DO AN TOT NGHIEP TDH2

Như vậy với chương trình điều khiển trong PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn có thể dễ dàng thay đổi thuật toán điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường bên ngoài PLC khác hoặ

Trang 1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, công nghiệp hóahện đại hóa ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong đời sống xã hội Tự động hóacao song song với việc sử dụng một cách triệt để nguồn năng lượng, tăng năng suấtlao động, nâng cao chất lượng sản phẩm, cải tiến môi trường làm việc, cải thiệnnhu cầu sống của con người

Là một sinh viên ngành tự động hóa ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trườngmỗi sinh viên chúng em đã được các thầy cô trang bị cho cách tư duy, kiến thức cơbản về tự động hóa điện năng và hệ thống truyền động điện tự động

Trong kỳ thực tập tốt nghiệp vừa qua em đã có dịp tiếp xúc và tìm hiểu một sốthiết bị hiện đại đang được ứng dụng trong ngành tự động hóa Do đó trong giaiđoạn làm đồ án tốt nghiệp, được sự đồng ý và giúp đỡ của thầy NGUYỄN ĐỨCQUANG giáo viên hướng dẫn Nhóm em đã lựa chọn đề tài: “ Nghiên cứu các tínhnăng và ứng dụng PLC xây dựng hệ điều chỉnh tốc độ Biến tần – Động cơ khôngđồng bộ 3 pha.”

Trang 2

Sau gần 3 tháng liên tục được sự hướng dẫn tận tình của Th.s NGUYỄN ĐỨCQUANG và các thầy cô giáo bộ môn, cùng với sự giúp đỡ của các bạn trong lớp,đến nay nhóm em đã hoàn thành đề tài được giao.

Qua đây nhóm em muốn gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo bộ môn đã tận tìnhgiúp đỡ hướng dẫn để nhóm em hoàn thành tốt đề tài được giao Đồng thời nhóm

em muốn gửi lời cảm ơn trân thành tới thầy giáo Th.s NGUYỄN ĐỨC QUANG,người đã trực tiếp ra đề tài và hướng dẫn nhóm em trong suốt thời gian qua

Mặc dù được sự chỉ đạo sát sao của thầy giáo hướng dẫn, cùng với sự nỗ lựccủa cả nhóm Song vì kiến thức có hạn, điều kiện tiếp xúc thực tế chưa nhiều Nênkhông thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Vậy chúng em rất mong được sựchỉ bảo của thầy cô và sự góp ý trân thành của các bạn

Em xin trân thành cảm ơn!

Hà Nội: 23/04/2016

Trang 3

LỜI NHẬN XÉT

Trang 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PLC VÀ S7 – 200.

1.1 Tổng quan về PLC.

1.1.1 Khái niêm.

PLC là viết tắt của programmable logic controller là thiết bị điều khiển logic lập trình được hay thiết bị logic khả trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Như vậy với chương trình điều khiển trong PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn có thể dễ dàng thay đổi thuật toán điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường bên ngoài (PLC khác hoặc máy tính)

1.1.2 Sơ đồ khối.

4

Thiết bị lập trình

Nguồn cung

Gia diện ra Giao diện

vào

Bộ nhớ

Bộ vi xử lí( CPU)

Trang 5

Hình 1.1: Sơ đồ khối.

Phần cứng của PLC gồm 5 phần cơ bản

Bộ vi xử lí: là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử lý Bộ xử lý

biên dịch các tín hiệu vào thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trìnhđược lưu trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạtđộng đến các tín hiệu ra

Bộ nguồn: có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho bộ vi xử

lý (thường 5V) và cho các mạch điện cho các module còn lại (thường là 24V).Thiết bị lập trình: được sử dụng để lập trình các chương trình điều khiển cầnthiết sau đó được chuyển cho PLC Thiết bị lập trình có thể là thiết bị lập trìnhchuyên dụng , có thể là thiết bị lập trình gọn nhẹ , có thể là phần mềm được cài đặttrên máy tính cá nhân

