CHUYÊN ĐỀ 2: GHÉP NỐI BỘ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN pptx

•Bài toán:Ghép nối PLC S7-200 với biến tần SIEMENS, tự động ổn định áp suất trên đường ống của hệ thống cấp nước... Để tránh thất thoát và tiết kiệm điện năng, ta sử dụng hệ thống điều

•Bài toán:

Ghép nối PLC S7-200 với biến tần

SIEMENS, tự động ổn định áp suất trên đường ống của hệ thống cấp nước.

Khái Quát Hệ Thống Bơm Nước

Hệ thống trang bị cho nhà máy nước có 2 bơm cấp nước sinh hoạt, với công suất thiết kế nhất định.

Để tránh thất thoát và tiết kiệm điện năng, ta sử dụng hệ thống điều khiển tự động giữ áp suất cố định trên đường ống bằng cảm biến áp suất và biến tần điều khiển công suất động cơ

nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng.

1 Biến tần MicroMaster Eco (SIEMENS) được sử dụng cho

động cơ, công suất tiêu thụ của động cơ sẽ được biến tần điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu phụ tải Động cơ thứ 2 sẽ sử dụng chạy nền nếu sau này phụ tải phát triển lớn hơn

2 Một sensor áp suất được đưa vào đầu ra nước cấp của Nhà

máy để đo áp lực nước đưa về hệ thống điều khiển

3 Hệ thống điều khiển là 1 PLC S7-200 (SIEMENS) đảm bảo

cho việc tự động hóa hoàn toàn quá trình bơm cấp nước của Nhà máy

4 Vận hành hệ thống thông qua màn hình vận hành TD200

5 Các mạch động lực cũng như mạch tín hiệu của hệ thống mới

sẽ được đấu nối với hệ thống cũ mà không làm thay đổi chức năng cũng như hoạt động hệ thống điều khiển đã được lắp đặt ban đầu

6 Hoạt động của hai hệ thống như sau:  

Hệ thống cũ được sử dụng như hệ thống điều khiển bằng tay,

là hệ thống điều khiển dự phòng khi hệ thống mới lắp biến tần

có sự cố

Việc chuyển đổi giữa hai chế độ tự động và bằng tay được

thực hiện bằng các công tắc chuyển đổi vị trí, và bằng cách cài đặt trên màn hình vận hành TD200

Hệ thống mới và cũ sẽ được đấu nối đảm bảo chính xác, và vận hành an toàn trong mọi tình huống Đảm bảo tính an toàn cao nhất của cả hệ thống

Biểu đồ sau minh họa hoạt động của hệ

phụ tải, do vậy sẽ giảm

đáng kể năng lượng tiêu

hao không cần thiết vào

các giờ phụ tải thấp

điểm

SƠ ĐỒ KHỐI GHÉP NỐI

• PLC S7-200: bộ điều khiển trung tâm, nó xử lý các tín hiệu thu thập về từ hệ thống để điều khiển các động cơ Các động

cơ được điều khiển chạy thông qua biến tần và các contactor

• Converter (biến tần): điều khiển trơn tốc độ động cơ Với biến tần thì động cơ chạy với hiệu suất rất cao ngay cả khi hoạt

động ở tốc độ thấp Biến tần sẽ làm cho hệ thống hoạt động tiết kiệm năng lượng điện so với cách hoạt động cũ của trạm

• Đầu đo áp suất: mục đích để đo áp suất mạng Với tín hiệu đo được từ đầu đo áp suất đưa về PLC xử lý điều khiển tốc độ

bơm Với đầu đo này PLC sẽ giám sát được áp suất nước trên mạng

• Màn hình hiển thị TD-200: dùng để cài đặt các chế độ hoạt

động của trạm, cài áp suất mạng Ngoài ra, trên màn hình còn hiển thị áp suất đo được trên đường ống mạng

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

• Với thiết kế này, hệ thống sẽ tự động giám sát áp suất nước trên đường ống mạng và điều khiển ngược lại để đảm bảo giữ đúng áp suất theo yêu cầu PLC sẽ điều khiển áp suất nước trên đường ống mạng theo đồ thị phụ tải ngày, tức là hệ thống sẽ điều khiển áp suất theo thời gian thực Hệ thống điều khiển tự động này một số chức năng chính sau:

• Đo lường: do đầu đo áp suất đo lường và chuyển đổi để đưa về

CPU của S7-200.

