ĐỒ án 1 tìm hiểu về PLC micro 850, biến tần powerflex 525 , HMI pannelview 800

- Dòng PLC Micro 850 2080 - LC50 - 48QWB được trang bị tất cả các tínhnăng của dòng sản phẩm PLC Micro 800, với thiết kế nhỏ gọn, chắc chắn và những ưuđiểm 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 810,

- 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.

Dòng PLC Micro 850 (2080-LC50-48QWB) được trang bị đầy đủ các tính năng của dòng Micro 800, kết hợp thiết kế nhỏ gọn và chắc chắn với độ bền cao và độ ổn định lớn; với mức giá cạnh tranh và phần mềm lập trình miễn phí Connected Components Workbench đi kèm, đây là lựa chọn tối ưu cho các hệ thống tự động hóa.

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 đêm xung 100kHz.

- Cổng Giao tiếp: USB 2.0, RS232/RS485, RJ-45 EtherNet/IP.

- Số Module có thể mở rộng : 4

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

Hình 1.2 : Cấu trúc tổng quan phần cứng Bảng 1.1 Mô tả điều khiển PLC Micro 850

STT Mô tả ST Mô tả

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 13 Cổng kết nối RS232 và xung tốc độ cao RS485.

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

STT 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

- Các giao thức hỗ trợ truyền thông cho Micro 850 là Modbus RTU Master and

Slave, CIP Serial Client/Server (RS232), CIP Symbolic Client/Server,

ASCII, ModBus TCP Client/Server, CIP Client Messaging và Sockets

- PLC Micro 850 có 6 bộ đếm xung tốc độ cao (HSC) bao gồm HSC0, HSC1,

HSC2, HSC3, HSC4, HSC5 Trong đó có 3 bộ đếm chính là HSC0, HSC2, HSC4 và 3 bộ đếm phụ HSC1, HSC3, HSC5.

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 dành cho Micro 850 có cấu hình tương tự 2085-IF4 hỗ trợ 4 kênh đầu vào, cho phép nhận tín hiệu điện áp trong dải từ 0-10V hoặc từ -10 đến +10V, hoặc tín hiệu dòng điện ở dải 0-20mA và 4-20mA Ngược lại, 2085-IF8 hỗ trợ 8 kênh đầu vào, với tín hiệu vào có thể là điện áp.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com trong dải từ 0-10V, -10-10V hoặc tín hiệu dòng điện trong dải 0-20mA, 4- 20mA.

2085-OF4 là module tương tự đầu ra dành cho Micro 850, hỗ trợ 4 kênh đầu vào với cấu hình tín hiệu có thể là tín hiệu điện áp 0-10V hoặc ±10V (tín hiệu từ -10V đến +10V) hoặc là tín hiệu dòng 0-20mA, 4-20mA Với khả năng thu thập dữ liệu từ bốn kênh cùng lúc và tương thích tốt với hệ thống PLC, 2085-OF4 mang lại sự linh hoạt cao cho các ứng dụng tự động hóa Đây là lựa chọn phù hợp cho giải pháp đo đạc và điều khiển, đảm bảo tín hiệu vào ổn định và đáp ứng nhanh với các dải tín hiệu điện áp và dòng điện đa dạng.

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 (CCW) là phần mềm thiết kế và triển khai chương trình điều khiển, cấu hình thiết bị và tích hợp với trình biên tập HMI, giúp tối ưu hóa quá trình tự động hóa CCW được phát triển trên nền tảng hợp tác giữa Rockwell Automation và Microsoft, dựa trên Visual Studio và tuân thủ chuẩn IEC 61131-3, mang lại môi trường phát triển thống nhất và tương thích với các thiết bị công nghiệp Việc sử dụng CCW giúp giảm thiểu thời gian cài đặt ban đầu cho hệ thống và giảm chi phí cho người dùng.

Connected Components Workbench (CCW) is a completely free software package that lets you configure Micro 800 PLCs, PowerFlex drives, and PanelView HMI panels, making it a versatile, all-in-one tool for building and commissioning 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 được thể hiện qua các khối chức năng do người dùng định nghĩa, giúp tăng tốc độ thiết lập hệ thống một cách nhanh chóng Terminal blocks có thể di chuyển và mở rộng, cho phép sắp xếp lại kiến trúc và mở rộng chức năng linh hoạt theo nhu cầu triển khai.

- 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.

Chức năng cho phép đặt mật khẩu bảo vệ trên các chương trình, bao gồm cả các khối chức năng do người dùng định nghĩa và các khối chức năng sẵn có của chương trình Việc bảo vệ bằng mật khẩu giúp kiểm soát truy cập, tăng cường an ninh và bảo vệ tài sản trí tuệ trong quá trình phát triển và vận hành phần mềm.

Thao tác trên Connected Compenents Workbench

Giống như các phần mềm thông dụng khác, Connected Components Workbench được khởi động bằng cách nhấp đúp vào biểu tượng của phần mềm trên màn hình hoặc từ thư mục cài đặt trên máy tính.

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

Trên Toolbar, người dùng có thể tạo dự án mới hoặc mở một dự án đã được tạo trước; để tạo dự án mới, vào File và chọn New… (hoặc nhấn Ctrl+N hoặc click Create New Project), tại mục Name hãy đặt tên cho dự án và chọn Create để hoàn tất.

Hình 1.4: Tạo một dự án mới trên phần mềm

Để thêm PLC Micro 850 vào dự án mới, mở mục Catalog, tiếp tục chọn Controllers và chọn Micro 850 Chọn một module bất kì và phiên bản của nó, cuối cùng nhấn Select và Add To Project để đưa PLC Micro 850 vào dự án.

Hình 1.5: Thêm bộ điều khiển PLC Micro 850 vào dự án

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Để mở cửa sổ viết chương trình điều khiển : click chuột phải vào Program chọn “Add”, chọn “New LD” ( Ladder Diagram ).

Hình 1.6: Tạo chương trình Ladder

Trong giao diện điều khiển, tên chương trình mặc định là Prog1 Để đổi tên chương trình, hãy nhấp chuột vào Prog1, nhập tên mới và nhấn Enter để xác nhận Tiếp đó, nhấp đúp vào tên chương trình để mở cửa sổ soạn thảo và bắt đầu chỉnh sửa chương trình.

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 và phát hiện các sự cố Nếu gặp lỗi, phần mềm sẽ thông báo lỗi và việc tải xuống sẽ không thể tiếp tục cho đến khi lỗi được khắc phục Người dùng cần kiểm tra nguyên nhân, khắc phục lỗi và thử tải lại chương trình để hoàn tất quá trình tải xuống.

- 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 : 8

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 phần mềm lập trình PLC cho phép viết chương trình bằng các ngôn ngữ Ladder, SFC và IL, sau đó tải xuống PLC để chạy thực tế hoặc tải và chạy trên phần mềm mô phỏng PLC để thử nghiệm và hiệu chỉnh.

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 hệ thống, khi có luồng tín hiệu chạy qua cuộn dây ngõ ra, bit ngõ ra được đặt ở trạng thái 1; ngược lại, nếu không có tín hiệu chạy qua cuộn dây ngõ ra, bit ngõ ra sẽ ở trạng thái 0 Cuộn dây ngõ ra đảo cho thấy đầu ra bị đảo ngược so với tín hiệu kích hoạt.

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) - Lệnh Set

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 -BộTP

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 mức on, bộ TON bắt đầu hoạt động và đếm thời gian; khi mất tín hiệu IN, bộ TON dừng lại và giá trị đang đếm được đưa về 0.

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)

Bộ định thời RTO vận hành tương tự như bộ TON, nhưng khác ở chỗ khi đang đếm và mất tín hiệu IN thì giá trị đếm trên ET không bị reset về 0 Chỉ khi tín hiệu RST được kích hoạt, bộ định thời mới được đặt lại.

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.

CTU đếm lên 1 đơn vị khi giá trị của thông số CU thay đổi từ 0 sang 1, nghĩa là tại cạnh lên của CU; ngõ ra Q của bộ đếm sẽ bằng 1 khi giá trị của thông số CV lớn hơn hoặc bằng giá trị của thông số PV, cho biết điều kiện CV ≥ PV đã được thỏa mãn; khi tín hiệu đặt lại R thay đổi từ 0 sang 1, giá trị đếm hiện thời được xóa về 0, reset bộ đếm và chuẩn bị cho chu kỳ đếm tiếp theo.

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.

CTD đếm xuống 1 đơn vị khi giá trị của thông số CD thay đổi từ 0 lên 1 Khi giá trị của thông số CV nhỏ hơn hoặc bằng 0, thông số ngõ ra của bộ đếm Q bằng 1 Nếu giá trị của thông số LOAD thay đổi từ 0 lên 1, giá trị tại thông số PV được nạp vào bộ đếm như một giá trị CV mới.

Giản đồ định thì CTD

TÌM HIỂU VỀ BIẾN TẦN POWERFLEX 525

Định nghĩa về biến tần

Biến tần là thiết bị điện tử có khả năng biến đổi nguồn điện một chiều hoặc nguồn điện xoay chiều thành dòng điện xoay chiều có tần số và điện áp đầu ra có thể điều chỉnh được Đơn giản nhất, biến tần là một thiết bị 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 một chiều phẳng ổn định Quá trình này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ lọc, nhằm cung cấp điện áp DC có biên độ ổn định và biến động tối thiểu cho các tải điện.

Điện áp một chiều được nghịch lưu thành điện áp xoay chiều ba pha đối xứng thông qua hệ thống IGBT Quá trình này được điều khiển bằng phương pháp PWM (điều chế độ rộng xung) để tạo tín hiệu ba pha có đặc tính ổn định và đối xứng.

Trong hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha, đầu ra có thể thay đổi biên độ và tần số một cách vô cấp dựa trên bộ điều khiển Với tải có mô-men không đổi, tỉ số điện áp–tần số (V/f) được giữ ở mức không đổi, đảm bảo điều khiển hiệu quả và đáp ứng động của hệ thống.

Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần ở mức rất cao nhờ sử dụng các linh kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại.

Hình 2.3: Biến đổi điện áp/tần số qua biến tần

Biến tần mang lại nhiều ưu điểm nổi bật như cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ một cách dễ dàng, đảo chiều quay động cơ khi cần thiết, khởi động mềm giúp giảm tải và giảm hao phí trong quá trình khởi động, từ đó nâng cao hiệu quả vận hành và tiết kiệm năng lượng Với những lợi ích này, biến tần hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp để điều khiển các loại động cơ, tối ưu hoá hoạt động và chi phí vận hành.

Phân loại biến tần

Biến tần có nhiều loại, và cách phân loại phổ biến theo nguồn điện đầu vào cho ta hai loại cơ bản: biến tần cho động cơ 1 pha và biến tần cho động cơ 3 pha Việc chọn loại biến tần phù hợp phụ thuộc vào hệ thống điện và yêu cầu điều khiển, với động cơ 1 pha thường dùng cho các ứng dụng nhỏ, tiết kiệm chi phí và dễ lắp đặt, trong khi biến tần cho động cơ 3 pha thích hợp cho tải nặng, vận hành ổn định và cho hiệu suất cao Để tối ưu hiệu quả, cần xem xét công suất định mức, phạm vi điều khiển tốc độ và khả năng bảo vệ quá tải của biến tần Hiểu rõ sự khác biệt giữa biến tần 1 pha và 3 pha sẽ giúp người dùng chọn đúng sản phẩm, tối ưu hiệu suất và tiết kiệm chi phí vận hành.

Hình 2.4: Biến tần 1 pha và biến tần 3 pha

Trước đây, khi lý thuyết điều khiển còn mới mẻ, biến tần cho động cơ 1 pha là lựa chọn phổ biến Với sự phát triển vượt bậc của lý thuyết điều khiển, biến tần cho động cơ 3 pha hiện nay được sử dụng rộng rãi hơn nhờ hiệu suất và khả năng điều khiển tối ưu.

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 công suất 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 được trang bị các nút nhấn để cài đặt và chỉnh định tham số, màn hình hiển thị tham số và núm vặn để điều chỉnh tốc độ Tại đây còn có LED báo trạng thái biến tần (lỗi hay hoạt động bình thường) và các I/O vào ra phục vụ điều khiển và giao tiếp Ngoài ra, hệ thống còn có các cổng kết nối truyền thông như Ethernet/IP và DSI để tích hợp linh hoạt với các hệ thống khác và truyền dữ liệu hiệu quả.

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

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

Vị trí nối đất đấu nối tín hiệu điều khiển cho PowerFlex 525. trí

Hình 2.9: Sơ đồ các chân vào/ra

Bảng 2.2 Mô tả các tín hiệu I/O trên module điều khiển

Số Tín hiệu Mặc định Miểu tả Thông số

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com cấu hình

R1 Relay 1 N.O Lỗi Tiếp điểm thường mở cho ngõ ra t076 relay

R2 Relay 1 Chân chung cho ngõ ra relay1 common R5 Relay 2 Động cơ Chân chung cho ngõ ra relay2 t081 common chạy

R6 Relay 2 N.C Tiếp điểm thường đóng cho ngõ ra relay

01 Stop Dừng tự Tín hiệu dừng tự do ở tất cả các P045 do chế độ điều khiển

02 Digln Chạy Tín hiệu khởi động động cơ/chạy P045, p046 TermBlk thuận thuận( chế độ 2 dây)/ hoặc tín P048, p050,

03 Digln Chạy Tín hiệu chọn chiều động cơ (chế T063

TermBlk nghịch độ 3- dây)/ chạy thuận (chế độ 2- 03/Start/Run dây)/ hoặc tín hiệu Input

04 Digital Chân chung cho các I/O số common (0 VDC)

05 Digln Tần số cài Tín hiệu Input T065

06 Digln Tần số cài Thiết lập qua thông số t066( digln T066

TermBlk 05 đặt termblk 06 ) Dòng tiêu thụ là

C1 C1 Được gắn với cổng RJ-45

S1 Safety 1 Ngõ vào an toàn 1 Dòng tiêu thụ là 6mA

S2 Safety 2 Ngõ vào an toàn 2 Dòng tiêu thụ là 6mA S+ Safety +24V Nguồn 24V từ biến tần cho mạch an toàn ( chân 11 ) 19

11 +24V DC Tham chiếu đến chân chung tín hiệu số Cấp nguồn cho các ngõ vào số Dòng tối đa ngõ ra là 100mA.

12 +10V DC Tham chiếu đến chân chung tín P047, p049 hiệu tương tự Điện áp 0-10V.

Dòng điện ngõ ra lớn nhất là 15mA.

14 Analog Chân chung tín hiệu tương tự common

15 4-20mA Not Ngõ vào 4-20mA Trở kháng nội P047, P049,

16 Analog 0 10VDC Các đầu ra tương tự mặc định là t088, t089

Output 0-10V Để đổi thành ngõ ra analog 4-20mA, thay đổi vị trí Jumper và thiết lập qua thông số t088

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 cài đặt từ sao lưu USB khi thay thế biến tần mới hoặc cấu hình biến tần bằng các nút trên module điều khiển; cũng có thể dùng 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

Danh Miêu tả các nhóm thông số sách 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

Bảng 2.4: Trạng thái Module qua các đèn báo

Tín hiệu Trạng Mô tả trên thái hiển

ENET Off Không có kết nối Ethernet

Steady Biến tần đã được kết nối và đang được điều khiển 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

Trong trạng thái Steady, thiết bị đã kết nối vào mạng nhưng chưa trao đổi dữ liệu, cho thấy kết nối mạng ổn định nhưng chưa có lưu lượng dữ liệu Trong trạng thái Flashing, thiết bị đã kết nối và đang trao đổi dữ liệu, cho thấy quá trình truyền nhận đang diễn ra Đèn báo trạng thái mô tả rõ ràng hai trạng thái này: Steady biểu thị kết nối mạng ổn định không có dữ liệu trao đổi, còn Flashing biểu thị thiết bị đang truyền dữ liệu trên mạng.

FAULT Flashing 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 )

Chức năng khởi động được dùng để khởi động biến tần và được cấu hình bởi các tham số P046, P048 và P050 (nguồn khởi động x) Chức năng dừng được dùng để dừng biến tần hoặc xóa lỗi và được cấu hình bởi tham số P045 (chế độ dừng).

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 Current)

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 P037( Motor NP Công suất định mức của Motor Power )

P039( Torque Perf Lựa chọn chế độ điều khiển cho

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 ), Lựa chọn nguồn điều khiển( có thể p048, p050 thiết lập nguồn điều khiển biến tần từ nhiều nguồn khác nhau như từ PLC, từ nút ấn trên biến tần, từ nút ấn bên ngoài.

P047( Speed Ref ), Lựa chọn lệnh điều khiển tần số p049, p051

A437( DB Resistor Cho phép/vô hiệu hóa hãm điện trở xả

Sel ) bên ngoài và chọn mức độ bảo vệ điện trở A410( Preset Freg0)… Thiết lập tần số ngõ ra biến tần khi

A425 được chọn( điều khiển nhiều cấp tốc độ khác nhau cho ngõ ra biến tần ) T062( Digln TemBlk ) Lựa chọn chức năng cho ngõ vào số

….T068 được sử dụng( kết nối với nút nhấn từ bên ngoài )

Thêm biến tần PowerFlex 525 vào dự án trên phần mềm Connected

Hình 2.10: Thêm PowerFlex 525 vào dự án trên CCW

TÌM HIỂU VỀ HMI PANNELVIEW 800

Định nghĩa về HMI

HMI là từ viết tắt của Human-Machine- Interface, được dịch là “ giao diện giữa người và máy” HMI là một giao diện có chức năng hiển thị và điều khiển nhằm mục đích giúp người vận hành có thể dễ dàng kiểm soát các thiết bị và máy móc, đồng thời nó cũng là một loại màn hình hiển thị có khả năng giao tiếp với các bộ điều khiển.

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, nút bấm và các thiết bị xuất thông tin như đèn báo, còi, đồng hồ đo và 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 đối với hệ thống lớn để phát triển thì rất phức tạp và khó mở rộng HMI hiện đại dùng công nghệ số, cho phép số hóa dữ liệu, tích hợp từ nhiều nguồn, lưu trữ và phân tích dữ liệu hiệu quả, cải thiện tính tin cậy và khả năng mở rộng cho hệ thống quy mô lớn, đồng thời cung cấp giao diện người dùng trực quan, giám sát và điều khiển từ xa và tăng cường bảo mật và dễ bảo trì.

HMI hiện đại chia làm 2 loại chính: HMI trên nền PC và

Trong hệ sinh thái HMI nhúng, các giải pháp Windows/MAC tích hợp SCADA và các hệ thống điều khiển như Citect SCADA mang đến giao diện người dùng trực quan cho người vận hành HMI trên nền nhúng thường là HMI chuyên dụng với hệ điều hành Windows CE 6.0, tối ưu cho độ ổn định và hiệu suất trong môi trường công nghiệp Ngoài ra còn có các biến thể HMI khác như MobileHMI dành cho Palm và PocketPC, đáp ứng nhu cầu di động và truy cập từ xa Nhờ sự kết hợp này, người dùng có thể theo dõi và điều khiển quá trình sản xuất một cách hiệu quả và an toàn.

- 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 nhiều loại giao thức.

+ 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 là yếu tố then chốt trong hệ thống công nghệ, bao gồm cả cổng kết nối và các giao thức truyền thông Các chuẩn phổ biến như USB, RS232/422/485, Ethernet, CANbus, MODBUS, MQTT, Ethernet/IP, CANopen và SNMP cung cấp nền tảng giao tiếp đa dạng, đáp ứng nhu cầu truyền dữ liệu giữa các thiết bị và mạng lưới Hệ thống có các tính năng nâng cao và khả năng mở rộng, cho phép bổ sung thêm giao thức và kết nối mới, đồng thời cải thiện quản lý thiết bị từ xa Nhờ tối ưu hóa truyền thông, mạng lưới có thể giảm thiểu độ trễ, tăng tính tin cậy và hỗ trợ các ứng dụng IoT, tự động hóa và điều khiển từ xa một cách hiệu quả.

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.

Việc lựa chọn cổng kết nối phụ thuộc vào nhu cầu kết nối với các thiết bị như máy in, đầu đọc mã vạch và các thiết bị ngoại vi khác Việc xác định đúng loại cổng giúp tối ưu hóa khả năng tương thích và hiệu suất truyền dữ liệu giữa các thiết bị Cân nhắc các yếu tố như loại giao tiếp (USB, Ethernet, Bluetooth hoặc RS-232), tốc độ truyền dữ liệu, phạm vi kết nối và nguồn cấp nếu cần Chọn cổng phù hợp sẽ giảm thiểu sự cố kết nối và tăng tính linh hoạt cho hệ thống.

- 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 (Human-Machine Interface) là thuật ngữ quen thuộc đối với những người làm kỹ thuật, đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển và tự động hóa thông minh Khi nhắc tới HMI, người ta thường hình dung một loại màn hình hiển thị có khả năng giao tiếp với các bộ điều khiển Nhờ khả năng giao tiếp này, HMI giúp vận hành hiệu quả hơn trong các hệ thống điều khiển phức tạp, đồng thời hỗ trợ trực quan hóa quá trình và giám sát hệ thống.

Tìm hiểu về HMI PannelView 800 của hãng Allen-Bradley

- Là một dòng HMI của hãng Allen-Bradley sản xuất.

Đây là một 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, được kết nối trên mạng Ethernet/IP Người vận hành tương tác với hệ thống điều khiển thông qua màn hình HMI, cho phép quan sát trạng thái thiết bị, thiết lập tham số và thực thi các lệnh điều khiển một cách trực quan và nhanh chóng.

Các tính năng của HMI PannelView 800:

- Cho phép kết nối với một bộ điều khiển, tối đa 100 màn hình và lên tới 500 cảnh báo.

- 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

Thứ Chức năng Thứ Chức năng tự tự

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

- 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 dọc trên phần mềm này:

Hình 3.4: Chọn dạng màn hình hiển thị của HMI

- Khi thiết kế giao diện làm việc cho HMI PannelView 800 cần khai báo địa chỉ

Địa chỉ IP của HMI được khai báo tại mục Address trong Connected Components Workbench và địa chỉ 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 địa chỉ IP của PanelView 800 cũng phải được khai báo là 192.168.1.95 để bảo đảm liên lạc giữa HMI và PLC diễn ra ổn định và thuận tiện cho quá trình vận hành hệ thống.

Hình 3.5: Cài đặt địa chỉ IP cho HMI trên CCW

Trong mạng Ethernet/IP, các thiết bị kết nối với nhau qua một switch và để phân biệt giữa các thiết bị, mỗi thiết bị được gán một địa chỉ duy nhất, thường là địa chỉ IP hoặc địa chỉ MAC Địa chỉ này cho phép định danh thiết bị trên mạng, định tuyến dữ liệu đúng đích và cho phép giao tiếp giữa các thiết bị, đồng thời hỗ trợ quản lý mạng, phân bổ tài nguyên và tối ưu hóa lưu lượng thông tin.

IP khác nhau Điều kiện, các địa chỉ IP này 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 của

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 chế độ giao tiếp giữa HMI và PLC khác bằng quy trình gồm hai bước: dừng ứng dụng đang chạy trên PLC đầu tiên và thiết lập lại địa chỉ IP trên HMI để trỏ tới 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

HMI PanelView 800 hỗ trợ chức năng quan trọng là tự động gửi thông báo bằng email khi chuông báo được kích hoạt, cho phép thông báo tới nhiều người nhận cùng một lúc và cập nhật kịp thời cho người dùng Ngoài ra, người dùng còn có thể gửi đến HMI các hình ảnh hoặc tệp đính kèm để bổ sung dữ liệu cho thông báo, giúp quá trình xử lý sự cố diễn ra nhanh chóng và hiệu quả.

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

Đồ án này giúp chúng em hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các thao tác cơ bản của PLC Micro 850, biến tần PowerFlex 525 và HMI PanelView 800 của hãng Allen-Bradley, đồng thời làm quen với phần mềm Connected Components Workbench để lập trình PLC bằng các câu lệnh cơ bản Do ảnh hưởng của dịch bệnh nên chúng em không thể làm việc với các thiết bị thực tế, khiến đồ án còn nhiều hạn chế nhưng vẫn nắm được cách tích hợp PLC Micro 850, PowerFlex 525 và HMI PanelView 800 trong hệ thống tự động hóa và kiểm tra tín hiệu thông qua phần mềm Connected Components Workbench.

Tiêu đề	Đồ án 1 Tìm hiểu về PLC Micro 850, biến tần PowerFlex 525, HMI PanelView 800
Tác giả	Vũ Văn Phương, Lê Duy Vỹ, Hồ Đình Hùng
Người hướng dẫn	TS. Đỗ Trọng Hiếu
Trường học	Trường đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Điện tử công nghiệp
Thể loại	đề án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	1,23 MB