Theo n i dung tài ta c n u ch nh các thông s sau c a bi n t n 1. P0304 =380V : n áp nh m c ng c (V). 2. P0305 = 7.1A :dòng n nh m c ng c (A) 3. P0300 =1 : ch n ng c không ng b 4. P0307 =4kW : công su t nh m c ng c ( kW ho c hp). 5. P0308 =0,85:h s cos nh m c c a ng c . 6. P0309 = 85,5 : hi u su t nh m c ng c (%)
9. P0701 = 1:ch n ch On/Off b ng u vào digital
10.P1000 =2 :l a ch n m t t n s ( m t t ng t ) 11.P1080 = 5Hz :t n s nh nh t(Hz)
12.P1082 = 50Hz : t n s l n nh t(Hz)
13.P1120 = 5s : th i gian t ng t c n giá tr l n nh t(s) 14.P1121 = 5s :th i gian gi m t c v giá tr min(s) 15.P1300 = 0 : ch n mode u khi n v/f tuy n tính
16.P0756 = 0: u vào t ng t ADC ki u n áp n c c t 0 – 10V 4.4- Ch n c m bi n áp su t Nh ã tính toán ch ng 2 ta có giá tr c t áp H = 50m 5 5 .1000.9,8.10 50.1000.9,8.10 4,9 P H bar Ch n c m bi n áp su t E8AA-M05
- m bi n c thi t k v i l p v thép không r SUSL k t h p ch t ch i 1 l p silicon cho phép E8AA c bi t thích nghi v i các ng d ng v khí và ch t l ng .
- i do c m bi n t 0 n 1MPa. ( 0 – 10 bar) - Tín hi u u ra 4-20mA
Các ng d ng
- Trong các thi t b s n xu t bán d n : giám sát và u khi n áp su t - Trong các thi t b l p ráp t ng và Robot : u khi n áp su t ng h c - u khi n m c và áp su t trong các bình ch a khí và ch t l ng…
Hình 4.5 C m bi n áp su t E8AA-M05 ng 4.4 Các thông s c a c m bi n áp su t n áp ngu n c p 10-24VDC 10% Dòng n tiêu th c c i 40mA i áp su t 0-1MPa Áp su t ch u c c i 980kPa Th i gian áp ng c c i 100ms Tín hi u u ra t ng t 4-20mA Môi tr ng làm vi c Khí không n mòn,khí tr ,ch t l ng không n mòn
4.5- Tính toán ch n contactor :
Contactor là m t khí c n dùng óng ng t các ti p m.Khi s d ng contactor ta có th u khi n m ch n v i n áp 500V và dòng 600A
Nguyên lý ho t ng:
Khi c p ngu n n b ng giá tr n áp nh m c c a contactor vào hai u c a cuonj dây qu n trên ph n lõi t c nh thì l c t t o ra hút ph n lõi t di ng t o thành m ch t kín ( l c t l n h n ph n l c c a lò xo),contactor tr ng thái ho t ng .Lúc này nh vào b ph n liên ng v c gi a lõi t di ng và h th ng ti p m làm cho ti p m chính óng l i,ti p m ph chuy n i tr ng thái (th ng óng s ra và th ng h s óng l i) và duy trì tr ng thái này. Khi ng ng c p ngu n cho cu n dây thì contactor tr ng thái ngh , cá ti p m tr v tr ng thái ban u .
Hình 4.7 Contactor
Tính toán l a ch n contactor
- Ch n contactor cho ng c 3 pha ,380V ,công su t 4kW. Ta tính ch n nh sau : Dòng nhm ckhi ngc làmvi nh : 4000 7,16 1,73. .0,85 1,73.380.0,85 dm dm P I A U (4.3) Dòng nc a contactor: ct dm I I .h kh ngv ih kh ngb ng1,2 1,4Idm Ta có :
7,16.1,3 9,31
ct
I A
idòng nc a contactor ta ch n contactor idòngcaoh mb olàmvi clâudài : Contactor CHINT CJ20-10/3P/10A
Hình 4.8 Contactor CHINT
4.6- Tính toán ch n aptomat :
4.6.1 Tính toán ch n aptomat cho bi n t n :
Ch n contactor cho bi n t n ngu n c p 3 pha ,380V ,công su t 5.5kW. Ta tính ch n nh sau : Dòng n nh m c khi ng c làm vi c n nh : 5500 9,8 1,73. .0,85 1,73.380.0,85 dm dm P I A U (4.4) Dòng n c a contactor: cb dm I I .h kh ngv ih kh ng,b ng1,2 1,4Idm Ta có : 9,8.1.4 13,72 I A
i dòng n tính toán c ta ch n aptomat MCCB 3P 15A-Easypact EZC100F3015 v i các thông s k thu t sau :
ng 4.5 Thông s c a aptomat MCCB 3P 15A-Easypact EZC100F3015
hi u Ki u CB Dòng nhm c Dòngng nm ch ov
EZC100F3015 MCCB 3
pha
15A 10kA/415VAC Theo
nguyênlýnhi tt
Hình 4.9 Aptomat MCCB 3P 15A
i dòng n tính toán c ta ch n aptomat MCCB 1P 40A-Easypact EZC100H1040 v i các thông s k thu t sau :
4.6.2 Tính toán ch n aptomat cho ng c :
Ch n contactor cho ng c ngu n c p 3 pha ,380V ,công su t 4kW. : Nh ã tính toán ph n ch n contactor ta có
9,31
cb
I A
i dòng n tính toán c ta ch n aptomat MCCB 3P 15A-Easypact EZC100F3015 gi ng nh aptomat c a bi n t n .
