀ TÀI: SỬ DỤNG BIẾN TẦN ĐỂ ĐIỀU KHIỂN

TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠGVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH MSSV

Phan Tiến Tân 20154013 Trần Minh Tiến20154061

Tp Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2023

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1

PHẦN 1: KHÁI QUÁT CHUNG 2

1.1 Giới thiệu phần mềm Connected Components Workbench (CCW) 2

1.2 Một vài ưu điểm và tính năng của CCW 2

1.3 Mô tả hệ thống 4

1.3.1 PLC Allen-Bradley Micro850 2080-LC50-24QWB 5

1.3.2 HMI PanelView 800 6

1.3.3 Biến tần Power Flex 525 7

PHẦN 2: CÁC BƯỚC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 8

2.1 Tìm hiểu chung 8

2.2 Cài đặt hệ thống 8

2.3 Khai báo địa chỉ các nút nhấn và trung gian để viết code 10

2.4 Chương trình điều khiển cho Micro 85 11

2.5 Một số thay đổi của Biến Tần Power Flex 525_1 12

2.6 Khai báo và thiết kế cho màn hình HMI 13

PHẦN 3: KẾT LUẬN 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

Hình ảnh 5: Biến Tân Power Flex 525 7

Hình ảnh 6: Địa chỉ IP của laptop 8

Hình ảnh 7: Liên kết của Laptop với PLC, HMI, Biến Tần… 8

Hình ảnh 8:Lựa chon PLC Micro850 trong CCW và liên kết với RSlink đã tạo sẵn driver 9

Hình ảnh 9: Khai báo địa chỉ Biến Tân PFX 525_1 9

Hình ảnh 10: Khai báo địa chỉ IP cho màn hình HMI (IP: 192.168.0.31) 10

Hình ảnh 15: 1 số thay đổi so với ban đầu của bộ biến tần 12

Hình ảnh 16: các tag được gắn trong màn hình 13

Hình ảnh 17: Ta có thể thiết kế 1 giao diện màn hình như trên 13

Hình ảnh 18: Kết quả sau khi đổ màn hình ra PLC 14

PHẦN MỞ ĐẦU

PLC là từ viết tắt của Programmable Logic Controller, là một bộ điều khiểnLogic có thể lập trình Khác với các bộ điều khiển khác chỉ có một thuật toánđiều khiển duy nhất, PLC có khả năng thay đổi thuật toán điều khiển tùy ý thôngqua việc sử dụng một số loại ngôn ngữ lập trình được người sử dụng viết Điềunày giúp cho PLC có khả năng linh hoạt trong việc thực hiện các bài toán điềukhiển

PLC là một thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống điều khiển hiện đạitheo công nghệ khoa học kĩ thuật tiên tiến Nó được ứng dụng phát triển trongtất cả các lĩnh vực điện tử tự động và phục vụ cho nhiều ngành sản xuất khácnhau, cũng như nhiều loại máy móc như máy giám sát năng lượng, hệ thốngđiện, máy đóng gói sản phẩm (ví dụ như máy đóng gói trà túi lọc tự động), máychế biến thực phẩm (ví dụ như máy trộn bột làm bánh, máy rang hạt điều) và cảdây chuyền sản xuất ô tô

PHẦN 1: KHÁI QUÁT CHUNG1.1 Giới thiệu phần mềm Connected Components Workbench (CCW)

Connected Components Workbench (CCW) là một phần mềm lập trình vàcấu hình cho các sản phẩm điều khiển và tự động hóa của Rockwell Automation.Với giao diện đồ họa thân thiện và tính năng mạnh mẽ, được phát triển dựa trênsự cộng tác giữa hai tập đoàn Rockwell Automation và Microsoft dựa trên nềntảng của Visual Studio, cấu trúc theo tiêu chuẩn IEC 61131-3, CCW giúp ngườidùng dễ dàng lập trình, cấu hình và chẩn đoán các thiết bị như các bộ điều khiểnLogic và HMI Nó cung cấp cho người dùng một số công cụ hữu ích để pháttriển ứng dụng và giảm thiểu thời gian cài đặt, triển khai Ngoài ra, CCW cũnghỗ trợ đầy đủ các tính năng của các sản phẩm điều khiển và tự động hóa củaRockwell Automation, bao gồm các thiết bị như PLC, HMI và các thiết bị điềukhiển mô tơ, giúp người dùng có thể dễ dàng tích hợp chúng vào hệ thống tựđộng hóa của mình

