Ứng dụng PLC S71200 của SIEMENS thực hiện bài toán đo, điều khiển, cảnh báo nhiệt độ trong lò giới hạn trong dải 0150 0 C

Ứng dụng PLC S71200 của SIEMENS thực hiện bài toán đo, điều khiển, cảnh báo nhiệt độ trong lò giới hạn trong dải 0150 0 C Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng mở ONOFF thông thường cho đến các ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất. Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm : Hoá học và dầu khí : định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân đong trong ngành hoá… Chế tạo máy và sản xuất : tự động hoá trong chế tạo máy, cân đong, quá trình lắp đặt máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại… Bột giấy, giấy, xử lý giấy : Điều khiển máy băm, quá trình ủ bọt, quá trình cán,gia nhiệt… Thuỷ tinh và phim ảnh : quá trình đóng gói, thử nghiệm vật liệu, cân đong, các khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy. Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá : đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm soát quá trình sản xuất, bơm (bia, nước trái cây…) cân đong, đóng gói, hoà trộn… Kim loại : Điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), qui trình sản xuất, kiểm tra chất lượng. Năng lượng : điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các turbin, …) các trạm cần hoạt động tuần tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ). Sau đây chúng em xin trình bày về đề tài“ ứng dụng PLC đo, cảnh báo và điều khiển nhiệt độ trong lò” với dải đo (0150 o C).

MỞ ĐẦU Hiện PLC ứng dụng thành công nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp dân dụng Từ ứng dụng để điều khiển hệ thống đơn giản, có chức đóng mở ON/OFF thơng thường ứng dụng cho lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi xác cao, ứng dụng thuật tốn q trình sản xuất Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC bao gồm : Hố học dầu khí : định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân đong ngành hoá… Chế tạo máy sản xuất : tự động hoá chế tạo máy, cân đong, trình lắp đặt máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại… Bột giấy, giấy, xử lý giấy : Điều khiển máy băm, trình ủ bọt, trình cán,gia nhiệt… Thuỷ tinh phim ảnh : q trình đóng gói, thử nghiệm vật liệu, cân đong, khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy Thực phẩm, rượu bia, thuốc : đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm sốt q trình sản xuất, bơm (bia, nước trái cây…) cân đong, đóng gói, hồ trộn… Kim loại : Điều khiển trình cán, (thép), qui trình sản xuất, kiểm tra chất lượng Năng lượng : điều khiển nguyên liệu (cho trình đốt, xử lý turbin, …) trạm cần hoạt động khai thác vật liệu cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ) Sau chúng em xin trình bày đề tài“ ứng dụng PLC đo, cảnh báo điều khiển nhiệt độ lò” với dải đo (0-150oC) CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Giới thiệu đề tài Nhiệt độ đại lượng vật lý, có mặt khắp nơi nhiều lĩnh vực, công nghiệp cũng sinh hoạt Nhiệt độ trở nên mối quan tâm hàng đầu cho nhà thiết kế, điều khiển nhiệt độ trở thành mục tiêu