Hướng dẫn đào tạo PLC Siemens S7-300 và WinCC

Liên hệ công việc: kingqttvgmail.com ►Facebook: https:www.facebook.combuitrungxBT

MỤC ĐÍCH

Hướng dẫn này tổng hợp kiến thức nền tảng giúp hình thành kỹ năng cho nhân viên Kỹ thuật viên Tự động hóa và Đo lường, phục vụ hiệu quả công việc tại các nhà máy của Công ty Cổ phần Thép Hòa Phát Dung Quất.

Hướng dẫn về PLC S7-300 cung cấp các nội dung chính liên quan đến lập trình và ví dụ điển hình giúp hiểu rõ hơn về quá trình thiết lập Đồng thời, tài liệu cũng đề cập đến các loại tín hiệu của cảm biến và cơ cấu chấp hành, giúp người đọc nắm bắt đặc điểm và ứng dụng thực tế của hệ thống tự động hóa Bài viết này là nguồn tham khảo hữu ích cho kỹ thuật viên và nhà kỹ thuật trong việc triển khai và vận hành PLC S7-300 hiệu quả.

Giới thiệu để người học biết được các cảm biến và cơ cấu chấp hành thông dụng tại Công ty

Nội dung WinCC thể hiện các đặc điểm cơ bản giúp Kỹ thuật viên (KTV) vận dụng kiến thức đã học tại đại học cùng với các tài liệu trên internet để hoàn thiện các ví dụ trong hướng dẫn.

PHẠM VI ÁP DỤNG

Hướng này áp dụng để đào tạo các KTV Tự động hóa & Đo lường của các Nhà máy thuộc Công ty Cổ phần Thép Hòa Phát Dung Quất.

THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA

PLC, hay còn gọi là Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình được khả năng tùy biến cao, cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển logic một cách linh hoạt Nhờ khả năng lập trình, PLC có thể tự động hóa nhiều quy trình công nghiệp khác nhau, nâng cao hiệu quả vận hành Đây là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa hiện đại, giúp tối ưu hoá quá trình sản xuất và giảm thiểu lỗi do con người gây ra.

- TĐH & ĐL: Tự động hóa & Đo lường

- IEC: International Electrotechnical Commission - Ủy ban Kỹ thuật điện Quốc tế

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

- Tự động hóa với Simatic S7-300, Nguyễn Doãn Phước – Phan Xuân Minh – Vũ Văn Hà

- Tham khảo tập lệnh S7-300 của các Trường Đại học trong nước

- Các tài liệu liên quan PLC tại https://www.siemens.com

- Các ví dụ về WinCC trên https://www.youtube.com

Ladder Logic (LAD) for S7-300 and S7-400 Programming, Siemens.

NỘI DUNG

Định nghĩa PLC

Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số qua ngôn ngữ lập trình, mang lại nhiều ưu điểm như nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và dễ dàng trao đổi thông tin với các PLC khác hoặc máy tính Các bộ phận chính của PLC gồm có bộ vi xử lý trung tâm (CPU), hệ điều hành, bộ nhớ chương trình và các cổng vào ra, tạo nên một hệ thống điều khiển linh hoạt và hiệu quả cho nhiều ứng dụng công nghiệp.

Các tín hiệu kết nối với PLC

Tín hiệu số là các tín hiệu thuộc dạng hàm Boolean, chỉ có hai giá trị là 0 hoặc 1, giúp truyền tải dữ liệu chính xác trong hệ thống tự động hóa Đối với PLC Siemens, tín hiệu số mức 0 tương ứng với mức điện áp 0V hoặc trạng thái hở mạch, trong khi mức 1 tương ứng với điện áp 24V, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của hệ thống tự động.

Ví dụ: Các tín hiệu từ nút nhấn, từ các công tắc hành trình,… Đều là những tín hiệu số

- Tín hiệu tương tự: là tín hiệu liên tục từ 0-10V hoặc 4-20mA

Ví dụ: Tín hiệu đọc từ cảm biến loadcell, lưu lượng, nhiệt độ,…

Các module của PLC S7-300

- Module CPU là loại module chứa vi xử lí, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông và cổng vào ra số

- Các cổng vào ra số trên CPU được gọi là cổng vào ra Onboard

- Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau: CPU312, CPU314,

CPU315,… v Các module mở rộng: Được chia thành 5 loại chính sau:

- Nguồn nuôi (PS: Power Supply): cung cấp nguồn cho CPU và các module khác

The Signal Module (SM) serves as the input and output interface, supporting various signals such as DI (Digital Input), DO (Digital Output), DI/DO (Digital In/Output), AI (Analog Input), AO (Analog Output), and AI/AO (Analog In/Output), enabling versatile and efficient communication within automation systems.