1.2 Một vài ưu điểm và tính năng của CCW

Ưu điểm:Phần mềm được cài đặt dễ dàng và miễn phí.Việc lập trình trở nên dễ dàng hơn với mã code mẫu và các khối chức năngđược người dùng định nghĩa

Có thể lập trình và kiểm tra ứng dụng mà không cần phần cứng, sử dụngMicro800 ™ Simulator.

Môi trường phần mềm thiết kế tích hợp giúp giảm thiểu thời gian và chi phíphát triển máy ban đầu

Dễ dàng hình dung: Có thể tham chiếu trực tiếp các biến điều khiểnMicro800 khi tạo các thẻ HMI

Các khối chức năng do người dùng định nghĩa có khả năng giúp tăng tốc độthiết lập hệ thống nhanh chóng Các khối kết nối có thể di chuyển và mở rộng,đem lại tiện lợi cho việc cài đặt và bảo trì

Tính năng:Thiết kế thông minh và nhanh hơn với phần mềm phiên bản ConnectedComponents Workbench 21 mới nhất:

• Dễ dàng lập trình với các màn hình cấu hình đơn giản hơn để hỗ trợ các ổ đĩavà thiết bị hồ sơ chung bổ sung;

• Tăng hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống thông qua các chẩn đoán Ethernetnâng cao;

• Kích hoạt tích hợp mượt mà với truy cập trực tiếp vào các thẻ thông quaEtherNet/IPHỗ trợ một loạt các tùy chọn liên kết và nối mạng

Xây dựng Smarter Machines bằng Phần Mềm Thiết Kế Tích Hợp:• Tiết kiệm thời gian thông qua tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn với cải tiến hiệusuất tải lên và tải xuống lần lượt là 23% và 40%;

• Tăng cường an ninh hệ thống với việc mã hóa mật khẩu và giải mã dự ánngười dùng trong bộ nhớ

Đơn giản hóa quá trình phát triển máy trong môi trường thiết kế tích hợp.Tối ưu hóa năng suất với công nghệ kỹ thuật số

1.3 Mô tả hệ thống

Hình ảnh 1: Hệ thống thực tế cần tìm hiểu

Hình ảnh 2: Kết nối phần mềm CCW với hệ thống

1.3.1 PLC Allen-Bradley Micro850 2080-LC50-24QWB

Thông số kĩ thuật:

Nguồn cung cấp cho PLC: 24 VDC hoặc 120/240 VAC.Lập trình bằng phần mềm Connected Components Workbench.Có 14 ngõ vào (8 ngõ vào tốc độ cao, cấp nguồn 24 VDC sink/source; 6 ngõ vàobình thường, cấp nguồn 12/24 VDC sink/source)

Có 10 ngõ ra relay (5 ~ 125 VDC, 5 ~ 265 VAC).Ngõ vào đếm tốc độ cao: hỗ trợ 4 cửa HSC đếm xung 100kHz.Ngõ vào ngắt tốc độ cao, giao thức truyền thông Modbus RTU.Tích hợp cổng giao tiếp: Cổng USB; cổng không cách li RS-232 và RS-485.Kích thước: 90x145x80 mm (HxWxD)

Hình ảnh 3: PLC Allen-Bradley Micro850 2080-LC50-24QWB

1.3.2 HMI PanelView 800

Thông số kĩ thuật:Màu Hiển Thị: 65,000 màuKích Thước Hiển Thị: 10 inchĐộ Phân Giải Màn Hình: 800 x 600 SVGA Đèn Nền Tuổi Thọ: 40,000 giờ ở nhiệt độ từ 0°C …50°CĐiện Áp Hoạt Động: 24 VDC

Bộ Nhớ: ROM 256MB, RAM 256MB DDRTốc Độ CPU: 800MHz

Cổng USB, cổng MicroSD.Loại Kết Nối Lập Trình: EthernetLoại Kết Nối Giao Tiếp: RS232, RS485, RS422Phầm Mềm Thiết Kế Giao Diện: Components Workbench Mặt cắt: H206xW269

