Chương 4 : QUY TRÌNH THIẾT KẾ
4.1. Thiết bị phần cứng
4.1.7. Solenoid valve (Van điện từ)
4.1.7.1. Van điện từ là gì.
Van điện từ có tên tiếng anh là solenoid valve. Đúng như tên gọi của nó, van sử dụng từ trường để đóng mở, kiểm sốt lưu chất trong hệ thống đường ống. Van sử dụng nguồn điện xoay chiều hoặc một chiều.
Van điện từ có cơ chế đóng mở nhanh, hoạt động ổn định, tốn ít năng lượng và có thiết kế nhỏ gọn. Trong các hệ thống cơng nghiệp, chúng đóng vai trị mở, trộn phân chia dòng lưu chất trong đường ống. Van được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, từ môi trường chất lỏng như nước, dầu, hóa chất đến các mơi trường dạng khí, hơi.
Van có thiết kế phổ biến nhất là dạng hai cổng: một vào và một ra. Ngoài ra chúng cũng có thiết kế dạng ba cổng: một vào và hai cổng ra. Dạng ba cổng thường sử dụng trong các hệ thống phân chia dòng lưu chất. Các hệ thống hiện đại có thể sử dụng rất nhiều van điện từ để ghép lại với nhau, nhằm tối ưu hóa hoạt động của hệ thống.
Hình 4.15: Cấu tạo van điện từ.
4.1.7.2. cấu tạo van điện từ.
29
- Valve Body(Thân van): Thường được chế tạo từ vật liệu đồng, gang sử dụng cho các hệ thống nước, hơi, khí nén hoặc có thể là nhựa, inox khi sử dụng trong các mơi trường như hơi nóng có nhiệt độ cao, hóa chất có độ ăn mịn.
- Seal(Đệm van, màng van): Được làm từ các loại vật liệu như cao su EPDM, Teflon(PTFE), Buna, Viton. Với nhiệm vụ làm kín, ngăn khơng cho nước rò rỉ qua.
- Plunger(Piston): Là bộ phận trực tiếp giúp van đóng hoặc mở, được làm từ vật liệu inox.
- Spring(Lò xo van): Lò xo được chế tạo từ inox, có độ đàn hồi tốt, giúp đẩy trục van lên xuống để đóng mở van. Lị xo của van điện từ thường được thiết kế khoảng 8- 10 bar.
- Coid( Cuộn điện của van): Là bộ phận chính giúp tạo ra từ trường cho van. Coid điện của van được quấn từ dây đồng sử dụng nguồn điện thông dụng như 12v, 24v, 110v hoặc 220v.
4.1.7.3. Nguyên lý hoạt động.
Van sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để hoạt động. Khi dòng điện đi qua cuộn dây thì nó sẽ sinh ra một dịng từ trường. Dịng từ trường này sẽ hút pit tơng lên trên. Pit tơng rời khỏi vị trí ban đầu sẽ giúp cho dịng lưu chất đi qua hoặc chặn hồn tồn dịng lưu chất.
Do sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ nên van đóng mở rất nhanh, gần như tức thì. Vì vậy chúng được sử dụng nhiều trong các hệ thống cấp lưu lượng chính xác. Việc đóng ngắt tức thời giúp kiểm sốt lưu lượng gần như một cách tuyệt đối. Dùng thêm các cảm biến để điều khiển van một cách tối ưu.
Ngoài sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ, van còn sử dụng hiện tượng chênh lệch áp suất. Đây là nguyên lý sử dụng trong các dòng van điện từ gián tiếp và bán trực tiếp.
30
Hình 4.16: Van điện từ 12V DC.
• Điện áp hoạt động 12V DC.
• Dịng điện: 150mA.
• Áp suất: 0-450mmhg.
• Loại van thường đống kích thước 6mm.
4.1.8. Bơm Nước
Hình 4.17: Bơm nước 12V mini.
• Điện áp hoạt động: 12V DC
• Dịng khơng tải: 0.23 A
• Lưu lượng: 2-3 (lít/phút)
• Áp suất đầu ra: 1- 2.5 kg
31
4.1.9.1. Cảm biến độ ẩm đất là gì.
Cảm biến độ ẩm là một thiết bị điện tử đo độ ẩm trong mơi trường của nó và chuyển đổi các phát hiện của nó thành tín hiệu điện tương ứng.
4.1.9.2. Phân loại.
Cảm biến độ ẩm có thể được chia thành hai nhóm, vì mỗi loại sử dụng một phương pháp khác nhau để tính tốn độ ẩm: Cảm biến độ ẩm tương đối (RH) và cảm biến độ ẩm tuyệt đối (AH).
- Hai cảm biến RH phổ biến nhất là cảm biến độ ẩm điện dung và điện trở. - Cảm biến AH phổ biến là cảm biến độ ẩm nhiệt.
Phân loại theo ứng dụng phổ biến nhất: - Cảm biến độ ẩm đất.
- Cảm biến độ ẩm khơng khí.
