Nghiên cứu, xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ cho lò nhiệt 10m3

Trong quá trình phát triển đất nước, vấn đề Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa được đặt lên hàng đầu. Do đó, khoa học có một vị trí quan trọng, đặc biệt là ngành tự động hóa. Những thành tựu của nó đã được ứng dụng vài phục vụ đời sống và sản xuất công nghiệp. Và ngành đo lường và điều khiển cũng được nâng lên một tầm mới. Bởi trong hệ thống sản xuất công nghiệp, nó là khâu kiểm tra giám sát, lấy tín hiệu phản hồi, và điều khiển các bộ phận chấp hành hoạt động. Trong các nhu cầu của chúng ta thì điện năng đóng vai trò quan trọng thiết yếu và nó như là một phần không thể thiếu của con người. Nó đóng vai trò chủ đạo và được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực từ nhu cầu cuộc sống tới các lĩnh vực như kinh tế, văn hóa, chính trị… Từ khi con người biết tới điện và sử dụng nó như một nhu cầu thiết yếu của cuộc sống thì càng có nhiều phát minh liên quan tới sử dụng điện, cùng với đó các hệ thống sản xuất, dây truyền tự động ra đời, các hệ thống thông minh cũng lần lượt được đưa vào ứng dụng rộng rãi.Với sự thay đổi khắc nghiệt của khí hậu, nhiệt độ có ảnh hưởng sâu sắc nhất. Để chống lại những sự thay đổi đó, con người đã phát minh ra hệ thống điều khiển nhiệt độ. Đồ án của chúng em với nhiệm vụ “Nghiên cứu, xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ cho lò nhiệt 10m3”. Với đề tài này, qua ứng dụng những kiến thức được học cũng như tìm hiểu từ một số nguồn tài liệu khác,chúng em đã hoàn thành đồ án. Do kiến thức chuyên ngành còn thiếu nhiều thực tế nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, mong các thầy cô góp ý kiến để đồ án được hoàn thiện hơn.

ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA

Nghiên cứu, xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ cho lò nhiệt 10m3

1

2

3

4

PHẦN VIẾT BÁO CÁO:

1 Tổng quan về hệ thống điều khiển nhiệt độ

2 Xây dựng phương án và tính chọn các thiết bị liên quan

3 Xây dựng hệ điều khiển và giám sát

Ngày giao đề : 26/8/2015 Ngày hoàn thành : 30/11/2015

MỤC LỤC

ÁN CHUYÊN MÔN T NG HÓA

ĐỒ Ự ĐỘ 1

N I DUNG:Ộ 1

PH N VI T BÁO CÁO:Ầ Ế 1

M C L CỤ Ụ 2

L I NÓI Ờ ĐẦ 3U CHƯƠNG I: T NG QUAN V H TH NG I U KHI N NHI T Ổ Ề Ệ Ố Đ Ề Ể Ệ ĐỘ 5

1.1 T ng quan v lò nhi t i n trổ ề ệ đ ệ ở 5

1.1.1 Gi i thi u chung v lò i n trớ ệ ề đ ệ ở 5

1.1.2 C u t o c a lò i n trấ ạ ủ đ ệ ở 6

1.1.3 u nhƯ ượ đ ểc i m c a lò i n so v i các lò s d ng nhiên li uủ đ ệ ớ ử ụ ệ 7

1.1.4 Nguyên lý l m vi c c a lò i n trà ệ ủ đ ệ ở 7

1.2 Các phương pháp o nhi t đ ệ độ 8

1.2.1 o nhi t Đ ệ độ ằ b ng phương pháp ti p xúcế 8

1.3 Các lo i c m bi n nhi t ạ ả ế ệ độ 9

1.4 H th ng i u khi n lò nhi tệ ố đ ề ể ệ 10

CHƯƠNG 2:XÂY D NG PHỰ ƯƠNG AN VA TINH CHON CAC THIÊT BI LIÊN ́ ̀ ́ ̣ ́ ́ ̣ QUAN 12

2.1 Xây d ng s ự ơ đồ ấ c u trúc mô hình i u khi n v giám sát module lò đ ề ể à nhi t ệ độ dùng s7-300: 12

2.2.Tim hiêu cac thanh phân trong mô hinh:̀ ̉ ́ ̀ ̀ ̀ 13

CHƯƠNG III: XÂY D NG H I U KHI N VÀ GIÁM SÁTỰ Ệ Đ Ề Ể 25

CHƯƠNG IV: K T LU NẾ Ậ 46

TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 47

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình phát triển đất nước, vấn đề Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa được đặt lên hàng đầu Do đó, khoa học có một vị trí quan trọng, đặc biệt là ngành tự động hóa Những thành tựu của nó đã được ứng dụng vài phục vụ đời sống và sản xuất công nghiệp Và ngành đo lường và điều khiển cũng được nâng lên một tầm mới Bởi trong hệ thống sản xuất công nghiệp, nó là khâu kiểm tra giám sát, lấy tín hiệu phản hồi, và điều khiển các bộ phận chấp hành hoạt động

