Lập chương trình điều khiển PLC cho Recloser ĐA Điều khiển Logic BKDN

Đồ án môn học Điều khiển Logic , Đề tài: Viết chương trình điều khiển cho Recloser với số lần đống cắt và thời gian tác động được tùy chỉnh cài đặt. Trường đại học bách khoa đà nẵng. NỘI DUNG CHÍNH CHƯƠNG 1 : KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ 3 1.1. Giới thiệu về Recloser: 3 1.1.1 Phân loại Recloser: 4 1.1.2. Các thành phần cơ bản của Recloser 4 1.1.3. Nguyên lí hoạt động của Recloser 6 1.2. Điều khiển Recloser: 7 1.2.1 Đặt thời gian kép: 7 1.2.2 Phối hợp thứ tự: 7 1.2.3 Điều khiển dòng cắt tức thời: 7 1.2.4 Điều khiển khoá tức thời: 8 1.2.5 Thời gian đóng lại: 8 1.2.6 Cảm nhận sự cố chạm đất: 8 1.3. Bảo vệ quá dòng có thời gian: 9 1.3.1 Giới thiệu bảo vệ quá dòng có thời gian: 9 1.3.2 Bảo vệ quá dòng có đặc tính thời gian phụ thuộc theo đặc tính dốc chuẩn IEC2553A: 9 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PLC, LỰA CHỌN THIẾT BỊ 12 2.1: Sơ lược về PLC của hãng Mitsubishi: 12 2.1.1: Giới thiệu chung về PLC: 12 2.1.2: Phân loại PLC: 14 2.1.3: Cấu tạo phần cứng của PLC: 14 2.2: Lựa chọn thiết bị: 17 2.2.1 Lựa chọn PLC 17 2.2.2 Phần mềm lập trình và mô phỏng GX WORKS 2. 19 2.2.3 Lựa chọn Module Analog 21 CHƯƠNG 3 : PHÂN CÔNG ĐẦU VÀO RA VÀ THUẬN TOÁN ĐIỀU KHIỂN 24 3.1 Phân công đầu vào ra và sơ đồ nối điện. 24 3.1.1 Phân công đầu vàora. 24 3.1.2 Sơ đồ nối điện. 25 3.2 Thuật toán đồ án 26 CHƯƠNG 4: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH CHO PLC 28 CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN 33 CHƯƠNG 1 : KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu về Recloser: Kinh nghiệm vận hành cho thấy, đa số ngắn mạch xảy ra trên đường dây truyền tải điện năng đều có thể tự tiêu tán (phóng điện, sét đánh,..) nếu cắt nhanh đường dây bằng các thiết bị bảo vệ rơle. Và sau đó đóng điện trở lại để tăng cường độ cấp điện cho phụ tải, thao tác đóng trở lại đường dây cần thực hiện bằng thiết bị được gọi là Thiết bị tự động đóng trở lại (Recloser). Khi xuất hiện ngắn mạch Recloser mở ra (cắt mạch) sau một thời gian t1 nó sẽ tự động đóng mạch. Nếu sự cố còn tồn tại nó sẽ cắt mạch, sau thời gian t2 Recloser tự động đóng lại mạch. Và nếu sự cố còn tiếp diễn thì nó sẽ cắt mạch và sau thời gian t3 nó sẽ đóng trở lại một lần nữa và nếu sự cố còn tiếp diễn thì lần này Recloser sẽ cắt mạch luôn. Số lần và thời gian là do người lập trình quy định. Thường ở mạng 110kv thì số lần đóng lặp lại là 2 kể cả lần đóng lặp lại bằng tay. Nhưng trong đồ án môn học này chúng ta sẽ cài đặt cho recloer đóng lặp lại là 3 lần 1.1.1 Phân loại Recloser: a) Phân loại theo số pha: Recloser một pha: Thực hiện đóng cắt một pha sau khi nó ngắt ra bởi bảo vệ chống ngắn mạch một pha. Recloser 3 pha: Thực hiện đóng cắt cả 3 pha của máy cắt khi nó bị ngắt ra bởi bảo vệ rơle. Recloser hỗn hợp: Đóng 3 pha khi ngắn mạch nhiều pha, đóng một pha khi ngắn mạch 1 pha. b) Phân loại theo thiết bị mà Recloser tác động đến: Recloser đường dây Recloser thanh góp Recloser máy biến áp Recloser động cơ điện c) Phân loại theo số lần tác động: Recloser tác động 1 lần Recloser tác động nhiều lần d) Phân loại theo cách thức tác động đến cơ cấu truyền động: Recloser điện Recloser cơ khí 1.1.2. Các thành phần cơ bản của Recloser a) Máy biến