Ch n contactor cho b chuy n i n áp AC/DC ngu n c p 1 pha ,230V , 2,4 dm I ATa tính ch n nh sau : cb dm I I .h kh ngv ih kh ng,b ng1,2 1,4Idm Ta có : 2,4.1,4 3,36 cb I A
i dòng n tính toán c ta ch n aptomat Schneider MCB 2P 6A-iK60N- A9K27206 v i các thông s k thu t sau
ng 4.6 Thông s c a aptomat MCB 2P 6A- iK60N-A9K27206
hi u Ki u CB Dòng nh m c Dòng ng n m ch o v
A9K27206 MCB 1
pha
6A 25kA/240VAC Theo nguyên lý
nhi t t
5.1- Thi t b u khi n (PLC và Module Analog):
Trong quá trình h c t p t i tr ng em ã có c h i ti p xúc và làm vi c v i t s PLC c a hãng SIEMENS do ó trong lu n v n này em xin s d ng PLC S7- 200 c a SIEMENS.
ng 5.1 Thông s c a các dòng PLC S7-200 c a SIEMENS
Thông s CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU224XP CPU 226 Kích th c(mm) 90 x 80 x 62 90 x 80 x 62 120.5 x 80 x 62 140 x 80 x 62 190 x 80 x 62 nh d li u
2048 bytes 2048 bytes 8192 bytes 10240 bytes 10240 bytes Th i gian sao l u d li u 50 ti ng 50 ti ng 100 ti ng 100 ti ng 100 ti ng l ng I/O
6 vào/4 ra 6 vào/4 ra 14 vào/10 ra
14 vào/10 ra 24 vào/16 ra Modules
r ng
0 modules 0 modules 0 modules 0 modules 0 modules ng giao
ti p
RS-485 RS-485 RS-485 RS-485 RS-485
Trong dòng PLC S7-200 thì em xin ch n PLC S7-200 CPU 224 vì ây là PLC có y các ch c n ng th c hi n nhi m v c a tài nh ghép n i v i module analog, bi n t n, s u ra phù h p v i nhi m v tài (9 ngõ ra), tích h p b u khi n PID u khi n gi i quy t bài toán trong tài.
5.1.1 Gi i thi u s l t v PLC S7-200
PLC S7-200 là thi t b l p trình lo i nh (micro PLC) c a hãng SIEMENS( CHLB c) có c u trúc theo ki u Module và có các Module m r ng
u trúc bên ngoài c a S7-200 có :
Ch ng này gi i thi u v nh ng thi t b dùng u khi n trong h th ng. Trình bày và gi i thích v l u gi i thu t c ng nh ch ng trình u khi n cho h th ng. Trình bày s u dây c a các thi t b trong h th ng.
- Các u vào/ra s
u vào (Ix.x ): k t n i v i nút b m, công t c, sensor…v i n áp vào tiêu chu n 24VDC.
u ra (Qx.x): k t n i v i thi t b u khi n v i các n áp 24VDC/220VAC ( tùy theo lo iCPU ).
u vào ngu n: 24VDC/220VAC ( tùy theo lo i CPU ). - èn tr ng thái :
èn RUN (màu xanh): Ch báo PLC ang ch làm vi c và th c hi n ch ng trình ã cn p vào b nh ch ng trình.
èn STOP (màu vàng): Ch báo PLC ang ch d ng và không th c hi n ch ng trình,các u ra u tr ng thái “OFF”.
èn SF/DIAG: Ch báo h th ng b h ng t c do l i ph n c ng ho c u hành.
