2.7.1. Cảm biến ỏp suất (Sensor ỏp kiểu DMP 333)
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - Khỏi quỏt:
Cảm biến ỏp lực DMP 333 được thiết kế đặc biệt cho thiết bị thuỷ lực ở cỏc điều kiện vận hành khắc nghiệt. Cỏc yờu cầu của mỏy múc, thiết bị của nhà sản xuất đối với sự tin cậy, chắc chắn được đỏp ứng tối ưu.
- Cỏc thụng số kỹ thuật chớnh
STT Đặc tớnh
1 Áp suất danh nghĩa PN (bar) 0 – 60
2 Quỏ ỏp (bar) 140
3 Tớn hiệu đầu ra – 2 dõy 4 – 20 mA 4 Độ chớnh xỏc – theo IEC 60770 Yếu tố ảnh hưởng - Nguồn - Gõy tải - Tỏc động nhiệt, ở nhiệt độ 0…700C ≤ ± 0,35 FSO ≤ ± 0,05 % FSO/10V ≤ ± 0,05 % FSO/kΩ ≤ 1,0% FSO 5 Bảo vệ điện - Điện trở cỏch điện - Bảo vệ ngắn mạch - Đấu dõy nhầm - Bảo vệ quỏ ỏp
- Tương thớch điện từ: sự phỏt ra theo EN 50081-2, sự đề khỏng theo EN 50082-2 - Sai số trọng trường RF 10V/m - Sai số với dũng RF cảm ứng > 100 MΩ Thường xuyờn Khụng gõy hỏng -120…150 V DC ≤ ± 0,5% FSO ≤ ± 0,5% FSO 6 Dải nhiệt độ - Mụi chất -25…1250C
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - Điện tử / mụi trường
- Xếp kho -25…850C -40…1200C 7 Ổn định cơ học - Độ rung - Xốc 10 g PMS (20…2000 Hz) 100/11 ms
8 Đấu nối điện - Quy chuẩn IP 65 - Lựa chọn IP 67 - Lựa chọn IP 68 Phớch cắm DIN43650 Sờri 723 Bulgin 9 Đấu nối cơ học
- Quy chuẩn - Lựa chọn G 1/2 DIN 3852 G 1/2 DIN EN 837-1/-3 10 Vật liệu - Cổng ỏp lực - Vỏ - Màng - Gioăng - Phần bị ướt Thộp khụng rỉ 1.4571 Thộp khụng rỉ 1.4305 Thộp khụng rỉ 1.4404 NBR Cổng ỏp lực, màng gioăng 11 Dũng tiờu thụ < 25 mA 12 Trọng lượng khoảng 140 g 13 Vị trớ lắp đặt Bất kỳ 14 Tuổi thọ . 100 x 106 chu kỳ
2.7.2. Cảm biến nhiệt độ (Sensor nhiệt - PT100)
•Đầu đo PT100
Với đầu đo PT100 và bộ chuyển đổi: dựng cho việc đo từ xa, ghi nhận và cảnh bỏo nhiệt độ.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Loại cú vỏ bao Loại khụng cú vỏ
Hỡnh 2.13: Cảm biến đo nhiệt độ loại PT100
- Thụng số kỹ thuật Sensor nhiệt - PT100 Phạm vi đo - 60 ữ 400 hoặc 6000
C
Phạm vi đo cú bộ chuyển đổi - 40 ữ 600C , 0 ữ 1800C , 0 ữ 4000C, 0 ữ 6000C
Lĩnh vực sử dụng Dựng cho nhiệt độ cao, cú bảng đấu dõy ở đầu, cho tớn hiệu 4 ữ 20 mA
Nhiệt độ đầu A1: -10 ữ 1500C
Nhiệt độ đầu (bằng chất dẻo): -10 ữ 1300C Đầu cú bộ chuyển đổi: -25 ữ 800
C
Phụ kiện Vỏ bao E2, miếng đắp, gioăng E3
Độ kớn IP54 theo CSN EN 60529 IP54 theo CSN EN 60529 khi cú lớp vỏ bao
Mụi trường Mụi trường cú chất ăn mũn, khụ, ẩm nhiệt đới cú sự ăn mũn của khớ hậu
Điện trở đo 1 x PT100, 2 x PT100
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Gõy tải dũng đến 5 mA
Thời gian phản hồi nhiệt
Khoảng 10 giõy trong nước cú vỏ bao
Khoảng 3 giõy trong nước khụng vỏ bao
Đấu dõy 4 dõy ở sen sơ kộp, 2 dõy ở sen sơ cú bộ chuyển đổi