4.1.9.3. Nguyên lý hoạc động.
Độ ẩm tương đối được tính bằng cách so sánh chỉ số độ ẩm sống ở nhiệt độ nhất định với độ ẩm tối đa cho khơng khí ở cùng nhiệt độ. Do đó, cảm biến RH phải đo nhiệt độ để xác định độ ẩm tương đối. Ngược lại, độ ẩm tuyệt đối được đo mà không cần tham khảo nhiệt độ.
Hình 4.18: Sơ đồ đấu nối cảm biến độ ẩm.
Cảm biến độ ẩm điện dung: sử dụng hai điện cực để theo dõi điện dung (nghĩa là
32
loại khác tăng hoặc giảm với tốc độ tỷ lệ thuận với sự thay đổi độ ẩm trong môi trường cảm biến. Sự khác biệt về điện tích (điện áp) được tạo ra bởi sự tăng độ ẩm sau đó được khuếch đại và gửi đến máy tính nhúng để xử lý.
Hình 4.19: Cảm biến độ ẩm đất điện dung.
Cảm biến độ ẩm điện trở: hoạt động trên một nguyên tắc khác nhau. Các cảm biến
này sử dụng một chiếc lược polymer nhỏ làm tăng và giảm kích thước khi độ ẩm thay đổi, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lưu trữ điện tích của hệ thống.
33
Cảm biến độ ẩm nhiệt: được sử dụng để đo độ ẩm tuyệt đối. Không giống như
cảm biến RH, cảm biến độ ẩm nhiệt sử dụng hai đầu dị, một để đo nitơ khơ và một để đo khơng khí của mơi trường xung quanh. Khi độ ẩm được thu thập trên đầu dò tiếp xúc, sự khác biệt về độ dẫn nhiệt được cảm biến cảm nhận và AH được tính tốn.
4.1.9.4. Cảm biến độ ẩm đất của hệ thống. ❖ Hệ thống sử dụng cảm biến độ ẩm đất LM393. Hình 4.21: Cảm biến độ ẩm đất. • Điện áp hoạt động: 3.3-5V. • Ic so sánh : LM393. • VCC: 3.3V-5V. • GND: 0V.
• DO: Đầu ra tín hiệu số (0 và 1).
• AO: Đầu ra Analog (Tín hiệu tương tự).
4.2. Phần mềm lập trình cho hệ thống.
4.2.1. Phần mềm GX-Works2.
34
Phần mềm GX-Works 2 là phần mềm nâng cấp và thay thế cho phần mềm GX Developer, lập trình cho các dịng PLC FX, Q, L, A, S, CNC.
4.2.1.2. Giới thiệu phần mềm GX-Works2.
Cửa sổ chính phần mềm GX-Works2
❖ Thanh tiêu đề: Thanh tiêu đề thể hiện tên của dự án đang sử dụng.
Thanh tiêu đề.
❖ Thanh menu: Thanh menu được sử dụng khá thường xuyên khi làm việc với GX Works2. Click vào thanh menu để chọn những chức năng khác nhau từ thanh menu.
❖ Thanh công cụ: Thanh công cụ gồm những biểu tượng rất trực quan và dễ sử dụng cho những chức năng thơng dụng. Nó khiến các thao tác nhanh hơn.
35 Thanh công cụ.
❖ Tab: Khi làm việc với nhiều cửa sổ đang mở, nó thể hiện theo dạng trình duyệt tab . Click vào tab sẽ kích hoạt cửa sổ làm việc tương ứng.
❖ Xem nội dung hiển thị: Xem nội dung hiển thị thể hiện nội dung của trình hiển thị hiện tại.
❖ Vùng quản lý project: Xem vùng đang chọn vùng thể hiện nội dung của vùng hiện tại.
❖ Khu vực soạn thảo chương trình: Màn hình chỉnh sửa thể hiện nhiều loại màn hình như màn hình tạo chương trình và màn hình tạo comment để chỉnh sửa biểu đồ lader, chú thích, và tham số.
❖ Cửa sổ output: Cửa sổ đầu ra thể hiện sự biên dịch và kiể mtra kết quả (như lỗi và cảnh báo).
❖ Thanh trạng thái: Thanh trạng thái thể hiện thông tin trạng thái của GX Works2.
Thanh trạng thái.
4.2.1.3. Cách tạo một dự án mới.
36
Click vào “Project Type”-> Danh mục “Project Type” hiện lên. Chọn “Simple Project”.
Click the “PLC Series” list button -> Danh mục “PLC Series” hiện lên. Select “QCPU (Q mode)”.
37
Click vào nút “PLC Type”-> Danh sách “PLC Type” hiện ra. Chọn “Q06UDH”..-> click OK.
38
4.2.2. Phần mềm EasyBuilder 8000.
4.2.2.1. Tạo new project.
B1: Vào project manager -> Easybuilder8000 để tạo creat new project.
39 B3: chọn kiểu model mt6056i(320*234) -> oke. B4: hiển thị cửa sổ system parameter settings -> new.
B5: Vào modbus rtu chọn kiểu pcl để kết nối, các thơng số cịn lại giữ mặc định sao đó nhấn oke để kết thúc.
4.2.2.2. Cài driver.
B1: kết nói cáp với plc.
40
B3: vào device manager, nhấn chuột phải vào weintek HMI.
41