dòng BI. Máy biến dòng hay được gọi là máy biến dòng điện, dùng để biến đổi dòng điện có trị số lớn và điện áp cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn 5A hoặc 1A, điện áp an toàn cung cấp cho mạch đo lường, điều khiển và bảo vệ. b) Máy cắt . Là loại máy cắt dùng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang. c) Hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển sử dụng các chương trình đã lập trình sẵn và hệ thống nút nhấn giúp điều khiển hoạt động một cách tự động hoặc bằng tay. Khi dòng điện quá biện dòng vượt quá giá trị dòng khởi động thì hệ thống sẽ gửi tín hiệu cắt máy cắt và sau một thời gian cắt đã lập trình sẵn, hệ thống tự động gửi tín hiệu đóng máy cắt. Số lần đóng cắt lặp lại đều do bộ điều khiển này quy định. d) Hệ thống đo lường. Là hệ thống đo các đại lượng điện như U, I, P và đưa giá trị các đại lượng này về bộ điều khiển. e) Nguồn nuôi. Nguồn nuôi để vận hành hệ thống đo lường, điều khiển và máy cắt. 1.1.3. Nguyên lí hoạt động của Recloser Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của Recloser Biến dòng (1) đặt trong Recloser làm nhiệm vụ cung cấp tín hiệu dòng điện đến bộ điều khiển điện tử thông qua mạch cảm biến dòng (2). Nếu dòng thứ cấp vượt quá giới hạn tương ứng với dòng tác động nhỏ nhất đã được lập trình sẵn thì mạch định thời gian (3) sẽ được kích hoạt. Sau thời gian trễ được ấn định bởi đường cong TCC đã được lập trình, mạch cắt (4) sẽ kích hoạt cắt sự cố, lúc này Relay thứ tự (5) đếm số lần cắt và tác động mạch thời gian đóng lại (6). Sau khi thời gian cắt kết thúc, một tín hiệu đóng được gửi đến Recloser. Nếu sự cố đã được giải trừ, sau thời gian lập trình trước, Relay thứ tự sẽ khởi động lại chương trình điều khiển đến vị trí ban đầu, bắt đầu một chu trình mới. Nếu sự cố chưa được loại bỏ sau nhiều lần đóng cắt lặp lại, bộ điều khiển sẽ tác động khoá tức thời khi số lần đóng cắt đã thực hiện đủ. Khi đã khoá, bộ điểu khiển sẽ không Reset hoặc gửi tín hiệu đóng máy cắt cho đến khi được thực hiện bằng tay từ bảng điều khiển hoặc điều khiển từ xa. 1.2 Điều khiển Recloser: 1.2.1 Đặt thời gian kép: Recloser điều khiển bằng điện tử có khả năng đặt thời gian kép để thực hiện chức năng quan trọng trong việc phối hợp với các thiết bị bảo vệ khác để hạn chế vùng bị ảnh hưởng do sự cố vĩnh cửu. Lần tác động đầu tiên, Recloser sẽ tác động nhanh để cắt sự cố thoáng qua trước khi cầu chì phía tải kịp tác động. Nếu là sự cố vĩnh cửu, tác động thời gian trễ cho phép thiết bị bảo vệ gần điểm sự cố sẽ tác động cô lập sự cố, vì thế hạn chế khu vực mất điện đến giới hạn nhỏ nhất. Thứ tự tác động điển hình của một Recloser từ thời điểm bắt đầu sự cố cho đến khi khoá mạch như sau: Hình 1.3: Tác động chuỗi của Recloser. 1.2.2 Phối hợp thứ tự: Mục đích sử dụng dạng phối hợp thứ tự để nâng cao tính phục vụ liên tục của các đường dây được bảo vệ bằng các Recloser nối tiếp. Dạng phối hợp này sẽ triệt tiêu được dạng phối hợp cắt nhanh không cần thiết của Recloser dự phòng khi sự cố đã được cắt bởi các thiết bị bảo vệ khác trên đường dây được đặt phía sau Recloser. 1.2.3 Điều khiển dòng cắt tức thời: Khi dòng điện sự cố quá lớn, trạng thái cắt tức thời sẽ mở rộng tầm phối hợp với các thiết bị phía nguồn. Khi gặp trường hợp này Recloser sẽ bỏ qua chương trình

