Thiết kế trạm plc s7 1200 điều khiển biến tần

Thiết kế trạm plc s7 1200 điều khiển biến tần

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ TRẠM PLC S7 1200 ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN Giáo viên hướng dẫn: Trần Đình Nga Sinh viên thực hiện: Lớp: 06DHLDT3 Đà Nẵng, Năm 2018 Đồ án học phần Khoa điện MỤC LỤC GVHD: ThS Trần Đình Nga Đồ án học phần Khoa điện LỜI NĨI ĐẦU Nền cơng nghiệp đà phát triển ngày cao, vấn đề tự động điều khiển đặt lên hàng đầu trình nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ vào sản xuất Nó đòi hỏi khả xử lý, mức độ xác hệ thống sản xuất ngày cao hơn, để đáp ứng nhu cầu số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày cao xã hội Từ đời PLC trở thành sở cơng nghiệp tự động hóa, đặc trung PLC làm cho thao tác máy trở thành nhanh, nhạy, dễ dàng tin cậy Nó có khả thay hoàn toàn phương pháp điều khiển truyền thông dùng rơle (loại thiết bị phức tạp cồng kênh); PLC có khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa việc lập trình lệnh logic bản; khả định thời, đếm; giải vấn đề tốn học cơng nghệ; khả tạo lập, gửi đi, tiếp nhận tín hiệu nhằm mục đích kiểm sốt kích hoạt đình chức máy giây chuyền công nghệ So sánh với hệ thông hệ cũ dùng rơle kỹ thuật PLC có ưu tuyệt đối khả linh hoạt khả định tốn tự động hóa phức tạp Với đề tài “Thiết kế trạm PLC S7-1200 điều khiển biến tần” chúng em thực chương trình điều khiển theo yêu cầu đề tài đặt Dựa định hướng đề ra, đồ án chia làm chương sau: Đà nẵng, ngày…tháng…năm 2018 Sinh viên thực GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang Đồ án học phần Khoa điện CHƯƠNG BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1.1.TỔNG QUAN PLC 1.1.2.ĐẶC ĐIỂM BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Hiện yêu cầu số điều khiển linh hoạt có giá thành thấp thúc đẩy phát triển hệ thống điều khiển lập trình (programmable logic control) Hệ thống sử dụng CPU với nhớ điều khiển máy móc hay q trình hoạt động Trong hồn cảnh điều khiển lập trình PLC thiết kế nhằm thay phương pháp điều khiển truyền thông dùng role thiết bị cơng kềnh, tạo khả điều khiển thiết bị dẽ dàng linh hoạt dựa việc lập trình lệnh logic bản, ngồi PLC thực thao tác khác làm tăng khả cho hoạt động phúc tạp Panel lập trình Bộ nhớ chương trình Đơn vị điều khiển Bộ nhớ liệu Khối ngỏ vào Khối ngỏ Mạch giao tiếp cảm biến Mạch công suất cấu tác động Nguồn cấp điện Hình 2.1 Sơ đồ khối PLC Hoạt động PLC kiểm tra tất trạng thái tín hiệu ngõ vào đua vào từ trình điều khiển, thực logic lập chương trình kích tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên tương ứng Với mạch giao tiếp chuẩn khối vào khối PLC cho phép kết nối trực tiếp đến cấu tác động (actuaos) có cơng suất nhỏ ngõ mạch chuyển đổi tín hiệu (transducers) ngõ vào, mà không cần mạch giao tiếp hay role trung gian Tuy nhiên, cần phải có mạch điện tử cơng suất trung gian PLC điều khiển thiết bị có cơng suất lớn GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang Đồ án học phần Khoa điện Việc dùng PLC cho phép hiệu chỉnh hệ thống mà không cần thay đổi mặt kết nối dây Sự thay đổi thay đổi chương trình nhớ thơng qua thiết bị lập trình chun dùng Hơn nữa, chúng có ưu điểm thời gian lắp đặt đưa vào hoạt động nhanh so với hệ thống điều khiển truyền thơng mà đòi hỏi cần phải thực việc nối dây phức tạp thiết bị rời Về phần cứng, PLC tương tự máy tính truyền thơng chúng có đặc điểm thích hợp với mục đích điều khiển cơng nghiệp - Khả chống nhiễu tốt - Cấu trúc dạng modol dễ dàng thay thế, tăng khả (nối thêm modul mở rộng vào/ra) thêm chức (nối thêm modul chuyên dùng) - Việc kết nối dây mức điện áp tín hiệu ngỏ vào ngõ vào chuẩn hóa - Ngơn ngữ lập trình chuyên dùng: Ladder, Intruction, Functionchat, dễ hiểu dễ sử dụng - Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng Những đặc điểm làm cho PLC dùng nhiều điều khiển máy móc cơng nghiệp điều khiển trình 1.2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC PLC gồm khối chức bản: vi xử lý, nhớ, vào/ra Trạng thai ngõ vào cua PLC phát lưu vào nhớ đệm PLC thực lệnh logic trạng thái chúng thông qua chương trình trạng thái.ngõ cập nhật lưu vào nhớ đệm sau trạng thái ngõ nhớ đệm dùng để đóng mở tiếp điểm linh hoạt thiết bị tương ứng, vạy hoạt động thiết bị điều