3.1. Thiết bị:
Hình 10.21: Module thí nghiệm thực hành cảm biến đo lường tốc độ
Thông số kỹ thuật
76
- Động cơ: Một chiều công tốc độ max 1800v/p dùng cho thí nghiệm tính năng đo tốc độ, đếm xung
- Bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều: Công suất 75W, thay đổi tốc độ bằng chiết áp xoay.
- Chế độ hiển thị: cho phép hiển thị đồng thời vận tốc dài và vận tốc góc
- Số cổng vào: 01 cổng cho cảm biến tốc độ kiểu phát tốc, 01 đầu cho cảm biến tốc độ kiểu encoder
- Kiểu hiển thị: Led 7 thanh
- Đèn báo trạng thái quay thuận, quay ngịch
- Các đầu ra: Đầu ra xung tốc độ, xung chiều quay, xung vị trí - Thông số kĩ thuật bộ cảm biến tốc độ kiểu Encoder
+Số xung trên 1 vòng quay ngõ 1: 360 xung + Kiểu đầu ra: A, B, Z
+Số xung trên 1 vòng quay ngõ 2: 18 xung + Kiểu đầu ra: A
+ Đầu ra điện áp: 01 đầu
+ Tần số đáp ứng tối đa: 100 kHz + Cấp bảo vệ: IP50
+ Tốc độ quay tối đa: 6000 vòng/phút.
- Thông số kĩ thuật bộ cảm biến tốc độ kiểu phát tốc
+ Đầu ra điện áp: 01 đầu
+ Tốc độ quay tối đa: 6000 vòng/phút.
Các đầu vào ra
- L1, N: Nguồn cấp cho module
- Photo Sensor:
+ V+, GND: Nguồn cấp cho cảm biến.
+ A, B: Tín hiệu ra của cảm biến.
- Encoder:
+ V+, GND: Nguồn cấp cho encoder.
+ A, B: Tín hiệu ra của emcoder.
- Đồng hồ MP5W:
+ 12V, GND: Điện áp ra. + A, B: Tín hiệu vào đồng hồ.
- V.adj: điều chỉnh tốc độ động cơ.
- SW: Chọn chiều quay động cơ:
+ FOR: Quay thuận. + REV: Quay nghịch
77
Nguyên lý hoạt động:
Cấp nguồn cho module, cài đặt cho đồng hồ MP5W với các thông số theo ý. Cấp ngồn cho Photo Sensor (hoặc Encodder) từ +12V. Điều chỉnh và quan sát kết quả hiển thị trên MP5W.
Sử dụng núm điều chỉnh và công tắc để điều chỉnh tốc độ encoder hoặc chiều quay của encoder theo ý muốn.
Giới thiệu đồng hồ đo tốc độ phản hồi encoder MP5W
Hình 10.22: Đồng hồ đo tốc độ phản hồi encoder MP5W
Đồng hồ MP5W có 13 loại chế độ hoạt động: Vòng quay, tốc độ, tần số, tỷ lệ tuyệt đối, thời gian di chuyển, tỷ lệ lỗi, chu kỳ, tỷ trọng, tốc độ di chuyển, Lỗi, độ rộng thời gian, đo chiều dài, khoảng thời gian, quá độ, tính nhân (MP5M Series có 11 chế độ hoạt động).
Nhiều chức năng ngõ ra: Ngõ ra Relay, ngõ ra NPN/PNP collector hở, ngõ ra nối tiếp tốc độ thấp, ngõ ra BCD, PV transmission, ngõ ra truyền thông RS485.
Có nhiều chức năng: chức năng cài đặt tỷ lệ, kiểm tra dữ liệu, cài đặt độ tr , kiểm tra giá trị Max/Min, chức năng trì hoãn, chức năng cài đặt thời gian tự trở về Zero, chức năng cài đặt khóa, trì hoãn chu kỳ hiển thị.