Trang 1

NỘI DUNG CHÍNH

Nguyễn Bá Đức Huy - 15DCLC - BKDN – 0963.011.010 Trang 1

Trang 2

CHƯƠNG 1 : KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu về Recloser:

Kinh nghiệm vận hành cho thấy, đa số ngắn mạch xảy ra trên đường dây truyền tảiđiện năng đều có thể tự tiêu tán (phóng điện, sét đánh, ) nếu cắt nhanh đường dâybằng các thiết bị bảo vệ rơle Và sau đó đóng điện trở lại để tăng cường độ cấp điệncho phụ tải, thao tác đóng trở lại đường dây cần thực hiện bằng thiết bị được gọi là

Thiết bị tự động đóng trở lại (Recloser).

Khi xuất hiện ngắn mạch Recloser mở ra (cắt mạch) sau một thời gian t1 nó sẽ tựđộng đóng mạch Nếu sự cố còn tồn tại nó sẽ cắt mạch, sau thời gian t2 Recloser tựđộng đóng lại mạch Và nếu sự cố còn tiếp diễn thì nó sẽ cắt mạch và sau thời gian t3

nó sẽ đóng trở lại một lần nữa và nếu sự cố còn tiếp diễn thì lần này Recloser sẽ cắtmạch luôn Số lần và thời gian là do người lập trình quy định Thường ở mạng 110kvthì số lần đóng lặp lại là 2 kể cả lần đóng lặp lại bằng tay Nhưng trong đồ án môn họcnày chúng ta sẽ cài đặt cho recloer đóng lặp lại là 3 lần

Trang 3

1.1.1 Phân loại Recloser:

a) Phân loại theo số pha:

- Recloser một pha: Thực hiện đóng cắt một pha sau khi nó ngắt ra bởi bảo vệchống ngắn mạch một pha

- Recloser 3 pha: Thực hiện đóng cắt cả 3 pha của máy cắt khi nó bị ngắt rabởi bảo vệ rơle

- Recloser hỗn hợp: Đóng 3 pha khi ngắn mạch nhiều pha, đóng một pha khingắn mạch 1 pha

b) Phân loại theo thiết bị mà Recloser tác động đến:

- Recloser đường dây

- Recloser thanh góp

- Recloser máy biến áp

- Recloser động cơ điện

c) Phân loại theo số lần tác động:

1.1.2 Các thành phần cơ bản của Recloser

a) Máy biến dòng BI

- Máy biến dòng hay được gọi là máy biến dòng điện, dùng để biến đổi dòng

Trang 4

điện có trị số lớn và điện áp cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn 5A hoặc 1A, điện

áp an toàn cung cấp cho mạch đo lường, điều khiển và bảo vệ

và sau một thời gian cắt đã lập trình sẵn, hệ thống tự động gửi tín hiệu đóng máy cắt

Số lần đóng cắt lặp lại đều do bộ điều khiển này quy định

d) Hệ thống đo lường

- Là hệ thống đo các đại lượng điện như U, I, P và đưa giá trị các đại lượngnày về bộ điều khiển

e) Nguồn nuôi

- Nguồn nuôi để vận hành hệ thống đo lường, điều khiển và máy cắt

1.1.3 Nguyên lí hoạt động của Recloser

Trang 5

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của Recloser

Biến dòng (1) đặt trong Recloser làm nhiệm vụ cung cấp tín hiệu dòng điện đến

bộ điều khiển điện tử thông qua mạch cảm biến dòng (2) Nếu dòng thứ cấp vượt quágiới hạn tương ứng với dòng tác động nhỏ nhất đã được lập trình sẵn thì mạch địnhthời gian (3) sẽ được kích hoạt Sau thời gian trễ được ấn định bởi đường cong TCC đãđược lập trình, mạch cắt (4) sẽ kích hoạt cắt sự cố, lúc này Relay thứ tự (5) đếm số lầncắt và tác động mạch thời gian đóng lại (6)