Bộ nhớ: là nơi lưu trữ chương trình sử dụng cho hoạt động điều khiển Các bộ

nhớ có thể là RAM, ROM, EPROM Người ta luôn chế tạo nguồn dự phòng choRAM để duy trì chương trình trong trường hợp mất điện nguồn Thời gian duy trìphụ thuộc vào từng loại PLC cụ thể Bộ nhớ cũng có thể được chế tạo thànhmodule cho phép dễ dàng thích nghi với chức năng điều khiển có các kích cỡ khácnhau, khi cần mở rộng có thể cắm thêm

Trang 6

Giao diện vào ra: là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và

truyền thông tin đến các thiết bị bên ngoài.Tín hiệu vào có thể từ các công tắc, các

bộ cảm biến nhiệt độ, các tế bào quang điện Tín hiệu ra có thể cung cấp cho cáccuộn dây công tăc tơ, các rơ le, các băng điện… Tiến hiệu vào có thể là các tín hiệurời rạc, tiến hiệu liên tục, tín hiệu logic…

Tín hiệu vào thường được cách điện nhờ linh kiện quang Dải tín hiệu nhận vàocho các PLC cỡ lớn có thể là 5V, 24V, 110V, 220V Các PLC cỡ nhỏ thường chỉnhận tín hiệu 24V

1.1.3 Phân loại.

PLC được phân loại theo 2 cách:

Hãng sản xuất: Gồm các nhãn hiệu như Siemen, Omron, Misubishi,Alenbrratly

- Dùng trong những chương trình phức tạp đòi hỏi đô chính xác cao

- Có giao diện thân thiện

Trang 7

- Giao diện không thân thiện với người sử dụng.

- Không lưu trữ hoặc lưu trữ với dung lượng rất ít

* PLC

- Độ phức tạp và tốc độ xử lý không cao

- Giao diện không thân thiện với người sử dụng

- Không lưu trữ hoặc lưu trữ với dung lượng rất ít

- Môi trường làm việc khắc nghiệt

1.1.5 Các lĩnh vực ứng dụng của PLC.

PLC được sử dụng khá rộng rãi trong các ngành: Công nghiệp, máy côngnghiệp, thiết bị y tế, ô tô (xe hơi, cần cẩu)

1.1.6 Các ưu điểm khi sử dụng hệ thống sử dụng PLC.

- Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic như kiểu dung rơle

- Có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, khi chỉ cần thay đổi chương trình (phầnmềm điều khiển)

- Chiếm vị trí không gian nhỏ trong hệ thống

- Nhiều chức năng điều khiển

- Tốc độ cao

- Công suất tiêu thụ nhỏ

- Không cần quan tâm nhiều về vấn đề lắp đặt

Trang 8

- Có khă năng mở rộng số lượng đầu vào/ra khi nối them các khối vào rachức năng.

- Tạo khả năng mở ra cho các ứng dụng mới

Chính nhờ những ưu thế đó, PLC hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các hệthống điều khiển tự động, cho phép nâng cao năng suất sản xuất, chất lượng và sựđồng nhất sản phẩm, tăng hiệu suất, giảm năng lượng tiêu tốn, tăng mức an toàn,tiện nghi và thoải mái trong lao động Đồng thời cho phép nâng cao tính thị trườngcủa sản phẩm

1.2 Tổng quan về PLC S7 – 200.

1.2.1 Giới thiệu chung về PLC.

S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình của hãng Siemens ( CHLB Đức),

có cấu trúc kiểu module và có các module mở rộng Các module này được sử dụngvới những mục đích khác nhau Toàn bộ nội dung chương trình được lưu trong bộnhớ của PLC, trong trường hợp dung lượng bộ nhớ không đủ ta có thể sử dụng bộnhớ ngoài để lưu chương trình và dữ liệu (Catridge )

Dòng PLC S7-200 có hai họ là 21X ( loại cũ ) và 22X ( loại mới ), trong đó

họ 21X không còn sản xuất nữa Họ 21X có các đời sau: 210, 212, 214, 215-2DP,216; họ 22X có các đời sau: 221, 222, 224, 224XP, 226, 226XM

*Giới thiệu về module mở rộng

- Module đầu vào số: EM221, có nhiều loại bao gồm 8/16 đầu vào và điện áp24VDC/120- 230VAC

- Module đầu ra số: EM222 bao gồm 4/8 đầu ra 24VDC/RELAY/230VAC

- Module vào /ra số : EM223 bao gồm 4/8/16 đầu vào 24VDC và 4/8/16 đầu ra

24 VDC /RELAY/230VAC

Trang 9

- Module đầu vào tương tự: EM 231 từ 2/4 đầu vào tới các loại tín hiệu 0-10V,4-20mA…

- Module đầu ra tương tự: EM 235 gồm 4 đầu vào và 1 đầu ra

- Ngoài ra còn có các loại module thích hợp cho những ứng dụng khác nhưmodule điều khiển vị trí, module truyền thông

Trang 10

* Port truyền thông:

- Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485với phích cắm 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối thiết bị lập trình hoặc vớicác PLC khác Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9.6 kbps Tốc độtruyền cung cấp PLC theo kiểu tự do là từ 300paud-38400paud Các chân củacổng truyền thông

12345

6789

Hình 1.4: Các chân của cổng truyền thông.

- STOP: Dừng cưỡng bức chương trình đang chạy, các đầu ra chuyển về OFF

- TERM: Cho phép người dùng chọn một trong hai chế độ RUN/STOP từ xa,ngoài ra còn được dùng để download chương trình người dùng

Trang 11

Hình 1.5: Mô hình tổng quan của PLC.

Đặc điểm của CPU 224

• Kích thước: 120.5mm x 80mm x 62mm

• Dung lượng bộ nhớ chương trình: 4096 words

• Dung lượng bộ nhớ dự liệu: 2560 words

Trang 12

• Có 2 bộ phát xung nhanh kiểu PTO à PWM, tần số 20 KHZ chỉ ở cácCPU DC

• Có 2 bộ chỉnh tương tự

• Các ngắt: phần cứng , theo thời gian, truyền thông

• Đồng hồ thời gian thực

• Chương trình được bảo vệ bằng Password

• Toàn bộ dung lượng nhớ không bị mất dự liệu 190h khi PLC bị mấtđiện

- Bộ nhớ có một tụ dùng để duy trì dữ liệu chương trình khi mất điện

Trang 13

- Biến đổi từ nguồn cấp bên ngoài vào để cung cấp cho sự hoạt động củaPLC.

* Khối quản lý ghép nối:

- Dùng để phối ghép giữa PLC với các thiết bị bên ngoài như máy tính, thiết

bị lập trình, bảng vận hành, mạng truyền thông công nghiệp

- Vùng nhớ chương trình: Là miền nhớ được dùng để lưu trữ các lệnh được

dùng trong chương trình.Vùng này thuộc kiểu non-volatile có thể đọc và ghi được

- Vùng nhớ tham số: Dùng để lưu giữ các tham số như từ khóa, địa chỉ trạm…

Vùng này thuộc kiểu non-volatile có thể đọc và ghi được

Trang 14

- Vùng dữ liệu: Dùng để cất giữ các dữ liệu của chương trình bao gồm kết quả

các phép tính, các hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyềnthông…

- Vùng đối tượng: Bao gồm các bộ đếm, bộ định thì, các cổng vào ra tương tự.

Vùng này không thuộc kiểu non-volatile nhưng có thể đọc và ghi được Hai vùngnhớ cuối có ý nghĩa quan trọng trong việc thực hiện một chương trình

- INTERRUPT: Miền chứa chương trình ngắt, được tổ chức thành hàm và cókhả năng trao đổi dữ liệu với bất kỳ một khối chương trình nào khác Chương trìnhnày sẽ được thực hiện khi có sự kiện ngắt xảy ra

c Vùng nhớ dữ liệu:

Vùng dữ liệu là một vùng nhớ động Nó có thể được truy cập theo từng bit,từng byte, từng từ đơn (word) hay từ kép (double word) và được sử dụng làm miềnlưu trữ dữ liệu cho các thuật toán, các hàm truyền thông, lập bảng, các hàm dịchchuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ…

Trang 15

Vùng dữ liệu được chia thành những vùng nhớ nhỏ để phục vụ cho nhữngmục đích và công dụng khác nhau, bao gồm các vùng sau:

- V (Variable memory): Vùng nhớ biến

- I (Input image register): Vùng đệm đầu vào

- Q (Output image register): Vùng đệm đầu ra

- M (Internal memory bits): Vùng nhớ các bit nội

- SM (Special memory): Vùng nhớ đặc biệt

Cách thức truy cập địa chỉ của vùng nhớ dữ liệu: truy cập trực tiếp và truycập gián tiếp

d Vùng đối tượng:

Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập trìnhnhư các giá trị tức thời, giá trị đặt trước của bộ đếm, hay timer Dữ liệu kiểu đốitượng bao gồm các thanh ghi của Timer, Counter, HSC, bộ đệm vào ra tương tự vàcác thanh ghi chỉ mục

Description CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 CPU226XM User program size 4096 bytes 4096 bytes 8192 bytes 8192 bytes 16384 bytes User data size 2048 bytes 2048 bytes 5120 bytes 5120 bytes 10240 bytes Process image input

regiater

I0.0 to I15.7 I0.0 to I15.7 I0.0 to

I15.7

I0.0 to I15.7

process image output

regiater

Q0.0 to Q15.7

Analog inputs (read AIW0 to AIW0 to AIW0 to AIW0 to

Trang 16

only) AIW30 AIW62 AIW62 AIW62

Analog outputs (write

only)

AQW0 to AQW30

AQW0 AQW62

-AQW0 AQW62

-Variable memory (V) VB0 –

VB2047 VB2047VB0 – VB5119VB0 – VB5119VB0 – 10239VB0 – VBLocal memory (L) LB0 _ LB63 LB0 _ LB63 LB0 _

LB63

LB0 _ LB63

Bit memory (M) M0.0 _

M31.7

M0.0 _ M31.7

Special Memory

(SM)

Read only

SM0.0 _ SM179.7

SM0.0 _ SM29.7

SM0.0 _ SM299.7

SM0.0 _ SM29.7

SM0.0_

SM549.7 SM0.0 _ SM29.7

SM0.0_

SM549.7 SM0.0 _ SM29.7

SM0.0_ SM549.7 SM0.0 _ SM29.7

T0, T64.

T1 to T4, T65 to T68.

T5 to T31, T69 to T95.

T32, T96 T33 to T36, T97 to T100.

T37 to T63, T101 to T255.

256 (T0 – T255)

T0, T64.

T1 to T4, T65 to T68.

T5 to T31, T69 to T95.

T32, T96 T33 to T36, T97 to T100.

T37 to T63, T101 to T255.

256 (T0 – T255)

T0, T64.

T1 to T4, T65 to T68.

T5 to T31, T69 to T95.

T32, T96 T33 to T36,

T97 to T100.

T37 to T63,

T101 to T255.

256 (T0 – T255)

T0, T64.

T1 to T4, T65 to T68.

T5 to T31, T69 to T95.

T32, T96 T33 to T36, T97 to T100.

T37 to T63, T101 to T255.

256 (T0 – T255)

T0, T64 T1 to T4, T65 to T68 T5 to T31, T69 to T95 T32, T96 T33 to T36, T97 to T100 T37 to T63, T101 to T255.

HSC0, HSC3, HSC4 HSC5

HSC0 to HSC5

S0.0 to S31.7

Accumulator

regiatera AC0 to AC3 AC0 to AC3 AC3 AC0 to AC3 AC0 to AC0 to AC3Jumps/Labels 0 to 255 0 to 255 0 to 255 0 to 255 0 to 255 Call/ Subroutine 0 to 63 0 to 63 0 to 63 0 to 63 0 to 127 Interrupt routines 0 to 127 0 to 127 0 to 127 0 to 127 0 to 127 Poaitive/negative

PID loops 0 to 7 0 to 7 0 to 7 0 to 7 0 to 7 Ports Port 0 Port 0 Port 0 Port 0, Port

1

Port 0, Port1

Hình 1.7: Đặc điểm và giới hạn vùng nhớ của PLC S7-22X.

e Địa chỉ nhớ của s7 200 CPU 224.

Đầu vào (input): I0.0 – I0.7 ,I1.0- I1.5, I2.0-I2.7

Đầu ra (output) : Q0.0-Q0.7 ,Q1.0-Q1.1

Trang 17

Bộ đệm ảo đầu vào : I0.0-I15.7 ( 128 đầu vào)

Bộ đệm ảo đầu ra: Q0.0- Q15.7 ( 128 đầu ra)

Đầu vào tương tự :AIW0- AIW62

Đầu ra tương tự: AQW0-AQW62

Vùng nhớ trạng thái (logic tuần tự ) : S0.0- S31.7

Vùng nhớ thanh ghi tổng: AC0-AC3

Khả năng quản lý label : 0-255

1.2.4 Kiểu dữ liệu:

Trong PLC có các kiểu dữ liệu được cho trong bảng sau:

Kiểu dữ liệu Kích thước Nội dung Dải giá trị

BYTE 8 bits Số nguyên không 0 ÷ 255

Trang 18

(chỉ áp dụng cholệnh SHRB)

HSC là bộ đếm tốc độ cao, được sử dụng để đếm những sự kiện sảy ra với tần

số lớn mà các bộ đếm thông thường trong PLC không đếm được

VD: Tín hiệu xung từ Encoder…

Trang 19

1.3.2 Số lượng bộ đếm HSC có trong PLC và tần số tối đa cho phép.

Tùy thuộc vào loại CPU mà số lượng bộ đếm HSC và tốc độ tối đa cho phépkhác nhau

Trang 20

Mode 0: Đếm tăng hoặc giảm, không có bit Start cũng như bit Reset.

Mode 1: Đếm tăng hoặc giảm, có bit Reset nhưng không có bit Start

Mode 2: Đếm tăng hoặc giảm, có bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọnbắt đầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset Các bit Start cũng như Reset

là các ngõ Input chọn từ bên ngoài

Mode 3, 4, 5: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi các bít ngoại,tức là có thể chọn từ ngõ vào input

Mode 3: Đếm tăng hoặc giảm, không có bit Start cũng như bit Reset

Mode 4: Đếm tăng hoặc giảm, có bit reset nhưng không có bit Start

Mode 5: Đếm tăng hoặc giảm, có bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọnbắt đầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset Các bit Start cũng như Reset

là các ngõ Input chọn từ bên ngoài

Mode 6, 7, 8: Dùng đếm 2 pha với xung vào, 1 xung dùng để đếm tăng và mộtxung đếm giảm

Trang 21

Mode 6: Đếm tăng giảm, không có bit Start cũng như Reset.

Mode 7: Đếm tăng giảm, có bit Reset nhưng không có bit Start

Mode 8: Đếm tăng giảm, có bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọn bắtđầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset Các bit Start cũng như Reset làcác ngõ Input chọn từ bên ngoài

Mode 9, 10, 11: Dùng để đếm xung A/B của Encoder, có 2 dạng:

Trang 22

- Dạng 1 (Quadrature 1x mode): Đếm tăng 1 khi có xung A/B quay theochiều thuận, và giảm 1 khi có xung A/B quay theo chiều ngược.

- Dạng 2 (Quadrature 4 mode): Đếm tăng 4 khi có xung A/B quay theochiều thuận và giảm 4 khi có xung A/B quay theo chiều ngược

Mode 9: Đếm tăng giảm, không có bit Start cũng như bit Reset

Mode 10: Đếm tăng giảm, có bit Reset nhưng không có bit Start

Mode 11: Đếm tăng giảm, có bit Start cũng như bit Reset để cho phépchọn bắt đầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset Các bit Start cũngnhư Reset là các ngõ Input chọn từ bên ngoài

Trang 23

1.3.4 Các module đếm của bộ đếm tiêu biểu.

Mỗi bộ đếm đều có những Mode đếm khác nhau Tùy vào tùng ứng dụng cụ thể màngười lập trình lựa chọn Mode đếm cho phù hợp Dưới đây trình bày Mode đếmcủa các bộ đếm tiêu biểu

HSC0 (Chỉ có 1 mode đếm)

0 Bộ đếm 1 pha, thay đổi hướng đếm bên trong

SM37.3 = 1: Đếm lên

SM37.3 = 0: Đếm xuống

Ngõ vào nhậnxung

3 Thay đổi hướng đếm

t

6 Đếm 2 pha với ngõ vào xung Ck

Trang 24

Mode Đặc điểm I1.2 I1.3 I1.4 I1.5

0 Bộ đếm lên/xuống

3 Thay đổi hướng đếm

6 Đếm 2 pha với ngõ vào xung Ck

1.3.5 Ý nghĩa của byte trạng thái khi lập trình cho PLC.

a Byte trạng thái của HSC0.

SM36.5 Chiều đang đếm, 1: Đếm lên, 0: Đếm xuống

SM36.6 Kết quả so sánh tức thời, 0: Nếu CV ≠ PV, 1: Nếu CV=PV.SM36.7 Kết quả so sánh tưc thời, 0: Nếu CV ≤ PV, 1: Nếu CV > PV

b Byte trạng thái của HSC1.

SM46.5 Chiều đang đếm, 1: Đếm lên, 0: đếm xuống

SM46.6 Kết quả so sánh tức thời, 0: Nếu CV ≠ PV, 1: Nếu CV = PV

Trang 25

SM46.7 Kết quả so sánh tức thời, 0: Nếu CV ≤ PV, 1: Nếu CV > PV.

c Byte trạng thái của HSC2.

SM56.5 Chiều đang đếm, 1: Đếm lên, 0: Đếm xuống

SM56.6 Kết quả so sánh tức thời, 0: Nếu CV ≠ PV, 1: Nếu CV = PV

SM56.7 Kết quả so sánh tức thời, 0: Nếu CV ≤ PV, 1: Nếu CV > PV

1.3.6 Ý nghĩa của các bit của byte điều khiển trạng thái khi lập trình cho

SM37.3 Chiều đếm: 0 đếm lùi, 1: đếm lên

SM37.4 Cho phép đổi chiều đếm, 0: không cho phép, 1: cho phép

SM37.5 Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước, 0: không cho phép, 1: cho

phép

SM37.6 Cho phép sửa đổi giá trị đếm tức thời, 0: không cho phép, 1: cho

phép

SM37.7 1: Cho phép kích HSC0, 0: không cho phép HSC0

b Byte điều khiển của HSC1.

SM47.0 Kiểu reset cho tín hiệu xóa tại cổng I1.0

SM47.1 Kiểu start cho tín hiệu kích tại cổng I1.1

SM47.2 Tần số đếm của HSC1

phép

SM47.7 1: Cho phép kích HSC1, 0: cho phép HSC1

Trang 26

c Byte điều khiển của HSC2.

SM57.0 Kiểu Reset cho tín hiệu xóa tại cổng I1.0

SM57.1 Kiểu Start cho tín hiệu kích tại cổng I1.1

SM57.2 Tần số đếm của HSC2

phép

SM57.7 1: cho phép kích HSC2, 0: cho phép hủy HSC2

1.3.7 Chọn kiểu Reset, Start và tần số đếm cho HSC.

1.3.8 Byte trạng thái và byte điều khiển của HSC3, HSC4, HSC5.

1.3.9 Giá trị tức thời, giá trị đặt.

Trang 27

HSC5 SMD168 SMD162

1.3.10 Các bước khởi tạo bộ đếm HSC.

Dùng chu kì quét đầu tiên (SM0.1) để gọi chương trình con khởi tạo Trongchương trình con khởi tạo thực hiện các công việc sau đây

- Nạp giá trị cho byte điều khiển

- Gán bộ đếm với Mode đếm tương ứng dùng lệnh HDEF

1.3.11 Chương trình ngắt.

Việc sử dụng chương trình ngắt là hết sức cần thiết trong việc lập trình S7_200.Mỗi loại ngắt trong S7_200 tương ứng với một số sự kiện ngắt tương ứng Ví dụ:

Sự kiện ngắt số 8 tương ứng với sự kiện khi việc nhận dữ liệu ở Port 0 xảy ra (khi

có dữ liệu truyền đến port 0 thì chương trình ngắt mà lien kết với sự kiện ngắt số 8được thực thi)

Lệnh ATCH:

Trang 28

Bit EN: tín hiệu cho phép thực hiện lệnh ATCH.

INT: Chương trình ngắt được gọi khi có sự kiện ngắt sảy ra

- Động cơ không đồng bộ có kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn dễ chế tạovận hành an toàn, tin cậy, giảm chi phí vận hành và sửa chữa Sử dụng trực tiếplưới điện xoay chiều ba pha, không cần tốn kém đến các thiết bị biến đổi Nhưngđộng cơ không đồng bộ lại có khuyết điểm là khó điều chỉnh tốc độ và hệ số cosφthấp

Trang 29

2.1.2 Cấu tạo.

Hình 2.1.1: Hình ảnh cấu tạo của động cơ không đồng bộ

- Cấu tạo động cơ không đồng bộ gồm 2 phần chính: Phần tĩnh (stato) và phầnquay (roto)

2.2 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ.

2.2.1 Phương trình đặc tính cơ.

Để thành lập phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ta sử dụng

sơ đồ thay thế Trên hình 2.5 là sơ đồ thay thế một pha của động cơ không đồng bộ.Khi nghiên cứu ta đưa một số giả thiết sau đây :

- 3 pha của động cơ là đối xứng

- Các thông số của động cơ là không đổi nghĩa là không phụ thuộc vàonhiệt độ, điện trở roto không phụ thuộc vào tần số dòng điện roto, mạch

từ không bão hòa nên dây điện kháng X1,X2 không đổi

- Tổng dẫn mạch từ hóa không thay đổi, dòng điện từ hóa không phụ thuộcvào tải mà chỉ phụ thuộc vào điện áp đặt vào stato động cơ

- Bỏ qua tổn thất ma sát, tổn thất lõi thép

- Điện áp lưới hoàn toàn sin và đối xứng ba pha

Trang 30

Hình 2.2: Sơ đồ thay thế một pha của động cơ không đồng bộ.

Với giả thiết trên ta có sơ đồ thay thế một pha của động cơ Trong đó:

Uf1 - trị số hiệu dụng của điện áp pha stato

Iµ, I1,2 - các dòng điện từ hóa, stato và dòng điện roto đã quy đổi về stato

X, X1δ,2 δ – điện kháng mạch từ hóa, điện kháng tản stato và điện kháng tản roto

đã quy đổi về roto

Rµ, R1,2 - các điện trở tác dụng của mạch từ hóa của cuộn dây stato và roto đãquy đổi về stato

s – độ trượt của động cơ

s = = ω1 – tốc độ của từ trường quay hay, còn gọi là tốc độ đồng bộ

ω1 = Trong đó:

f1 – Tần số của điện áp nguồn đặt vào stato

p – Số đôi cực của động cơ

Trang 31

ω – Tốc độ góc của động cơ.

Từ sơ đồ thay thế ta tính được dòng điện stato

I1 = Uf1Đặt Xnm = X1δ + 2δ là điện kháng ngắn mạch Nó có giá trị lớn nhất khi ngắnmạch động cơ

Iµ - Là dòng điện từ hóa có tác dụng tạo ra từ trường quay khi động cơquay với tốc độ đồng bộ

Ta cũng tính được dòng điện roto quy đổi về stator

I1 = Uf1Khi ω = ω1, s=0 thì I2 =0

Trang 32

Mđt là mômen điện từ của động cơ

Nếu bỏ qua các tổn thất phụ thì Mđt = Mcơ = M

Công suất đó chia làm 2 phần :

Pcơ : Công suất đưa ra trên trục động cơ

∆P2:Công suất tổn hao đồng trong roto

Trang 34

Hình 2.6: Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ω = f(M) trong chế độ

2.2.2 Ảnh hưởng các tham số đến đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ.

a Ảnh hưởng của điện trở, điện kháng mạch stator.