Kích thước: 225x 287x55 mm (HxWxD)

Hình ảnh 4: Màn Hình HMI PanelView 800

1.3.3 Biến tần Power Flex 525

Ổ đĩa AC PowerFlex 525, tích hợp EtherNet/IP và tính năng an toànLớp điện áp: 240 VAC, 3 pha

Dòng đầu ra: 2.5 AmpsLoại khung: IP20 NEMA / Loại mởKích cỡ khung: Khung A

Module giao diện: Tiêu chuẩnKhông có lọc

PHẦN 2: CÁC BƯỚC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ2.1 Tìm hiểu chung

Để điều khiển chạy được động cơ ta cần phải thông qua: Điều khiển thông qua điều chỉnh tần số biến tần. Động cơ có thể điều chỉnh tốc để đưa về tốc độ phù hợp Các cảm biến sử dụng:

 Cảm biến hành trình để dừng động cơ Hệ thống được điều khiển thông qua màn hình HMI

Hình ảnh 8:Lựa chon PLC Micro850 trong CCW và liên kết với RSlink đã tạo sẵn driver

(IP Micro: 192.168.0.1)

Hình ảnh 9 : Khai báo địa chỉ Biến Tân PFX 525_1

2.3 Khai báo địa chỉ các nút nhấn và trung gian để viết code

Để có thể điều khiển được nút nhấn hay thao tác được với màn hình HMI điềuđầu tiên ta phải làm đó là khai báo địa chỉ, dưới đây là 1 số hình ảnh cho việckhai báo

Hình ảnh 10: Khai báo địa chỉ IP cho màn hình HMI (IP: 192.168.0.31)

và kết nối màn hình với bộ PLC

Hình ảnh 11: Địa chỉ các nút nhấn và đèn hiển thị

2.4 Chương trình điều khiển cho Micro 85

Ta viết chương trình điều khiển cho Hệ thống qua code ladder, dưới đây là 1 sốđoạn code trong bài

Hình ảnh 13: Network 1 -3Hình ảnh 12: Khai báo cho bộ RA_PFx_ENET_STS_SMD

2.5 Một số thay đổi của Biến Tần Power Flex 525_1

Để có thể điều khiển thay đổi vận tốc và khoản thời gian delay ta cần phảichuyển 1 số value như hình bên dưới

Hình ảnh 14: Network 18 đây nơi ta có thể điều khiển thông qua CMD và trả kết quả tại STS

Hình ảnh 15: 1 số thay đổi so với ban đầu của bộ biến tần

2.6 Khai báo và thiết kế cho màn hình HMI

Muốn thiết kế đê có thể vận hành chương trình trên màn hình HMI thì điều đầutiên ta cần phải làm đó là khai báo tag

Hình ảnh 16: các tag được gắn trong màn hình

Sau khi thiết kế ta sẽ đổ ra chương trình và sẽ có kết quả như bên dưới, từ đó ta có thể điều khiển hệ thống thông qua màn hình HMI

Hình ảnh 18: Kết quả sau khi đổ màn hình ra PLC

PHẦN 3: KẾT LUẬN

Qua quá trình thực hiện đồ án 2 điều khiển lập trình với đề tài “sử dụngbiến tần để điều khiển tốc độ động cơ”, chúng em đã có được những kiến thứcmới mà chưa được tiếp xúc, em lựa chọn đề tài này vì nó có thể giúp em làmviệc với hệ thống thực tế Trong thời gian làm việc với hệ thống ít nhiều emcũng gặp khó khăn, nhưng nhờ có sự động viên và giúp đỡ của thầy thì em đãhoàn thành đồ án trong hoàn toàn sự nổ lực của chúng em, nếu có những sai sótnào mong thầy có thể đưa ra những góp ý để chúng em có thể sửa đổi và rútkinh nghiệm cho sau này

Lời cuối cùng em cũng xin chân thành cảm ơn thầy vì đã cho chúng emđược cơ hội đồng hành cùng thầy trong học kỳ này

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Tài liệu MICRO850_INVERTER_HMI_TRAINING của thầy Tạ VănPhương

2 Tổng quan phần mềm CCW:

components-workbench.html