Phân tích xây dựng cấu hình mô hình điều khiển nhiệt độ

Một phần của tài liệu Sử dụng plc xây dựng các mô hình thực hành phục vụ giảng dạy chuyên nghành điện (Trang 35 - 42)

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MỘT VÀI MÔ HÌNH THỰC HÀNH PHỤC VỤ GIẢNG DẠY MÔN HỌC PLC

2.4.1. Phân tích xây dựng cấu hình mô hình điều khiển nhiệt độ

PLC nói chung và PLC Mitsubishi nói riêng đều có những chức năng riêng ngoài chức năng logic thông thường. Đó là các modul mở rộng chuyên dụng cho những trường hợp đặc biệt của điều khiển quá trình. Một trong những modul chức năng đó là modul điều khiển nhiệt độ. Mitsubishi có hai modul tích hợp điều khiển nhiệt độ đó là FX-2AD-PT và FX-4AD-TC.Các modul này được ghép nối trực tiếp với CPU qua cáp mở rộng và có khả năng đọc vào tín hiệu tương tự từ cảm biến nhiệt độ và xuất ra tín hiệu dạng số đểu điều khiển đóng cắt tải nhiệt theo luật điều khiển PID.

Để xây dựng mô hình điều khiển nhiệt độ cần dựa trên nguyên tắc điều khiển vòng kín sau

GIAO DIệN hmI PLC Và MODUL TíCH HợP

MạCH CÔNG SUÊT

CảM BIếN

D¢Y §èT

lò NHIệT

§ÇU §O

Hình 2.18: Sơ đồ cấu trúc mô hình điều khiển nhiệt độ

Các thiết bị chính trong mô hình gồm: PLC và modul tích hợp, màn hình GOT, Cảm biến nhiệt độ PT-100 và Thermocouple, Điện trở đốt nóng, Mạch công suất dùng SSR đóng cắt tải nhiệt theo phương pháp tỉ lệ thời gian.

2. 4.2. Chọn thiết bị cho mô hình điều khiển nhiệt độ

- Các thiết bị cần dễ tìm và đồng bộ

- Các thiết bị cần đảm bảo chức năng và giá cả vừa phải đối với một phòng thực hành.

1.Chọn PLC

Chọn loại PLC của Mitsubishi loại ngõ vào ra transistor phổ biến nhất.

Chọn PLC FX2N-32MT

Hình 2.19: PLC FX2N-32MT

PLC FX2N-32MT-ESS/UL Số ngõ vào số: 16.

Số ngõ ra số: 16, Transistor.

Nguồn cung cấp: 240 VAC.

2. Chọn màn hình cảm ứng HMI Như mô hình băng tải.

- Chọn màn hình HMI F940GOT-LWD-E 3. Chọn modul mở rộng

Bắt buộc phải chọn các modul sau a) Chọn modul mở rộng FX-2AD-PT

Hình 2.20: Modul FX-2AD-PT

Bảng thông số kỹ thuật:

Bảng 2.2: Bảng thông số kỹ thuật của modul FX-2AD-PT Có thể chọn nhiệt độ Centigrade hay Fahrenheit Chỉ tiêu

Centigrade Fahrenheit

Số kênh 2

Khoảng giá trị tín hiệu hợp lệ ở ngõ vào

Cảm biến bạch kim PT100(100Ω), 3 dây, 2 kênh (CH1,CH2), 3850PPM/ độ C (DIN 43760) Dòng vào từ cảm biến 1mmA (Cảm biến: PT100 100Ω)

Khoảng bù nhiệt -100ºC đến +600ºC -148 đến 1112ºF

Độ phân giải 0,2ºC 0.36ºF

Độ chính xác toàn bộ ±1% độ chia ( của khoảng bù nhiệt) 12 bít(kể cả dấu) cảu tín hiệu liên tục ở ngõ vào) Ngõ ra tín hiệu số Khoảng giá trị -1000 đến

+6000

Khoảng giá trị -1480 đến +11120

Tốc độ chuyển đổi tín

hiệu 15ms cho 2 kênh

Sự cách ly Cach ly quan giữa mạch số và mạch tín hiệu liên tục

Nguồn cấp điện

Được cấp từ điện nguồn 24V DC, 50mA từ ngoài và nguồn 5V, 30mA từ PLC

Đặc tính vào/ra Mô-đun chiếm 8 ngõ vào/ra

b) Chọn modul mở rộng FX-4AD-TC

Hình 2.21: PLC FX2N-32MT

Bảng thông số kỹ thuật:

Bảng 2.3: Bảng thông số kỹ thuật của modul FX-4AD-TC

Nhiệt độ Centigrade Nhiệt độ Fahrenheit Chỉ tiêu Giá trị ºC và ºF đồng thời tồn tại và được đọc từ bộ nhớ đệm