Sau khi thời gian cắt kết thúc, một tín hiệu đóng được gửi đến Recloser Nếu sự

cố đã được giải trừ, sau thời gian lập trình trước, Relay thứ tự sẽ khởi động lại chươngtrình điều khiển đến vị trí ban đầu, bắt đầu một chu trình mới

Nếu sự cố chưa được loại bỏ sau nhiều lần đóng cắt lặp lại, bộ điều khiển sẽ tácđộng khoá tức thời khi số lần đóng cắt đã thực hiện đủ Khi đã khoá, bộ điểu khiển sẽkhông Reset hoặc gửi tín hiệu đóng máy cắt cho đến khi được thực hiện bằng tay từbảng điều khiển hoặc điều khiển từ xa

1.2 Điều khiển Recloser:

Trang 6

Thứ tự tác động điển hình của một Recloser từ thời điểm bắt đầu sự cố cho đếnkhi khoá mạch như sau:

Hình 1.3: Tác động chuỗi của Recloser.

1.2.2 Phối hợp thứ tự:

Mục đích sử dụng dạng phối hợp thứ tự để nâng cao tính phục vụ liên tục củacác đường dây được bảo vệ bằng các Recloser nối tiếp Dạng phối hợp này sẽ triệt tiêuđược dạng phối hợp cắt nhanh không cần thiết của Recloser dự phòng khi sự cố đãđược cắt bởi các thiết bị bảo vệ khác trên đường dây được đặt phía sau Recloser

1.2.3 Điều khiển dòng cắt tức thời:

Khi dòng điện sự cố quá lớn, trạng thái cắt tức thời sẽ mở rộng tầm phối hợpvới các thiết bị phía nguồn Khi gặp trường hợp này Recloser sẽ bỏ qua chương trìnhđiều khiển theo đặc tuyến TCC và lập tức cắt ngay sự số mà không thực hiện thời giantrễ

Trang 7

Khả năng cắt tức thời có thể được lập trình thực hiện khi giá trị dòng cắt nhỏnhất với hệ số nhân cho phép thao tác tại mức mong muốn trong ứng dụng riêng biệt.Trạng thái cắt tức thời có thể được cài đặt một hoặc vài lần thao tác cắt trong một chutrình, hệ số nhân cắt tức thời dòng điện sự cố đất không nhất thiết phải bằng với hệ sốnhân cắt tức thời đối với sự cố pha Đối với dòng sự cố nhỏ hơn, bộ điều khiển sẽ cắttheo đặc tính TCC đã được lập trình.

1.2.4 Điều khiển khoá tức thời:

Đặc tính khoá tức thời làm cho Recloser trở nên linh động hơn, nó cho phépđiều khiển tự động cắt ngắn chu trình khi dòng sự cố cao hơn mức đặt Chức năng phụtrợ này cho phép giảm tối thiểu ảnh hưởng của sự cố có dòng điện lớn, ở gần nơi có sự

cố với cửu với xác suất cao và không có yêu cầu phối hợp với các thiết bị bảo vệ cuốiđường dây

1.2.5 Thời gian đóng lại:

Thời gian đóng lại là thời gian tồn tại giữa lần mở tiếp điểm chính và lần đóngtiếp điểm trở lại sau đó Ta chọn thời gian này bằng cách nhân thời gian chuẩn với một

hệ số nhân cho trước Thời gian đóng tiếp điểm trở lại có thể nằm trong phạm vi từ0,5s đến 60s phụ thuộc vào từng loại Recloser và từng loại hệ thống Thông thườngngười ta đặt thời gian đóng lại là 2s để có đủ thời gian loại trừ sự cố và cho phép làmnguội cầu chị Nếu thời gian đóng lại lớn hơn 2s sẽ gây gián đoạn các phụ tải động cơ