hàng đầu ngành Điều Khiển Tự Động Việc đo kiểm soát nhiệt độ tốt định nhiều đến chất lượng sản phẩm ngành công nghiệp thực phẩm, luyện kim, xi măng, gốm sứ, công nghệ chế tạo động đốt Nhiệm vụ đề tài: - Ứng dụng PLC S7-1200 SIEMENS thực toán đo, điều khiển, cảnh báo nhiệt độ lò giới hạn dải 0-1500C Phân tích ngun lý vận hành hệ thống Trình bày phương pháp đo nhiệt độ lò Xây dựng thuật tốn đo nhiệt độ phương pháp điều khiển tăng nhiệt độ lò Phương pháp giao tiếp PLC S7-1200 với ngoại vi hệ thống? Viết trương trình điều khiển, chạy mơ hệ thống II Phương pháp đo Ta chia trình nhiệt độ làm khâu chính: 1) Khâu chuyển đởi: Khâu chuyển đởi nhiệt độ thường dựa biến đởi mang tính chất đặc trưng vật liệu chịu tác động nhiệt độ Có đặc trưng sau: + Sự biến đổi điện trở + Sức điện động sinh chênh lệch nhiệt độ mối nối kim loại khác + Sự biến đởi thể tích, áp suất + Sự thay đởi cường độ xạ vật thể bị đốt nóng Đối với chuyển đổi nhiệt điện, người ta thường dựa vào hai tính chất để chế tạo cặp nhiệt điện, nhiệt điện trở kim loại hay bán dẫn, cảm biến nhiệt độ dạng linh kiện bán dẫn như: Diode, transitor, IC chuyên dụng 2) Khâu xứ lý: Các thông số điện sau chuyển đổi từ nhiệt sẽ xử lý trước đưa đến khâu thị Các phận khâu xử lý gồm có: phần hiệu chỉnh, khuếch đại, biến đổi ADC (analog – digital – converter)… Ngồi có mạch điện trở bổ sung như: mạch bù sai số, mạch phối hợp tổng trở… 3) Khâu thị: Sử dụng IC giải mã, IC số chun dùng biến đởi Vì cho phép ta sử dụng khâu thị số dễ dàng hình LCD, Led hay TD200 PLC S7-200 III Khái quát PLC 1) PLC (Programmable Logic Control) thiết bị điều khiển lập trình hay khả trình, cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình Người sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện, kiện đưa vào PLC (ngõ vào) PLC sử dụng nhớ lập trình để lưu trữ lệnh, thực chức thuật toán điều khiển máy trình Sơ đồ khối PLC: Để khắc phục nhược điểm điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển bằng relay) người ta chế tạo PLC nhằm thỏa mãn yêu cầu sau: + + + + + Sử dụng thiết bị điều khiển cho hệ thống điều khiển Dễ dàng thay đởi chương trình điều khiển với ngơn ngữ lập trình dễ học Gọn nhẹ, dễ bảo quản sửa chữa, tạo hệ thông linh hoạt, hiệu Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp Giao tiếp với thiết bị thơng minh khác: máy tính, nối mạng, Modul mở rộng + Giá thành rẻ, đặc biệt với hệ thống điều khiển phức tạp 2) Phần cứng Sơ đồ khối: Các phận chủ yếu cà chức chúng: + Bộ xử lý (CPU): • Khối CPU loại khối có chứa vi xử lý, hệ điều hành, nhớ, thời gian, đếm, cởng truyền thơng… có vài cởng số Các cởng vào số có CPU gọi cởng vào/ra on board • Khối CPU điều hành hoạt động tồn hệ thống • Bộ số học logic(ALLL): xử lý số học logic Các ghi: lưu trữ số liệu trình thực chương trình • Bộ điều khiển định thời gian:  Biên dịch tín hiệu  Thực hành động điều khiển theo chương trình  Truyền tín hiệu điều khiển đến thiết bị xuất + Các kênh truyền (các bus) • Hệ thống bus dùng để truyền tín hiệu hệ thống gồm nhiều tín hiệu song song • Date Bus:  Thường bit, dây truyền bit dạng số nhị phân  Dùng để truyền