Liên hệ cho file mô phỏng : ckr9498@gmail.com
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ DANH MỤC HÌNH ẢNH 2ii SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm LỜI MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Hiện giới phát triển vũ bão khoa học kỹ thuật, kéo theo phát triển nhiều lĩnh vực khác nghành sản xuất Những công nghệ mới, tiên tiến liên tục đời để thay công nghệ cũ lạc hậu, nhằm phụ vụ nhu cầu ngày cao người Khơng thể nằm ngồi quy luật phát triển Đất nước ta tiến hành cơng nghệ hóa, đại hóa Phấn đấu đến năm 2020 trở thành nước công nghiệp phát triển Để điều trở thành thực phải không ngừng nghiên cứu phát triển, ứng dụng công nghệ tiên tiến vào thực tiễn để đẩy nhanh cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước.Trong ngành kỹ thuật điện chiếm vị trí quan trọng Là mũi nhọn then chốt để giải vấn đề nâng cao suất chất lượng sản phẩm Một vấn đề quan trọng dây truyền việc điều chỉnh tốc độ động Trong phải kể đến hệ thống điều khiển động lập trình PLC Chiếm vị trí quan trọng ngành kỹ thuật điện kỹ thuật điều khiển logic khả lập trình viết tắt PLC ( Progammable logical controller) Nó phát triển mạnh mẽ ngày chiếm vị trí quan trọng ngành kinh tế quốc dân Không thay cho kỹ thuật điều khiển cấu cam kỹ thuật rơle trước mà chiếm lĩnh nhiếu chức phụ khác chẳng hạn chức chuẩn đoán Kỹ thuật điều khiển có hiệu với máy làm việc độc lập với hệ thống máy sản xuất linh hoạt, phức tạp Dùng PLC có nhiều ưu điểm như: nhỏ gọn, hoạt động xác tin cậy đặc biệt thay đổi chương trình điều khiển cách dễ dàng Được hướng dẫn tận tình thầy Trần Trung Khánh thời gian làm đồ án mơn học.Em hồn thành tốt mơn học với đề tài” Tìm hiểu mạch điều khiển mở máy động dùng PLC” Trang SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm LỜI CAM ĐOAN LỜI CAM ĐOAN Toàn đồ án em nghiên cứu xây dựng nên hướng dẫn Thầy Trần Trung Khánh Nội dung lý thuyết đồ án có tham khảo sử dụng số tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu đồ án Em xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu đồ án trung thực chưa sử dụng đồ án Mọi giúp đỡ cho việc thực đồ án cảm ơn thơng tin trích dẫn đồ án rõ nguồn gốc Cần Thơ, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Chí Tâm Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Lương Hồng Hưng Trang SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Để báo cáo đạt kết tốt đẹp, em nhận hỗ trợ, giúp đỡ nhiều từ Thầy Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cá nhân khoa tạo điều kiện giúp đỡ q trình học tập hồn thiện báo cáo Trước hết chúng em xin gửi tới thầy cô khoa Điện- Điện Tử-Viễn Thông trường Đại Học Kỹ Thuật- Công Nghệ Cần Thơ lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc tạo điều kiện cho em có ngày kiến tập vơ ý nghĩa Với quan tâm, dạy dỗ, bảo tận tình chu đáo thầy cơ, đến em hồn thành báo cáo Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giảng viên hướng dẫn Thầy Trần Trung Khánh quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành tốt báo cáo thời gian qua Với điều kiện thời gian kinh nghiệm hạn chế em báo cáo tránh thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt cơng tác thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn! Trang SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN Trang SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung PLC Sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động đại công nghệ điều khiển logic khả trình dựa sở phát triển tin học mà cụ thể phát triển kỹ thuật máy tính Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) phát triển từ năm 1968 -1970 Trong giai đoạn đầu thiết bị khả trình yêu cầu người sử dụng phải có kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao Ngày thiết bị PLC phát triển mạnh mẽ có mức độ phổ cập cao Thiết bị điều khiển logic lập trình PLC dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa vi xử lý, sử dụng nhớ lập trình để lưu trữ lệnh thực chức năng, chẳng hạn cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, thuật toán để điều khiển máy q trình cơng nghệ PLC thiết kế cho kỹ sư, không yêu cầu cao kiến thức máy tính ngơn ngữ máy tính, vận hành Chúng thiết kế cho nhà kỹ thuật cài đặt thay đổi chương trình Vì vậy, nhà thiết kế PLC phải lập trình sẵn cho chương trình điều khiển nhập cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản (ngôn ngữ điều khiển) Thuật ngữ logic sử dụng việc lập trình chủ yếu liên quan đến hoạt động logic, ví dụ có điều kiện A B C làm việc Người vận hành nhập chương trình (chuỗi lệnh) vào nhớ PLC Thiết bị điều khiển PLC giám sát tín hiệu vào tín hiệu theo chương trình thực quy tắc điều khiển lập trình Các PLC tương tự máy tính, máy tính tối ưu hố cho tác vụ tính tốn hiển thị, PLC chuyên biệt cho tác vụ điều khiển mơi trường cơng nghiệp Vì PLC: + Được thiết kế bền để chịu rung động, nhiệt, ẩm tiếng ồn, + Có sẵn giao diện cho thiết bị vào ra, Trang SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN + Được lập trình dễ dàng với ngơn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải phép toán logic chuyển mạch Về chức điều khiển logic PLC giống chức điều khiển thiết kế sở rơle công tắc tơ sở khối điện tử là: + Thu thập tín hiệu vào tín hiệu phản hồi từ cảm biến, + Liên kết, ghép nối tín hiệu theo yêu cầu điều khiển thực đóng mở mạch phù hợp với cơng nghệ, + Tính tốn soạn thảo lệnh điều khiển sở so sánh thông tin thu thập được, + Phân phát lệnh điều khiển đến địa thích hợp Riêng máy công cụ người máy cơng nghiệp PLC liên kết với điều khiển số NC CNC hình thành điều khiển thích nghi Trong hệ thống trung tâm gia cơng, quy trình cơng nghệ PLC điều khiển tập trung 1.2 Các thành phần PLC 1.2.1 Cấu hình phần cứng Bộ PLC thơng dụng có năm phận gồm: xử lý, nhớ, nguồn, giao diện vào/ra thiết bị lập trình Sơ đồ hệ thống hình 1.1 Trang SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Hình 1 Nguyên lí PLC a.Bộ xử lý Bộ xử lý gọi xử lý trung tâm (CPU), linh kiện chứa vi xử lý Bộ xử lý biên dịch tín hiệu vào thực hoạt động điều khiển theo chương trình lưu nhớ CPU, truyền định dạng tín hiệu hoạt động đến thiết bị Nguyên lý làm việc xử lý tiến hành theo bước tuần tự, thông tin lưu trữ nhớ chương trình gọi lên kiểm soát đếm chương trình Bộ xử lý liên kết tín hiệu đưa kết điều khiển tới đầu Chu kỳ thời gian gọi thời gian quét (scan) Thời gian vòng quét phụ thuộ vào dung lượng nhớ, vào tốc độ CPU Nói chung chu kỳ vịng qt hình Sự thao tác chương trình dẫn dấn thời gian trễ đếm chương trình qua chu trình đầy đủ, sau bắt đầu lại từ đầu Hình Chu trình thao tác Trang SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Để đánh giá thời gian trễ người ta đo thời gian quét chương trình dài 1K byte coi tiêu để so sánh PLC Với