Khả năng chống rung
V2 theo CSN 18002, 10 chu kỳ
Dựng trong lĩnh vực cụng nghiệp, năng lượng và giao thụng (độ rung dự kiến trờn 55 Hz)
Vật liệu Đầu kim loại là hợp kim nhụm
Đầu chất dẻo là Norylu, vỏ bao từ thộp khụng rỉ 17248 • Bộ chuyển đổi dũng dựng cho sen-sơ PT100
- Đặc tớnh:
Đầu vào: - PT100 với 3 hay 2 đầu dõy - Phạm vi đo: -100 ữ +600 0
C - Đầu ra: Tớn hiệu dũng 4 ữ 20 mA Nạp bằng mạch dũng khộp kớn
Hiện thị đứt dõy hay đoản mạch dõy dẫn Kiểu: - Đặt trong đầu, độ kớn IP 00
- Đặt trờn giỏ DIN, độ kớn IP20
- Mụ tả bộ chuyển đổi dũng
Bộ chuyển dũng PT/I dựng như phụ kiện cho sen-sơ nhiệt PT100. Nú được dựng để chuyển cỏc tớn hiệu của sen-sơ thành tớn hiệu dũng chuẩn 4 ữ 20 mA, tạo điều kiện cho việc đo nhiệt độ ở khoảng cỏch xa. Bộ chuyển dựng cho sen-sơ cú ba đầu dõy, song cũng cú thể dựng cho loại hai đầu dõy.
Sự cố đoạn mạch hay đứt dõy được hiện thị bằng giỏ trị dũng nằm ngoài phạm vi đo.
Phạm vi đo của bộ chuyển cú thể chỉnh tuỳ ý theo phạm vi đo của sen-sơ PT100.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Bộ chuyển dũng PT/I khụng yờu cầu nguồn cấp đặc biệt, năng lượng cần thiết lấy từ mạch dũng kớn. Nú được đấu vào mạch này mà khụng bị ảnh hưởng do sự phõn cực của điện ỏp.
Thiết bị được cấp được lắp trực tiếp lờn đầu của sen-sơ nhiệt (kiểu H) hay lắp trong hộp nhựa trờn giỏ DIN (kiểu L).
- Thụng số kỹ thuật
Đầu vào PT100 với ba đầu dõy hoặc hai đầu dõy Phạm vi đo Min -100 đến max 600 0C
Dũng của sen-sơ 0,8 mA
Đầu ra 4 ữ 20 mA, pasive, unipolare
Điện ỏp 10 ữ 36 V
Độ chớnh xỏc 0,1 %
Sai số khụng tuyến tớnh 0,05 % Phụ thuộc nhiệt 0,04 %/0C Phụ thuộc điện ỏp 0,02 %/V Ảnh hưởng của điện trở gõy tải 0,02 %/100Ω
Dũng tối đa trong mạch 34 mA (khi đứt dõy) Dũng tối thiểu trong mạch 3,6 mA (khi đoạn mạch) Điều kiện mụi trường Nhiệt độ -30 đến +80 0
C, độ ẩm ≤ 80% Phương phỏp nối dõy Cầu nối, cỡ dõy 0,32 ữ 2,5 mm2
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chương 3: Giới thiệu PLC Simatic S7-300 3.1. Mở đầu
Thiết bị điều khiển lụgic khả trỡnh (Programmable Logic Control) viết tắt là PLC, là loại thiết bị cho phộp thực hiện linh hoạt cỏc thuật toỏn điều khiển số thụng qua một ngụn ngữ lập trỡnh, mà ta khụng cần phải thực hiện cỏc thuật toỏn đú trờn cỏc mạch số. Như vậy với việc cú chương trỡnh chứa trong mỡnh, PLC đó thực sự là một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toỏn và đặc biệt dễ trao đổi thụng tin với mụi trường xung quanh (với cỏc PLC khỏc hoặc với mỏy tớnh). Toàn bộ chương trỡnh điều khiển đều được ghi trong bộ nhớ của PLC dưới dạng cỏc khối chương trỡnh như (khối OB, FB hoặc FC). Chương trỡnh được thực hiện lặp theo chu kỳ của vũng quột (scan).