Dải hiển thị Max: -19999~99999
Nhiều đơn vị hiển thị: rpm, rps, Hz, kHz, sec, min, m, mm, mm/s, m/s, m/min, m/h, l/s, l/min, l/h, %, counts …
Có thể lựa chọn ngõ vào điện áp (PNP) hoặc không có điện áp (NPN). Chức năng đáp ứng tốc độ cao 50 kHz.
Đặc tính kỹ thuật
- Hiển thị bằng Led 7 thanh
- Dải hiển thị lớn nhất: -1999~99999
- Kích thước số hiển thị: rộng 6,8 x cao 13,8mm
- Nguồn cung cấp: 100-240VAC, 50/60Hz
- Điện áp hoạt động cho phép là 90 ~ 100%
78
- Năng lượng của bộ cảm biến bên ngoài : 12ADC ± 10%, 80mA
- Tần số đầu vào:
+ Đầu vào mức cố định là 50 KHz (độ rộng xung ON/OFF: 10µs) + Đầu vào tiếp điểm Max 45KHz (độ rộng xung ON/OFF: 11ms)
- Mức đầu vào:
+ p đầu vào mức cao từ 4,5 ~24VDC, Mức thấp từ 0 ~1VDC; trở kháng vào là 4,5KΩ. + Khi không có áp đầu vào; trở kháng khi ngắn mạch lớn nhất là 200Ω, trở kháng khi hở mạch nhỏ nhất là 100Ω. - Phạm vi đo: + Chế độ F1, F4, F7, F8, F9, F10 là 0, 0005Hz~50 KHz + Chế độ F3 là 0, 02s~3,200s + Chế độ F2, F3, F6 là 0, 01s~3,200s + Chế độ F11, F12, F13 là 0~4x109giá trị
- Chế độ hoạt động: Số của chế độ Vòng quay/Tốc độ/Tần số là F1, Tốc độ di
chuyển là F2, Chu kỳ là F3, Thời gian di chuyển là F4, Độ rộng thời gian là F5, Khoảng thời gian là F6, Tỷ lệ tuyệt đối là F7, Tỷ lệ lỗi là F8, Tỷ trọng là F9, Lỗi là F10. Đo chiều dài là F11, Khoảng cách là F12, Tích nhân là 13.
Kết nối
- Đối với MP5W-4N ( Loại chỉ thị)
Hình 10.23: Cách kết nối của đồng hồ MP5W-4N loại chỉ thị
Sử dụng cho RESET khi chế độ hoạt động là 13. Sử dụng cho chức năng BANK
- Đối với MP5W-4N (5 rơle ra)
79
- Đối với MP5W-41(3 rơle ra)
Hình 10.25: Cách kết nối của đồng hồ MP5W-4N loại 5 rơle ra
Đặc điểm kỹ thuật đầu vào Tín hiệu đầu vào
+ Đầu vào không tiếp xúc: Tần số lớn nhất là 50 KHz (độ rộng của mỗi xung lớn hơn 10µs). Mức điện áp đầu ra khi có xung (ON) là từ 4,5 -24V, khi không có xung (OFF) là tà 0-1,0V.
+ Đầu vào tiếp xúc: Tần số lớn nhất là 45 KHz (độ rộng của mỗi xung lớn hơn 11ms)
Loại đầu vào: MP5W có đầu vào NPN và đầu vào PNP
- Khi loại đầu vào là NPN
Hình 10.26: Loại cảm biến đầu ra colector hở NPN
- Khi loại đầu vào là PNP
80 Đặc điểm kỹ thuật đầu ra
Đầu ra BCD
- Đầu ra: Hiển thị giá trị - Tín hiệu đầu ra:
+ Dữ liệu BCD: A, B, C, D, DOT. Trong đó A là bít thấp nhất, DOT là bít cao nhất.
