MELSEC FX có nhiều lomi phiên bản khác nhau tùy thuộc vào bộ nguồn hay công nghệ cla ngõ ra. Ta có thể lựa chọn bộ nguồn cung cấp 100 – 220 V AC, 24 V DC hay 12 – 24 V DC, ngõ ra là relay hoặc transistor.
Vii yêu cầu cla hệ thống cần sử dụng : - 18 đầu vào digital, 2 đầu vào analog; - 29 đầu ra digital.
Vậy ta cần sử dụng bộ điều khiển phải đáp ứng đl đầu vào và đầu ra.
Vậy nhóm quyết định chọn bộ điều khiển FX3U-64MR/ES-A và dùng thêm modul mở rộng FX3U-4AD để có đầu vào là analog.
3.4. Giới thiệu về bộ điều khiển dùng trong hệ thống 3.4.1. FX3U-64MR/ES-A
Hình 3.3: Sơ đồ FX3U-64MR/ES-A
Hình 3.4: Kích thưic cla modul fx3u-64mr/es-a
b. Đặc tính kĩ thuật FX3U-64MT/ES-A:
- Bộ nhi EEPROM dung lượng lin, lên tii 64000 dòng lệnh(steps); - Tốc độ xử lý cao;
- Có khả năng mở rộng module vào/ra, các module chức năng đặc biệt, module ADP; - Tích hợp đồng hồ thời gian thực;
- Tích hợp giao diện truyền thông nối tiếp gioa PCs và HMI; - Sử dụng ngôn ngo lập trình chuẩn (Ladder);
- Có khe cắm thẻ nhi dmng cassetes; - Tích hợp điều khiển vị trí;
– Công suất: 45 W;
– Bộ nhi chương trình: 64.000 Steps; – Tích hợp đồng hồ thời gian thực. – Bộ đếm: 235;
– Timer: 512;
– Tích hợp cổng thông RS232C, RS 485;
– Cáp kết nối: FX-USB-AW, USB-SC09, USB-SC09; – Xuất xứ: Mitsubishi – Japan.
Số ngỏ vào 32
Số ngỏ ra 32
Nguồn cung cấp 220 VAC
Công suất 45
Truyền thông USB, RS232S, RS485
Kích thưic 220x90x86
Sơ đồ chân:
Hình 3.5: Sơ đồ chân cla FX3U-64MR/ES-A 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 tmo 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 vii 0V, khi các ngõ vào X nối vii +24V thì on. Sink (NPN) nối chân S/S vii chân 24V, khi các ngõ vào X nối vơi 0V thì on
Đầu ra là relay, tùy thuộc vào cơ cấu chấp hành mà bmn cấp nguồn 24VDC hoặc 220VAC cho cơ cấu chấp hành
3.4.2. FX3U-4AD-ADP
Vì đầu vào ta sử dụng chân tín hiệu analog nên ta sử dụng thêm modul kêt nối thêm, ta sử dụng modul FX3U-4AD-ADP
Hình 3.6: FX3U-4AD-ADP
a. Sơ đồ kích thước:
[1] trực tiếp gắn lỗ: 2 lỗ φ4.5 (0.18 ") (lắp vít: M4 vít); [2] cáp mở rộng;
[3] ĐIỆN LED (màu xanh): sáng trong khi 5V DC điện được cung cấp từ PLC; [4] Terminal block để cung cấp điện (24V DC) (M3 thiết bị đầu cuối vít); [5] khối Terminal cho đầu vào analog;
[6] 24V LED (màu đỏ):;
Thắp sáng trong khi 24V DC điện được cung cấp đkng vii thiết bị đầu cuối [24+] và [24-];
[7] LED A / D (màu đỏ): Đèn flash (tốc độ cao) trong A / D chuyển đổi; [8] DIN rail móc lắp;
[9] DIN rail rpnh lắp ráp (35 mm (1,38 ") rộng).
b. Sơ đồ chân:
c. Sơ đồ kết nối modul ANALOG
* 1 Đối FX3U series PLC (AC lomi điện), các nguồn cung cấp điện phục vụ 24V DC cũng có sẵn;
* 3 Sử dụng một dây lá chắn xoắn 2 lõi cho dòng đầu vào tương tự, và tách nó ra từ đường dây điện khác hoặc các dòng cảm ứng;
* 4 Đối vii các đầu vào dòng điện , ngắn mmch [V] thiết bị đầu cuối và các [I +] thiết bị đầu cuối;
* 5 Nếu có điện áp gợn trong điện áp đầu vào hoặc có tiếng ồn ở bên ngoài hệ thống dây điện, kết nối một tụ điện khoảng 0,1 đến 0.47μF 25 V. Kích thưic bên ngoài, phần tên, và Terminal Layout:
[1] DIN rail gắn rpnh (DIN rail: DIN46277); [2] tấm Name;
[3] khóa trượt bộ chuyển đổi đặc biệt.