• Xử lý thông tin: bộ điều khiển trung tâm sẽ đảm nhiệm vấn đề này.

• Điều khiển: S7-200 sẽ phối hợp với biến tần làm việc này theo yêu cầu.

• Giám sát: S7-200 sẽ kết đầu đo áp suất để giám sát hệ thống hoạt động.

• Giao tiếp giữa người vận hành và thiết bị: do màn hình hiển thị

TD-200 thực hiện

GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ

I.BIẾN TẦN MICROMASTER 440

(SIEMENS)

Micromaster 440 chính là một họ biến 

tần mạnh mẽ nhất trong dòng các biến 

tần  tiêu  chuẩn.  Khả  năng  điều  khiển 

vector  cho  tốc  độ  Moment  hay  khả 

năng điều khiển vòng kín bằng bộ PID 

có  sẵn  đem  lại  độ  chính  xác  tuyệt  vời 

cho  các  hệ  thống  truyền  động  quan 

II Thiết bị lập trình biến tần MM440 BOP-2

• Thiết  bị  lập  trình  biến  tần 

Siemens  Micromaster 

BOP-2(Basic  Operator  Panel)  cho 

trên  bộ  biến  tần  hay  trong 

cánh  cửa  tủ  phân  phối  sử 

dụng một bộ nối.

III THIẾT BỊ LẬP TRÌNH PLC S7-200

Thiết bị điều khiển lập trình được( PLC- Programable  Logic Controler) là thiết bị được điều khiển đặc biệt dựa  trên bộ vi xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu giữ  các lệnh, thực hiện các chức năng và thuật toán để diều  khiển máy và các quá trình.

Các thành phần của một PLC S7-200 thường có các  modul phần cứng sau: 

7.  Modul chức năng (để hỗ trợ cho vấn đề truyền  thông mạng). 

 

MÔ HÌNH TỔNG QUÁT CỦA MỘT PLC S7-200

Để thực hiện một chương trình điều khiển số  thì yêu cầu PLC phải có tính năng như một máy tính  (PC). 

• Các khối chức năng đặc biệt như: T, C, các khối 

chuyên dụng khác. 

 PLC có ưu điểm vượt trội so với các hệ thống điều  khiển cổ điển như rơle, mạch tổ hợp điện tử, IC số. 

OP (operation), PC, PG hay mạng truyền thông 

công nghiệp, kể cả mạng internet. 

• Thực hiện chương trình liên tục theo vòng quét.

MÔ HÌNH CẤU TRÚC PHẦN CỨNG PLC S7-200

• Đèn RUN-màu xanh: Chỉ định PLC ở chế độ làm việc và  thực hiện chương trình đã được nạp vào bộ nhớ chương 

trình. 

• Đèn STOP-màu vàng: Chỉ định PLC ở chế độ STOP, dừng  chương  trình đang thực hiện lại (các đầu ra đều ở chế độ 

off). 

• Đèn SF-màu đỏ, đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng có nghĩa là  lỗi phần cứng hoặc hệ điều hành. Ở đây cần phân biệt rõ lỗi 

hệ thống với lỗi chương trình người dùng, khi lỗi chương 

trình người dùng thì CPU không thể nhận biết được vì trước  khi download xuống CPU, phần mềm lập trình đã làm nhiệm 

vụ kiểm tra trước khi dịch sang mã máy. 

của đầu vào số. 

• Đèn Qx.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off  của đầu vào số. 

• Port truyền thông nối tiếp: RS 485 protocol, 9 chân 

sử dụng cho việc phối ghép với PC, PG, TD200, 

TD200C, OP, mạng biến tần, mạng công nghiệp. 

 Tốc độ truyền - nhận dữ liệu theo kiểu PPI là 9600  baud. 

