- Dòng PLC Micro 850 2080 - LC50 - 48QWB được trang bị tất cả cáctính năng của dòng sản phẩm PLC Micro 800, với thiết kế nhỏ gọn, chắcchắn và những ưu điểm nổi bật như độ bền cao, độ ổn
Tìm hiểu về PLC Micro 850
Giới thiệu chung
- Micro 850 là dòng PLC cao nhất trong series Micro 800 ( bao gồm Micro
- Tích hợp sẵn cổng giao tiếp Ethernet/IP, USB, RS232/485.
- Khả năng hỗ trợ plug - in và modul mở rộng, chuyên dùng cho các hệ thống điều khiển có số lượng I/O tương đối.
- Ngôn ngữ lập trình chuẩn IEC 61131-3 : Ladder Diagram, Function Block, Structured Text.
- Độ dài của một chương trình trên Micro 850 có thể lên tới 20Kbytes.
PLC Micro 850 (2080-LC50-48QWB) kế thừa đầy đủ các tính năng của dòng Micro 800, được thiết kế nhỏ gọn và chắc chắn với độ bền cao cùng độ ổn định lớn, phù hợp cho các ứng dụng điều khiển nhúng và tự động hóa tiết kiệm không gian Với giá thành cạnh tranh, dòng PLC Micro 850 mang lại giải pháp tiết kiệm chi phí cho hệ thống automation Điểm nổi bật là đi kèm phần mềm lập trình miễn phí Connected Components Workbench (CCW), hỗ trợ cấu hình và lập trình dễ dàng cho người dùng Tóm lại, Micro 850 kết hợp hiệu suất ổn định và chi phí hợp lý, trở thành lựa chọn tối ưu cho các dự án yêu cầu kích thước nhỏ, độ tin cậy cao và tích hợp phần mềm miễn phí tiện dụng.
Hình 1.1 : PLC Micro 850 (2080 - LC50 - 48QWB)
Thông số kĩ thuật
- Nguồn cung cấp là nguồn một chiều 24 (VDC).
- Số lượng I/O vào ra: 48 (28 Inputs, 20 Outputs).
+ Trong trường hợp cần thiết có thể mở rộng lên tới 132 I/O thông qua 4 mô-đun mở rộng, có thể hỗ trợ kết nối thêm 5 mô-đun Plug-in.
- Đọc xung tốc độ cao: 6 HSC đếm xung 100kHz.
- Cổng Giao tiếp: USB 2.0, RS232/RS485, RJ-45 EtherNet/IP.
- Số Module có thể mở rộng : 4
Hình 1.2 : Cấu trúc tổng quan phần cứng
Bảng 1.1 Mô tả điều khiển PLC Micro 850
1 Khối chỉ trạng thái 9 Nắp khe cắm mở rộng I/O.
2 Khe cắm khối nguồn 10 Chốt gắn.
3 Chốt gắn Plug-in 11 Công tắc chọn chế độ.
4 Lỗ vít Plug-in 12 Cổng kết nối USB loại B.
5 Cổng kết nối Plug-in đọc xung tốc độ cao 13 Cổng kết nối RS232 và
6 Khối I/O có thể tháo rời 14 Cổng kết nối RJ-45
Ethernet/IP (Có LED màu vàng và màu xanh lá cây).
7 Phần bìa bên trái 15 Nguồn cấp
Bảng 1.2 Mô tả trạng thái của PLC Micro 850
Mô tả STT Mô tả
16 Trạng thái ngõ vào (Inputs) 21 Đèn báo sự cố
17 Trạng thái Module 22 Tình trạng Force
18 Trạng thái mạng 23 Trạng thái truyền thông
19 Trạng thái nguồn 24 Trạng thái ngõ ra (Outputs)
Giao thức hỗ trợ truyền thông, bộ đếm HSC và cổng I/O
Micro 850 supports a comprehensive set of communication protocols to enable flexible, industrial-grade data exchange Key options include Modbus RTU Master and Slave, Modbus TCP Client/Server, CIP Serial Client/Server (RS232), and CIP Symbolic Client/Server, along with ASCII for simple text-based communication Additional networking capability comes from CIP Client Messaging and Sockets-based Clients/Server for TCP and UDP, giving you versatile connectivity across devices and networks.
PLC Micro 850 tích hợp 6 bộ đếm xung tốc độ cao (HSC) gồm HSC0, HSC1, HSC2, HSC3, HSC4 và HSC5, cho phép đếm nhanh và chính xác cho các ứng dụng điều khiển Trong hệ thống này, ba bộ đếm chính là HSC0, HSC2 và HSC4, còn ba bộ đếm phụ là HSC1, HSC3 và HSC5 để phục vụ cho các chức năng hỗ trợ và mở rộng.
Bảng 1.3 Mô tả các Inputs được sử dụng cho HSC
High Speed Counter Inputs sử dụng
- Sơ đồ chi tiết các chân vào ra của Micro 850 (2080-LC50-48QWB)
Thêm Module vào ra tương tự cho Micro 850
- Micro 850 không có sẵn các I/O tương tự do đó ta phải gắn thêm các module vào ra tương tự
2085-IF4 và 2085-IF8 là hai loại module đầu vào tương tự dành cho Micro 850 2085-IF4 cung cấp 4 kênh đầu vào, cho phép nhận tín hiệu điện áp ở dải 0-10V hoặc -10 đến +10V hoặc tín hiệu dòng điện ở dải 0-20mA, 4-20mA Tuy nhiên, 2085-IF8 là phiên bản có số kênh nhiều hơn (thường là 8 kênh đầu vào) và cũng hỗ trợ các loại tín hiệu tương tự như 2085-IF4.
8 kênh đầu vào với cấu hình dạng tín hiệu vào có thể là tín hiệu điện áp trong dải từ 0-10V, -10-10V hoặc tín hiệu dòng điện trong dải 0-20mA, 4-20mA.