Được sử dụng để kết nối vii bộ điều hợp đặc biệt thêm vào phía bên trái cla đặc biệt này
adapter.
[4] bộ chuyển đổi đặc biệt kết nối bao gồm:
Tháo nắp này để kết nối vii 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 vii FX3GC / FX3UC Dòng PLC. [6] ĐIỆN LED (màu xanh):
Thắp sáng trong khi 24 V DC được cung cấp đkng vii thiết bị đầu cuối '24 + 'và '24 -'. [7] Terminal block (lomi châu Âu):
Kết nối điện áp analog / tín hiệu hiện tmi, 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; [11] kết nối bộ chuyển đổi đặc biệt.
Được sử dụng để kết nối truyền thông hoặc tương tự hợp đặc biệt về phía bên trái cla
3.4. Phân chia vào đầu vào đầu ra
-Input access: +18 chân digital:
1. START – X000 : nkt khởi động 2. STOP – X001 : nkt dừng
3. V1_P1 – X002 : phao đo mực nưic số 1 4. V2_P2 – X003 : phao đo mực nưic số 2 5. V2_P3 – X004 : phao đo mực nưic số 3 6. V3_P4 – X005 : phao đo mực nưic số 4 7. V3_P5 – X006 : phao đo mực nưic số 5 8. V4_SB1 – X007 : sensor đo mức bùn thấp 9. V4_SB2 – X010 : sensor đo mức bùn cao 10. V5_P6L – X011 : phao đo mức nưic thấp 11. V5_P6M – X012 : phao đo mực nưic trung bình 12. V5_P6H – X013 : phao đo mực nưic cao
13. V6_P7 – X014 : phao đo mực nưic số 7 :
14. V6_P8 – X015 : phao đo mức nưic số 8 15. P_AX – X016 : phao đo mức axit 16. P_BZ – X017 : phao đo mức bazo 17. P_PAC – X020 : phao đo mức PAC 18. P_CLO – X021 : phao đo mức clo + 2 chân analog:
1. V3_DPH – M8260 : đo độ pH 2. V4_DDUC – M8262 : đo độ đục
-Output access : gồm 29 đầu ra.
4. V2_B2 – Y003 : cuộn dây contactor máy bơm 2 5. V2_MSK1 – Y004 : cuộn dây contactor máy sục khí 1 6. V3_V2 – Y005 : cuộn dây contactor van 2
7. V3_MK1 –Y006 : cuộn dây contactor máy khuấy 1 8. V3_MK2 – Y007 : cuộn dây contactor máy khuấy 2 9. V3_MK3 – Y010 : cuộn dây contactor máy khuấy 3 10. V3_AX1 –Y011 : cuộn dây contactor máy bơm axit1 11. V3_AX2 – Y012 ; cuộn dây contactor máy bơm axit 2 12. V3_BZ1 – Y013 : cuộn dây contactor máy bơm bazo 1 13. V3_BZ2 – Y014: cuộn dây contactor máy bơm bazo 2 14. V4_MK4 – Y015 : cuộn dây contactor máy khuấy 4 15. V4_MK5 – Y016 cuộn dây contactor máy khuấy 5 16. V4_BB – Y017 : cuộn dây contactor máy bơm bùn 17. V4_PAC1 – Y020 ; cuộn dây contactor máy bơm PAC 1 18. V4_PAC2 –Y021 : cuộn dây contactor máy bơm PAC 2 19. V5_V3 – Y022 : cuộn dây contactor van 3
20. V5_BNS – Y023 : cuộn dây contactor máy bơm nưic smch 21. V5_MSK2 – Y024 ; cuộn dây contactor máy sục khí 2 22. V5_MK6 – Y025 : cuộn dây contactor máy khuấy 6 23. V6_V4 – Y026 : cuộn dây contactor van 4
24. V6_CLO – Y027 : cuộn dây contactor máy bơm clo 25. V6_MK7 – Y030 : cuộn dây contactor máy khuấy 7. 26. CCAX – Y031: cuộn dây contactor cung cấp axit 27. CCBZ – Y032: cuộn dây contactor cung cấp bazo 28. CCPAC – Y033: cuộn dây contactor cung cấp PAC 29. CCCL – Y034: cuộn dây contactor cung cấpClo
3.5. Lựa chọn và tính toán thiết bị cho mạch động lực 3.5.1. Relay
a. Tổng quan: Rơ le (relay) là một công tắc chuyển đổi homt động bằng điện. Nói là một công tắc vì rơ le có 2 trmng thái ON và OFF. Rơ le ở trmng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chmy qua rơ le hay không.
