3.2.3.1 FX3U-64MR/ES-A
a. Bố trí của FX3U
Hình 3.34 Cấu tạo bộ điều khiển FX3U
b. Đặc tính kĩ thuật FX3U-64MT/ES-A:
- Bộ nhớ EEPROM dung lượng lớn, lên tới 64000 dòng lệnh(steps); - Tốc độ xử lý cao;
- Sử dụng ngôn ngữ lập trình chuẩn (Ladder);
- Bộ CPU với 64 I/O: 32 đầu vào và 32 đầu ra transistor (Sink); - Nguồn cấp: 100-240 VAC; - Công suất: 45 W; - Tích hợp đồng hồ thời gian thực. - Bộ đếm: 235; - Timer: 512; - Tích hợp cổng thông RS232C, RS 485;
c. Sơ đồ chân
Hình 3.35 Sơ đồ chân bộ điều khiển FX3U
Giải thích sơ đồ chân:
- S/S: chân này nối về 0V nếu ta dùng kiểu nối source và nối lên 24V nếu ta dùng kiểu nối sink; L.N đầu vào ta cấp nguồn xoay chiều 220V/AC;
- 0V/24V: khi ta cấp nguồn 220V/AC thì trong PLC sẽ tạo ra nguồn 24V để sử dụng;
- X0-X37 đầu vào digital ; - Y0-Y37 đầu ra digital ;
- COM chân dùng để chọn số chân sử dụng, vi dụ ta chỉ sử dụng đầu ra từ Y0 đến Y3 thì ta nối COM1 xuống 0V nếu dung kiểu sink và nối lên 24V nếu sử dụng kiểu nối source ; chân này bỏ trống.
Modul FX3U-64MR/ES-A dung nguồn nuôi 220VAC.Tín hiệu vào thì có thể chọn : Source (PNP) cấp nguồn 24VDC vào 2 chân 24V và 0V, nối chân S/S với 0V, khi các ngõ vào X nối với +24V thì on. Sink (NPN) nối chân S/S với chân 24V, khi các ngõ vào X nối với 0V thì on.
Đầu ra là relay, tùy thuộc vào cơ cấu chấp hành mà bạn cấp nguồn 24VDC hoặc 220VAC cho cơ cấu chấp hành
3.2.3.2 FX3U-4AD-ADP
Vì đầu vào ta sử dụng chân tín hiệu analog nên ta sử dụng thêm module kết nối thêm, ta sử dụng modul FX3U-4AD-AD
a. Sơ đồ chân:
[1] DIN rail gắn rãnh (DIN rail: DIN46277) [2] Tấm Name.
[3] Khóa trượt bộ chuyển đổi đặc biệt : được sử dụng để kết nối các bộ điều hợp đặc biệt bổ sung vào phía bên trái của bộ chuyển đổi đặc biệt này.
[4] Bộ chuyển đổi đặc biệt kết nối. tháo nắp này để kết nối với bộ điều hợp đặc biệt bổ sung về phía bên trái.
[5] Gắn lỗ trực tiếp : 2 lỗ φ4.5 (0.18 ") (lắp vít : M4 vít). Không được sử dụng khi kết nối với FX3GC / FX3UC PLC.
[6] ĐIỆN LED (màu xanh lá cây) : Thắp sáng trong khi 24 V DC được cung cấp đúng với thiết bị đầu cuối '24 + 'và '24 -'.
[7] Terminal block (loại châu Âu) : Kết nối điện áp analog / tín hiệu hiện tại, và 24 V cung cấp điện DC.
[8] Kết nối bộ chuyển đổi đặc biệt : Được sử dụng để kết nối bộ chuyển đổi đặc biệt này để đơn vị chính PLC hoặc bộ chuyển đổi đặc biệt.
[9] DIN rail móc lắp.
[10] Bộ chuyển đổi đặc biệt ấn móc.
b. Đặc tính kỹ thuật của FX3U-4AD-ADP:
- Nguồn cấp : ±24V
- 4 kênh ngõ vào chuyển đổi tín hiệu analog sang giá trị số 12bit (với điện áp) và 11bit (với dòng điện)
- Điện áp : dải đo từ 0-10V
- Dòng điện dải đo từ 4-20mA
- Tốc độ xử lí 200us
c. Sơ đồ kết nối modul ANALOG
* 1 Sử dụng cáp xoắn đôi được bảo vệ 2 lõi cho các đường đầu vào tương tự và tách các đường đầu vào tương tự khỏi các đường dây điện hoặc đường dây cảm ứng khác. * 2 Đảm bảo đoản mạch các thiết bị đầu cuối 'V+' và 'I+' khi có dòng điện vào. (Khác: số kênh đầu vào)
*3 Cũng có thể sử dụng nguồn cung cấp dịch vụ 24 V DC của PLC Series FX3S / FX3G / FX3U.