tải liệu • Address Bus:  Tải địa vị trí nhớ nhớ rôgnj bit 16 bit  Dùng để truyền tải địa đến Modul khác • Control Bus: truyền tín hiệu điều khiển từ CPU đến phận • Bus hệ thống: trao đởi thơng tin cổng nhập/xuất thiết bị nhập/xuất Các địa số liệu chuyển lên Bus tương ứng thời gian hạn chế Hệ thống Bus sẽ có nhiệm vụ trao đởi thơng tin CPU, nhớ I/O Bên cạnh CPU cung cấp xung clock có tần số từ ÷ MHz Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yếu tố định thời, đồng hồ hệ thống + Bộ nhớ: • Bộ nhớ đọc (ROM): dùng để nạp hệ điều hành riêng cho loại PLC • Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM): dành cho chương trình người sử dụng dành cho liệu • Bộ nhớ đọc, xóa lập trình (EPROM): cho chương trình người sử dụng + Bộ nguồn: cung cấp nguồn chiều ổn định 5V cho CPU + Các hoạt động xử lý bên PLC: Xử lý chương trình: chương trình nạp vào nhớ PLC, lệnh sẽ trọn vùng địa riêng lẻ nhớ PLC có đếm địa bên vi xử lý, chương trình bên nhớ sẽ vi xử lý thực cách lệnh thực theo giai đoạn: • Giai đoạn 1: xử lý đọc đầu vào trạng thái phần chương trình phục vụ cơng việc có sẵn PLC gọi hệ điều hành • Giai đoạn 2: xử lý sẽ đọc xử lý lệnh chương trình Bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiều đầu vào Thực phép tốn logic kết sau sẽ xác định trạnh thái đầu • Giai đoạn 3: vi xử lý sẽ gán trạng thái mở cho đầu Modul đầu Xử lý xuất nhập: xử lý I/O PLC IV PLC SIEMENS S7-1200 Năm 2009, Siemens dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay dần cho S7-200 So với S7-200 S7-1200 có tính nởi trội: -S7-1200 dòng điều khiển logic lập trình (PLC) kiểm sốt nhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, tập lệnh mạnh làm cho có giải pháp hoàn hảo cho ứng dụng sử dụng với S71200 -S7-1200 bao gồm microprocessor, nguồn cung cấp tích hợp sẵn, đầu vào/ra (DI/DO) -Một số tính bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào CPU chương trình điều khiển: +Tất CPU cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC +Tính “know-how protection” để bảo vệ block đặc biệt -S7-1200 cung cấp cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet TCP/IP Ngồi bạn dùng module truyền thong mở rộng kết nối bằng RS485 RS232 -Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 hỗ trợ ba ngơn ngữ lập trình FBD, LAD SCL.Phần mềm tích hợp TIA Portal 11 Siemens -Vậy để làm dự án với S7-1200 cần cài TIA Portal phần mềm bao gồm mơi trường lập trình cho PLC thiết kế giao diện HMI 2.Các module hệ PLC S7-1200 2.1 Giới thiệu module CPU 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: 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 sẽ khơng thay đởi Module xuất nhập tín hiệu số Module xuất nhập tín hiệu tương tự V Sử dụng module Analog 1) Giới thiệu chung module analog a) Khái niệm Module analog công cụ để xử lý tín hiệu tương tự thơng qua việc xử lý tín hiệu số b) Analog input Thực chất biến đởi tương tự - số (A/D) Nó chuyển tín hiệu tương tự đầu vào thành số đầu Dùng để kết nối thiết bị đo với điều khiển: chẳng hạn đo nhiệt độ c) Analog output Analog output cũng phần module analog Thực chất biến đổi số - tương tự (D/A) Nó chuyển tín hiệu số đầu vào thành tín hiệu tương tự đầu Dùng để điều khiển thiết bị với dải đo tương tự Chẳng hạn điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0-50Hz d) Nguyên lý hoạt động chung cảm biến tín hiệu đo chuẩn công nghiệp - Thông thường đầu vào module analog tín hiệu điện áp dòng điện Trong tín hiệu tương tự cần xử lý lại thường tín hiệu không điện nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, khối lượng Vì người ta cần phải có thiết bị trung gian để chuyển tín hiệu tín hiệu điện áp tín hiệu dòng điện – thiết bị gọi đầu đo hay cảm biến - Để tiện dụng đơn giản tín hiệu vào module Analog Input tín hiệu module Analog Output tn theo chuẩn tín hiệu cơng nghiệp.Có loại chuẩn phổ biến chuẩn điện áp chuẩn dòng điện + Điện áp : – 10V, 0-5V, ± 5V… + Dòng điện : – 20 mA, 0-20mA, ± 10mA - Trong tín hiệu từ cảm biến đưa lại không theo chuẩn Vì người ta cần phải dùng thêm thiết chuyển đổi để đưa chúng chuẩn công nghiệp - Kết hợp đầu cảm biến thiết bị chuyển đởi thành cảm biến hồn chỉnh , thường gọi tắt thiết bị cảm biến, hay thiết đo chuyển đổi đo ( transducer) Module analog Thiết bị cảm biến – 10V Thiết bị chuyển đởi Đầu đo Tín hiệu vào khơng điện 4-20 mA Tín hiệu tương tự – 10 V ; – 20 mA Analog Input ( A/D) Các số Analog Output ( D/A) Các số 2) Giới thiệu module analog EM 235 - EM 235 module tương tự gồm có 4AI 1AO 12bit (có tích hợp chuyển đổi A/D D/A 12bit bên trong) a) Các thành phần module analog EM235 b) + + + Định dạng liệu Dữ liệu đầu vào: Kí hiệu vùng nhớ : AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2…) Định dạng: Đối với dải tín hiệu đo khơng đối xứng (ví dụ 0-10V,0-20mA): MSB LSB 15 14 Dữ liệu 12 bit 0 Module analog input S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào (áp, dòng) ÷ thành giá trị số từ 32000 + Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ ± 10V, ± 10mA,): MSB 15 Dữ liệu 12 bit LSB 0 0 Module analog input S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào áp, ÷ dòng) thành giá trị số từ -32000 32000 - Dữ liệu đầu ra: + Kí hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2…) + Định dạng liệu + Đối với dải tín hiệu đo khơng đối xứng (ví dụ 0-10V,4-20mA): MSB 15 LSB 14 Dữ liệu 11 bit 0 0 ÷ Module analog output S7-200 chuyển đổi số 32000 thành tín hiệu ÷ điện áp đầu 10V ± + Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ 10V, module Analog output S7-200 không hỗ trợ ± 10mA,): Kiểu MSB LSB 15 Dữ liệu 12 bit - 0 Bảng tổng hợp : Định dạng liệu Kiểu tín hiệu đối xứng ( 10V, ± Giá trị chuyển đởi - 32000 đến +32000 ± 10mA,) Tín hiệu khơng đối xứng (0 ÷ 10V, 20mA) ÷ c) Cách nối dây - Đầu vào tương tự: + Với thiết bị đo đầu kiểu điện áp: đến +32000 RA + - A+ Điện áp A- + Với thiết bị đo tín hiệu đầu dòng điện: RA A+ 4-20 mA A- PS PS M Hoặc : RA A+ + A- - Đầu tương tự: 4-20 mA L+ M MO - VO Tải điện áp IO Tải dòng điện Cấp nguồn cho module: M Nguồn 24 VDC L+ Tổng quát cách nối dây: d) Cài đặt dải tín hiệu vào Module EM 235 cho phép cài đặt dải tín hiệu độ phân giải đầu vào bằng switch: On Off Sau bảng cấu hình : Dải không đối xứng Dải đầu vào