Hình bên là kí hiệu cla rơ le trong kỹ thuật. Còn về ý nghĩa kí hiệu thì phần tiếp theo sẽ giải thích.
Hình 3.7 relay
b. Nguyên tắc hoạt động:
Khi có dòng điện chmy qua rơ le, dòng điện này sẽ chmy qua cuộn dây bên trong và tmo ra một từ trường hkt. Từ trường hkt này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trmng thái cla rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.
Rơ le có 2 mmch độc lập nhau họmt động. Một mmch là để điều khiển cuộn dây cla rơ le: Cho dòng chmy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển rơ le ở trmng thái ON hay OFF. Một mmch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được rơ le hay không dựa vào trmng thái ON hay OFF cla rơ le.
Dòng chmy qua cuộn dây để điều khiển rơ le ON hay OFF thường vào khoảng 30mA vii điện áp 12V hoặc có thể lên tii 100mA. Và bmn thấy đó, hầu hết các con chip đều không thể cung cấp dòng này, lkc này ta cần có một BJT để khuếch đmi dòng nhỏ ở ngõ ra IC thành dòng lin hơn phục vụ cho rơ le.
Chk ý Tuy vậy, IC 555 có dòng điện ngõ ra có thể lên tii 200mA, vì thế vii IC 555 thì không:
cần một BJT để khuếch đmi dòng.
Hình bên chỉ ra cách homt động cla rơ le vii cuộn dây và các tiếp điểm điện. Khi có dòng điện chmy qua cuộn dây, cuộn dây hkt một đòn bẩy và làm mở các tiếp điểm điện, vì thế dòng điện cần kiểm soát không thẩy đi qua rơ le. Và ngược lmi. Bmn cũng thấy đó, dòng điện chmy qua cuộn dây không hề có liên quan gì đến dòng điện cần kiểm soát.
Trên rơ le có 3 kí hiệu là: NO, NC và COM.
COM ( ommon): là chân chung, nó luôn được kết nối vii 1 trong 2 chân còn lmi. Còn việcc
NO ( ormally pen): Khi rơ le ở trmng thái ON (có dòng chmy qua cuộn dây) thì chânN O
COM sẽ được nối vii chân này.
Kết nối COM và NC khi bmn muốn có dòng điện cần điều khiển khi rơ le ở trmng thái OFF. Và khi rơ le ON thì dòng này bị ngắt; ngược lmi thì nối COM và NO.
c. Cách chọn rơ le phù hợp:
Bmn cần phải quan tâm đến kích thưic và kiểu chân để chọn một rơ le phù hợp vii mmch điện cla mình.
Bmn cần phải quan tâm đến điện áp điều khiển cuộn dây cla rơ le. Có thể là 5V, 12V hoặc 24V. Mmch bmn thiết kế cung cấp điện áp nào?
Bmn phải quan tâm đến điện trở cla cuộn dây. Vì điều này sẽ ảnh hưởng đến dòng cần cung cấp cho cuộn dây homt động I = U / R.
Ví dụ: Bmn chọn một rơ le có điện áp homt động là 12V, cuộn dây có điện trở là 400 Ohm thì dòng cần thiết cung cấp là 30mA. Dòng này thì IC 555 có thể đáp ứng được, nhưng hầu hết các IC khác thì không, nên cần một BJT để khuếch đmi dòng.
Ngoài ra, bmn cần tìm rơ le có số tiếp điểm đóng mở phù hợp.Trong hệ thống này sử dụng lmi relay 24V DC , dòng homt động là 1A
3.5.2. Công tắc tơa. Định nghĩa: a. Định nghĩa:
Công tắc tơ là khí cụ điện dùng để đóng ngắt thường xuyên các mmch điện động lực, từ xa bằng tay hay tự động.
Việc đóng ngắt công tắc tơ có tiếp điểm có thể được thực hiện bằng điện từ, thly lực hay khí nén. Trong đó công tắc tơ điện từ được sử dụng nhiều hơn cả.
