3.1. Bộ điều khiển
3.1.2. Phương án bộ điều khiển PLC
Thiết bị điều khiển Logic khả trình PLC được các hãng sản xuất thiết kế và kiểm định thỏa mãn các tiêu chuẩn nhất định trong công nghiệp để phù hợp với môi trường hoạt động theo yêu cầu. PLC có ngôn ngữ lập trình xác định như LAD, STL, FPD nên dù có nhiều hãng sản xuất PLC nhưng cách lập trình lại gần như nhau nên tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lập trình. Xét về tính tiện dụng thì PLC là thiết bị được tích hợp sẵn, còn vi xử lý thì phải chế tạo mạch và các linh kiện khác. Như vậy, với chương trình điều khiển, PLC là bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính ). Toàn bộ chương trình được lưu trong bộ nhớ dưới dạng khối chương trình ( OB, FC, FB… ) và được thực hiện với chu kỳ quét. Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC phải có các khối hàm chức năng như Timer, Counter và các hàm chức năng đặc biệt khác.
Từ yêu cầu của hệ thống và những phân tích trên chọn bộ điêu khiển cho hệ thống điều khiển trong mô hình cân băng đinh lượng là PLC.
Hiện nay, có các hãng sản xuất PLC nổi tiếng và phổ biến như: Siemen, Mitsubishi, Omron có PLC ở các phân khúc khác nhau như:
- Mini PLC - có thể điều khiển từ 15 đến 128 điểm I/O: Logo ( Siemens) ; ZEN ( Omron); Zeilo ( Schneider).
- Micro PLC - điều khiển từ 128 đến 512 điểm I/O: S7-200, S7-1200 38
Báo cáo đồ án tốt nghiệp Lớp: TĐH & ĐK - K55
( Siemens); MELSEC FX Series (Mitsubishi ); Twido ( Schneider); CP1H ( Omron).
- Great PLC - có thể thực hiện tới trên 512 điểm I/O : S7-300, S7-400, S7- 1500 ( Siemens); CJ1M ( Omron) ; MELSEC Q , MELSEC A (Mitsubishi).
Tuy nhiên, Siemen là hãng sản xuất PLC đã có mặt ở Việt Nam từ lâu, hỗ trợ thiết bị cho nhiều trường đại học để giảng dạy và được khá nhiều trường học lựa chọn là hãng thiết bị để sinh viên tiếp cận, học. Ngoài ra, trong các nhà máy sản xuất hiện nay chủ yếu sử dụng PLC của hãng Seimens do vậy khả năng tiếp cận thiết bị PLC Siemen dễ dàng và thuận lợi hơn.
Các dòng Siemen có mặt ở Việt Nam hiện nay như:
+ S7-200: dòng sản phẩm trung bình có ứng dụng cho các dự án với I/O khoảng 128.
+ S7-300 và S7-400: là dòng sản phẩm cao cấp cho các dự án vừa đến lớn, có số lượng I/O lớn, viết bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau, thời gian đáp ứng nhanh.
+ Logo dòng sản phẩm cho các ứng dụng nhỏ khoảng 16-24 I/O
+ S7-1500: là dòng sản phẩm nâng cấp của S7 - 300, S7- 400 vừa được ra mắt trong thời gian gần đây với những ưu điểm vượt trội. S7- 1500 có truyền thông profinet với giắc cắm RJ 45, đây là loại giắc cắm tiện dụng, phổ biến nhưng lại có độ bền cơ học không cao bằng giắc cắm chuẩn RS 485 của S7 – 300.
+ S7-1200: là dòng sản phẩm nâng cấp của S7-200, tích hợp sẵn giắc cắm RJ 45 cho truyền thông qua cổng Ethernet có thể kết nối PC-PLCs, PLCs-HMI, PLCs-PLCs. Tốc độ truyền thông profinet 10/100Mbits/s, tích hợp tính năng đo lường, điều khiển vị trí, điều khiển quá trình.
Nhận thấy hệ thống cân băng định lượng có số lượng đầu vào ra ít, cần có truyền thông với HMI nên cần bộ điều khiển nhỏ gọn, tích hợp sẵn các tính năng cần thiết trên PLC và giá thành thấp nên ta lựa chọn dùng trong hệ thống là PLC
S7 – 1200 của hãng Siemen.
Kết luận: Do yêu câu công nghê cua hê thông cân băng định lượng cần các đâu
vao, đầu ra như:
+ 1 Tín hiệu analog vào của loadcell : 0-10V
+ 1 Tín hiệu vào của xung Encoder : 2000(xung/vòng)*0.56(vòng/s)=1120Hz - Có giao thức truyền thông Modbus RTU để giao tiếp với biến tần
39
Báo cáo đồ án tốt nghiệp Lớp: TĐH & ĐK - K55
- Có truyền thông Profinet để kết nối với màn hình HMI - Có PID số
Nên lựa chọn PLC S7-1200 1214C AC/DC/RLY
Hình 3.2. PLC S7-1200 1214C AC/DC/RLY
- Mã sản phẩm : 6ES7214-1BE30-0XB0
- Cấp độ bảo vệ : IP20.
- 14 ngõ vào số ( DI), 10 ngõ ra Relay( DQ). - 2 ngõ vào Analog(AI) 0 - 10V.
- Điện áp cấp : 85 - 260V AC. - 1 Cổng kết nối RJ 45 .
- Bộ nhớ dữ liệu 50KB, Bộ nhớ chương trình 50KB. - 3 bộ đếm tốc độ cao (high speed counter) 100kHz - 3 bộ đếm tốc độ cao (high speed counter) 30kHz