1.2.6 Cảm nhận sự cố chạm đất:

Phần lớn sự cố là do chạm đất, dòng chạm đất được phát hiện nhờ bộ phần dòtìm quá dòng bằng cách lọc dòng thứ tự không

Bộ cảm nhận dòng pha chuẩn của Recloser sẽ phát hiện dòng chạm đất khidòng điện của bất kỳ pha nào vượt quá giá trị đặt

1.3 Bảo vệ quá dòng có thời gian:

1.3.1 Giới thiệu bảo vệ quá dòng có thời gian:

Bảo vệ quá dòng có thời gian hay còn được gọi là bảo vệ quá dòng 51 là dạngbảo vệ chỉ tác động khi dòng sự cố lớn hơn dòng điện khởi động của rơle sau khoảngthời gian trễ đã cài đặt để đảm bảo tính chọn lọc

Trang 8

Bảo vệ quá dòng 51 có 2 dạng chính:

+ Bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập: Thời gian làm việc của bảo vệ có đặctính thời gian độc lập không phụ thuộc vào trị số dòng ngắn mạch hay vị trí ngắnmạch

+ Bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc: Thời gian tác động tỉ lệ nghịch vớidòng điện chạy qua bảo vệ, dòng ngắn mạch càng lớn thì thời gian tác động càng bé

Hình 1.4: Đặc tính thời gian của bảo vệ: độc lập (1), phụ thuộc (2), hỗn hợp (3,4).

1.3.2 Bảo vệ quá dòng có đặc tính thời gian phụ thuộc theo đặc tính dốc chuẩn IEC255-3A:

Bảo vệ quá dòng có đặc tuyến thời gian độc lập trong nhiều trường hợp khóthực hiện được khả năng phối hợp với các bảo vệ liền kề mà vẫn đảm bảo được tínhtác động nhanh của bảo vệ Một trong những phương pháp khắc phục là người ta sửdụng bảo vệ quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc Hiện nay các phương thứctính toán chỉnh định rơle quá dòng số với đặc tính thời gian phụ thuộc do đa dạng vềchủng loại và tiêu chuẩn nên trên thực tế vẫn chưa được thống nhất về mặt lý thuyếtđiều này gây khó khăn cho việc thẩm kế và kiểm định các giá trị đặt

Hiện nay trên thực tế tồn tại nhiều tiêu chuẩn đường cong đặc tuyến thời gianphụ thuộc của bảo vệ quá dòng số như: tiêu chuẩn của uỷ ban kỹ thuật điện quốc tếNguyễn Bá Đức Huy - 15DCLC - BKDN – 0963.011.010 Trang 8

Trang 9

(IEC), của viện kỹ thuật điện-điện tử Mỹ (IEEC), viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ(ANSI) , trong đó tiêu chuẩn IEC (IEC255-3) thường được sử dụng nhất Tiêu chuẩnIEC255-3 bao gồm các họ đặc tuyến có độ dốc khác nhau: độ dốc chuẩn (IEC255-3A),rất dốc (IEC255-3B), cực dốc (IEC255-3C) Trong trường hợp chung, công thức xácđịnh thời gian tác động và trở về của các họ đường cong như sau:

(1.1) (1.2)Trong đó:

o ttđ, ttv: tương ứng là thời gian tác động và thời gian trở về của bảo vệ ứngvới bội số dòng m

o TD: hệ số thời gian (Time Dial) của mỗi đường cong trong bộ đườngcong tiêu chuẩn và là giá trị đặt khi ta chọn đường cong đó trong bộ nhớcủa rơle

o K, K1, n: các giá trị phụ thuộc vào loại đường cong đặc tuyến có độ dốckhác nhau Ví dụ tương ứng với các tiêu chuẩn ta có các giá trị sau:IEC255-3A: K = 0,14, K1 = - 1,08, n = 0,02; IEC255-3B: K = 13,5, K1 =

Trang 10

Hình 1.5: Đường cong dốc chuẩn (SIT) theo tiêu chuẩn IEC255-3A.