Để PLC cú thể thực hiện được một chương trỡnh điều khiển, tất nhiờn PLC phải cú tớnh năng như một mỏy tớnh, nghĩa là phải cú khối vi xử lý (CPU), hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trỡnh điều khiển, dữ liệu và phải cú cỏc cổng vào ra để trao đổi dữ liệu và giao tiếp với cỏc đối tượng điều khiển.
Hỡnh 3.1: Nguyờn lý chung về cấu trỳc của một bộ điều khiển logic khả trỡnh
CPU Bộ nhớ chương trỡnh Bộ đệm vào / ra Khối vi xử lý trung tâm + Hệ điều hành Timer Counte Bit cờ Cổng vào ra onboard Cổng ngắt và đếm tốc độ cao Quả lý ghộp nối Bus của PLC
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Do đặc trưng của PLC là thiết bị điều khiển lụgic khả trỡnh nờn chủ yếu thực hiện cỏc bài toỏn điều khiển số như vậy sẽ rất hạn chế vỡ vậy PLC cũn được bổ xung thờm cỏc khối chức năng đặc biệt khỏc như bộ đếm thời gian (Timer), bộ đếm (Counter), cỏc cổng vào ra tương tự và những khối hàm chuyờn dụng khỏc.
3.2. Cấu trỳc phần cứng của PLC S7-300 3.2.1. Giới thiệu PLC S7-300 3.2.1. Giới thiệu PLC S7-300
S7-300 là PLC cỡ vừa của hóng Siemens, gồm module CPU và cỏc module được sắp xếp trờn cỏc thanh ray (rack). Mỗi rack chứa nhiều nhất 8 module (trừ module CPU và module nguồn), mỗi CPU làm việc nhiều nhất với 4 rack.
H ỡnh 3.2: Cấu hỡnh cứng của trạm PLC
3.2.2. Giới thiệu cỏc module PLC S7-300
* Module CPU: Module CPU cú chứa bộ vi xử lớ, hệ điều hành, bộ nhớ, cỏc bộ Timer, Counter, cổng truyền thụng RS485 và cú thể một cổng vào ra số. Cỏc cổng vào ra số trờn module CPU gọi là cổng vào ra OnBoard. Trong PLC S7-300 cú nhiều loại module CPU khỏc nhau, đặt tờn theo bộ vi xử lý: CPU 312, 313, 314, 315, 316, 318. CPU cú thờm cỏc hàm chức năng được gọi tờn IFM (Integrated Function Module), CPU cú cổng để nối mạng phõn tỏn gọi là DB. Trong hệ thống sử dụng module CPU 314 cú ký hiệu: 6ES7 314-1AE01-0AB0 + Module này cú:
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - Thời gian xử lớ 1 khối lệnh:0.3ms/KAW
- Sử dụng trong nối mạng MPI
Hỡnh 3.3: Hỡnh ảnh modul CPU của PLC S7-300
* Module nguồn PS : Module nguồn cho S7 -300 biến đổi tớn hiệu đầu vào 220(110)AC thành tớn hiệu 24v DC , PS của S7-300 gồm cú 3 loại:
Hỡnh 3.4: Hỡnh ảnh modul nguồn của PLC S7-300
+ PS 307-10A
6ES7 307-1KA00-OAAO
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ PS 307 5A
6ES7 307-1EA00-OAAO
Vào 120/230vAC; Ra 24vDC/5A
+ PS 307 2A
6ES7 307-1bA00-OAAO
Vào 120/230vAC; Ra 24vDC/2A
* Module IM: Module IM (Interface module): Module ghộp nối, đõy là loại module chuyờn dụng cú nhiệm vụ nối từng nhúm cỏc module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lớ chung bởi một module CPU. Cỏc module mở rộng được gắn liền với nhau trờn một thanh đỡ Rack. Trờn thanh đỡ này gắn được nhiều nhất 8 module mở rộng (khụng kể CPU và nguồn nuụi). Một module CPU của S7- 300 cú thể làm việc trực tiếp với 4 rack cũn S7-400 thỡ cú thể làm việc với 8 rack. Module IM của S7-300bao gồm cỏc loại sau:
+ IM 360 IMS -6ES7 360-3AA00-0AA0 -6ES7 360-3AA01-0AA0 + IM 361 IMR -6ES7 361-3CA00-0AA0 -6ES7 361-3CA01-0AA0 + IM 365 IMS-R -6ES7 365-0AB80-0AA0 -6ES7 365-0AB81-0AA0 + IM 365 IMS-R -6ES7 365-0AB0-0AA0 -6ES7 365-0AB1-0AA0
* Module mở rộ ng SM của S7 -300: Module SM (signal module):Module mở rộng cổng tớn hiệu vào ra:
- Module DI (Digital Input): Module mở rộng cỏc cổng vào số, số cỏc cổng vào cú thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại module. Ta cú một số loại module sau:
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn + SM 321 DI16ì24VDC 6ES 7321-7BH00-0AB0 Điện ỏp vào cổng DI là:16(24VDC + SM 321 DI16(48 đến 125 VDC 6ES7 321-1CH80-0AB0 Điện ỏp vào cổng DI là:16(48 đến 125 VDC + SM 321 DI16ìAC120V 6ES7 321-1EH01-0AB0
Điện ỏp vào cổng DI là:16(120VAC
+ SM 321 DI16ìDC24V 6ES7 321-7BH80-0AB0 Điện ỏp vào cổng DI là:16(24VDC + SM 321 DI8ìAC120/230V 6ES7 321-1FF10-0AB0 Điện ỏp vào cổng DI là:8(120/230 VDC + SM 321DI4ìManue,Ex 6ES7 321-7RD0-0AB0 Điện ỏp vào cổng DI là:16(24DC
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Module DO(Digital Input): Module DO là module mở rộng cỏc cổng ra số, số cỏc cổng ra số mở rộng cú thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại module, cú cỏc loại DO sau:
+ SM 322 DO16ìAC120V/0.5A
6ES7 322-1EH01-0AB0
Điện ỏp vào cổng DO là:16(120VAC/0.5A)
+ SM 322 DO16ìRelAC120V
6ES7 322-1HH00-0AB0
Điện ỏp vào cổng DO là:24VDC/2A,120V/2A
+ SM 322 DO16ìRelAC120V/230V
6ES7 322-1HH01-0AB0
Điện ỏp vào cổng DO là:16 Rel24VDC/2A,120V/2A,230V/2A
+ SM 322 DO32ìAC 120V/1A
6ES7 322-1EL00-0AB0
Điện ỏp vào cổng DI là:32(120VAC/1A
Hỡnh 3.6: Hỡnh ảnh module cổng ra số của PLC S7-300
- Module DI/DO: Là loại module mở rộng cỏc cổng vào ra số, số cỏc cổng vào ra số cú thể là 8 vào, 8 ra hoặc 16 vào, 16 ra tựy từng loại module. Cú cỏc loại sau:
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ SM 323 DI16/DO16ì24V/0.5A
6ES7 323-1BL00-0AB0
Điện ỏp vào cổng DI/DO là:DI16(24+DO16(24V/0.5A
+ SM 323 DI8/DO8ì24V/0.5A
6ES7 323-1BH00-0AB0 6ES7 323-1BH01-0AB0 6ES7 323-1BH02-0AB0 6ES7 323-1BH80-0AB0
Điện ỏp vào cổng DI/DO là:DI8(24+DO8(24V/0.5A
Hỡnh 3.7: Hỡnh ảnh module cổng vào/ra số của PLC S7-300
- Module AI (Analog Input): Module AI(analog input):là loại module mở rộng cỏc cổng vào tương tự. Nú là những bộ chuyển đổi t ương tự số 12 bit tức là mỗi tớn hiệu tơng tự được chuyển thành một tớn hiệu số cú độ dài 12 bit. Số cỏc cổng vào tương tự cú thể là 2, 4 hoặc 8 tuỳ từng loại module.