2085-OF4 là module I/O analog dành cho PLC Micro 850, hỗ trợ 4 kênh đầu vào và cho phép cấu hình tín hiệu vào ở dạng điện áp 0-10 V hoặc -10 đến +10 V, hoặc tín hiệu dòng 0-20 mA hoặc 4-20 mA.
Hình 2.4 Sơ đồ chi tiết của 2085-IF8
Hình 1.5 Sơ đồ chi tiết của 2085-OF4 và 2085- IF4
Hình 1.6 Ghép các module vào ra tương tự với PLC.
Tìm hiều về phần mềm Connected Components Workbench
Giới thiệu chung
Connected Components Workbench là phần mềm thiết kế và cấu hình chương trình điều khiển, đồng thời tích hợp với trình biên tập HMI để tối ưu hóa quy trình vận hành hệ thống tự động hóa Được phát triển từ sự hợp tác giữa Rockwell Automation và Microsoft dựa trên nền tảng Visual Studio và tuân thủ chuẩn IEC 61131-3, CCW mang lại môi trường lập trình thống nhất, linh hoạt và dễ tích hợp Phần mềm giúp rút ngắn thời gian cài đặt ban đầu cho hệ thống và giảm chi phí cho người dùng, đem lại hiệu quả vận hành cao hơn cho các giải pháp tự động hóa.
Connected Components Workbench (CCW) is a completely free software platform that enables configuration and programming for Micro 800 PLCs, PowerFlex drives, and PanelView HMI panels, providing an integrated solution for designing, commissioning, and maintaining industrial automation systems.
- Cung cấp nguồn tài liệu, demo, video giúp giảm thời gian cài đặt, học cách sử dụng.
- Hỗ trợ nhiều ngôn ngữ phổ biến.
Ưu điểm và tính năng
- Cài đặt dễ dàng và và được cung cấp miễn phí.
- Dễ dàng để cấu hình: Phần mềm Connected Components Workbench làm giảm thời gian ban đầu để thiết lập điều khiển
Lập trình tiện lợi cho phép người dùng định nghĩa các khối chức năng, giúp tăng tốc độ thiết lập hệ thống và đẩy nhanh quá trình triển khai Các terminal blocks có thể di chuyển và mở rộng một cách linh hoạt, cho phép tùy chỉnh cấu hình nhanh chóng và mở rộng hệ thống khi cần thiết.
- Tiện lợi cho cài đặt và bảo trì.
- Dễ dàng để hình dung: Sử dụng các Tag cấu hình và màn hình thiết kế trực quan tạo sự tiện lợi cho điều khiển. b) Tính năng.
- Là công cụ sử dụng cấu hình và lập trình cho các thiết bị kết nối.
- Hỗ trợ một loạt các tùy chọn liên kết và nối mạng.
- Cho phép người tạo và triển khai các khối chức năng theo định nghĩa.
- Cung cấp các lựa chọn của các ngôn ngữ lập trình.
- Dễ dàng lưu, khôi phục và xem lịch sử sửa đổi của một dự án, lưu bản sửa đổi của dự án trong cùng một thư mục dự án.
Tính năng cho phép đặt mật khẩu bảo vệ trên các chương trình, nhằm kiểm soát quyền truy cập và tăng cường bảo mật hệ thống Tính năng này cũng áp dụng cho các khối chức năng do người dùng định nghĩa và các khối chức năng sẵn có của chương trình, đảm bảo an toàn cho toàn bộ môi trường làm việc.
Thao tác trên Connected Compenents Workbench
- Cũng như các phần mềm thông dụng khác, Connected Compenents
Workbench được khởi động bằng cách double click vào biểu tượng của phần mềm trên màn hình hoặc từ thư mục cài đặt phần mềm.
Sau khi khởi động, cửa sổ làm việc của phần mềm Connected Compenents Workbench sẽ xuất hiện như hình dưới đây :
Hình 1.3: Giao diện làm việc của phần mềm CCW
Để làm việc với dự án, sử dụng các công cụ trên Toolbar để tạo dự án mới hoặc mở một dự án đã được tạo trước đó Để tạo dự án mới, chọn File và New… (Ctrl+N hoặc nhấp chuột chọn Create New Project); tại mục Name, đặt tên cho dự án và chọn Create để hoàn tất khởi tạo.
Hình 1.4: Tạo một dự án mới trên phần mềm
- Thêm PLC Micro 850 vào dự án mới vừa tạo như sau : Vào mục
“Catalog” tiếp đến chọn mục “Controllers” và chọn “Micro 850”, chọn 1 module bất kì và phiên bản của nó cuối cùng ấn “Select” và “ Add To Project”.
Để thêm bộ điều khiển PLC Micro 850 vào dự án và mở cửa sổ viết chương trình điều khiển, hãy nhấp chuột phải vào mục Program, chọn Add và tiếp tục chọn New LD (Ladder Diagram) để tạo sơ đồ Ladder cho PLC Micro 850.
Hình 1.6: Tạo chương trình Ladder
Ở đây, chương trình điều khiển mặc định có tên Prog1 Để đổi tên chương trình, nhấp chuột vào Prog1, gõ tên mới và nhấn Enter Tiếp theo, nhấp đúp vào tên chương trình để mở cửa sổ soạn thảo.
Hình 1.7: Thay đổi tên chương trình và mở của sổ trình soạn thảo
- Sau khi hoàn tất chương trình, tiến hành kiểm tra lỗi và download chương trình vào các thiết bị
Trong quá trình tải xuống, phần mềm sẽ tự động kiểm tra lỗi để đảm bảo quá trình tải xuống diễn ra suôn sẻ Nếu phát hiện lỗi, chương trình sẽ hiển thị thông báo và việc tải xuống sẽ dừng lại Người dùng cần xác định nguyên nhân, khắc phục sự cố và thử tải lại để hoàn tất quá trình.