BFM

Tín hiệu vào

Cặp nhiệt điện: Loaij K hay J (có thể dùng cho từng kênh), 4 kênh

Loại

K -100ºC đến +1200ºC Loại

K -148ºF đến +2192ºF Khoảng nhiệt độ

Loại

J -100ºC đến +600ºC Loại

J -148ºF đến +1112ºF Giá trị chuyển đổi 12 bit được lưu dưới dạng số bù hai 16 bit

Loại

K -1000 đến 12000 Loại

K -1480 đến 21920 Tín hiệu số ngõ ra

Loại

J -1000 đến 6000 Loại

J -1480 đến 11120 Loại

K 0.4ºC Loại

K 0.72ºF

Độ phân giải

Loại

J 0.4ºC Loại

J 0.54ºF

Độ chính xác toàn

bộ/ độ chia ±(0.5% khoảng nhiệt độ +1ºC)/điểm đông đặc của nước 0ºC/32ºF Tốc độ chuyển đổi 240ms ±2% x 4 kênh (kênh không dùng không được chuyển đổi 4.Chọn cảm biến nhiệt độ PT-100

Chọn loại cảm biến có dải đo vừa phải của hãng Omron Cảm biến nhiệt độ E52MY 0-4000C

Mã hàng: E52MY-PT100. Nhà sản xuất: Omron Cảm biến nhiệt độ E52MY-PT100

Dải đo: 0-4000C Chiều dai can:20 cm Cấp chính xác: B

Cách điện cho dây dẫn bên trong: Ceramic Vật liệu bảo vệ ống: SUS 316 ống đúc

Loại dây dẫn: 3 dây dẫn

Hình 2.22: Cảm biến PT-100 5. Chọn cặp nhiệt điện Thermocouple

Chọn loại cảm biến có dải đo vừa phải của hãng Omron Chọn Thermocouple của Omron

Mã hàng: E52-CA1D M6 2M . Dải đo: 0°C ~ 400°C

Phần tử cảm biến: K (CA), Class 2 (0.75) Loại dây dẫn: 2 dây

Hình 2.23: Cặp nhiệt điện Thermocouple 6.Chọn điện trở đốt nóng

Chọn loại công suất nhỏ

Chọn loại công suất nhỏ 100w, gia tốc nhiệt nhỏ của nhà sản suất Vietkong Nhiệt độ tối đa cho phép là 4000C, Điện áp 220VAC

Hình 2.24: Điện trở đốt nóng 7. Chọn Solid State Relay (SSR)

Chọn loại có tiếp điểm đóng cắt dòng nhỏ Chọn SSR của hãng Fotek

Dòng tải: 10A

Điện áp vào: 3-32VDC Điện áp ngõ ra: 24-380VAC

Thời gian đáp ứng: ON=10ms, OFF=10ms

Hình 2.25: Solid State Relay

2. 4.3. Danh mục thiêt bị và đồ kết nối các thiết bị trong mô hình - Danh mục thiêt bị

Bảng 2.4: Danh mục thiết bị

Thiết bị Số lượng

PLC FX2N 1

Màn hình Got 1

Modul FX-2AD-PT 1

Modul FX-4AD-TC 1

Cảm biến PT-100 1

Cảm biến TC 1

Điện trở đốt nóng 2

Bộ điều khiển nhiệt

độ 1

Attomat 3

SSR 2

Bộ nguồn 1

- Sơ đồ lắp đặt thiết bị lên mô hình

OUT PUT IN PUT

PLC

MÔ hình thí nghiệm tự động hóaMITSUBISHI

KHOA ĐIệN

thiết bị đo luờng

L+ L+

L- L-

I- I-

X0 X2 X4 X6 X10 X14

X1 X3 X5 X7 X11 X13 X15

S/S

N L GND

X12

0V

24V

Y0 Y1 Y2 Y3 Y5 Y6 Y10

Y4 Y7 Y11

COM0 COM1COM2COM3 COM4

DõNG KHÈN

NGUồN CấP CHO

MáY TíNH

1000

820

GOT

L+

L- L+

L-

L- L+

I- FG

L- L+

I- FG

L- L+

L- L+

L- L+

L- L+

PLC- FX 2NC FX-2AD-PT FX-4AD-TC

RO LE 24VDC

L N

L N

soi dot

L N

24VDC 0V

24VDC 0V

atomat

khoi nguon

L N

soi dot atomat

L+

L-

I- L

N

L+

L- L

N cam bien PT-100 cam bien thermocouple

BO DIEU KHIEN NHIET DO

1 2

3 4 10 5 11 6 7

13 14 15 12

16

NO NO

Lò đốt

Hình 2.26: Sơ đồ lắp đặt thiết bị mô hình điều khiển nhiệt độ.

Một phần của tài liệu Sử dụng plc xây dựng các mô hình thực hành phục vụ giảng dạy chuyên nghành điện (Trang 35 - 42)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(77 trang)