Khi đưa dòng điện vào cuộn dây cla nam châm điện sẽ tmo ra từ thông F và sinh ra lực hót điện từ F . Do lực hót điện từ lin hơn lực phản lực làm cho nắp cla nam châm điện bị hót vềđt
phía mmch từ tĩnh. Các tiếp điểm thường mở cla công tắc tơ được đóng lmi.
b. phân loại
Theo nguyên lý truyền động người ta chia công tắc tơ thành các lomi sau: Công tắc tơ đóng ngắt tiếp điểm bằng điện từ;
Công tắc tơ đóng ngắt tiếp điểm bằng thly lực; Công tắc tơ đóng ngắt tiếp điểm bằng khí nén; Công tắc tơ không tiếp điểm.
Công tắc tơ điện một chiều dùng để đóng ngắt mmch điện một chiều. Nam châm điện cla nó là nam châm điện một chiều;
Công tắc tơ điện xoay chiều dùng để đóng ngắt mmch điện xoay chiều. Nam châm điện cla nó là nam châm điện xoay chiều.
Ngoài ra trên thực tế còn có lomi công tắc tơ sử dụng để đóng ngắt mmch điện xoay chiều, nhưng nam châm điện cla nó là nam châm điện một chiều.
c. Các yêu cầu cơ bản của tắc công tơ
Điê jn áp định mức Uđm
Là điê jn áp cla mmch điê jn tương ứng mà tiếp điểm chính phải đóng/cắt, có các cấp: + 110V, 220V, 440V mô jt chiều và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều.
Cuô jn hkt có thể làm viê jc bình thường ở điê jn áp trong giii hmn từ 85% đến 105%Uđm. Dòng điê jn định mức Iđm
Là dòng điê jn đi qua tiếp điểm chính trong chế đô j làm viê jc gián đomn - lâu dài, nghĩa là ở chế đô j này thời gian công tắc tơ ở trmng thái đóng không lâu quá 8 giờ.
Công tắc tơ hm áp có các cấp dòng thông dụng: 10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600A). Nếu đă jt công tắc tơ trong tl điê j n thì dòng điê jn định mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm mát kém, khi làm viê jc dài hmn thì chọn dòng điê jn định mức nhỏ hơn noa
d. Tính chọn công tắc tơ dùng trong hệ thống
Động cơ sử dụng trong hệ thống có các thông số sau: Pđm = 30kW Uđm = 220V => đm đm 30000220 136 đm I P A U
=> Chọn lomi công tắc tơ có U = 220V, I = 150Ađm đm
3.5.3. LỰA CHỌN ÁPTÔMÁTa. Định nghĩa a. Định nghĩa
Aptomat là một khí cụ điện dùng để tự động cắt mmch điện, bảo vệ quá tải ngắn mmch, sụt áp, … đôi khi trong kỹ thuật cũng sử dụng aptomat để đóng cắt không thường xuyên các mmch làm việc ở chế độ bình thường.
Hình 3.8: aptomat
b. Chức năng của aptomat
Aptomat (MCB hay MCCB) thường được chế tmo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc ba tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang). Khi đóng mmch, tiếp điểm hồ quang đóng trưic, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mmch thì ngược lmi, tiếp điểm chính mở trưic, sau đến tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hmi tiếp điểm chính.
c. Một aptomat cần thỏa m|n các yêu cầu sau:
- Chế độ làm việc định mức cla aptomat phải là chế độ làm việc dài hmn, nghĩa là trị số dòng điện định mức chmy qua aptomat lâu bao nhiêu cũng được.
- Aptomat phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mmch lin, có thể đến vài chục kilo Ampere (kA). Sau khi ngắt dòng điện ngắn mmch, aptomat phải đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức (Idm).
- Để nâng tính ổn định nhiệt và điện động cla các thiết bị điện, hmn chế sự phá homi do dòng điện ngắn mmch gây ra, aptomat phải có thời gian cắt bé.
Như vậy khi lắp đặt aptomat cần phải tính toán phụ tải sau đó chọn aptomat tiêu chuẩn phù hợp vii tải để lắp đặt, nếu không aptomat sẽ không bảo vệ được hệ thống như hệ thống lmnh, một dây chuyền công nghệ nào đó …
d. Phân loại:
Trong thực tế hiện nay aptomat thường chỉ có ba lomi đó là: - Lomi bảo vệ dòng (quá tải, ngắn mmch ….);
- Lomi bảo vệ điện áp (mmng lưii có điện áp không ổn định hay sụt áp …);