- Download chương trình vào Micro850: Trong cửa sổ lập trình, click phải chuột vào Micro850 chọn Download.
Hình 1.8: Dowload chương trình điều khiển xuống PLC
- Tiếp theo, chọn Dowload with project Values :
Hình 1.9: Dowload with project Values
- Download chương trình vào PanelView 800: Trong cửa sổ lập trình, click phải chuột vào tên chương trình và chọn Download.
Hình 1.10: Dowload chương trình xuống HMI PannelView 800
- Tiếp theo, chọn AB_ETHIP-1, Ethernet và chọn IP của HMI là xong.
Hình 3.11: Chọn IP của HMI
Nhận xét chung: Ta có thế thấy phần mềm Connected Components
Workbench là một phần mềm lập trình PLC cho việc viết mã bằng các ngôn ngữ Ladder, SFC, IL, sau đó tải chương trình xuống PLC để chạy hoặc có thể chạy trên phần mềm mô phỏng PLC.
Các lệnh cơ bản trên Connected Components Workbench
a) Dạng ngôn ngữ sử dụng trong phần mềm
Connected Components Workbench cung cấp cho người dùng 3 dạng ngôn ngữ lập trình đó là ngôn ngữ ST, LD và FBD.
Hình 1.12 : Chọn dang ngôn ngữ lập trình b) Tập lệnh cơ bản ở ngôn ngữ Ladder
Tiếp điểm thường hở NO (Normally Open) được đóng lại (ON) khi giá trị bit được gán bằng 1.
Tiếp điểm thường đóng (Normally Closed) được đóng lại (ON) khi giá trị bit được gán bằng 0.
Các tiếp điểm được nối nối tiếp sẽ tạo ra mạch logic AND.
Các tiếp điểm được nối song song sẽ tạo ra mạch logic OR.
Trong mạch điều khiển, khi có tín hiệu chạy qua cuộn dây ngõ ra, bit ngõ ra sẽ ở mức 1; ngược lại, khi không có tín hiệu, bit ngõ ra ở mức 0 Cuộn dây ngõ ra đảo, tức là trạng thái ngõ ra được đảo ngược so với tín hiệu đầu vào.
Nếu có luồng tín hiệu chạy qua cuộn dây ngõ ra đảo, bit ngõ ra được đặt về 0.
Nếu không có luồng tín hiệu chạy qua cuộn dây ngõ ra đảo, bit ngõ ra được đặt lên 1.
Các lệnh Set (đặt) và Reset (đặt lại).
Khi lệnh L được kích hoạt, giá trị dữ liệu ở địa chỉ OUT được đặt lên 1. Khi lệnh L không được kích hoạt, ngõ ra OUT không bị thay đổi.
Khi lệnh U được kích hoạt, giá trị dữ liệu ở địa chỉ OUT được đặt về 0. Khi lệnh U không được kích hoạt, ngõ ra OUT không bị thay đổi.
Các bộ định thì (Timer) trên CCW.
Bộ định thì phát ra một xung với bề rộng xung đặt trước
- Bộ tạo thời gian trễ TON
IN ngõ vào bộ định thì cho phép.
PT (Preset Time) là ngõ vào giá trị thời gian đặt trước
ET (Elapsed Time) là ngõ ra giá trị thời gian đã trôi qua.
Q ngõ ra bộ định thì khi giá trị ET bằng giá trị PT thì Q ON.
Khi tín hiệu IN ở trạng thái on, bộ TON bắt đầu đếm thời gian và tiếp tục cho đến khi tín hiệu IN bị mất; khi tín hiệu IN bị mất, TON dừng đếm và giá trị đang đếm được đưa về 0 để chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo.
Các đầu vào IN, PT và đầu ra Q, ET giống bộ TON
Ngõ ra Q của bộ định thì TOF được đặt lại về OFF sau một khoảng thời gian đặt trước ( PT)
- Bộ định thì RTO (Retentive Delay Timer On)
Hoạt động giống bộ TON, nhưng khi bộ định thời RTO đang đếm mà mất tín hiệu IN thì giá trị đếm ở ET không bị xóa về 0; điều này có nghĩa là giá trị đếm được giữ nguyên cho đến khi tín hiệu RST được kích hoạt để đặt lại bộ định thời và bắt đầu chu kỳ đếm mới.
CU (Count Up) ngõ vào đếm lên
RESET đặt lại giá trị đếm về 0.
PV (Preset count value) giá trị đếm đặt trước
CV (Current count value) giá trị đếm hiện thời
Q ngõ ra của bộ đếm khi giá trị CV bằng giá trị PV thì Q bằng 1.
Trong CTU, đếm lên 1 đơn vị khi giá trị của CU thay đổi từ 0 lên 1 Nếu CV lớn hơn hoặc bằng PV, ngõ ra Q của bộ đếm được đặt ở 1 Khi giá trị của R thay đổi từ 0 lên 1 để đặt lại, giá trị đếm hiện thời được xóa về 0.
Giản đồ định thì CTU
CD đếm xuống trong 1 lần đếm
LOAD nạp điều khiển cho giá trị đặt trước.
PV giá trị đếm đặt trước
CV giá trị đếm hiện thời
Q ngõ ra bộ định thời, Q ON khi giá trị CV nhỏ hơn hoặc bằng 0.
Trong cơ chế CTD, đếm xuống 1 đơn vị khi giá trị của CD thay đổi từ 0 lên 1 Quy tắc hoạt động: nếu CV nhỏ hơn hoặc bằng 0 thì ngõ ra Q của bộ đếm bằng 1; khi LOAD thay đổi từ 0 lên 1, PV được nạp vào bộ đếm và trở thành giá trị CV mới cho quá trình đếm.