+ Dữ liệu số: D0, D1, D2, D3, D4. Trong đó D0 là số thấp nhất, D4 là số cao nhất - Loại đầu ra: Đầu ra colector hở NPN (Open collector)
- Điện áp trên tải: 12~24VDC. - Dòng trên tải lớn nhất: 20mA. Đầu ra tốc độ thấp.
- Đầu ra: Hiển thị giá trị
- Tín hiệu ra: CLK, dữ liệu, chốt (latch) - Vòng CLK: 50Hz
- Bít CLK đầu ra: 25 bit - Bít dữ liệu đầu ra: 25 bit
- Dạng đầu ra: Đầu ra colector hở NPN - Điện áp trên tải: 12~24VDC
- Dòng trên tải lớn nhất: 20mA.
Hình 10.28: Biểu đồ thời gian
Hình 10.29: Dữ liệu đầu ra tuần tự
Đầu ra truyền tải PV (4-20mADC)
81
- Chức năng: Truyền tải 4-20mADC đã được chuyển đổi từ giá trị đầu ra đo được giữa giới hạn cao (FS-H) và giới hạn thấp (FS-L).
- Điện trở tải lớn nhất là 600Ω Giao diện đầu ra RS485
- Địa chỉ: 0~99 (32 kênh)
- Tốc độ truyền: 2400/4800/9600 bps - Mã truyền tải: ASCII
- Bit dữ liệu: 8 bit - Bit dừng: 1 bit
82
: Khi chọn chế độ hoạt động, thông số sẽ được hiển thị
: Khi chọn chế độ hoạt động, thông số sẽ không được hiển thị
: Chỉ có thể hoặc cho cảm biến thực hiện trong F11, F12,
F13 của chế độ hoạt động. Thông số
Thông số nhóm 0
Hình 10.31: Biểu đồ nhóm thông số 0
- Nếu ấn phím ở chế độ RUN thông số sẽ được nhập vào thông số nhóm 0.
- Đặt giá trị so sánh HH (High High), nhìn vào phạm vi cài đặt trong bảng phạm vi cài
đặt của giá trị so sánh .Ấn nút để di chuyển số cài đặt, ấn để thay đổi giá trị
cài đặt.
- Đặt giá trị so sánh H. Ấn nút để di chuyển số cài đặt, ấn để thay đổi giá
trị cài đặt
- Đặt giá trị so sánh L (Low). Ấn nút để di chuyển số cài đặt, ấn để thay
đổi giá trị cài đặt
- Đặt giá trị so sánh LL. Ấn nút để di chuyển số cài đặt, ấn để thay đổi giá
trị cài đặt
- Hiển thị giá trị cao nhất của giá trị đo được. Ấn nút giá trị cao nhất sẽ được đặt lại
và dòng đo được sẽ hiển thị.
- Hiển thị giá trị thấp nhất của giá trị đo được. Ấn nút giá trị thấp nhất sẽ được đặt
83
Chú ý: Sau khi đặt giá trị dữ liệu cho mỗi thông số, ấn nút để lưu dữ liệu rồi mới
tiếp tục trở lại chế độ RUN. Nếu không lưu dữ liệu sẽ bị mất sau 60s.
Bảng10.1: Phạm vi cài đặt của giá trị so sánh
Chế độ hoạt động Phạm vi cài đặt
F1, F2, F7, F9, F11, F12, F13 0 ~ 99999
F3, F4, F5, F6 0 ~ phạm vi cài đặt thời gian
F8, F10 -19999 ~ 99999
Thông số nhóm 1
Hình 10.32: Biểu đồ nhóm thông số 1
- Thông số nhóm 1 hiển thị và di chuyển đến .
- Chọn chế độ hoạt động: (Ấn nút để thay đổi chế
độ).
- Đặt loại cảm biến của đầu vào A (Ấn nút
để thay đổi).
- Đặt loại cảm biến của đầu vàoB (Ấn nút
để thay đổi loại cảm biến).