nhiều loại PLC thời gian trễ tới 20ms Nếu thời gian trễ gây trở ngại cho trình điều khiển phải dùng biện pháp đặc biệt, chẳng hạn lặp lại lần gọi quan trọng thời gian lần quét, điều khiển thông tin chuyển giao để bỏ bớt lần gọi quan trọng thời gian quét dài tới mức chấp nhận Nếu giải pháp khơng thoả mãn phải dùng PLC có thời gian quét ngắn b Bộ nguồn Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho vi xử lý (thường 5V) cho mạch điện đầu module lại (thường 24V) c Thiết bị lập trình Thiết bị lập trình sử dụng để lập chương trình điều khiển cần thiết sau chuyển cho PLC Thiết bị lập trình thiết bị lập trình chun dụng, thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ, phần mềm cài đặt máy tính cá nhân d Bộ nhớ Bộ nhớ nơi lưu giữ chương trình sử dụng cho hoạt động điều khiển Các dạng nhớ RAM, ROM, EPROM Người ta ln chế tạo nguồn dự phịng cho RAM để trì chương trình trường hợp điện nguồn, thời gian trì tuỳ thuộc vào PLC cụ thể Bộ nhớ chế tạo thành module cho phép dễ dàng thích nghi với chức điều khiển có kích cỡ khác nhau, cần mở rộng cắm thêm e Giao diện vào/ra Giao diện vào nơi xử lý nhận thông tin từ thiết bị ngoại vi truyền thông tin đến thiết bị bên ngồi Tín hiệu vào từ công tắc, cảm biến nhiệt độ, tế bào quang điện Tín hiệu cung cấp cho cuộn dây Trang 10 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Lệnh RS fliplop 2.3.2 Sử dụng Timer Sử dụng lệnh Timer để tạo chương trình trễ định thời Số lượng Timer phụ thuộc vào người sử dụng số lượng vùng nhớ CPU.Mỗi Timer sử dụng 16 byte IEC-Timer liệu kiểu cấu trúc DB.Step tự động tạo khối DB để lấy khối Timer Kích thước tầm kiểu liệu Time 32 bit Timer tạo xung TP Trang 38 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Timer trễ không nhớ - TON Timer trễ sườn xuống – TOF Trang 39 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.4 Mạch điều khiển mở máy động dùng plc 2.4.1.Cấu tạo nguyên lý hoạt động : Hình Sơ đồ nguyên lý - Nguyên lý hoạt động: + Nhấn nút ON, công tắc K1 có điện cấp điện cho động KĐB pha MOTOR chạy trước Sau giây,công tắc tơ K2 có điện cấp điện cho động KĐB pha MOTOR chạy sau Sau giây,công tắc tơ K3 có điện cấp điện cho động KĐB pha MOTOR chạy sau + Nhấn nút OFF,công tắc K1 điện, động KĐB pha MOTOR dừng trước Sau giây, công tắc tơ K2 điện, động KĐB pha MOTOR dừng sau Sau 5giây tiếp theo, công tắc tơ K3 điện, động KĐB pha MOTOR dừng sau Trang 40 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU + Trong lúc hệ thống hoạt động mà có cố xảy dừng đưa tín hiệu nháy đèn với thời gian chu kỳ giây 2.4.2 Nguyên nhân phải mở máy Khi động khởi động mang cấu sản xuất,dòng diện khởi động gấp nhiều lần từ đến lần dịng điện định mức,vì động ln tạo Fuco lớn (Fuco dịng điện cảm ứng sinh khối vật dẫn khối vật dẫn chuyển động cắt khối đường sức từ) để chống lại chế độ thay đổi bão hịa từ Do động khởi động, dòng khởi động lớn nguyên nhân dẫn đến làm sụt áp lưới điện ảnh hưởng đến nhiều thiết bị khác Ảnh hưởng đến tuổi thọ động cơ, độ bền thiết bị đóng cắt dây dẫn Vì thực tế người ta muốn giảm dòng khởi động để đảm bảo tuổi thọ động thiết bị đóng cắt,dây dẫn ổn định lưới điện người ta dùng phương pháp khởi động như: dùng biến áp tự ngẫu,cuộn kháng,dùng điện trở thứ cấp,dùng biến tần,khởi động mềm phương pháp tam giác Trang 41 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.4.3 Lưu đồ giải thuật Hình Lưu đồ giải thuật Trang 42 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.5.