Giản đồ định thì CTD
TÌM HIỂU VỀ BIẾN TẦN POWERFLEX 525
Định nghĩa về biến tần
Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện một chiều hoặc dòng điện xoay chiều thành dòng điện xoay chiều có tần số và điện áp có thể điều chỉnh được Đơn giản nhất, biến tần là một loại thiết bị điện tử dùng để điều khiển tốc độ quay của động cơ không đồng bộ ba pha thông qua việc thay đổi tần số của dòng điện.
Hình 2.1: Hình ảnh về biến tần.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến tần
1 Mạch Chỉnh lưu: chuyển đổi AC thành DC, sử dụng bộ phận bán dẫn được biết đến với tên gọi Diot.
2 Tụ điện nắn phẳng: Hoạt động để nắn phẳng điện áp DC đã được chuyển đổi qua mạch chỉnh lưu.
3 Mạch Nghịch lưu: Được sử dụng để xuất ra điện áp AC từ điện áp
DC Thiết bị được gọi là bộ nghịch lưu này khác với bộ chỉnh lưu về tên gọi và chức năng Được sử dụng đẻ cấp điện áp/tần số biến thiên được tạo ra cho động cơ Sử dụng các bộ phận đóng cắt bán dẫn (IGBT và bộ phận tương tự) có thể bật và tắt.
4 Mạch điều khiển: Kiểm soát điều khiển, cài đặt máy biến tần.
Hình 2.2: Sơ đồ mạch điện của biến tần
Nguyên lý hoạt động của biến tần:
Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn điện một chiều phẳng và ổn định Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và các tụ điện, nhằm biến đổi và làm phẳng điện áp đầu vào để tạo ra DC cho các mạch tiếp theo.
Ở đầu nguồn, điện áp một chiều được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng Quá trình này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM.
Trong hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha, đầu ra có thể thay đổi liên tục biên độ và tần số tùy theo bộ điều khiển Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp – tần số (V/f) được giữ ở mức cố định, giúp điều khiển và tối ưu hóa hiệu suất vận hành nguồn cấp điện.
Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao nhờ sử dụng các linh kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại, giúp tối ưu hóa hiệu quả năng lượng và tăng độ tin cậy cho hệ thống Việc áp dụng công nghệ bán dẫn tiên tiến cho các thành phần cốt lõi của biến tần giảm thiểu tổn thất năng lượng ở mọi mức tải và nâng cao hiệu suất vận hành.
Hình 2.3: Biến đổi điện áp/tần số qua biến tần
Biến tần mang lại nhiều lợi ích nổi bật như dễ dàng điều chỉnh tốc độ động cơ, đảo chiều quay và khởi động mềm, giúp giảm tổn thất và tiêu hao năng lượng trong quá trình khởi động Bởi vậy, biến tần được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để điều khiển các loại động cơ, tối ưu hiệu suất vận hành và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Phân loại biến tần
Biến tần có nhiều loại khác nhau, và khi phân loại theo nguồn điện đầu vào ta có hai loại cơ bản: biến tần dành cho động cơ 1 pha và biến tần dành cho động cơ 3 pha Việc xác định đúng loại biến tần dựa trên nguồn điện đầu vào giúp tối ưu hiệu suất vận hành và phù hợp với công suất của động cơ, đồng thời đảm bảo sự ổn định trong quá trình điều khiển.
Hình 2.4: Biến tần 1 pha và biến tần 3 pha
Trước đây, khi lý thuyết điều khiển chưa phát triển, biến tần cho động cơ 1 pha là lựa chọn phổ biến Hiện nay, nhờ sự phát triển vượt bậc của lý thuyết điều khiển, biến tần cho động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả điều khiển tốt hơn so với biến tần 1 pha.
Biến tần PowerFlex 525 của hãng Allen-Bradley
Giới thiệu qua thì đây là một dòng biến tần phổ biến được phát triển bởi hãng Allen-Bradley.
Thông số kĩ thuật như sau :
+ Input : 1 phase, điện áp 200-240 VAC, tần số từ 47-63 Hz.
+ Output : 3 phase, dải tần số có thể điều chỉnh từ 0-600 Hz.
+ Dòng điện ngắn mạch : 100kA.
+ Tích hợp sẵn cổng giao tiếp truyền thông Ethernet/IP.
+ Dải nhiệt độ hoạt động từ -20-70℃ với quạt tản nhiệt.
Gồm có 2 modul : + Module điều khiển
Module điều khiển dùng để cài đặt thông số của biến tần và theo dõi thông số của động cơ như tốc độ quay.
Module điều khiển tích hợp đầy đủ các nút ấn để cài đặt và chỉnh tham số, màn hình hiển thị tham số giúp quan sát trạng thái vận hành, núm vặn điều chỉnh tốc độ cho phép vận hành linh hoạt, đèn LED báo trạng thái biến tần cho biết hệ thống đang hoạt động bình thường hay gặp lỗi, và các I/O vào/ra phục vụ kết nối và truyền nhận tín hiệu trong hệ thống Bên cạnh đó, module còn hỗ trợ các cổng kết nối truyền thông như Ethernet/IP và DSI, giúp giao tiếp và tích hợp dễ dàng với các thiết bị khác trong mạng công nghiệp.
Hình 2.6: Module điều khiển của biến tần
Module công suất gồm các mạch chỉnh lưu, mạch lọc và mạch nghịch lưu.
Hình 2.7: Module công suất của biến tần Đặc biệt, hai module này có thể tháo rời và ghép lại với nhau khi cần.
Hình 2.8: Tháo rời hoặc ghép nối module điều khiển và module công suất
Vị trí đấu nối dây động lực trong module công suất
Bảng 2.1 Vị trí đấu nối các dây trong module công suất
Vị trí đấu nối tín hiệu điều khiển cho PowerFlex 525.