 Tốc độ truyền - nhận dữ liệu theo kiểu Freeport là 

300 ÷ 38400 baud. 

Phân chia bộ nhớ: Bộ nhớ được chia làm 4 vùng cơ bản, hầu hết các 

vùng nhớ đều có khả năng đọc ghi chỉ trừ vùng nhớ đặc biệt SM (special  memory) là vùng nhớ chỉ đọc. 

• Vùng nhớ chương trình là miền bộ nhớ được dùng để lưu giữ các lệnh  chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-valatie đọc/ghi được. 

• Vùng nhớ tham số: là miền lưu giữ các tham số như từ khoá, địa chỉ  trạm  Cũng giống như vùng chương trình, Vùng này thuộc kiểu non- valatie đọc/ghi được. 

• Vùng dữ liệu: được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình bao  gồm kết quảcủa các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương  trình, bộ đệm truyền thông  

• Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra  tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không thuộc  kiểu non-valatile nhưng đọc/ghi được. 

BỘ NHỚ TRONG VÀ NGOÀI CỦA S7-200

VI GIAO DIỆN VẬN HÀNH MÁY

TD 200

•TD200 là một thiết bị hiển thị text (Text Display), giao tiếp với người vận hành Thiết bị này được thiết kế chỉ dùng giao tiếp với họ PLC S7-200.

•Một số đặc tính của TD200:

 Hiển thị tin nhắn và các biến của PLC

 Cho phép điều chỉnh các biến trong chương trình

 Có khả năng cài đặt thời gian thực của PLC.

• Nguồn cung cấp : 24VDC Có thể cấp cho TD200 theo 2 cách:

• Nguồn cấp chung: cấp nguồn cho TD200 thông qua cáp

TD/CPU ( chiều dài 2,5 m)

• Nguồn cấp riêng : cấp nguồn cho TD200 thông qua đầu nối bên phải TD200 ( được sử dụng khi khoảng cách giữa TD200 và CPU lớn hơn 2,5 m)

• Lưu ý: không sử dụng đồng thời nguồn cấp chung và nguồn

cấp riêng cùng một lúc như vậy sẽ làm hỏng thiết bị

• Cáp TD/CPU:

• Sơ đồ có cấp nguồn

LẬP TRÌNH CHO PLC VÀ KẾT

NỐI PLC VỚI BIẾN TẦN

200.

1 Có môđun tương tự cho PLC

2 PLC nhận tín hiệu tương tự từ cảm biến áp suất,

môđun tương tự sẽ chuyển tín hiệu tương tự về số Lập trình cho PLC điều khiển mở/tắt máy bơm 2 và đưa tín hiệu ra biến tần thông qua môđun tương tự điều chỉnh tốc độ máy bơm 1.

3 Kết nối PLC với biến tần.

4 Cài đặt các thông số cho biến tần để điều khiển tốc độ

máy bơm 1

LẬP TRÌNH CHO PLC

LẬP TRÌNH CHO PLC

CÀI ĐẶT CÁC THÔNG SỐ CHO

BIẾN TẦN

• Sau khi đưa tín hiệu PLC vào biến tần Ta tiến hành cài đặt một số thông số của nó, điều

khiển tốc độ máy bơm nước 1, nhằm ổn định

áp suất trên đường ống.

thơng qua màn hình điều khiển  BOP-2

Dừng Khởi động Đảo chiều

Chạy nhấp động cơ

Truy nhập thông số

Giảm giá trị Tăng giá trị Nút chức năng

r 0000

* Cài đặt P0300=0 trở thành P0300=1

P 0300

* Cài đặt P0300=0 trở thành P0300=1

0

* Cài đặt P0300=0 trở thành P0300=1

1

* Cài đặt P0300=0 trở thành P0300=1

P 0300

* Cài đặt P0300=0 trở thành P0300=1

U V W

CB

Mạch động lực

MC Phần tử đốt nóng

Rơ le nhiệt ĐC

BIẾN TẦN

* Đấu biến tần với tải

THANK FOR WATCHING! ^^