Trong các nhu cầu của chúng ta thì điện năng đóng vai trò quan trọng thiết yếu và

nó như là một phần không thể thiếu của con người Nó đóng vai trò chủ đạo và được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực từ nhu cầu cuộc sống tới các lĩnh vực như kinh tế, văn hóa, chính trị…

Từ khi con người biết tới điện và sử dụng nó như một nhu cầu thiết yếu của cuộc sống thì càng có nhiều phát minh liên quan tới sử dụng điện, cùng với đó các hệ thống sản xuất, dây truyền tự động ra đời, các hệ thống thông minh cũng lần lượt được đưa vào ứng dụng rộng rãi.Với sự thay đổi khắc nghiệt của khí hậu, nhiệt độ

có ảnh hưởng sâu sắc nhất Để chống lại những sự thay đổi đó, con người đã phát minh ra hệ thống điều khiển nhiệt độ

Đồ án của chúng em với nhiệm vụ “Nghiên cứu, xây dựng hệ thống điều

khiển nhiệt độ cho lò nhiệt 10m3” Với đề tài này, qua ứng dụng những kiến thức được học cũng như tìm hiểu từ một số nguồn tài liệu khác,chúng em đã hoàn thành

đồ án Do kiến thức chuyên ngành còn thiếu nhiều thực tế nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, mong các thầy cô góp ý kiến để đồ án được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Đăng Toàn đã giúp đỡ nhóm

em hoàn thành đồ án này!

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ

1.1 Tổng quan về lò nhiệt điện trở

1.1.1 Giới thiệu chung về lò điện trở

Lò điện là một thiết bị điện biến điện năng thành nhiệt năng thông qua thanh nhiệt điện trở, dùng trong các quá trình công nghệ khác nhau như nung hoặc nấu luyện các vật liệu, các kim loại và các hợp kim khác nhau v.v

Lò điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật :

- Sản xuất thép chất lượng cao

- Sản xuất các hợp kim phe-rô

- Nung các vật phẩm trước khi cán, rèn dập, kéo sợi

- Trong công nghiệp nhẹ và thực phẩm, lò điện được dùng để sấy, mạ vật phẩm và chuẩn bị thực phẩm

- Trong các lĩnh vực khác, lò điện được dùng để sản xuất các vật phẩm thuỷ tinh, gốm sứ, các vật liệu chịu lửa v.v

Lò điện không những có mặt trong các ngành công nghiệp mà ngày càng được dùng phổ biến trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người một cách phong phú và đa dạng: Bếp điện, nồi nấu cơm điện, bình đun nước điện, thiết bị nung rắn, sấy điện v.v

1.1.2 Cấu tạo của lò điện trở

Lò điện trở thường gồm 3 phần chính là: vỏ lò, lớp lót và dây nung

- Vỏ lò :Vỏ lò điện trở là một khung cứng vững, chủ yếu chịu trọng tải trong

quá trình làm việc của lò Mặt khác vỏ lò cũng dùng để giữ lớp cách nhiệt và đảm bảo sự kín của lò Đối với các lò làm việc với khí bảo vệ cần thiết vỏ lò phải hoàn toàn kín, còn đối với các lò điện trở bình thường , sự kín của vỏ lò chỉ cần giảm tổn thất nhiệt và tránh sự lùa của không khí lạnh vào lò Khung

vỏ lò cần làm cứng vững đủ để chịu trọng tải của lớp lót, phụ tải lò và các cơ cấu cơ khí gắn trên vỏ lò