Hình 2.9: Sơ đồ các chân vào/ra
Bảng 2.2 Mô tả các tín hiệu I/O trên module điều khiển
R/L1, S/L2 Ngõ vào kết nối cấp điện 1 pha
R/L1, S/L2, T/L3 Vị trí kết nối nguồn 3 pha
U/T1, V/T2, W3 Vị trí kết nối đến động cơ
BR+, BR- Vị trí kết nối điện trở xả
Số Tín hiệu Mặc định Miểu tả Thông số cấu hình
1 Relay 1 N.O Lỗi Tiếp điểm thường mở cho ngõ ra relay t076
2 Relay 1 common Chân chung cho ngõ ra relay1
5 Relay 2 common Động cơ chạy Chân chung cho ngõ ra relay2 t081
6 Relay 2 N.C Tiếp điểm thường đóng cho ngõ ra relay
01 Stop Dừng tự do Tín hiệu dừng tự do ở tất cả các chế độ điều khiển P045
Tín hiệu khởi động động cơ/chạy thuận( chế độ 2 dây)/ hoặc tín hiệu Input
Chạy nghịch Tín hiệu chọn chiều động cơ (chế độ 3- dây)/ chạy thuận (chế độ 2- dây)/ hoặc tín hiệu Input
04 Digital common Chân chung cho các I/O số
TermBlk 05 Tần số cài đặt Tín hiệu Input T065
TermBlk 05 Tần số cài đặt Thiết lập qua thông số t066( digln termblk 06 ) Dòng tiêu thụ là 6mA.
1 C1 Được gắn với cổng RJ-45
Có hai ngõ vào an toàn là Safety 1 và Safety 2, mỗi ngõ vào có dòng tiêu thụ 6 mA Nguồn cấp 24V cho mạch an toàn được cấp từ biến tần qua chân 11 (+24V), cấp nguồn cho các ngõ vào số Dòng tối đa ngõ ra là 100 mA.
12 +10V DC Tham chiếu đến chân chung tín hiệu tương tự Điện áp 0-10V
Dòng điện ngõ ra lớn nhất là 15mA.
14 Analog common Chân chung tín hiệu tương tự
Active Ngõ vào 4-20mA Trở kháng nội
Output 0 10VDC Các đầu ra tương tự mặc định là
0-10V Để đổi thành ngõ ra analog 4-20mA, thay đổi vị trí Jumper và thiết lập qua thông số t088 t088, t089
Chuẩn bị trước khi khởi động biến tần
Các nhiệm vụ trước khi khởi động biến tần:
+ Ngắt kết nối và khóa nguồn điện đến máy
+ Kiểm tra rằng nguồn điện cấp phù hợp với biến tần
+ Nếu thay đổi một biến tần, kiểm tra mã hãng với biến tần hiện tại Kiểm tra lại tất cả các cài đặt trên biến tần.
+ Kiểm tra lại các kết nối I/O.
+ Kiểm tra và đảm bảo tất cả các kết nối đầu vào/ra đã được kết nối đúng với thiết bị.
+ Ghi nhận lại thông tin motor, thiết bị hồi tiếp Kiểm tra các kết nối tới động cơ
+ Kiểm tra điện áp đầu vào cho biến tần.
+ Cấu hình các thông số cơ bản liên quan đến động cơ
+ Hoàn thành các thủ tục cân chỉnh tự động (autotune ) cho biến tần.
Bạn có thể khôi phục thiết lập từ bản sao lưu qua cổng USB khi thay thế biến tần mới; hoặc có thể cấu hình biến tần qua các nút trên module điều khiển, hoặc sử dụng phần mềm Connected Components Workbench để cấu hình qua cổng Ethernet/IP.
Giới thiệu màn hình hiển thị và tổng quan các nhóm thông số.
Hình 2.10: Màn hình hiển thị của PowerFlex 525
Bảng 2.3 Các nhóm thông số trên PowerFlex 525
Bảng 2.4: Trạng thái Module qua các đèn báo
ENET Off Không có kết nối Ethernet
Steady Biến tần đã được kết nối và đang được điều khiển
Miêu tả các nhóm thông số b Các hiển thị cơ bản ( Basic )
Hiển thị các trạng thái của biến tần.
P Cấu hình ( Programming ) cơ bản t Cấu hình các terminal I/O trên module điều khiển
C Cấu hình truyền thông ( Communication ) của biến tần
L Logic lập trình hoạt động biến tần d Hiển thị nâng cao ( Display )
A Cấu hình nâng cao (Advanced )
N Cấu hình mạng (Network ) khi sử dụng các card mạng mở rộng
M Các thay đổi ( Modified ) so với cài đặt mặc định f Lỗi (Fault ) và chuẩn đoán
GC Chức năng của một số nhóm thông số tùy chỉnh cho từng ứng dụng thông qua Ethernet Flashing Biến tần đã được kết nối nhưng không điều khiển
Ethernet LINK Off Không có kết nối đến mạng truyền thông
Trạng thái kết nối mạng được mô tả bằng hai trạng thái đèn: Steady nghĩa là thiết bị đã kết nối vào mạng nhưng chưa trao đổi dữ liệu; Flashing nghĩa là thiết bị đã kết nối và đang trao đổi dữ liệu Đèn báo trạng thái mô tả rõ ràng các tình trạng này để người dùng nhận biết nhanh chóng và điều chỉnh hoạt động mạng khi cần.
RED Chỉ ra biến tần đang bị lỗi
Bảng 2.5: Thao tác cơ bản bằng nút ấn
Nút ấn Tên Mô tả
Lên/Xuống Di chuyển giữa các thông số hoặc nhóm thông số
Thoát Trở về một bước trong Menu cài đặt
Hủy bỏ thay đổi giá trị của 1 thông số và thoát khỏi chế độ cài đặt
Select Tiến thêm một bước trong Menu cài đặt.