đơn cực Độ phân giải SW1 SW2 SW3 SW4 SW ON OFF OFF ON OFF ON – 50 mV 12.5 uV OFF ON OFF ON – 100 mV 25 uV ON OFF OFF OFF ON ON – 500 mV 125 uV OFF ON ON ON 0–1V 250 uV ON OFF OFF OFF OFF ON 0–5V 1.25 mV ON OFF OFF OFF OFF ON – 20 mA uA OFF ON OFF ON – 10 V 2.5 mV OFF ON OFF OFF OFF OFF SW6 Dải đối xứng Dải đầu vào lưỡng cực Độ phân giải SW1 SW2 SW3 SW4 SW ON OFF OFF ON OFF OFF ± 25 mV 12.5 uV OFF ON OFF OFF ± 50 mV 25 uV OFF OFF ON OFF OFF ± 100 mV 50 uV ON OFF OFF OFF ON OFF ± 250 mV 125 uV OFF ON ON OFF ± 500 mV 250 uV OFF OFF ON ON OFF ± 1V 500 uV ON OFF OFF OFF OFF OFF ± 2.5 V 1.25 mV OFF ON OFF OFF ±5V 2.5 mV OFF OFF ON OFF OFF ± 10 V mV OFF ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF SW6 e) Trình tự thiết lập chỉnh cho module analog  Căn chỉnh đầu vào cho module analog - Hãy tắt nguồn cung cấp cho module - Gạt switch để chọn dải đo đầu vào - Bật nguồn cho CPU module để module ổn định vòng 15 phút - Sử dụng truyền, nguồn áp, nguồn dòng, cấp giá trị o đến đầu vào - Đọc giá trị nhận CPU - Căn vào giá trị chỉnh OFFSET để đưa giá trị 0(căn chỉnh đến 0) giá trị cần thiết kế - Sau nối đầu vào với giá trị lớn dải đo - Đọc giá trị nhận CPU - Căn vào giá trị chỉnh GAIN để giá trị 32760 giá trị số cần thiết kế - Lặp lại bước chỉnh OFFSET GAIN cần thiết  Chú ý - Phải chắn nguồn cung cấp cho cảm biến phải loại bỏ nhiễu phải ổn định - Dây dẫn tín hiệu phải có lớp bảo vệ chống nhiễu - Các đầu vào analog không sử dụng phải nối ngắn mạch(ví dụ A+ nối với A-) 3) Một số ứng dụng Viết chương trình tính tốn giá trị điện áp đo từ chiết áp CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG I Lựa chọn thiết bị 1) Cảm biến nhiệt độ - Là dụng cụ chuyển đổi đại lượng nhiệt thành đại lượng vật lí khác, điện, áp suất…Cảm biến nhiệt độ có khả nhận biết tín hiệu nhiệt độ cách xác chuển đởi thành tín hiệu đo lường Cụ thể, tập lớn chúng em sử dụng cặp nhiệt điện Đây dụng cụ đo nhiệt độ rộng rãi công nghiệp - Cơ sở chế tạo cặp nhiệt điện dựa nguyên lý sau + Hiệu ứng thomson: qua dây dẫn cd dòng điện I hiệu nhiệt dây T1-T2 sẽ có hấp thụ to + Hiệu ứng Seebeck: dây dẫn bất kỳ, có chênh lệch nhiệt độ điểm điểm xuất suất điện động + Hiệu ứng Pentier: Khi dòng điện qua mối nối dây dẫn vị trí mối nối sẽ có hấp thị hay tỏa to - Nguyên tắc, cấu tạo cặp nhiệt độ đựa theo sở thực nghiệm Khi nung nóng dây dẫn kim loại hay đoạn dây, tập chung điện tử tự có khuynh hướng khuếch tán từ nơi tập chung nhiều đến nơi tập chung Có nghĩa từ đầu nóng(+) sang đầu nguội(-) (hiệu ứng Seebeck) đoạn dây suất diện động thomson thụ thuộc vào chất dây kim loại - Cấu tạo: Cặp nhiệt điện chế tạo bằng sợi kim loại khác nhau, có mối nối Một đầu giữ nhiệt độ chuẩn gọi đầu ra, đầu lại tiếp xúc với đối tượng đo Cặp nhiệt điện có cực âm cực dương(đánh dấu màu) Tùy theo vật liệu chế tạo, cặp nhiệt điện chia thành loại sau + Loại S: kết hợp sắt constantan, sắt cực dương, constantan cực âm Hệ số seebeck 51µV/oc 20oC + Loại T: kết hợp đồng với constantan, đồng cực dương, constantan cực âm Hệ số seebeck(s) 40µV/oC 20oC + Loại E: kết hợp Chromel(+) constantan(-) S=62µV/oC 20 oC + Loại S,R,B: dùng hợp kim platinum rhodirum, có S=7µV/ oC 20oC - Cách sử dụng: - + Cặp nhiệt điện cần có vỏ bảo vệ chống tác nhân bề ngồi Đặt nơi thích hợp nhiệt khơng phân bố - - - + Vị trí lắp đặt, tránh có từ trường, điện trường mạnh(trong có sử dụng hệ thống quạt gây nhiễu) + Để cặp nhiệt thẳng đứng đề phòng ống bảo vệ biến dạng nhiệt độ cao Quan biểu đồ trên, ta sử dụng cặp nhiệt độ K để phù hợp với tập lớn Có dải đo từ đến 150 oC, dải điện áp từ 0-55mV Ta có cơng thức tính U=S(Td-Tq) S: Độ nhạy cảm cảm biến S=40 µV/oC 20 oC Td: Nhiệt độ cần đo Tq:Nhiệt độ môi trường Do tín hiệu cảm biến phụ thuộc vào giá trị đo nhiệt độ môi trường nân cần có biện pháp khử giá trị mơi trường Mặt khác, điện áp thay đổi lượng nhỏ nhiệt độ thiết bị thay đổi từ oC -150 oC nên phải đưa qua khuếch đại điện áp trước đưa vào ngõ vào analog PLC Cụ thể, ta sử dụng mạch đơn giản để khuếch đại điện áp phụ thuộc vào gia trị điện trở R1,R2 2) Bộ khuếch đại khơng đảo Vout=VIN(1+) Tính tốn đại lượng cần đo Điện áp đầu cảm biến 150 oC là: 40.10-6(150-20)=5,2.10-3(v) Điện áp đầu vào 10 oC cảm biến có giá trị là: 40.10-6(20-10)=4.10-4(V) Ta có: Cơng thức đầu mạch khuếch đại Vout=VIN(1+) 3) Sử dụng moldun Analog EM235 với dải đo đầu vào đơn cực 0-10V SW1 OFF SW2 ON SW3 OFF SW4 OFF SW5 OFF SW6 ON Bật Switch bảng qua moldun Analog EM235 0-10V Đầu đo Bộ khuếch đại Tín hiệu tương tự Analog input Analog Output ÷ 32760 Tương ứng với giá trị nhiệt độ 150oC Ta chọn giá trị điện áp 9V(vì nhiệt độ tăng van vỡ hay nhiều vấn đề khác) »9=5,2.10-3(1+) » » chọn R1=22,5KΩ, R2=15Ω » Voutmin=4.10-4(1+)=0.6V » Đầu số 0.6V là: 1965.6 ≈ 1966 9V tương đương với 29484 Trong dải đo từ 0÷150oC Do nhiệt độ ởn định hệ thống 120oC Ta chọn khoảng dao động từ 120 o o C÷150 C, dải ởn định nhiệt độ lò Tương tự với cách tính ta có: 120 oC → Vout=40.10-6(120-20)(1+)=6(V) » Tín hiệu output analog 19656 19656≤Tổnđịnh ≤29484 II Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ thuật toán 1) Sơ đồ khối Cảm biến Lò nhiệt VAN Nhiên liệu Bộ khuếch đại Module Analog PLC điều khiển Chương trình • Nhiên liệu đưa vào lò luyện qua van, điều khiển PLC Cảm biến nhận tín hiệu nhiệt độ từ lò nhiệt tín hiệu điện áp Điện áp đưa qua mạch khuếch đại đầu vào module analog EM235 PLC nhận tín hiệu so sánh “nhiệt độ ” với giá trị đứa định đóng mở van • Chương trình lập trình sẵn PLC, phần mềm STEP7-Microu download vào PLC để thực chương trình Có thể thông qua hệ thống SCADA để điều khiển, giám sát hệ thống trạng thái PLC, trạng thái lò… • Sử dụng van điện từ để đóng cắt nhiên liệu đưa vào lò Được sử dụng điều khiển ON-OFF Khi nhiệt độ lò lớn giá trị đặt, nhiệt sẽ tắt lò, ngược lại nhiệt độ lò nhỏ giá trị “Min” đặt nhiệt bật lên với cơng suất cực đại • Cảm biến, mạch khuếch đại, module Analog giới thiệu phần trên, 2) Sơ đồ thuật toán PC-PLC BEGIN Mã hóa nút lệnh truyền liệu Kiểm tra kiều liệu PLC nhận tín hiệu xử lý chương trình • Thuật tốn điều khiển Kết thúc Điều khiển lò đóng hay mở dựa vào chương trình lập sẵn BEGIN PLC điều khiển mở van Error Kiểm tra lại cảm biến module analog van Nhận tín hiệu từ Module AnalogEM23 Lỗi van khơng đóng t0 THA PLC nhận xử lý tín hiệu thơng qua chương trình Báo mức cao Báo mức thấp tăng Lỗi hết nhiên liệu hệ thống van bị hỏng Mở van với cơng xuất cực đại TLA Đóng van Kết thúc chương trình III Phân tích u cầu cơng nghệ - Cấp điện vào hệ thống - Giả sử lúc đầu nhiệt độ lò là nhiệt đọ mơi trường ta ấn START hệ thống bắt đầu hoạt đọng đèn RUN sáng báo hệ thống hợt động nhiệt độ lò < 100 C, cảm biến nhiệt nhận tín hiệu đưa PLC điều khiển van số mở cực đại 100% Đòng thời đèn TLA ( báo mức thấp sáng) Khi nhiệt độ từ 130 0C mở van số đòng thời đóng van 1( van có đường kính băng 50% van 1) nhiệt độ lò lớn 1500C đền đèn báo mức cao THA sáng Đồng thời van đóng lại ngừng cung cấp nhiên liệu Khi van cùng mở ( van bị hỏng) hết nhiên liệu đèn báo cố sẽ sáng XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG LẬP BẢNG ĐỊA CHỈ STT Đầu vào Địa Chức START I0.0 Khởi đọng hệ thống STOP I0.1 Dừng hệ thống STT Đầu Đại Chức RUN Q0.0 Đèn báo hộ thống bắt đầu làm việc TLA Q0.1 Đèn báo mức thấp, bé 2000C THA Q0.2 Đèn báo mức cao, lớn 12000C V1 Q0.3 Van mở V2 Q0.4 Van mở E Q0.5 Đèn báo cố CHƯƠNG III: KẾT LUẬN Thông qua đề tài chúng em thực số nhiệm vụ sau 1) Về tổng quan Hiểu rõ PLC cũng cấu tạo, cách thức hoạt động lập trình chúng Tìm hiểu vai trò ứng dụng PLC thực tế Thấy tính nhanh nhạy, dễ dàng điều khiển thay đởi chương trình PLC mà khơng tốn nhận công sản xuất cũng điều khiển Thấy vai trò tự động hố q trình sản xuất 2) Kết nghiên cứu thực nghiệm Được triển khai phần mềm mô S7-200 giá trị nhiệt độ đề cập thuật toán Tất dựa lý thuyết chưa có sở thực hành, giá trị, thang đo có giá trị dễ dàng thay đởi phần chương trình PLC TỔNG KẾT Thuận lợi: dẫn tận tình, hướng dẫn chu đáo giáo hướng dẫn, nguồn tài liệu tham khảo rộng phong phú Khó khăn: hạn chế kiến thức, kinh nghiệm thực tập Do giá thành linh kiện không nhỏ nên chưa có mơ thức tế Qua thuận lợi khó khă cùng thời gian xây dựng hoàn thiện hệ thống hoạn thiện tập giao cho chúng e kỹ giá môn học, đồng thời cũng cho chúng em nhìn tởng quan mơn học báo cáo tìm hiểu góp phần cho sinh viên chúng e có hội tiếp cận với thực tế chuẩn bị hành trang kiến thức cho năm Cuối cùng chúng em xin trân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình cảu giáo hướng dẫn giúp chúng em hoàn thành tập Do hạn chế kiến thức chưa tiết kiệm thời gian chưa tận dung tối đa nguồn tài liệu có lên tập sau hồn thành nhiều sai sót mong giáo bở sung giúp chúng em hoàn thành tập Chúng em xin chân thành cảm ơn! Mục lục ... dùng biến đởi Vì cho phép ta sử dụng khâu thị số dễ dàng hình LCD, Led hay TD200 PLC S7-200 III Khái quát PLC 1) PLC (Programmable Logic Control) thiết bị điều khiển lập trình hay khả trình, cho... để thực loạt trình tự kiện, kiện đưa vào PLC (ngõ vào) PLC sử dụng nhớ lập trình để lưu trữ lệnh, thực chức thuật toán điều khiển máy trình Sơ đồ khối PLC: Để khắc phục nhược điểm điều khiển... chiều ổn định 5V cho CPU + Các hoạt động xử lý bên PLC: Xử lý chương trình: chương trình nạp vào nhớ PLC, lệnh sẽ trọn vùng địa riêng lẻ nhớ PLC có đếm địa bên vi xử lý, chương trình bên nhớ