- Lớp lót : Lớp lót lò điện trở thường gồm 2 phần vật liệu chịu lửa và cách

nhiệt Phần vật liệu chịu lửa có thể xây bằng gạch tiêu chuẩn, gạch hình hoặc gạch hình đặc biệt tùy theo hình dáng kích thước của buồng lò Cũng có khi người ta đầm bằng các loại bột chịu lửa và các chất kết dính gọi là các khối đầm Khối đầm có thể tiến hành ngay trong lò và cũng có thể tiến hành ngoài nhờ các khuôn Phần cách nhiệt thường nằm giữa vỏ lò và phần chịu lửa Mục đích chủ yếu của phần này là để giảm tổn thất nhiệt Riêng đối với đáy phần cách nhiệt đòi hỏi phải có độ bền cơ học nhất định Phần cách nhiệt có thể xây bằng gạch cách nhiệt hoặc các lớp cách nhiệt

- Thanh nhiệtđiện trở (thanh nhiệt) : Thanh nhiệt là bộ phận phát nhiệt của

lò, làm việc trong những điều kiện khắc nhiệt do đó phải đảm bảo được các yêu cầu cần thiết.Theo đặc tính của vật liệu dùng làm thanh nhiệt người ta chia thanh nhiệt làm 2 loại: thanh nhiệt kim loại và thanh nhiệt phi kim loại

Để đảm bảo yêu cầu của thanh nhiệt trong hầu hết các lò điện trở công nghiệp, thanh nhiệt kim loại được chế tạo bằng hợp kim Crôm – Nhôm và Crôm – Niken là hợp kim có điện trở suất lớn.Thanh nhiệt được chế tạp với

2 tiết diện: tiết diện tròn và tiết diện chữ nhật Trong bài ta chọn thanh nhiệt

có tiết diện tròn

1.1.3 Ưu nhược điểm của lò điện so với các lò sử dụng nhiên liệu

- Ưu điểm :

• Có khả năng tạo được nhiệt độ cao

• Đảm bảo tốc độ nung lớn và năng suất cao

• Đảm bảo nung đều và chính xác do dễ điều chỉnh chế độ điện và nhiệt

• Năng lượng điện đắt

• Yều cầu có trình độ cao khi sử dụng

1.1.4 Nguyên lý làm việc của lò điện trở

Lò điện trở làm việc dựa trên cơ sở khi có một dòng điện chạy qua một dây dẫn hoặc vật dẫn thì ở đó sẽ toả ra một lượng nhiệt theo định luật JunLenxơ:

Q = I 2 R.t

- Q - Lượng nhiệt tính bằng Jun (J)

- I - Dòng điện tính bằng Ampe (A)

- R - Điện trở tính bằng (Ω )

- t - Thời gian tính bằng giây (s)

Từ công thức trên ta thấy điện trở R có thể đóng vai trò :

- Vật nung: Trường hợp này gọi là nung trực tiếp

- Thanh nhiệt: Khi dây nung được nung nóng nó sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức xạ, đối lưu, dẫn nhiệt hoặc phức hợp Trường hợp này gọi là nung

thường gặp nhiều trong thực tế công nghiệp Cho nên nói đến lò điện trở không thể không đề cập đến vật liệu để làm dây nung, bộ phận phát nhiệt của lò.

1.2 Các phương pháp đo nhiệt độ

Nhiệt độ là một trong những thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến đặc tính của vật chất nên trong các quá trình kỹ thuật cũng như trong đời sống hằng ngày rất hay gặp yêu cầu đo nhiệt độ Ngày nay hầu hết các quá trình sản xuất công nghiệp, các nhà máy đều có yêu cầu đo nhiệt độ

Tùy theo nhiệt độ đo có thể dùng các phương pháp khác nhau, thường phân loại các phương pháp dựa vào dải nhiệt độ cần đo Thông thường nhiệt độ đo được chia thành ba dải: nhiệt độ thấp, nhiệt độ trung bình và cao

Ở trong bài này ta sử dụng phương pháp đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc

1.2.1 Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc

Phương pháp đo nhiệt độ trong công nghiệp thường đuqợc sử dụng là các nhiệt kế tiếp xúc Có hai loại nhiệt kế tiếp xúc, gồm: Nhiệt kế nhiệt điện trở và nhiệt kế nhiệt ngẫu

Ngoài ra đối với các ứng dụng đơn giản, dải nhiệt độ cỡ -550 C ÷ 2000 oC hiện nay người ta thường ứng dụng các IC bán dẫn ứng dụng tính chất nhạy nhiệt của các điốt, tranzito để đo nhiệt độ 7 Cấu tạo của nhiệt kế nhiệt điện trở và cặp nhiệt ngẫu cũng như cách lắp ghép chúng phải đảm bảo tính chất trao đổi nhiệt tốt giữa chuyển đổi với môi trường đo:

- Đối với môi trường khí và nước: chuyển đổi được đặt theo hướng ngược lại với dòng chảy

- Với vật rắn khí: đặt nhiệt kế sát vào vật, nhiệt lượng sẽ truyền từ vật sang chuyển đổi và dễ gây tổn hao vật, nhất là với vật dẫn nhiệt kém Do vậy điện tiếp xúc giữa vật đo và nhiệt kế càng lớn càng tốt

- Khi đo nhiệt độ của các chất ở dạng hạt (cát, đất ): cần phải cắm sâu nhiệt

kế vào môi trường cần đo và thường dùng nhiệt điện trở có cáp nối ra ngoài.1.3 Các loại cảm biến nhiệt độ

Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm, cảm nhận,…các đại lượng vật lý không điện thành các tín hiệu điện Ví dụ nhiệt độ là 1 tín hiệu không điện, qua cảm biến nó sẽ trở thành 1 dạng tín hiệu khác (điện áp, điện trở…) Sau đó các bộ phận xử lí trung tâm sẽ thu nhận dạng tín hiệu điện trở hay điện áp đó để xử lí.Chúng ta sẽ đề cập đến cảm biến nhiệt điện trở sử dụng trong bài

Nhiệt điện trở (Resitance temperature detector –RTD)

- Cấu tạo của RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,… được quấn theo hình dáng của đầu đo

- Nguyên lý hoạt động: Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa hai đầu dây kim loại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong một khoảng nhiệt độ nhất định

- Ưu điểm: độ chính xác cao hơn Cặp nhiệt điện, dễ sử dụng hơn, chiều dài dây không hạn chế

- Khuyết điểm: Dải đo bé hơn Cặp nhiệt điện, giá thành cao hơn

- Khuyết điểm: Dải đo bé hơn Cặp nhiệt điện, giá thành cao hơn Cặp nhiệt điện

Dải đo: -200 ~ 700oC

- Ứng dụng: Trong các ngành công nghiệp chung, công nghiệp môi trường hay gia công vật liệu, hóa chất…Hiện nay phổ biến nhất của RTD là loại cảm biến Pt, được làm từ Platinum Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo được dài Thường có các loại: 100, 200, 500,

1000 ohm (khi ở 0oC) Điện trở càng cao thì độ nhạy nhiệt càng cao

- RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây Loại 4 dây cho kết quả đo chính xác nhất

1.4 Hệ thống điều khiển lò nhiệt

Quá trình đo và kiểm soát nhiệt độ trong sản xuất công nghiệp đóng vai trò

to lớn trong hệ thống điều khiển tự động, góp phần quyết định chất lượng sản phẩm Khi thu thập dữ liệu cho quá trình điều khiển và giám sát trong nhà máy thì nhiệt độ là một thông số không thể bỏ qua Tùy theo yêu cầu và tính chất của quá trình điều khiển mà ta sử dụng phương pháp điều khiển thích hợp.Tính chính xác

và ổn định nhiệt độ cũng đặt ra vấn đề cần giải quyết Hệ thống điều khiển nhiệt độ thường được chia làm hai loại:

- Hệ thống điều khiển hồi tiếp (feedback control system): thường xác định và giám sát kết quả điều khiển,so sánh với tín hiệu đặt và tự động điều chỉnh lại cho đúng

- Hệ thống điều khiển tuần tự (sequence control system): thực hiện từng bước điều khiển tùy theo hoạt động điều khiển trước khi xác định tuần tự Một hệ thống muốn đạt được độ chính xác cần thiết cần thiết phải thực hiện hồi tiếp, tín hiệu phản hồi về so sánh với tín hiệu vào và sai lệch sẽ được đưa tới bộ điều chỉnh đầu ra Hệ thống điều khiển này có nhiều ưu điểm được sử dụng nhiều trên thực tế trong các hệ thống điều khiển tự động Dạng tổng quát của

hệ thống điều khiển được mô tả trên nguyên tắc như hình sau:

Bộ Điều Khiển Bộ phận gia nhiệt

Cảm biến nhiệt

CHƯƠNG 2:XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ

LIÊN QUAN

2.1 Xây dựng sơ đồ cấu trúc mô hình điều khiển và giám sát module lò nhiệt

độ dùng s7-300:

Mô hình điều khiển giám sát bao gồm các thành phần:

- PC: Dùng lập trình, tạo giao diện, download chương trình cho PLC và panel

OP270 hoạt động, điều khiển và giám sát sự hoạt động của cả hệ thống

- PLC S7-300: Điều khiển trực tiếp đối tượng.