Từ đường đặc tính, ta có công thức xác định thời gian tác động và thời gian trở về theođặc tính IEC255-3A như sau:

(1.1) (1.2)

Để thời gian tác động là nhanh nhất, ta chọn đường cong có TD = 0,1 Giả sử bảo

Trang 11

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PLC, LỰA CHỌN THIẾT BỊ

2.1: Sơ lược về PLC của hãng Mitsubishi:

2.1.1: 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 logicthông qua một ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện mộtloạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõvào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sựkiện được đếm PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế PLC hoạtđộng theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào Khi có sự thay đổi ởđầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hayState Logic

Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiểnbên ngoài được gọi là thiết bị vật lý Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục "lặp" trongchương trình do "người sử dụng lập ra" chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ

ra tại các thời điểm đã lập trình

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điềukhiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:

• Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học

• Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa

• Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể 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, cácmôi Modul mở rộng

• Giá cả cá thể cạnh tranh được

Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trìnhđiều khiển hoặc xử lý hệ thống Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ đượcxác định bởi một chương trình Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC,PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này Như vậy nếu muốn thayđổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trìnhbên trong bộ nhớ của PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiệnmột cách dễ dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với sử dụng các bộ dâynối hay Relay

Nguyễn Bá Đức Huy - 15DCLC - BKDN – 0963.011.010 Trang

11

Trang 12

Hình 2.1: PLC FX3G của hãng Mitsubishi.

Ứng dụng của PLC trong công nghiệp và đời sống

Từ các ưu điểm nêu trên, hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp như:

– Hệ thống nâng vận chuyển

– Dây chuyền đóng gói

– Các robot lắp giáp sản phẩm

– Điều khiển bơm

– Dây chuyền xử lý hoá học

– Công nghệ sản xuất giấy

– Dây chuyền sản xuất thuỷ tinh

– Sản xuất xi măng

– Công nghệ chế biến thực phẩm

– Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn

– Dây chuyền lắp giáp Tivi

– Điều khiển hệ thống đèn giao thông

– Quản lý tự động bãi đậu xe

– Hệ thống báo động

– Dây chuyền may công nghiệp

– Điều khiển thang máy

– Dây chuyền sản xuất xe ôtô

12

Trang 13

Màn hình điều khiển và giao tiếp với PLC

Writing instruction

PLC

Điều khiển các thiết bị biến tần

Điều khiển các dây chuyển sản xuất công nghiệp

– Sản xuất vi mạch

– Kiểm tra quá trình sản xuất

Hình 2.2: Ứng dụng của PLC trong một số lĩnh vực

2.1.2: Phân loại PLC:

PLC được phân loại theo 2 cách:

- Phân loại theo hãng sản xuất:

+ Mitsubishi+ Siemens+ Omron+ Alenbratlay

- Phân loại theo các phiên bản (Version):

+ Alpha, Fx, Fx0, Fx0N,Fx1N,Fx2N của Mitsubishi

+ S7-200, S7-300, S7-400,… của Siemens

2.1.3: Cấu tạo phần cứng của PLC:

PLC cũng như các thiết bị lập trình khác, nó gồm các thành phần cơ bản sau:

+ Bộ xử lí trung tâm (CPU)

+ Bộ nhớ (ROM, RAM)

13

Trang 14

+ Các module vào ra (I/O).

+ Module nguồn

+ Thiết bị lập trình

• Bộ xử lí trung tâm (CPU):

CPU là một bộ vi xử lý điều khiển các hoạt động bên trong PLC như:thực hiện chương trình, xử lý vào/ra và truyền thông với các thiết bị bên ngoài

Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó

sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra.Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi Toàn bộcác hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữtrong bộ nhớ

• Bộ nhớ ( RAM, ROM):

Bộ nhớ dùng để lưu trữ chương trình, số liệu với đơn vị nhỏ nhất là bit

Bộ nhớ là vùng nắm giữ hệ điều hành và vùng nhớ của người sử dụng

Bộ nhớ bao gồm các loại sau đây:

+ ROM (Read Only Memory): là loại bộ nhớ không thay đổi được, bộnhớ này chỉ nạp một lần nên ít được sử dụng phổ biến như các loại bộnhớ khác