Ứng dụng Ngày nay, mạch mở máy chạy dùng PLC sử dụng rộng rãi cơng nghiệp như: -Điều khiển trình tự cho phần cuộn dây hệ thống băng tải -Điều khiển máy trộn hóa chất -Điều khiển máy bơm nước - 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 - Sản xuất vi mạch - Kiểm tra trình sản xuất Trang 43 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KẾT QUẢ CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KẾT QUẢ 3.1 Chạy mô HMI Hình Hình Trang 44 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KẾT QUẢ 3.2 Kết Ưu điểm: - Mạch hoạt động PLC qua mô HMI - Có thể thiết lập thời gian khởi động dừng - Có đèn báo hệ thống ngắt động xảy cố Nhược điểm PLC công nghiệp - Tốn nhiều dây dẫn - Thay phức tạp - Cần công nhân sửa chữa tay nghề cao - Công suất tiêu thụ lớn - Thời gian sửa chữa lâu - Khó cập nhật sơ đồ nên gây khó khăn cho cơng tác bảo trì thay 3.3 Kết luận Sau thời gian làm đồ án hướng dẫn tận tình Thầy Trần Trung Khánh, giúp đỡ bạn lỗ lực thân em hồn thành xong đồ án Đồ án gồm có nội dung sau: - Khái quát PLC S7 -1200 - Giới thiệu nguyên lý hoạt động mạch điều khiển mở máy chạy động dùng PLC - Thiết kế mơ hình, chạy mô mạch điều khiền mở máy chạy động phần mềm Tia Portal V15 chạy thành công Đồ án giúp em hiểu biết cách ứng dụng PLC vào thực tế, cịn giúp em bổ xung kiến thức lập trình số kỹ khác Tuy nhiên thời gian nghiên cứu hạn chế kiến thức có hạn nên cịn nhiều thiếu sót, mong Trang 45 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KẾT QUẢ nhận góp ý Thầy để em bổ xung thêm kiến thức có Em xin chân thành cảm ơn Trang 46 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm PHỤ LỤC PHỤ LỤC Thiết kế mơ hình: Trang 47 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm PHỤ LỤC Trang 48 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm PHỤ LỤC Trang 49 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Thiết kế điện tử Tiên Tiến – Ths.Nguyễn Trung Hiếu - TS Đặng Hoài Bắc [2] Thiết Kế Mạch Và Lập Trình PLC – Trần Thế San - Nguyễn Ngọc Phương [3] Giáo trình cảm biến (2000) Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến – NXB Khoa học kỹ thuật [4] Tự công nghiệp với WINCC, Trần Thu Hà (2007) NXB Hồng Đức, TP Hồ Chí Minh TIẾNG ANH [1] Practical SCADA for inductry, David Bailey (2007) [2] PLC-Examples with SIMATIC S7-1200 TIA Portal: 34 Exercises and Solutions,Jürgen Kaftan NXB IKH Didactic Systems UG [3] Let's Program a Plc Marco Gottardo NXB Lulu.com, 2018 [4] Securing SCADA Systems, Ronald L Krutz NXB John Wiley & Sons, 2015 [5] Designing SCADA Application Software: A Practical Approach, Stuart G McCrady NXB Elsevier, 2013 Trang 50 SVTH: Lương Hồng Hưng Nguyễn Chí Tâm ... S7 -1200 - Giới thiệu nguyên lý hoạt động mạch điều khiển mở máy chạy động dùng PLC - Thiết kế mơ hình, chạy mơ mạch điều khiền mở máy chạy động phần mềm Tia Portal V15 chạy thành công Đồ án giúp... servo (servo drive) Ngõ điều rộng xung PWM, điều khiển tốc độ động cơ, vị trí valve, hay điều khiển nhiệt độ… 16 điều khiển PID với tính tự động xác định thơng số điểu khiển (autotune functionality)... yêu cầu điều khiển thực đóng mở mạch phù hợp với cơng nghệ, + Tính tốn soạn thảo lệnh điều khiển sở so sánh thông tin thu thập được, + Phân phát lệnh điều khiển đến địa thích hợp Riêng máy cơng