- Panel OP270 6: Màn hình giao diện cho phép người sử dụng thiết lập thông

số điều khiển đối tượng tại phân xưởng làm việc

- Đối tượng điều khiển: Lò nhiệt.

- Các kết nối:

• Cáp nối chuẩn MPI: truyền thông giữa PC và PLC S7-300

• Cáp nối chuẩn PROFIBUS-DP: truyền thông giữa PLC S7-300 và OP270

• Cáp nối chuẩn RS232: truyền thông giữa PC và OP270

• Các dây nối từ module analog của S7-300 với lò nhiệt

• Ngoài ra còn có các bộ nguồn cung cấp điện áp nuôi dùng cho sự hoạt động của lò nhiệt

2.2 Tìm hiểu các thành phần trong mô hình:

2.2.1 Thành phần PC

- Chức năng:

• Lập trình và tạo giao diện điều khiển

• Download chương trình cho PLC và OP270

• Giám sát sự hoạt động của hệ thống

- Yêu cầu:

• Hệ điều hành window XP trở lên

• Intel Core 2 Duo và bộ nhớ RAM 512Mb trở lên

• Cài đặt Simatic manager V5.2 SP1 hoặc cao hơn, dùng để thiết lập cấu hình và lập trình cho S7-300

• Cài đặt Simatic Protol/Protool CS và Protool runtime, dùng để thiết kế giao diện và giám sát hoạt động của panel OP270

2.2.2 Thành phần PLC

2.2.2.1 Giới thiệu chung về PLC

PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực

tế PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào Khi

có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic Hiện nay,có nhiều hãng sản xuất ra PLC

như Siemens, AllenBradley, MitsubishiElectric, GeneralElectric, Omron,

Ưu điểm của PLC so với các bộ điều khiển truyền thống:

- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ dễ học

- Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa

- Dung lượng bộ nhớ lớn chứa được những chương trình phức tạp

- Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: Máy tính, nối mạng, các Modul mở rộng…

- Giá cả cạnh tranh

Trong bài chúng ta sẽ đề cập đến PLC S7 – 300 của hãng Siemens

2.2.2.2 Thành phần PLC S7 – 300

Chức năng:

- Điều khiển sự hoạt động của đối tượng thông qua module điều khiển analog bao gồm việc xuất tín hiệu điều khiển và thu nhận tín hiệu phản hồi (module này được gắn trên bộ S7-300)

- Truyền thông với thiết bị lập trình (PC/PG) để nạp chương trình và truyền

2.2.2.3 Thành phần OP270 6

Chức năng:

- Là giao diện điều khiển và giám sát sự hoạt động của đối tượng

- Truyền thông với PC: giúp PC download giao diện điều khiển đã được thiết

kế cho panel OP270

- Truyền thông với PLC: truyền tín hiệu điều khiển và nhận dữ liệu từ PLC để hiển thị trên màn hình giám sát

2.2.2.4 Thành phần đối tượng lò nhiệt:

Chức năng: là đối tượng của quá trình điều khiển giám sát

2.2.2.5 cảm biến nhiệt độ Pt 100:

- Thông số kỹ thuật cảm biến nhiệt độ PT100

- Môi trường sử dụng đo nhiệt độ:

- Không khí, nước, dầu, gỗ, gạo, xi măng …

- Độ chính xác: 0.5

- Nhiệt độ tối đa: 12000C

- Nhiệt độ tối thiểu: -2000C

Trong công nghiệp, các Pt-100 thường được tích hợp các bộ chuyển đổi tín hiệu

để hiệu suất của chúng là cao nhất và đơng giản hơn trong việc lắp đặt, vận hành Các ngõ ra của bộ chuyển đồi theo tiêu chuẩn công nghiệp là 4mA-20mA và 0V-10V vì vậy ta thường dùng Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ PT100 sang 4-20mA

Ở đây taví dụ bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ pt100-Muesen (Đức) loại gắn ở đầu cảm biến pt100, ngoài ra còn có loại gắn tủ điện nhưng chi phí cao hơn nhiều