- Module AO (Analog output): Module AO là module mở rộng cỏc cổng ra tương tự. Chỳng là những bộ chuyển đổi số t ương tự (DA). Số cỏc cổng tương tự cú thể là 2 hoặc 4 tựy từng module.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Module AO bao gồm rất nhiều loại. Vớ dụ như:
+ 6ES7 332-5TB00-0AB0
Analog output module AO2x0/4 to 20mA + 6ES7 332-5HB00-0AB0
Analog output module AO2/12 bits, + 6ES7 332-5HB81-0AB0
Analog output module AO2/12 bits, + 6ES7 332-5HB01-0AB0
Analog output module AO2/12 bits + 6ES7 332-5RD00-0AB0
Analog output module AO4x0/4 to 20mA, 15 bits, [EEx ib] + 6ES7 332-5HD00-0AB0
Analog output module AO4/12 bits + 6ES7 332-5HD01-0AB0
Analog output module AO4/12 bits + 6ES7 332-7ND00-0AB0
Analog output module 4AO/16 bits
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Module AI/AO: Là module mở rộng cỏc cổng vào /ra t ương tự. Số cỏc cổng ra tương tự cú thể là 4vào/2ra hoặc 4 vào/4ra tựy từng loại module. Module AI/AO bao gồm rất nhiều loại. Vớ dụ như:
+ 6ES7 334-0KE00-0AB0: Analog I/O module AI4/12 bits + 2AO/12 bits + 6ES7 334-0KE80-0AB0: Analog I/O module AI4/12 bits + AO2/12 bits + 6ES7 334-0CE00-0AA0: Analog I/O module AI4/8 bits + 2AO/8 bits, non- isolated, not for configuration with active bus submodules
+ 6ES7 334-0CE01-0AA0: Analog I/O module AI4/8 bits + AO2/8 bits + 6ES7 335-7HG00-0AB0: Analog I/O module AI4/14 bits + 4AO/12 bits + 6ES7 335-7HG01-0AB0: Analog I/O module AI4/14 bits + AO4/12 bits
e. Module chức năng FM (Function Module): Module cú chức năng điều khiển riờng, vớ dụ module điều khiển động cơ bước, module điều khiển động cơ servo, module PID, module điều khiển vũng kớn…
Hỡnh 3.9: Hỡnh ảnh module FM của PLC S7-300
g. Module CP (Communication): module phục vụ truyền thụng trong mạng giữa cỏc PLC với nhau hoặc giữa cỏc PLC với mỏy tớnh.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Hỡnh 3.10: Hỡnh ảnh module CP của PLC S7-300
3.2.3. Cấu trỳc bộ nhớ CPU
Bộ nhớ của S7- 300 được chia làm 3 vựng chớnh:
1. Vựng chứa chương trỡnh ứng dụng. Vựng nhớ chương trỡnh được chia thành 3 miền:
- OB (Organisation bok) Miền nhớ chương trỡnh tổ chức
- FC (Funtion): Miền nhớ chương trỡnh tổ chức thành hàm cú biến hỡnh thức để trao đổi dữ liệu với chương trỡnh đó gọi nú.
- FB (Funtion blok): Miền nhớ chương trỡnh con, được tổ chức thành hàm cú khả năng trao đổi dữ liệu với bất kỳ một khối chương trỡnh nào khỏc. Cỏc dữ liệu