Chọn một chữ số khi xem giá trị tham số.
Enter Tiến thêm một bước trong thiết lập Menu.
Lưu thay đổi giá trị của một thông số. Đổi chiều quay Được cài đặt bởi các thông số P046, P048 và P050( nguồn khởi động x ) và A544( tắt tính năng chạy ngược )
Khởi động Được sử dụng để khởi động biến tần Được cài đặt bởi các thông số P046, P048 và P050( Start source x )
Dừng Được sử dụng để dừng biến tần hoặc để xóa lỗi Được cài đặt bởi tham số P045( Stop Mode )
Biến trở Được sử dụng để thay đổi tốc độ của biến tần
Bảng 2.6 Các thông số cần cấu hình cho biến tần
Thông số Miêu tả Giá trị
P031( Motor NP Volts ) Điện áp danh định của Motor
P032( Motor NP Hertz ) Tần số danh định của Motor
P033(Motor OL Dòng điện định mức của Motor
P034( Motor NP FLA ) Dòng điện quá tải của Motor
P035( Motor NP Poles ) Số cặp cực của Motor
P036( Motor NP RPM ) Tốc độ định mức của Motor
Công suất định mức của Motor
Lựa chọn chế độ điều khiển cho Motor
P040( Autotune ) Cho phép Motor ở chế độ chuyển động hoặc quay P041( Accel Time 1) Thời gian tăng tốc cho Motor
P042( Decel Time 1 ) Thời gian giảm tốc cho Motor
P043( Minimun Freg ) Thiết lập tần số thấp nhất cho ngõ ra biến tần
P044( Maximum Freg ) Thiết lập tần số cao nhất cho ngõ ra biến tần P046( Start Source ), p048, p050
Nguồn điều khiển cho biến tần có thể được chọn và thiết lập từ nhiều nguồn khác nhau, mang lại sự linh hoạt cho hệ thống điều khiển: có thể dùng PLC, nút ấn trên biến tần, hoặc nút ấn đặt ở bên ngoài.
Lựa chọn lệnh điều khiển tần số
Sel ) Cho phép/vô hiệu hóa hãm điện trở xả bên ngoài và chọn mức độ bảo vệ điện trở
Thiết lập tần số ngõ ra biến tần khi được chọn( điều khiển nhiều cấp tốc độ khác nhau cho ngõ ra biến tần )
….T068 Lựa chọn chức năng cho ngõ vào số được sử dụng( kết nối với nút nhấn từ bên ngoài )
Thêm biến tần PowerFlex 525 vào dự án trên phần mềm ConnectedCompenents Workbench :
Hình 2.10: Thêm PowerFlex 525 vào dự án trên CCW.
TÌM HIỂU VỀ HMI PANNELVIEW 800
Định nghĩa về HMI
HMI, viết tắt của Human-Machine Interface, hay còn gọi là Giao diện giữa người và máy, là một hệ thống cho phép hiển thị thông tin và điều khiển thiết bị Mục đích của HMI là giúp người vận hành dễ dàng kiểm soát các thiết bị và máy móc, nâng cao hiệu suất làm việc và giảm sai sót trong vận hành Ngoài chức năng hiển thị, HMI còn là một loại màn hình có khả năng giao tiếp với các bộ điều khiển, cho phép trao đổi dữ liệu và điều khiển từ xa hoặc tại chỗ.
Phân loại
3.2.1 Theo mức độ thông minh a) HMI truyền thống
HMI truyền thống gồm các thiết bị nhập thông tin như công tắc chuyển mạch và nút bấm, và các thiết bị xuất thông tin như đèn báo, còi, đồng hồ đo, cũng như các bộ tự ghi dùng giấy; nhược điểm của HMI truyền thống là thông tin không đầy đủ và không chính xác, khả năng lưu trữ hạn chế, độ tin cậy và ổn định thấp, và khi làm việc với hệ thống lớn thì việc phát triển và mở rộng gặp phải sự phức tạp HMI hiện đại cung cấp giải pháp số với khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu hiệu quả, tăng cường độ tin cậy và tính ổn định, đồng thời dễ dàng mở rộng cho các hệ thống công nghiệp quy mô lớn.
HMI hiện đại chia làm 2 loại chính: HMI trên nền PC và
Trong lĩnh vực SCADA và HMI trên nền nhúng, các hệ thống Windows/MAC hỗ trợ Citect và các HMI chuyên dụng chạy trên Windows CE 6.0, đáp ứng yêu cầu hiệu suất và độ ổn định cho các ứng dụng công nghiệp Bên cạnh đó, còn có các biến thể HMI di động như MobileHMI chạy trên Palm và PocketPC, mở rộng khả năng giám sát và điều khiển từ xa.
- Các ưu điểm của HMI hiện đại:
+ Tính đầy đủ kịp thời và chính xác của thông tin.
+ Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ xung những thông tin cần thiết.
+ Tính đơn giản của hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành và sửa chữa.
+ Tính “Mở” : có khả năng kết nối mạnh, kết nối với nhiều loại thiết bị và
+ Khả năng lưu trữ cao.
- Theo kiểu màn hình: Màn hình cảm ứng HMI và màn hình HMI không cảm ứng( TFT, LCD, Touch,… ).
- Theo kích thước: 3.5 inch, 4 inch, 7 inch, 10 inch, 12 inch, 15 inch,…
- Theo dung lượng bộ nhớ : 288KB, 1M, 2M, 10M,…
- Theo cổng truyền thông: USB, RS232/422/485, Ethernet, CANbus,…
- Theo giao thức truyền thông: MODBUS, MQTT, Ethernet/IP, CANopen, SNMP, FTP, BACnet, M-bus, VNC, GSM( SMS, GPRS ), KNX,…
- Theo tính năng nâng cao: SCADA, Cloud, Web Server, SQL, Email &SMS, Remote, 3G/4G/Wifi,…
Cấu tạo của HMI
Dựa theo cách phân loại HMI phía trên, tựa chung chúng ta có thể thấy được HMI gồm 3 phần chính:
- Phần cứng: màn hình, chíp, nút ấn, thẻ nhớ và các cổng kết nối.
