Tiếp nội dung phần 1, Giáo trình Điều khiển lập trình PLC: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Xử lý tín hiệu Analog EM235; Thao tác trên phần mềm S7 – 200; Các họ PLC khác. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung giáo trình!
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5: XỬ LÝ TÍN HIỆU MODUL ANALOG EM235 5.1 Tín hiệu Modul Analog Hãy so sánh việc cộng hai tín hiệu tƣơng tự (Modul Analog) với việc cộng hai tín hiệu số (digital), cơng việc đơn giản mà kỹ thuật số phát triển nhƣ nay? Ta cần điều khiển nhiệt độ lị nung cho đạt đƣợc chất lƣợng đó, làm để đo nhiệt độ xử lý nhiệt độ nhƣ tốn điều khiển? Một công cụ đƣợc sử dụng module Modul Analog: Module Modul Analog công cụ để xử lý tín hiệu tƣơng tự thơng qua việc xử lý tín hiệu số 5.1.1 Analog input Thực chất biến đổi tƣơng tự - số (A/D) Nó chuyển tín hiệu tƣơng tự đầu vào thành số đầu Dùng để kết nối thiết bị đo với điều khiển: chẳng hạn nhƣ đo nhiệt độ 5.1.2 Analog output Modul Analog output phần module Modul Analog Thực chất biến đổi số - tƣơng tự (D/A) Nó chuyển tín hiệu số đầu vào thành tín hiệu tƣơng tự đầu Dùng để điều khiển thiết bị với dải đo tƣơng tự Chẳng hạn nhƣ điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0-50Hz 5.1.3 Nguyên lý hoạt động chung cảm biến tín hiệu đo chuẩn cơng nghiệp Thông thƣờng đầu vào module Modul Analog tín hiệu điện áp dịng điện Trong tín hiệu tƣơng tự cần xử lý lại thƣờng tín hiệu khơng điện nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lƣu lƣợng, khối lƣợng Vì CHƢƠNG 47 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC ngƣời ta cần phải có thiết bị trung gian để chuyển tín hiệu tín hiệu điện áp tín hiệu dịng điện – thiết bị đƣợc gọi đầu đo hay cảm biến Để tiện dụng đơn giản tín hiệu vào module Modul Analog Input tín hiệu module Modul 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 đƣa lại không theo chuẩn Vì ngƣời ta cần phải dùng thêm thiết chuyển đổi để đƣa chúng chuẩn công nghiệp Kết hợp đầu cảm biến thiết bị chuyển đổi thành cảm biến hoàn chỉnh , thƣờng gọi tắt thiết bị cảm biến, hay thiết đo chuyển đổi đo ( transducer) Module Modul Analog Thiết bị cảm biến Đầu đo Thiết bị chuyển đổi – 10V 4-20 mA Tín hiệu vào khơng điện Modul Analog Input ( A/D) Các số Tín hiệu tƣơng tự – 10 V – 20 mA Modul Analog Output ( D/A) Các số Hình 5.1: Sơ đồ khối tín hiệu 5.2 Biểu diễn giá trị Modul Analog EM235 EM 235 module tƣơng tự gồm có 4AI 1AO 12bit (có tích hợp CHƢƠNG 48 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC chuyển đổi A/D D/A 12bit bên trong) Hình 5.2: Cấu trúc modul analog EM235 5.2.1 Các thành phần module Modul Analog EM235 Thành phần Mô tả đầu vào tƣơng tự A+ , A- , RA Các đầu nối đầu vào A đƣợc kí hiệu B+ , B- , RB Các đầu nối đầu vào B chữ C+ , C- , RC Các đầu nối đầu vào C A,B,C,D D+ , D- , RD Các đầu nối đầu vào D đầu tƣơng tự (MO,VO,IO) Các đầu nối đầu Gain Chỉnh hệ số khuếch đại Offset Chỉnh trơi điểm khơng Switch cấu hình Cho phép chọn dải đầu vào độ phân giải Hình 5.3: Các thành phần modul analog EM235 CHƢƠNG 49 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 5.3 Kết nối ngõ vào Modul Analog 5.3.1 Sơ đố khối ngõ vào Modul Analog Hình 5.4: Sơ đồ kết nối vào modul analog EM235 Đầu vào tƣơng tự: Với thiết bị đo đầu kiểu điện áp RA A+ + - Điện áp A- CHƢƠNG 50 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Với thiết bị đo tín hiệu đầu dịng điện: RA A+ + 4-20 mA - A- PS PS M Hoặc: RA + A+ A- - 4-20 mA L+ M 5.3.2 Sơ đồ khối ngõ Modul Analog CHƢƠNG 51 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Hình 5.5: Sơ đồ khối ngõ modul analog Đầu tƣơng tự: MO VO Tải điện áp IO Tải dòng điện 5.3.3 Cấp nguồn cho Modul Analog: CHƢƠNG 52 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ M ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Nguồn 24 VDC L+ Hình 5.6: Sơ đồ cấp nguồn modul analog 5.3.4 Tổng quát cách nối dây: Hình 5.7: Sơ đồ nối dây modul analog 5.4 Hiệu chỉnh giá trị Modul Analog 5.4.1 Định dạng liệu a Dữ liệu ngõ vào: Ký hiệu vùng nhớ: AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2…) CHƢƠNG 53 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 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 Modul 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 LSB 15 Dữ liệu 12 bit 0 Modul Modul Analog Input S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào áp, dòng) thành giá trị số từ -32000 32000 b Dữ liệu ngõ ra: Ký 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 Modul Modul 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, 10mA,): Kiểu CHƢƠNG 54 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC module Modul Analog output S7-200 không hỗ trợ MSB LSB 15 Dữ liệu 12 bit 0 c Bảng tổng hợp: Định dạng liệu Giá trị chuyển đổi Kiểu tín hiệu đối xứng ( - 32000 đến +32000 10V, 10mA,) Tín hiệu không đối xứng đến +32000 (0 10V, 20mA) 5.4.2 Cài đặt dải tín hiệu vào Module EM 235 cho phép cài đặt dải tín hiệu độ phân giải đầu vào switch: On Off Sau bảng cấu hình : CHƢƠNG 55 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Dải khơng đối xứng Dải đầu vào Độ phan giải SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON – 50 mV 12.5 uV OFF ON OFF ON OFF ON – 100 mV 25 uV ON OFF OFF OFF ON ON – 500 mV 125 uV OFF ON OFF OFF 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 OFF OFF ON – 10 V 2.5 mV Dải đối xứng Dải đầu vào Độ phân giải SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF OFF ± 25 mV 12.5 uV OFF ON OFF ON OFF OFF ± 50 mV 25 uV OFF OFF ON ON OFF OFF ± 100 mV 50 uV ON OFF OFF OFF ON OFF ± 250 mV 125 uV OFF ON OFF OFF ON OFF ± 500 mV 250 uV OFF OFF ON OFF ON OFF ± 1V 500 uV ON OFF OFF OFF OFF OFF ± 2.5 V 1.25 mV OFF ON OFF OFF OFF OFF ±5V 2.5 mV OFF OFF ON OFF OFF OFF ± 10 V mV 5.4.3 Trình tự thiết lập chỉnh cho module Modul Analog a Căn chỉnh đầu vào cho module Modul 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 CHƢƠNG 56 ... hiệu đầu dòng điện: RA A+ + 4 -2 0 mA - A- PS PS M Hoặc: RA + A+ A- - 4 -2 0 mA L+ M 5.3 .2 Sơ đồ khối ngõ Modul Analog CHƢƠNG 51 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Hình 5.5: Sơ đồ... THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Chƣơng trình : CHƢƠNG 61 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Gọi chƣơng trình Tiến hành biên dịch, download, debug chƣơng trình ... chƣơng trình CHƢƠNG 62 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP Câu 1: Hãy cho biết thành phần module Modul Analog EM235 PLC S7 -2 0 0? Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ khối