èn Ix.x(màu xanh): Ch báo tr ng thái c a u vào s (ON/OFF). èn Qx.x(màu xanh): Ch báo tr ng thái c a u ra s (ON/OFF). - Port truy n thông :
Port truy n thông n i ti p RS485: Giao ti p v i PC, PG, TD200, OP, ng bi n t n…
Port cho module m r ng: K t n i v i module m r ng. - Công t c chuy n ch :
RUN: Cho phép PLC th c hi n ch ng trình, khi ch ng trình l i ho c g p l nh STOP thì
PLC t ng chuy n sang ch STOP m c dù công t c v n v trí RUN ( quan sát èn tr ngthái ).
STOP: D ng c ng b c ch ng trình ang ch y, các u ra chuy n OFF.
TERM: Cho phép ng i dùng ch n m t trong hai ch RUN/STOP t xa, ngoài ra còn cdùng download ch ng trình
Hình 5.1 PLC S7-200 CPU 224
u trúc ph n c ng c a PLC S7-200 g m có các module sau : - Module ngu n .
- Module u vào. - Module u ra. - Module b nh .
- Module x lý lý trung tâm (CPU). - Module qu n lý ghép n i.
Hình 5.3 S t ng quát c a PLC
Kh i x lý trung tâm ( CPU : central Processing Unit ) bao g m hai ch ng lo i : CPU 21x và 22x. M i ch ng lo i có nhi u CPU , lo i CPU 21x hi n nay không còn n xu t n a, tuy nhiên hi n v n s d ng nhi u trong tr ng h c và trong s n xu t.CPU 22x v i tính n ng v t tr i h n ã thay th CPU 21x.Các h này khác nhau
KH I NGÕ VÀO N V X LÝ TRUNG TÂM NH NGU N QU N LÝ GHÉP I KH I NGÕ RA
dung l ng b nh , module I/O, t p l nh, s c ng giao ti p…, tuy nhiên v t ng th là gi ng nhau.
nh bao g m các lo i b nh RAM, ROM, EEFROM, là n i l u tr các thông tin c n x lý trongch ng trình c a PLC.B nh c thi t k thành d ng module cho phép d dàng thích nghi v i các ch c n ng u khi n v i các kích c khác nhau. Mu n m r ng b nh ch c n c m th nh vào rãnh c m ch s n trên module CPU.B nh có m t t dùng duy trì d li u ch ng trình khi m t n.
Kh i vào/ra
- Thi t b u vào g m các thi t b t o ra ti n hi u u khi n nh nút nh n, m bi n, công t c hành trinh…
- Thi p b u ra là các c c u ch p hành bao g m các thi t b u khi n nh : chuông, èn, contactor, ng c , van khí nén, heater, máy b m, led hi n th …
- ngu n có nhi m v bi n i t ngu n c p bên ngoài vào cung c p cho s ho t ng c a PLC.
- Kh i quán lý ghép n i dung ph i ghép gi a PLC v i thi t b bên ngoài nh máy tính, thi t b l p trình, b ng v n hành, m ng truy n thông công nghi p. ng 5.2 Các thông s c a PLC S7-200 CPU 224 DC/DC/DC Kích th c v t lý 120.5mm x 80mm x 62mm nh ch ng trình 4096 words nh d li u 2560 words Th lo i b nh EEPROM p nh EEPROM Sao l u d li u 190 gi
l ng a ch I/O 14 vào/ 10 ra l ng module m r ng 7 modules l ng Relay 256 l ng Counter 256 l ng Timer 256 l ng c ng truy n thông 1(RS485)
Giao ti p thông qua Port 0 PPI, MPI slave, Freeport
th ng bus tr ng NETR / NETW
Hình 5.4 S u dây c a PLC
PLC S7-200 có th ghép n i v i r t nhi u Module m r ng khác th c hi n các nhi m v khác nhau nh Module vào ra s , Module vào ra t ng t , Module u khi n v trí, Module truy n thông…Riêng trong n i dung c a tài này ta c n c tín hi n analog t c m bi n áp su t h i ti p v c ng nh su t tín hi u analog u khi n bi n t n nên em quy t nh ch n module analog EM235 k t h p v i PLC S7-200
u khi n h th ng.
5.1.2Gi i thi u chung v Module analog
Khái ni m v Module analog
- Module analog là m t công c x lý các tín hi u t ng t thông qua vi c x lý các tín hi u s .
a) Analog input
- Th c ch t nó là m t b bi n i t ng t - s (A/D). Nó chuy n tín hi u ng t u vào thành các con s u ra. Dùng k t n i các thi t b o v i b u khi n ví d nh o áp su t gi ng nh trong tài.
b) Analog output
- Analog output c ng là m t ph n c a module analog. Th c ch t nó là m t bi n i s - t ng t (D/A). Nó chuy n tín hi u s u vào thành tín hi u t ng t u ra. Dùng u khi n các thi t b v i d i o t ng
.Trong tài này là u khi n t c bi n t n 0-50Hz
Thông th ng u vào c a các module analog là ác tín hi u n áp ho c dòng n. ti n d ng và n gi n các tín hi u vào c a module analog Input và tín hi u ra a module analog Output tuân theo chu n tín hi u c a công nghi p. Có 2 lo i chu n ph bi n là chu n n áp và chu n dòng n.