- Đặt chế độ đầu ra: (Ấn
nút để thay đổi chế độ)
84
- Chọn thời gian bắt đầu để kết nối chức năng hoặc đầu ra so sánh (L, LL)
chức năng giới hạn (Ấn nút để thay đổi giá trị
cài đặt)
- Thời gian duy trì được đặt ở chức năng timer của : 0,0 ~ 99,9 giây. (Ấn nút
để di chuyển số cài đặt, ấn để thay đổi giá trị cài đặt).
- Đặt thời gian Auto – Zero của đầu vào INB. Phạm vi cài đặt: 0,1 ~ 9999,9 giây. (Ấn
nút để di chuyển số cài đặt, ấn để thay đổi giá trị cài đặt).
- Đặt duy trì nhớ (On: duy trì nhớ, Off không duy trì nhớ), (ấn
để thay đổi giá trị cài đặt). Thông số nhóm 2
Hình 10.33: Biểu đồ nhóm thông số 2
- Hiển thị và di chuyển tới .
- Đặt dữ liệu (ấn để thay đổi giá trị cài đặt)
- Chọn dữ liệu , nó sẽ được hiển thị
trong chế độ họat động F3, F4, F5, F6 và đặt đơn vị thời gian (ấn
85
F5, F6 và đặt phạm vi thời gian (ấn để thay
đổi giá trị cài đặt)
- Đặt giá trị so sánh HH (High High), nhìn vào phạm vi cài đặt trong bảng phạm vi cài
đặt của giá trị so sánh .Ấn nút để di chuyển số cài đặt, ấn để thay đổi giá trị
cài đặt.
- Đặt giá trị so sánh H .Ấn nút để di chuyển số cài đặt, ấn để thay đổi giá
trị cài đặt.
- Đặt giá trị so sánh L (Low). Ấn nút để di chuyển số cài đặt, ấn để thay
đổi giá trị cài đặt.
- Đặt giá trị so sánh LL. Ấn nút để di chuyển số cài đặt, ấn để thay đổi giá
trị cài đặt.
Thông số nhóm 3
Hình 10.34: Biểu đồ nhóm thông số 3
- Hiển thị và di chuyển tự động tới thông số .
- Đặt giá trị giới hạn cao của đầu ra truyền dẫn PV. Nhìn vào phạm vi cài đặt trong
bảng phạm vi cài đặt của giá trị so sánh để cài đặt giới hạn.( Ấn nút để di chuyển
số cài đặt, ấn để thay đổi giá trị cài đặt).
- Đặt giá trị giới hạn thấp của đầu ra truyền dẫn PV. ( Ấn nút để di chuyển số cài
86
- Đặt địa chỉ giao tiếp. Đặt giới hạn: 00 ~ 99 (32 kênh). ( Ấn nút để di chuyển số
cài đặt, ấn để thay đổi giá trị cài đặt).
- Đặt tốc độ giao tiếp . ( Ấn nút để di chuyển số cài
đặt, ấn để thay đổi giá trị cài đặt).
- Chọn Remote và Local (Off: đang sử dụng, On: đang không sử
dụng).
- Khóa phím cho mỗi nhóm thông số ( Ấn nút để di
chuyển số cài đặt, ấn để thay đổi giá trị cài đặt).
Chế độ hoạt động
Chế độ F1: Hiển thị tần số đã được tính toán, số vòng quay hoặc tốc độ tần số ở đầu vào A.
Tần số (Hz) = f × α [α = 1s]
Số vòng quay (rpm) = f × α [α = 60s] Tốc độ (m/phút) = f × α [α = 60 x L(m)]
Trong đó: L - Chiều dài của băng tải trong một vòng xung.