Nguyên lý hoạt động của Pt-100 Nguyên lý hoạt động của Pt100 đơn giản dựa trên mối quan hệ mật thiết giữa kim loại và nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng, điện trở của kim loại cũng tăng Bạch kim cũng tương tự như vậy Theo tiêu chuẩn thì khi nhiệt độ là 0 độ C điện trở của Pt-100 sẽ là 100Ω Bạch kim được sử dụng rộng rãi

là do các yếu tố sau Trơ về mặt hóa học có nghĩa là nó rất ít hoặc không tác dụng với những chất ăn mòn hay phá hủy Điện trở có quan hệ gần như tuyến tính với nhiệt độ Hệ số tăng nhiệt độ của điện trở đủ lớn để cho việc lấy kết quả đo dễ dàng Có độ ổn định cao Độ tuyến tính của điện trở Bạch kim theo nhiệt độ Kết nối và sử dụng Vì Pt-100 chỉ là một loại điện trở biến đổi theo nhiệt độ nên ta không thể đọc nhiệt độ trực tiếp trên chúng Do vậy muốn đọc nhiệt độ ta phải thông qua các bộ chuyển đổi tín hiệu Pt-100 thường kết nối với các bộ chuyền đổi

chúng cũng có điện trở riêng nên dây càng dài thì kết quả đo càng không chính xác Vì thế các bộ chuyền đổi tín hiệu thường kết nối với cảm biến sao cho khoảng cách giữa chúng càng ngắn càng tốt Khi sử dụng thì đầu dò phải tiếp xúc trực tiếp với môi trường cần đo để có kết quả chính xác

2.2.2.6 Thành phần kết nối

 Cáp nối chuẩn MPI: sử dụng truyền thông giữa PC và PLC S7-300

- Kết nối với modul CPU của S7-300 thông qua truyền thông MPI (MultiPoint Interface)

- Kết nối với PC thông qua cổm USB

- Yêu cầu:Thiết lập cấu hình phần cứng PLC S7-300, xác định địa chỉ truyền thông chuẩn MPI

 Cáp nối chuẩn PROFIBUS-DP: sử dụng truyền thông giữa PLC S7-300

và OP270

- Kết nối với S7-300 thông qua cổng DP

- Kết nối với OP270 thông qua cổng IF1B

- Yêu cầu: Thiết lập cấu hình PLC S7-300 và OP270, xác định địa chỉ truyền thông cho chuẩn PROFIBUS-DP

 Cáp nối chuẩn RS232: sử dụng truyền thông giữa PC và OP270 nhằm download giao diện thiết kế từ PC đến OP.

- Kết nối với PC thông qua cổng COM

- Yêu cầu: Khi thiết kế giao diện cần thiết lập cấu hình truyền thông sử dụng cổng truyền thông IF2 và COM để download chương trình cho OP270

2.2.3 Thành phần thanh nhiệt điện trở (thanh nhiệt):

Thanh nhiệt điện trở là thiết bị biến đổi đện năng thành nhiệt năng cung cấp cho lò nhiệt.Từ thanh nhiệt, qua bức xạ, đối lưu và truyền dẫn nhiệt, nhiệt năng được truyền tới vật cần gia nhiệt

a Yêu cầu đối với vật liệu làm thanh nhiệt:

- Chịu được nhiệt độ cao

Lò nhiệt trong đề có công suất 30kW > 5 kW nên ta phải làm lò 3 pha, tránh hiện tượng lệch phụ tải cho lưới điện Nhưng khi tính toán, chỉ cần tính cho 1 pha, vị trí

số điện trở của dây dẫn của 3pha phải như nhau

Việc tính toán kích thước của thanh nhiệt được dựa trên 2 biểu thức sau:

+ Biểu thức phản ánh quá trình biến đổi điện năng thành nhiệt năng:

P= W F [kW] (2.1)+ Biểu thức phản ánh các thông số điện:

P= = [kW] (2.2)

Trong đó: P- Công suất của dây điện trở , kW

W- Công suất bề mặt riêng của dây điện trở thực,

F- Diện tích xung quanh của dây điện trở,

U- Điện áp giữa 2 đầu điện trở, V

R- Điện trở của dây đốt, Ω

ρ- Điện trở suất của vật liệu làm dây điện trở,

L- Chiều dài của dây nhiệt điện trở, m

S- Diện tích tiết diện cắt ngang của dây điện trở,

trong đó, C là chu vi của dây điện trở, mm.

Các vật liệu làm thanh nung, dây nung: