Bài giảng công nghệ khí (ths hoàng trọng quang) chương 10

Bài giảng CÔNG NGHỆ KHÍ Chương 10: HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ & TỰ ĐỘNG HÓA (PLC) GVGD: ThS Hoàng Trọng Quang GVTG: ThS Hà Quốc Việt TỰ ĐỘNG HÓA - PLC Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Tổng quát, hệ thống điều khiển tập hợp dụng cụ, thiết bị điện tử, hệ thống cần đảm bảo tính ổn định, xác, chuyển đổi nhịp nhàng quy trình hoặt động sản xuất Nó thực yêu cầu quy trình, từ khởi động thiết bị, trì chế độ, dừng an toàn … Với thành phát triển nhanh chóng công nghệ việc điều khiển hệ thống phức tạp thực hệ thống điều khiển tự động hóa hoàn toàn, sử dụng PLC, kết hợp với máy tính chủ SCADA (Supervisory Control And Data Accquisition – Hệ thống thu thập liệu điều khiển) 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM TỰ ĐỘNG HÓA - PLC Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Ngoài ra, giao diện để kết nối với thiết bị khác như: bảng điều khiển, động cơ, contact, cuộn dây,… Khả chuyển giao mạng PLC cho phép chúng phối hợp xử lý, điều khiển hệ thống lớn hệ thống điều khiển phân tán (DCS: distribution control system) 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM TỰ ĐỘNG HÓA - PLC Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM TỰ ĐỘNG HÓA - PLC Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Trong hệ thống điều khiển tự động, PLC xem trung tâm hệ thống điều khiển Với chương trình ứng dụng (đã lưu trữ bên nhớ PLC) PLC liên tục kiểm tra trạng thái hệ thống, bao gồm: kiểm tra tín hiệu phản hồi từ thiết bị nhập, dựa vào chương trình logic để xử lý tín hiệu mang tín hiệu điều khiển thiết bị xuất PLC dùng để điều khiển hệ thống từ đơn giản đến phức tạp ta kết hợp chúng với thành mạng truyền thông điều khiển trình phức hợp 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM TỰ ĐỘNG HÓA - PLC Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 PLC điều khiển logic theo chương trình bao gồm: Bộ xử lý trung tâm gọi la CPU (Central Processing Unit) chứa chương trình ứng dụng module giao diện nhập xuất Nó nối trực tiếp đến thiết bị I/O Vì thế, tín hiệu nhập, CPU xử lý tín hiệu gởi tín hiệu đến thiết bị xuất 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM TỰ ĐỘNG HÓA - PLC Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM TỰ ĐỘNG HÓA - PLC Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Cấu trúc phần cứng tất PLC có phận sau: Bộ xử lý Bộ nhớ Bộ nhập/xuất 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM TỰ ĐỘNG HÓA - PLC Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) Là vi xử lý, liên kết với hoặt động hệ thống PLC, thực chương trình, xử lý tín hiệu nhập xuất thông tin liên lạc với thiết bị bên Bộ nhớ Có nhiều nhiều loại nhớ khác Đây nơi lưu trữ trạng thái hoạt động hệ thống nhớ người sử dụng Để đảm bảo cho PLC hoặt động, phải cần có nhớ để lưu trữ chương trình, cần mở rộng nhớ để thực chức như: Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái kênh xuất/nhập gọi RAM xuất/nhập Lưu trữ tạm thời trạng thái chức bên trong: Timer, Counter, Relay 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM TỰ ĐỘNG HÓA - PLC Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Bộ nhớ (tt) Bộ nhớ gồm có loại sau: Bộ nhớ đọc (ROM: Read Only Memory) Bộ nhớ ghi đọc (RAM: Random Access Memory) Bộ nhớ đọc chương trình xóa (EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory) Bộ nhớ đọc chương trình xóa điện (EEPROM: Electric Erasable Programmable Read Only Memory) 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 10 ĐÁP ỨNG QUÁ ĐỘ HỆ BẬC HAI Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Ta tìm biểu thức c(t) Với tín hiệu vào hàm nấc Tùy theo giá trị , đa thức mẫu số có nghiệm khác nhau, gọI cực hệ kín, c(t) có dạng khác Đệm quá:  > 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 78 ĐÁP ỨNG QUÁ ĐỘ HỆ BẬC HAI Khoa Kỹ thuât Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Đệm tới hạn:  =1 Đệm dưới:  [...]... đó thực hiện chương trình trong bộ nhớ sau: 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 12 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Một bộ đếm chương trình sẽ nhặt lệnh từ bộ nhớ chương trình đưa ra thanh ghi lệnh để thi hành Chương trình ở dạng STL (StatementList – Dạng lệnh liệt kê) sẽ được dịch ra ngơn ngữ máy cất trong bộ nhớ chương trình Sau khi thực hiện xong chương trình,... (Thực hiện chương trình) Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 14 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Thực tế khi PLC thực hiện chương trình (Program execution) PLC khi cập nhật tín hiệu ngõ vào (ON/OFF), các tín hiệu hiện nay khơng được truy xuất tức thời để đưa ra (Update) ở ngõ ra mà q trình cập nhật tín hiệu ngõ ra (ON/OFF) phải theo hai bước: Khi xử lý thực hiện chương trình,... HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 18 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 19 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 20 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường... Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 15 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Thường việc thực thi một vòng qt xảy ra với một thời gian rất ngắn, một vòng qt đơn (single scan) có thời gian thực hiện một vòng qt từ 1ms tới 100 ms Việc thực hiện một chu kỳ qt dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ dài của chương trình và cả mức độ giao tiếp giữa PLC với các thiết bị ngoại vi (màn hình... bước: Khi xử lý thực hiện chương trình, vi xử lý thực hiện chương trình, vi xử lý sẽ chuyển đổi các bước logic tương ướng ở ngõ ra trong chương trình nội” (đã được lập trình), các bước logic này sẽ chuyển đổi ON/OFF Tuy nhiên, lúc này các tín hiệu ở ngõ ra “that” (tức tín hiệu được đưa ra tại module out) vẫn chưa được đưa ra Khi xử lý kết thúc chương trình xử lý, việc chuyển đổi các mức logic (của các... 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 22 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 23 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 24 Hệ thống điều khiển Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 ĐIỀU KHIỂN: Thay đổi biến điều khiển để cho biến được điều khiển có giá... HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 21 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Thiết bị đầu ra Trong một hệ thống tự động hóa, thiết bị xuất cũng là một yếu tố rất quan trọng Nếu Ngõ ra của PLC khơng được kết nối với thiết bị xuất thì hầu như hệ thống sẽ bị tê liệt hồn tồn Các thiết bị xuất thơng thường là: Động cơ,... tín hiệu tơi các thiết bị, được thực hiện thơng qua module xuất Một chu kỳ gồm đọc tín hiệu ở ngõ vào, thực hiện chương trình và gởi cập nhật tín hiệu ở ngõ ra được gọi là một chu kỳ qt (scaning) 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 13 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Trên đây chỉ là mơ tả hoạt động đơn giản của một PLC, với hoạt động này sẽ giúp cho người thiết... lỏng 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 26 ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Điều khiển khơng tự động (bằng tay), khơng chính xác, chậm  Điều khiển tự động, dùng bộ điều khiển 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 27 ĐIỀU KHIỂN HỒI TIẾP Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỒI TIẾP (feedback control): Hệ thống điều khiển cơ bản,... (actuator) tác động vào đối tượng làm thay đổi đại lượng y 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 28 ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 29 SƠ ĐỒ KHỐI Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 • Ví dụ: Trong hệ thống điều khiển mức nước, thiết bị chấp hành là phần tử làm thay đổi độ mở van, cảm biến là thiết bị đo mức nước, ... vào, sau thực chương trình nhớ sau: 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 12 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 Một đếm chương trình nhặt lệnh từ nhớ chương trình... Bộ nhớ đọc chương trình xóa điện (EEPROM: Electric Erasable Programmable Read Only Memory) 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp HCM 10 TỰ ĐỘNG HĨA - PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright... PLC Khoa Kỹ tht Địa chất & Dầu khí Copyright 2008 PLC điều khiển logic theo chương trình bao gồm: Bộ xử lý trung tâm gọi la CPU (Central Processing Unit) chứa chương trình ứng dụng module giao