Điều khiển và khống chế lò tạo khí - phần 5 potx

Điều khiển và khống chế lò tạo khí ebook@free4vn.org T.g: Phan Việt C ờng 23 S 5.8 + = S 5.7 .V 5 S 5.8 - = S 5.9 S 5.9 + = S 5.8 .V 5 S 5.9 - = S 5.10 S 5.10 + = S 5.9 .V 5 S 5.10 - = S 5.11 S 5.11 + = S 5.10 .V 5 S 5.11 - = S 5.12 S 5.12 + = S 5.11 .V 5 S 5.12 - = S 0 5. L u đồ thuật toán . Căn cứ vào yêu cầu đặt ra , đồng thời dựa vào các hàm điều khiển trên ta có l u đồ của ch ơng trình điều khiển nh hình II_13 . 6. Lựa chọn thiết bị . Để lựa chọn thiết bị và ch ơng trình phần mềm cho việc lắp ráp bộ tự động em đã khảo sát nhiều chủng loại thiết bị và phần mềm điều khiển ch ơng trình của nhiều hãng đã đặt đại lý tại Việt Nam . Hiện nay ở Việt Nam thiết bị và phần mềm điều khiển PLC chủ yếu là thuộc 3 hãng nổi tiếng : OMRON (Nhật Bản) , SIEMENS (Đức) , GEFANUC (Anh) . Thực tế thấy : - Tính năng kỹ thuật , độ tin cậy thiết bị và ch ơng trình của các hãng là t ơng đ ơng nhau , giá cả chênh lệch là không đáng kể . - Thiết bị của OMRON và GEFANNUC mới vào thị tr ờng Việt Nam, thực tế thì ch a sử dụng nhiều . Các dịch vụ lắp đặt , bảo hành , t vấn kỹ thuật ch a chuyên sâu , các văn phòng của 2 hãng này mới chỉ mang tính chất quảng cáo . - Thiết bị Siemens đã chiếm lĩnh thị tr ờng Việt Nam từ rất sớm . Hiện tại có nhiều nhà máy lắp đặt và sử dụng nh : nhà máy xi măng Hoàng Thạch , thuỷ điện Hoà Bình , nhà máy bia Halida , nhà máy thuốc lá Thăng Long Về mặt dịch vụ lắp đặt , bảo hành , t vấn kỹ thuật sâu rộng , do vậy em chọn thiết bị PLC của hãng Siemens . Cụ thể : - Phần cứng PLC Simatics S7-300 . - Phần mềm : Step 7 . Sau đây là các thông số kỹ thuật của thiết bị : Điều khiển và khống chế lò tạo khí ebook@free4vn.org T.g: Phan Việt C ờng 24 a. CPU Simatics S7-300 : CPU 314 . - Điện áp nguồn nuôi : 24v - Điện áp dao động cho phép : 20,4 á 28,8v - Dòng điện định mức : 1A - Công suất tiêu hao : 8W - Bộ nhớ RAM : 24Kb/800 lệnh (1 lệnh = 3 byte) - Bộ nhớ cơ sở : 2048 bít - Thời gian thực hiện 1 lệnh : 0,3 ms - Bộ đếm : 64 - Bộ thời gian :125 - Digital I/O cực đại cho phép : 512 - Analog I/O cực đại cho phép : 64 - Cổng giao tiếp : MPI - Nối mạng : SINEC L2/L2DP - Trọng l ợng : 530 gam - Kích th ớc (dài x cao x rộng) : 80 x125 x120 (mm) . b. Modul Digital Input . - Số đầu vào :16 - Điện áp nguồn nuôi :24v - Điện áp dao động cho phép : 20,4 á 28,8v - Điện áp vào mức '1' : 11 á 30v - Điện áp vào mức '0' : -3 á 5v - Dòng điện vào mức '1' : 7,5 mA - Công suất tiêu hao : 3,5W - Trọng l ợng : 200gam - Kích th ớc (dài x cao x rộng) : 40 x125 x120 (mm) . c. Modul Digital Ouput - Số đầu ra : 16 - Điện áp nguồn nuôi : 24v - Điện áp dao động cho phép : 20,4 á 28,8v - Điện áp ra mức '1' : 5mA á 0,5A - Dòng điện tiêu thụ tổng (ở 60 o ) : 2A Điều khiển và khống chế lò tạo khí ebook@free4vn.org T.g: Phan Việt C ờng 25 - Công suất tiêu hao : 4,9W - Trọng l ợng : 190gam - Kích th ớc (dài x cao x rộng) : 40 x125 x120 (mm) . d. Modul POWER Suply PS 307 PE (nguồn cung cấp riêng cho mạch vi xử lý) - Điện áp vào : 120/230v - Điện áp dao động cho phép : 93 á 132v/187 á264v - Tần số :50/60Hz - Dòng điện định mức vào : 2/1A - Điện áp ra : 24v(5%) - Dòng cực đại :5A - Công suất tiêu hao :18W - Trọng l ợng :740gam - Kích th ớc (dài x cao x rộng) : 80 x125 x120 (mm) . Điều khiển và khống chế lò tạo khí ebook@free4vn.org T.g: Phan Việt C ờng 26 Ch ơng III : TìM HIểU Và ứNG DụNG PLC TRONG THIếT Kế Hệ THốNG ĐIềU KHIểN KHốNG CHế . A : Tìm hiểu PLC . III_1: Cấu tao chung của PLC . Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control) viết tắt là PLC , là loại thiết bị cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển số thông qua 1 ngôn ngữ lập trình thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số . Để có thực hiện đ ợc một ch ơng trình điều khiển , PLC phải có tính năng nh một máy tính , nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU) , một hệ điều hành , bộ nhớ để l u ch ơng trình điều khiển , dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp đ ợc với đối t ợng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi tr ờng xung quanh . Bên cạnh đó nhằm phục vụ bài toán điều khiển số , PLC còn phải có thêm các khối chức năng đặc biệt khác nh : bộ đếm (Counter) , bộ thời gian (Timer) và những khối hàm chuyên dụng (hình d ới) . CPU Bộ nhớ ch ơng trình Bộ đệm vào / ra Khối vi xử lý trung tâm + Hệ điều hành Timer Counter Bít cờ Cổng vào ra onboard Cổng ngắt và đếm tốc đ ộ cao Quản lý ghép nối Bus của PLC Điều khiển và khống chế lò tạo khí ebook@free4vn.org T.g: Phan Việt C ờng 27 1. Bộ xử lý trung tâm (CPU) . Bộ xử lý trung tâm là hạt nhân của PLC , nó thực hiện các phép tính logic , số học và điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống . Bộ xử lý gọi các lệnh từ bộ nhớ để thực hiện một cách tuần tự . Theo ch ơng trình nó xử lý các thông tin đầu vào và chuyển kết quả xử lý đến đầu ra. Trên thực tế , mọi PLC thế hệ mới đều dựa trên kỹ thuật vi xử lý . Một số PLC còn sử dụng thêm các bộ vi xử lý chuyên dụng để điều khiển các chức năng , phức tạp nh các phép tính toán học hay bộ điều chỉnh PID . 2. Bộ nhớ . Mọi PLC đều dựa trên 2 loại bộ nhớ là : ROM và RAM có dung l ợng tuỳ thuộc vào thiết kế riêng của từng loại PLC . Việc sử dụng các phần của bộ nhớ phụ thuộc vào thiết kế hệ thống của nhà sản xuất , tuy nhiên có thể phân chia bộ nhớ của PLC ít nhất thành 5 vùng sau : - Bộ nhớ điều hành (Executive Memory) - Bộ nhớ hệ thống (System Memory) - Bảng ảnh vào ra (I/O Image Table) - Bộ nhớ số liệu (Data Memory) - Bộ nhớ ch ơng trình (User Program Memory) 2.1 Bộ nhớ điều hành . Bộ nhớ điều hành (hay hệ điều hành) luôn nằm trong ROM , do đ ợc phát triển bởi nhà sản xuất nên rất ít khi cần thay đổi . Hệ điều hành là một ch ơng trình ngôn ngữ máy đặt biệt để chạy PLC nó chỉ dẫn cho bộ vi xử lý đọc và hiểu các lệnh , biểu t ợng do ng ời sử dụng lập trình , theo dõi mọi trạng thái ra và duy trì giám sát các trạng thái hiện tại của hệ thống . 2.2 Bộ nhớ hệ thống . Khi hệ điều hành thực hiện nhiệm vụ của mình thì cần một số vùng để l u giữ kết quả và thông tin trung gian , do đó một phần của bộ nhớ RAM đ ợc dùng cho mục đích này . Thông th ờng vùng bộ nhớ hệ thống chỉ do hệ điều hành sử dụng . Một số PLC dùng bộ nhớ hệ thống cho việc l u giữ thông tin liên lạc giữa bộ lập trình với hệ điêù hành . Ví dụ nh hệ điều hành tạo một mã lỗi chứa trong vùng bộ nhớ hệ thống , nh vậy trong quá trình thực hiện , ch ơng trình sử dụng có thể đọc mã lỗi này để xử lý . Mặt khác ng ời sử dụng cũng có thể gửi thông tin cho hệ điều . Điều khiển và khống chế lò tạo khí ebook@free4vn.org T.g: Phan Việt C ờng 23 S 5. 8 + = S 5. 7 .V 5 S 5. 8 - = S 5. 9 S 5. 9 + = S 5. 8 .V 5 S 5. 9 - = S 5. 10 S 5. 10 + = S 5. 9 .V 5 . S 5. 9 .V 5 S 5. 10 - = S 5. 11 S 5. 11 + = S 5. 10 .V 5 S 5. 11 - = S 5. 12 S 5. 12 + = S 5. 11 .V 5 S 5. 12 - = S 0 5. L u đồ thuật toán . Căn cứ vào yêu cầu đặt ra , đồng thời dựa vào các. của hãng Siemens . Cụ thể : - Phần cứng PLC Simatics S 7-3 00 . - Phần mềm : Step 7 . Sau đây là các thông số kỹ thuật của thiết bị : Điều khiển và khống chế lò tạo khí ebook@free4vn.org