- n áp : 0 – 10V, 0 – 5V,…
Module analog 0 – 10V 4 – 20mA Tínhi uvào không n Tínhi nrat ngt 0 – 10V 4 – 20mA Hình 5.5 Module Analog
5.1.3Module Analog EM235
EM 235 là m t module analog g m có 4AI và 1AO 12bit ( có tích h p các b chuy n i A/D và D/A 12bit bên trong).Sau ây là nh ng thông s c a module analog EM 235
ng 5.3 Các thông s c a Module Analog EM235
d ng cho S7-22x
ngõ vào t ng t 4AI
ngõ ra t ng t 1AO
Thông s ngõ vào 0 – 10V, 0 – 20mA
Thông s ngõ ra 0 – 10V, 0 – 20mA Kích th c 71.2 x 80 x 62mm Tr ng l ng 186g Th i gian bi n i (A/D) <250 s Thi t b c m bi n Analog Input (A/D) Analog Output (D/A)
Hình 5.6 Module Analog EM 235
ng 5.4 Các chân n i c a module analog EM 235
Thành ph n Mô t
4 u vào t ng c kí hi u i các ch cái
A,B,C,D
A+ ,A- ,RA Các u n i c a u vào A B+ ,B- ,RB Các u n i c a u vào B C+ ,C- ,RC Các u n i c a u vào C D+ ,D- ,RD Các u n i c a u vào D 1 u ra t ng t (MO,VO,IO) Các u n i c a u ra
Gain Ch nh h s khu ch i
Offset Ch nh trôi m không
Switch c u hình Cho phé ch n d i àu vào và phân gi i
Hình 5.7 S u u dây c a EM 235
nh d ng d li u :
a) li uvào :
- Kí hi u vùng nh : AIWxx (Ví d AIW0, AIW2…) - nh d ng :
i v i d i tín hi u o không i x ng ( Ví d 0 – 10V,0 – 20mA). Module Analog Input c a S7-200 chuy n d i tín hi u o u vào (áp,dòng) thành giá tr s t 0 32000.
i v i d i tín hi u o i x ng ( Ví d 10V, 10mA). Module Analog Input c a S7-200 chuy n d i tín hi u o àu vào áp, dòng thành giá tr s t -32000 32000.
- nh d ng :
i v i d i tín hi u o không i x ng ( Ví d 0 – 10V,0 – 20mA). Module Analog Output c a S7-200 chuy n i con s 0 32000 thành tín hi u n áp u ra 0 – 10V.
i v i d i tín hi u o i x ng ( Ví d 10V, 10mA). Ki u này các Module Analog Output c a S7-200 không h tr .
Cài t d i tín hi u u vào cho Module Analog EM235 ng
ng 5.5 Cách cài t d i tín hi u u vào cho EM235
Tín hi u u vào c a ta là tín hi u dòng n ( 4 – 20mA) c a c m bi n áp xu t. Nên ta cài t cho Module EM 235 nh sau:
SW1 = ON SW2 = OFF SW3 = OFF SW4 = OFF
SW5 = OFF SW6 = ON
Cách ghép n i gi a PLC S7-200 và Module Analog EM 235
- S7 -200 và module m r ng c k t n i v i nhau b ng d i cáp 10 chân . Hai u dây n i c b o v bên trong PLC và Module. Chúng ta có th
t n i PLC và module sát nhau b o v hoàn toàn dây n i.
Hình 5.8 K t n i PLC và Module Analog
5.2- Vòng l p PID c a PLC S7-200 5.2.1 Gi i thi u l nh PID c a PLC S7-200 5.2.1 Gi i thi u l nh PID c a PLC S7-200
Hình 5.9 L nh PID
nh này tính toán vòng l p PID (PID Loop) theo các u vào và nh ng thông s b ng c nh a ch b i TBL. L nh PID Loop (Proportional, Integral, Derivative Loop) c s d ng tính toán vòng l p PID. L nh này c th c hi n n u nh có dòng n ng l ng (Power Flow) n u EN c a b PID . L nh này có hai tính h ng:
kho ng t 0 én 7. u này c ng xo ngh a là ch có t i a 8 l nh PID Loop có th c s d ng trong m t ch ng trình.
ng d li u c a l nh PID Loop bao g m 09 tham s d ng u khi n và giám