3.2.4 Lựa chọn và tính toán thiết bị cho mạch động lực: 3.2.4.1 Relay
a. Định nghĩa:
Rơ le (relay) là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện. Nói là một công tắc vì rơ le có 2 trạng thái ON và OFF. Rơ le ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua rơ le hay không.
Hình 3.39 Relay
b. Nguyên lí hoạt độn:
Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.
Relay có 2 mạch độc lập hoạt động:
- Mạch điều khiển cuộn dây của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển rơ le ở trạng thái ON hay OFF.
- Mạch điều khiển dòng điện: ta cần kiểm soát có qua được rơ le hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le.
Trên rơ le có 3 kí hiệu là: NO, NC và COM.
- COM (common): là chân chung, nó luôn được kết nối với 1 trong 2 chân còn lại. Còn việc nó kết nối chung với chân nào thì phụ thuộc vào trạng thái
- NC (Normally Closed): Nghĩa là bình thường nó đóng. Nghĩa là khi rơ le ở trạng thái OFF, chân COM sẽ nối với chân này;
- NO (Normally Open): Khi rơ le ở trạng thái ON (có dòng chạy qua cuộn dây) thì chân COM sẽ được nối với chân này.
Kết nối COM và NC khi bạn muốn có dòng điện cần điều khiển khi rơ le ở trạng thái OFF. Và khi rơ le ON thì dòng này bị ngắt; ngược lại thì nối COM và NO.
c. Lựa chọn relay phù hợp:
Cần phải quan tâm đến kích thước và kiểu chân để chọn một rơ le phù hợp với mạch điện của mình. Trong hệ thống này ta lựa chọn Relay 24V DC ,1 A.
3.2.4.2 Contactor
a. Định nghĩa:
Contactor là một loại khí cụ điện. Nếu kết hợp thiết bị này với thiết bị khí cụ điện khác như CB, nút nhấn,… thì có thể thực hiện việc đóng cắt thiết bị điện từ xa thao tác bằng tay hay tự động.
b. Nguyên lí hoạt động:
Việc đóng ngắt công tắc tơ có tiếp điểm có thể được thực hiện bằng điện từ, thủy lực hay khí nén. Khi đưa dòng điện vào cuộn dây của nam châm điện sẽ tạo ra từ thông F và sinh ra lực hút điện từ Fđt. Do lực hút điện từ lớn hơn lực phản lực làm cho nắp của nam châm điện bị hút về phía mạch từ tĩnh. Các tiếp điểm thường mở của công tắc tơ được đóng lại.
c. Phân loại:
Theo nguyên lí hoạt động: kiểu điện từ, kiểu khí nén, kiểu thủy lực Theo dòng điện: điện một chiều, điện xoay chiều
Theo tiếp điểm: tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở
d. Các yêu cầu cơ bản của contactor:
- Điện áp định mức Uđm:
Là điện áp của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính phải đóng/cắt, có các cấp: + 110V, 220V, 440V một chiều và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều. Cuộn hút có thể làm việc bình thường ở điện áp trong giới hạn từ 85% đến 105%Uđm.
- Dòng điện định mức Iđm:
Là dòng điện đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm việc gián đoạn - lâu dài, nghĩa là ở chế độ này thời gian công tắc tơ ở trạng thái đóng không lâu quá 8 giờ. Công tắc tơ hạ áp có các cấp dòng thông dụng: 10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600A). Nếu đặt công tắc tơ trong tủ điện thì dòng điện định mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm mát kém, khi làm việc dài hạn thì chọn dòng điện định mức nhỏ hơn nữa.
e. Tính chọn contactor sử dụng trong hệ thống
Pđm=¿¿30KW
U¿đm = 220V
¿>Iđm =Pđm
Uđm = 30000220 = 136A
Ta chọn loại contactor có U¿đm = 220V và Iđm = 150A
3.2.4.3 Aptomat :
a. Định nghĩa :
Aptomat là một khí cụ điện dùng để tự động cắt mạch điện, bảo vệ quá tải ngắn mạch, sụt áp, …đôi khi trong kỹ thuật cũng sử dụng aptomat để đóng cắt không thường xuyên các mạch làm việc ở chế độ bình thường.
Hình 3.41 Aptomat
b. Nguyên lí hoạt động :
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, Aptomat được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm tiếp điểm động. Bật Aptomat ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút.
Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của Aptomat được mở ra, mạch điện bị ngắt.
c. Phân loại
Trong thực tế hiện nay aptomat thường chỉ có ba loại đó là: - Loại bảo vệ dòng (quá tải, ngắn mạch ….);
- Loại bảo vệ điện áp (mạng lưới có điện áp không ổn định hay sụt áp …); - Loại thứ ba là kết hợp của hai loại trên.
d. Các yêu cầu của aptomat
Chế độ làm việc định mức của aptomat phải là chế độ làm việc dài hạn.