- Phần mềm: viết chương trình, cấu hình phần cứng, thiết lập truyền thông và thiết kế giao diện HMI.
Truyền thông trong hệ thống công nghiệp và thiết bị số được xây dựng dựa trên tập hợp các cổng kết nối và giao thức truyền thông đa dạng Các chuẩn phổ biến như USB, RS-232/422/485, Ethernet, CANbus và các giao thức công nghiệp MODBUS, MQTT, Ethernet/IP, CANopen, SNMP cho phép kết nối và trao đổi dữ liệu giữa nhiều thiết bị một cách linh hoạt và an toàn Bên cạnh đó, các tính năng nâng cao và khả năng mở rộng của hệ thống truyền thông đảm bảo tối ưu hóa hiệu suất, bảo mật và dễ dàng tích hợp vào mạng hiện có, đáp ứng yêu cầu về tốc độ truyền dữ liệu, độ tin cậy và quản lý mạng từ xa.
Ứng dụng
- Công nghiệp sản xuất, chế tạo máy, nâng cấp hệ thống và máy móc tự động.
- Sản xuất, nâng cấp các dây chuyền tự động hóa công nghiệp.
- Tự động hóa tòa nhà, điều khiển, quản lý, giám sát BMS, HAVC, BTS,…
- Công nghệ điều khiển bơm công nghiệp, xử lý nước, nước thải.
- Quản lý, giám sát năng lượng điện, dầu, khí, gas,…
- Trường đại học, trung tâm đào tạo, dạy nghề.
- Nhà thông minh( Smart home ).
- Quan trắc môi trường: hiển thị, theo dõi, thu thập dữ liệu và giám sát từ xa.
Quy trình ứng dụng của HMI
- Kích thước màn hình: Dựa trên mật độ hiển thị các dữ liệu, thông số, đồ thị, đồ họa,…trên một trang HMI.
- Có phím vật lý hay không( và bao nhiêu phím ): dựa trên nhu cầu điều khiển, môi trường sử dụng thiết bị.
Để tối ưu khả năng kết nối, hãy lựa chọn cổng kết nối dựa trên nhu cầu sử dụng và tính tương thích với các thiết bị như máy in, đầu đọc mã vạch và các thiết bị ngoại vi khác; các lựa chọn phổ biến như USB, Ethernet, serial và Bluetooth mang lại mức độ linh hoạt cao cho hệ thống, cho phép truyền dữ liệu nhanh chóng và ổn định; việc xác định loại cổng phù hợp giúp giảm thiểu sự cố kết nối, tăng khả năng mở rộng và tối ưu chi phí đầu tư cho các thiết bị phụ trợ.
- Cấu hình phần cứng: Kết nối HMI với các thiết bị điều khiển khác( PLC ) và thiết lập chuẩn truyền thông.
- Thiết kế giao diện đồ họa các trang hiển thị trên HMI.
- Gắn các giá trị ( Tag ) cho đối tượng.
- Mô phỏng, chạy thử và sửa lỗi.
- Lắp đặt HMI vào hệ thống thực và vận hành.
HMI là thuật ngữ quen thuộc trong giới kỹ thuật, đặc biệt ở các lĩnh vực điều khiển và tự động hóa thông minh Khi đề cập đến HMI, người ta thường hình dung nó như một loại màn hình hiển thị có khả năng giao tiếp với các bộ điều khiển, cho phép người vận hành giám sát và điều khiển hệ thống một cách trực quan Nhờ sự giao tiếp này, HMI giúp vận hành hiệu quả hơn trong các hệ thống điều khiển phức tạp và nâng cao hiệu suất làm việc của toàn bộ hệ thống.
Tìm hiểu về HMI PannelView 800 của hãng Allen-Bradley
- Là một dòng HMI của hãng Allen-Bradley sản xuất.
Đây là dòng HMI dùng để giám sát và điều khiển các thiết bị gắn trên các dòng PLC của hãng như Micro 800 và ControlLogix 5570 trên mạng Ethernet/IP Người vận hành tương tác với hệ thống điều khiển thông qua màn hình HMI này, cho phép theo dõi trạng thái thiết bị và thực hiện các thao tác điều khiển cần thiết.
Các tính năng của HMI PannelView 800:
- Cho phép kết nối với một bộ điều khiển, tối đa 100 màn hình và lên tới
- Phần mềm Factory Talk View Machine Edition cung cấp một môi trường để tạo ứng dụng trên HMI.
- Có nhiều loại kích thước màn hình khác nhau như: 4 inch, 6 inch, 7 inch,
9 inch, 10 inch, 12 inch và 15 inch.
3.6.2 Cấu trúc phần cứng của HMI PannelView 800 (2711R-T7T).
Hình 3.2: Cấu trúc phần cứng của 2711R-T7T
Bảng 3.1 Mô tả cấu trúc phần cứng
- Phần mềm Connected Compenents Workbench hỗ trợ chức năng thiết kế giao diện làm việc cho HMI PannelView 800 bằng các công cụ bên trong toolbox.