khiển hồn tồn tự động theo chương trình nhớ, chương trình nạp vào PLC thơng qua thiêt bị lập trình chuyên dụng GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang Đồ án học phần Khoa điện Bus địa Bộ đệm Bus điều khiển Bộ nhớ chương trình EEPRAM tùy chọn Bộ nhớ chương trình EEPROM Nguồn pin CPU vi xử lý Bộ đệm Bộ nhớ hệ thống ROM clook Bộ nhớ liệu RAM Khối vào Bus điều khiển Bộ đệm Bus điều khiển Mạch chốt Mạch giao tiếp Bộ điệm Mạch cách ly Bộ đệm Mạch cách ly Kênh ngõ 16 role, triac hay tranzitor Kênh ngõ vào 24 ngõ vào Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc bên PLC 1.2.1 Bộ xử lý trung tâm CPU (center procesing unit) GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang Đồ án học phần Khoa điện - Bộ xử lý trung tâm điều khiển quản lý tất hoạt động bên PLC Việc trao đổi thông tin CPU, nhớ khối đầu thực thông qua hệ thống Bus điều khiển CPU Một mạch dao động thạch anh cung cấp xung clook tần số chuẩn cho CPU thường là1 hay MHz, tùy thuộc vào xử lý sử dụng - Tần số xung clook xác định tốc độ hoạt động PLC dùng để thực đồng cho tất phần tử hệ thống 1.3 Cơ chế hoạt động xử lý tín hiệu PLC 1.3.1 Cơ chế hoạt động Khi chương trình nạp vào PLC chúng đặt vùng nhớ riêng gọi nhớ chương trình Bộ xử lý có ghi đếm lệnh dùng để trỏ đến lệnh thi hành CPU thực lệnh Khi lệnh lấy tù CPU đặt vào ghi lệnh để giải mã thành vi lệnh vên CPU Hệ thống bus X000 X001 Ngõ vào Khối ngõ vào Ram ngõ vào Trạng thái ngõ vào lưu Ram Ngõ LogicX00X 10X21 Ram ngõ Ngõ Y000 Y001 Y002 Khối ngõ NgõLogicY 00Y10Y21 Trạng thái ngõ lưu vào ngõ CPU ALUTha nh ghi Thanh ghi lệnh LD X000 Bộ đếm lệnh Chương trình điều khiển Ram hay EERROM BướcLệnh000LD X000001ANDX00 1002OUTY000… …NEND Thực chép trở đầu chương trình 000 Hình 1.3 Cơ chế hoạt động 1.4 GIỚI THIỆU PLC S7-1200 GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang Đồ án học phần Khoa điện 1.4.1 Các module hệ PLC S7-1200 Các module CPU khác có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, nhớ chương trình khác nhau… PLC S7-1200 có loại sau: GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang Đồ án học phần Khoa điện 1.4.2 Sign board PLC SIMATIC S7-1200 Sign board: SB1223 DC/DC Digital inputs / outputs DI x 24 VDC 0.5A DO 2x24 VDC 0.5A Sign boards : SB1232AQ - Ngõ analog -AO x 12bit -+/- 10VDC, – 20mA Cards ứng dụng: - CPU tín hiệu để thích ứng với ứng dụng -Thêm điểm kỹ thuật số I/O tương tự với CPU yêu cầu ứng dụng - Kích thước CPU không thay đổi GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 32 Đồ án học phần Khoa điện 2.1 Hướng dẫn cài đặt biến tần GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang 33 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 34 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 35 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 36 Đồ án học phần Khoa điện 2.3 Cách đấu nối biến trở vào biến tần để điều khiển thay đổi tốc độ độ (chế độ chạy động tay) GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang 37 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 38 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 39 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 40 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 41 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 42 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 43 Đồ án học phần GVHD: ThS Trần Đình Nga Khoa điện Trang 44 Đồ án học phần Khoa điện Chương trình chạy hai bơm hút màng bể MBR GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang 45 Đồ án học phần Khoa điện Chương trình PID GVHD: ThS Trần Đình Nga Trang 46 ... dùng rơle kỹ thuật PLC có ưu tuyệt đối khả linh hoạt khả định tốn tự động hóa phức tạp Với đề tài Thiết kế trạm PLC S7- 1200 điều khiển biến tần chúng em thực chương trình điều khiển theo yêu cầu... nhớ điều khiển máy móc hay q trình hoạt động Trong hồn cảnh điều khiển lập trình PLC thiết kế nhằm thay phương pháp điều khiển truyền thông dùng role thiết bị cơng kềnh, tạo khả điều khiển thiết. .. điện CHƯƠNG BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1.1.TỔNG QUAN PLC 1.1.2.ĐẶC ĐIỂM BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Hiện yêu cầu số điều khiển linh hoạt có giá thành thấp thúc đẩy phát triển hệ thống điều khiển lập trình