Khi điện trở hoặc điện kháng mạch stato bị thay đổi, hoặc thêm điện trở phụ(R1f), điện kháng phụ (X1f) vào mạch stato thì= const, và theo biểu thức trên thìmômen Mth ,Mmm và Sth đều giảm, nên đặc tính cơ có dạng như hình 2.9

Trang 35

Hình 2.7: Đặc tính cơ khi có Rf và Xf trong mạch stato.

b Ảnh hưởng của điện trở, điện kháng mạch roto.

Khi thêm điện trở phụ R2f ,điện kháng phụ X2f vào mạch rôto động cơ, thì ω1

= const, và theo trên thì Mth = const; còn Sth sẽ thay đổi, nên đặc tính cơ có dạngnhư hình 2.10

Đối với động cơ không đồng bộ roto dây quấn người ta thường mắc themđiện trở phụ vào mạch roto để hạn chế dòng điện khởi động hoặc để điều chỉnh tốc

độ động cơ

Hình 2.8: Đặc tính cơ khi có Rf và Xf trong mạch roto.

Trang 36

c Ảnh hưởng của điện áp lưới (U L - Điện áp cấp vào Stator).

Khi điện áp lưới suy giảm, theo biểu thức trên thì mômen tới hạn Mth sẽgiảm bình phương lần độ suy giảm của UL Trong khi đó tốc độ đồng bộ 1, hệ sốtrượt tới hạn Sth không thay đổi, ta có dạng đặc tính cơ khi UL giảm như hình 2.11

Uf, R1, X1, có thể thay đổi và do đó tùy từng trường hợp sẽ ảnh hưởng khácnhau đến Mômen tới hạn Mth của động cơ Hình 2.12a biểu diễn đặc tính cơkhi thay đổi số đôi cựcp2=p1/2 với Mth = const Hình 2.12b biểu diễn đặctính cơ khi thay đổi số đôi cực p2=p1/2 và p1 = const

Trang 37

Hình 2.10: Đặc tính cơ thay đổi số đôi cực của động cơ không đồng bộ.

e Ảnh hưởng của thay đổi tần số lưới điện f 1 cấp cho động cơ.

Xuất phát từ biểu thức 1 = ta thấy thay đổi tần số sẽ làm tốc độ từ trườngquay và tốc độ động cơ thay đổi

- Xét trường hợp khi tăng tần số f1 > f1đm (50Hz) thì Mth = = giảm

- Xét trường hợp f1<fđm, nếu giữ nguyên điện áp U1 thì dòng điện động

cơ sẽ tăng rất lớn (vì tổng trở của động cơ giảm theo tần số) Do vậy khigiảm tần số cần phải giảm điện áp theo quy luật nhất định theo quy luậtnhất định sao cho động cơ sinh ra được mômen như trong chế độ địnhmức Thường trong thực tế người ta dùng điều kiện = const

a

Trang 38

Hình 2.11:Đặc tính cơ khi thay đổi tần số.

2.3 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ.

- Trong công nghiệp thường sử dụng bốn hệ truyền động điện để điều chỉnh tốc độđộng cơ không đồng bộ

+ Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi tiristo

+Điều chỉnh điện trở roto bằng bộ biến đổi xung tiristo

+Điều chỉnh công suất trượt Ps

+Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổi tần số tiristorhay tranzito

Trang 40

Mth = => = Khi điều chỉnh điệm áp sẽ điều chỉnh tốc độ động cơ nhưnglàm momen động cơ giảm mạnh

Do sth = = const => dải điều chỉnh hẹp

2.3.2 Hệ điều chỉnh xung điện trở roto.

- Sơ đồ nguyên lí:

Hình 2.14:Sơ đồ nguyên lí hệ xung điện trở.

+ Chỉnh lưu cầu 3 pha chỉnh lưu xoay chiều thành 1 chiều

+R0 điện trở phụ thêm vào roto

+ L cuộn kháng lọc

+T van chỉnh lưu điều khiển Ro

- Phương pháp điều chỉnh :

Định dạng
Số trang	85
Dung lượng	2,15 MB