+ RAM (Random Access Memory): là loại bộ nhớ có thể thay đổi được vàdùng để chứa các chương trình ứng dụng cũng như dữ liệu, dữ liệu chứatrong Ram sẽ bị mất khi mất điện Tuy nhiên, điều này có thể khắc phụcbằng cách dùng Pin

+ Bộ nhớ EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): giốngnhư ROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần dùng Pin, tuy nhiên nộidung chứa trong nó có thể xoá bằng cách chiếu tia cực tím vào một cửa

sổ nhỏ trên EPROM và sau đó nạp lại nội dung bằng máy nạp

+ Bộ nhớ EEPROM ( Electric Erasable Programmable Read OnlyMemory): là loại kết hợp hai ưu điểm của RAM và EPROM, loại này

có thể xóa và nạp bằng tín hiệu điện Tuy nhiên số lần nạp cũng có giớihạn

Để lưu trữ chương trình, đôi khi cần mở rộng bộ nhớ để thực hiện các chứcnăng khác như:

14

Trang 15

+ Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái các kênh xuất-nhập được gọi làRAM xuất – nhập.

+ Lưu trữ tạm thời trạng thái của các chức năng bên trong: các bộ địnhthời gian (Timer), bộ đếm (Counter), các Relay

• Các module vào ra (I/O):

Module vào/ra đóng vai trò là mạch giao tiếp giữa PLC với các mạchđiện tử bên ngoài Tiêu biểu cho các thiết bị nhập bằng tay như: nút ấn, bànphím và chuyển mạch Mặt khác, để đo, kiểm tra chuyển động, áp suất, lưulượng chất lỏng , PLC phải nhận các tín hiệu từ các cảm biến Ví dụ: tiếpđiểm hành trình, cảm biến quang điện, tín hiệu đưa vào PLC có thể là tín hiệu

số (digital) hoặc tín hiệu tương tự (analog), các tín hiệu này được giao tiếp vớiPLC thông qua các modul nhận tín hiệu vào khác nhau khác nhau DI (DigitalInput) hoặc AI (Analog Input),

Module ra xuất tín hiệu điều khiển từ CPU ra cơ cấu chấp hành Tín hiệu

ra này có thể là loại số (Digital Output) hoặc tương tự (Analog Output) Ta cónhiều loại ngõ ra như: ngõ ra dùng Relay, Transistor, Triac,…

2.1.4 Hệ thống bus

Hệ thống bus là tập hợp dây dẫn kết nối các module kết nối với cácmodule trong PLC, dùng để truyền tín hiệu giữa các module Một hệ thống bus baogồm:

+ Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các module khácnhau

+ Data Bus: Bus truyền dữ liệu

+ Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thời gian vadđiều khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC

2.2: Lựa chọn thiết bị:

2.2.1 Lựa chọn PLC

15

Trang 16

Do nhu cầu sử dụng PLC trong công nghiệp ngày càng cao nên các nhà sảnxuất đã nghiên cứu chế tạo nhiều họ PLC đáp ứng cho nhiều nhiệm vụ điều khiển vớicác dạng và qui mô khác nhau Các họ PLC được chế tạo dựa trên nhiều đặc trưng nhưnguồn cấp điện, dạng điên áp ngõ vào/ra, bộ xử lý, ngôn ngữ lập trình, tập lệnh khảnăng xử lý số lệnh, khả năng xử lý tốc độ cao, khả năng mở rộng với module vào/ra vàmodule chức năng chuyên dùng, khả năng nối mạng.

Trong hãng sản xuất thì PLC của Mitsubishi có thế mạnh về điều khiển rời rạc

và điều khiển truyền động Số lượng câu lệnh của PLC Mitsubishi là rất phong phú,trong đó có những câu lệnh chuyên dùng cho điều khiển vị trí hay bộ đếm tốc độ cao.Cấu trúc chương trình của loại này theo chiều dọc, chỉ thực hiện từ trên xuống dưới,lập trình đơn giản, dễ học tập Vì thế, trong phạm vi đồ án này, em sử dụng PLCMitsubishi

Một số loại PLC của Mitshubishi:

vào Số ngõra Nguồn Loại ngõ

24VDChay 100-240VAC

Transistorhoặc relay

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	1,82 MB