Hình 10.35: Biểu đồ thời gian chế độ F1
Chế độ F2: Hiển thị tốc độ di chuyển giữa ON của đầu vào A và ON của đầu vào B. Tốc độ di chuyển (V) = f × α [α = L (m)]
Trong đó: F - Số đối ứng của thời gian giữa On của đầu vào A và ON của đầu vào B; L: Khoảng cách giữa đầu vào A và đầu vào B
Hình 10.36: Biểu đồ thời gian chế độ F2
Chế độ F3: Hiển thị thời gian từ khi đầu vào A ON đến ON kế tiếp. Chu kỳ (T) = t
87
Hình 10.37: Biểu đồ thời gian chế độ F3
Chế độ F4: Hiển thị thời gian di chuyển một khoảng cách nhất định để đo thời gian giữa ON và ON kế tiếp của đầu vào A.
Thời gian di chuyển (s) = t × α
ky(m) chu xung 1 vi pham ng chuyen tro di cach Khoang ) (m L
Trong đó: t- thời gian đo được (s)
L: khoảng cách nhất định (m)
Hình 10.38: Biểu đồ thời gian chế độ F4
Chế độ F5: Hiển thị thời gian ON của đầu vào A. Độ rộng thời gian (T) = t
Trong đó: t-thời gian ON của đầu vào A (s)
Hình 10.39: Biểu đồ thời gian chế độ F5
Chế độ F6: Hiển thị thời gian từ khi đầu vào A ON đến khi đầu vào B ON. Khoảng thời gian (T) = t (Ta ~ Tb)
Trong đó: t (Ta ~ Tb) - thời gian đo được từ khi đầu vào A ON đến khi đầu vào B ON
88
Chế độ F7: Hiển thị tỉ lệ phần trăm nhanh hay chậm, tốc dộ, giá trị ... của đầu vào B so với đầu vào A là bao nhiêu.
Tỷ lệ tuyệt đối = Đầu vào B/Đầu vào A × 100%
Tỷ lệ tuyệt đối = (Tần số ngõ vào B [Hz] × Bα)/(Tần số ngõ vào A [Hz] × Aα) × 100% Trong đó: Aα - Giá trị của đầu vào A; Bα: Giá trị của đầu vào B.
Hình 10.41: Biểu đồ thời gian chế độ F7
Chế độ F8: Hiển thị tỉ lệ phần trăm nhanh hay chậm của đầu vào B so với đầu vào A là bao nhiêu. Tỷ lệ lỗi = Tỷ lệ lỗi = 100% ) A A x vao ngo so (Tan ) A A x vao ngo so (Tan - ) B x B vao ngo so (Tan
Hình 10.41: Biểu đồ thời gian chế độ F8
Chế độ F9: Hiển thị tỷ lệ của đầu vào B so với tổng cộng của đầu vào A và đầu vào B.
Tỷ trọng = [Đầu vào B / (Đầu vào A + Đầu vào B)] x100%
Tỷ trọng = 100% ) B x B vao ngo so (Tan ) A A x vao ngo so (Tan ) B x B vao ngo so (Tan
Hình 10.42: Biểu đồ thời gian chế độ F9
Chế độ F10: Hiển thị lỗi giữa đầu vào A chuẩn và đầu vào B so sánh. Lỗi = Đầu vào B – Đầu vào A
Lỗi = (Tần số của đầu vào B [Hz] × Bα) - (Tần số của đầu vào A [Hz] × Aα)
Hình 10.43: Biểu đồ thời gian chế độ F10
Chế độ F11: Hiển thị số của xung đầu vào A trong khi đầu vào B ON. Đo chiều dài = P × α
89
Trong đó: P - số của xung đầu vào A; α -giá trị tỉ lệ
Hình 10.44: Biểu đồ thời gian chế độ F11
Chế độ F12: Hiển thị số của xung đầu vào A từ khi đầu vào B ON đến khi đầu vào B ON kế tiếp.
Khoảng cách = P × α
Trong đó: P - số của xung đầu vào A; α -giá trị tỉ lệ
Hình 10.44: Biểu đồ thời gian chế độ F12
Chế độ F13: Hiển thị giá trị đếm giữa các xung của đầu vào A.