Aptomat phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn, có thể đến vài chục kilo Ampere (kA). Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, aptomat phải đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức (Idm).
Aptomat phải có thời gian cắt bé để nâng tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện.
e. Tính chọn aptopmat sử dụng trong hệ thống:
Điều kiện để chọn Aptomat là: Iaptomat ≥ (1.25 ÷ 1.5). Iđm , vì vậy tính toán chọn lắp đặt trong thực tế phải dựa vào bất đẳng thức trên.
Chủ yếu dựa vào:
- Dòng điện tính toán đi trong mạch; - Dòng điện quá tải;
- Tính thao tác có chọn lọc
Động cơ sử dụng trong hệ thống có các thông số sau: Pđm=¿¿30KW
U¿đm = 220V
¿>Iđm =Pđm
Uđm = 30000220 = 136A
¿>Iaptomat = 1,5.136 = 204A
CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN TOÀN HỆ THỐNG 4.1 Phân chia kênh vào\ra
Chân DIGITAL: THIẾT BỊ VÀO : 18 T T Kênh Kí hiệu Chú thích 1 X000 START Nút nhấn khởi động 2 X001 STOP Nút nhấn dừng
3 X002 V1.P1 Phao đo mức nước số 1
4 X003 V2.P2 Phao đo mức nước số 2
5 X004 V2.P3 Phao đo mức nước số 3
6 X005 V3.P4 Phao đo mức nước số 4
7 X006 V3.P5 Phao đo mức nước số 5
8 X007 V4.SB1 Sensor đo mức bùn thấp
9 X010 V4.SB2 Sensor đo mức bùn cao
10 X011 V5.P6L Phao đo mức nước thấp số 6 11 X012 V5.P6M Phao đo mức nước trung bình số 6
12 X013 V5.P6H Phao đo mức nước cao số 6
13 X014 V6.P7 Phao đo mức nước số 7
14 X015 V6.P8 Phao đo mức nước số 8
15 X016 P.AX Phao đo mức axit
16 X017 P.BZ Phao đo mức bazo
17 X020 P.PAC Phao đo mức PAC
18 X021 P.CLO Phao đo mức CLO
THIẾT BỊ RA : 28
1 Y000 V1.V1 Cuộn dây contactor van 1
2 Y001 V2.B1 Cuộn dây contactor máy bơm 1
4 Y003 V2.MSK1 Cuộn dây contactor máy sục khí 1
5 Y004 V3.V2 Cuộn dây contactor van 2
6 Y005 V3.MK1 Cuộn dây contactor máy khấy 1
7 Y006 V3.MK2 Cuộn dây contactor máy khuấy 2
8 Y007 V3.MK3 Cuộn dây contactor máy khuấy 3
9 Y010 V3.AX1 Cuộn dây contactor máy bơm axit 1 10 Y011 V3.AX2 Cuộn dây contactor máy bơm axit 2 11 Y012 V3.BZ1 Cuộn dây contactor máy bơm bazo 1 12 Y013 V3.BZ2 Cuộn dây contactor máy bơm bazo 2 13 Y014 V4.MK4 Cuộn dây contactor máy khuấy 4 14 Y015 V4.MK5 Cuộn dây contactor máy khuấy 5
15 Y016 V4.BB Cuộn dây contactor máy bơm bùn
16 Y017 V4.PAC1 Cuộn dây contactor máy bơm PAC 1 17 Y020 V4.PAC2 Cuộn dây contactor máy bơm PAC 2
18 Y021 V5.V3 Cuộn dây contactor van 3
19 Y022 V5.BNS Cuộn dây contactor máy bơm nước sạch 20 Y023 V5.MSK2 Cuộn dây contactor máy sục khí 2 21 Y024 V5.MK6 Cuộn dây contactor máy khuấy 6
22 Y025 V6.V4 Cuộn dây contactor van 6
23 Y026 V6.CLO Cuộn dây contactor máy bơm CLO
24 Y027 V6.MK7 Cuộn dây contactor máy khuấy 7
25 Y030 D.AX Cuộn dây contactor đèn AXIT
26 Y031 D.BZ Cuộn dây contactor đèn BAZO
27 Y032 D.PAC Cuộn dây contactor đèn PAC
28 Y033 D.CLO Cuộn dây contactor đèn CLO
Chân ANALOG: THIẾT BỊ VÀO: 2
Bảng 3-3 Bảng phân kênh thiết bị vào analog
4.2 Mạch điều khiển
4.3 Mạch trung gian