- Thêm HMI PannelView 800 vào dự án trên phần mềm Connected Compenents Workbench như hình dưới:
Hình 3.3: Thêm PannelView 800 vào dự án trên CCW
- Tùy chọn dạng màn hình hiển thị của HMI theo chiều ngang hay chiều
Thứ tự Chức năng Thứ tự Chức năng
1 LED trạng thái nguồn 7 PIN đồng hồ thời gian thực có thể thay thế
2 Màn hình cảm ứng 8 Cổng USB máy chủ
3 Gắn các khe căm 9 Chỉ báo trạng thái
4 Cổng RS422 và RS485 10 Khe căm thẻ nhớ SD
5 Cổng RS232 11 Đầu vào cấp nguôn 24 VDC
6 Cổng Ethernet 10/100 Mb 12 Cổng USB thiết bị
Hình 3.4: Chọn dạng màn hình hiển thị của HMI
Khi thiết kế giao diện cho HMI PanelView 800, cần khai báo địa chỉ IP của HMI tại mục Address Trong phần mềm Connected Components Workbench, địa chỉ IP này phải trùng với địa chỉ IP của PLC đã được cấu hình trước đó Ví dụ, nếu PLC có địa chỉ IP 192.168.1.95, thì PanelView 800 cũng được khai báo với địa chỉ IP 192.168.1.95.
Hình 3.5: Cài đặt địa chỉ IP cho HMI trên CCW
Trong mạng Ethernet/IP, các thiết bị được kết nối với nhau qua một Switch và để phân biệt từng thiết bị với các thiết bị khác, mỗi thiết bị được cấp một địa chỉ IP duy nhất thuộc cùng một lớp mạng.
Hình 3.6: Các thiết bị kết nối với nhau qua Switch Đặt địa chỉ IP bằng cách thao tác trực tiếp trên màn hình cảm ứng củaPannelView 800.
Hình 3.7: Màn hình Main của PannelView 7
Tại giao diện Main của PannelView 800, chọn communication:
Hình 3.8: Giao diện Communication của HMI
Chọn Set Static IP Address:
Hình 3.9: Cài đặt địa chỉ IP bằng màn hình HMI
Tại IP Address nhập địa chỉ IP tĩnh của thiết bị.
- PannelView 800 còn cung cấp 1 chức năng đó là thiết lập mật khẩu cho ứng dụng để tăng độ bảo mật
Hình 3.10: Cài đặt mật khẩu cho HMI trên CCW
HMI PanelView 800 cho phép chuyển đổi chế độ giao tiếp giữa HMI và PLC sang PLC khác một cách dễ dàng bằng cách dừng ứng dụng đang chạy trên PLC đầu tiên và sau đó thiết lập địa chỉ IP trên HMI thành địa chỉ IP của PLC thứ hai.
Thiết lập địa chỉ IP mới trên PannelView 800:
Hình 3.11: Thiết lập IP của PLC thứ 2 cho HMI
Cài đặt thời gian delay để chuyển tiếp giữa HMI với 2 PLC và cuối cùng là chạy ứng dụng.
Hình 3.12: Cài đặt thời gian delay
- PannelView 800 hỗ trợ người dùng truyền File dữ liệu từ thiết bị HMI qua máy tính đang kết nối với nó bằng giao thức truyền thông (Transfer Protocol).
+ Cấp quyền cho phép truy cập nội dung từ các File trên PannelView 800:
Hình 3.13: Cài đặt FTP trên HMI
+ Trên màn hình FTP Settings của PannelView 800 ta kích hoạt trạng thái FTP để bắt đầu truyền File:
Hình 3.14: Kích hoạt trạng thái FTP
+ Trên máy tính đang kết nối với PannelView 800, nhập “ftp://_địa chỉ IP của PV800”
+ Sau đó trên máy tính sẽ hiện ra các file trong PannelView 800.
Hình 3.15: Các file của HMI trên PC
Chức năng quan trọng trên HMI PanelView 800 là tự động gửi thông báo qua email khi chuông báo (Alarms) được kích hoạt, thông báo có thể gửi tới nhiều người nhận cùng một lúc và người dùng có thể gửi lên HMI các hình ảnh hoặc tệp đính kèm để bổ sung cho cảnh báo, tối ưu hóa quá trình xử lý sự cố và giám sát hệ thống.
Hình 3.16: Nhập Email gửi thông báo
3.6.4 Ví dụ về giao diện giám sát và điều khiển động cơ trên
Hình 3.17: ứng dụng điều khiển động cơ
- Numeric Entry: nhập các thông số đầu vào gồm tốc độ quay, vị trí bắt đầu, vị trí kết thúc
- Numeric Display: Hiển thị thông số vị trí hiện tại của Vitme trên màn hình HMI.
- Trend: Biểu đồ thể hiện tốc độ quay phản hồi của động cơ trên màn hình HMI.
- Momentary Push Botton: Các nút ấn trên màn hình HMI, thực hiện chức năng khởi động, dừng và xóa lỗi cho biến tần PowerFlex 525.
Connected Compenents Workbench sử dụng các thẻ Tags để đánh dấu cho từng khối chức năng trên giao diện làm việc của HMI PannelView
Mỗi Tags Name có các kiểu dữ liệu Data Type và địa chỉ Address riêng, tất cả được điều khiển bởi một PLC có tên khai báo là PLC 1.
Hình 3.19: Khai báo tên PLC
Trong đồ án này, chúng em đã nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc và các thao tác cơ bản của PLC Micro 850, biến tần PowerFlex 525 và HMI PanelView 800 của Allen-Bradley; đồng thời làm quen với phần mềm Connected Components Workbench để lập trình PLC bằng các câu lệnh cơ bản Việc tích hợp PLC Micro 850, biến tần PowerFlex 525 và HMI PanelView 800 cho phép mô phỏng và vận hành hệ thống điều khiển theo chuẩn công nghiệp Tuy nhiên, do ảnh hưởng của dịch bệnh, chúng em không thể tiếp xúc với thiết bị thực tế nên đồ án còn nhiều hạn chế, như thiếu kiểm tra thực nghiệm và tối ưu hóa điều khiển.