- IM (Interface Module): Module ghép nối

- FM (Function Module): Module điều khiển riêng: điều khiển Servo, đọc tốc độ cao,…

- CP (Communication Module): Module truyền thông.

Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ

- Kiểu BOOL: dung lượng một bit, có giá trị 0 hoặc 1

- Kiểu BYTE: gồm 8 bits, được dùng để biểu diễn số nguyên dương trong khoảng từ 0 đến 255

- Kiểu WORD: gồm 2 bytes, biểu diễn một số nguyên dương từ 0 đến 65535

- Kiểu INT: 2 bytes, biểu diễn số nguyên trong khoảng từ -32768 đến 32767

- Kiểu DINT: 4 bytes, biểu diễn số nguyên từ -2147483648 đến 2147483648

- Kiểu S5T (hay S5TIME): khoảng thời gian, được tính theo giờ/phút/giây/mili giây

- Kiểu TOD: biểu diễn giá trị thời gian tính theo giờ/phút/giây

- Kiểu DATE: biểu diễn giá trị thời gian tính theo năm/tháng/ngày

- Kiểu CHAR: biểu diễn một hoặc nhiều ký tự (nhiều nhất là 4 ký tự).

Cấu trúc bộ nhớ của CPU

Bộ nhớ của S7-300 được phân chia thành ba vùng chính giúp tối ưu hóa quản lý dữ liệu trong hệ thống điều khiển tự động Vùng chứa chương trình ứng dụng gồm ba miền: OB (Organization block) để tổ chức chương trình chính, FC (Function) là nơi lưu trữ các hàm con để trao đổi dữ liệu thông qua biến hình thức, và FB (Function block) chứa các chương trình con có khả năng giao tiếp với các khối khác Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình gồm các miền như I (Process image input) và Q (Process image output) để xử lý dữ liệu cổng vào và ra, cùng các miền như M (biến cờ để lưu trữ tham số theo bit, byte, từ, từ kép), T (bộ đếm thời gian), C (bộ đếm), PI và PQ (địa chỉ cổng vào và ra của các module tương tự) Vùng chứa dữ liệu được chia thành hai loại là DB (Data block) – nơi lưu trữ các dữ liệu dạng khối với kích thước và số lượng do người dùng quy định phù hợp với ứng dụng, và L (Local data block) – dữ liệu cục bộ của các khối chương trình, đảm bảo tính linh hoạt và tối ưu trong điều khiển tự động.

OB, FC, FB được sử dụng để tổ chức và trao đổi dữ liệu tạm thời của biến hình thức với các khối chương trình đã gọi, giúp quản lý biến nháp hiệu quả Nội dung của một số dữ liệu trong miền nhớ này sẽ bị xóa khi kết thúc chương trình tương ứng, đảm bảo tối ưu bộ nhớ và hiệu suất hệ thống Các biến trong OB, FC, FB đóng vai trò quan trọng trong quá trình truyền thông dữ liệu tạm thời trong ứng dụng tự động hóa, giúp đảm bảo hoạt động liền mạch của hệ thống.

Vòng quét chương trình

PLC hoạt động theo chu trình lặp, trong đó mỗi vòng lặp gọi là vòng quét (scan) Mỗi vòng quét bắt đầu bằng quá trình chuyển dữ liệu từ các cổng vào số đến vùng bộ đệm ảo I, sau đó tiến hành thực thi chương trình điều khiển Quá trình này giúp PLC vận hành liên tục, đảm bảo xử lý tín hiệu chính xác và hiệu quả trong hệ thống tự động hóa.

- Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1

- Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số

- Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi

- Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time).

Cấu trúc chương trình

Có 2 dạng cấu trúc chương trình sau:

Lập trình tuyến tính là phương pháp điều khiển trong đó toàn bộ chương trình được chứa trong một khối duy nhất trong bộ nhớ, phù hợp cho các bài toán tự động nhỏ, không phức tạp Khối này thường là khối OB1, vì PLC luôn quét và thực thi các lệnh trong nó một cách liên tục từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng rồi lặp lại.

Lập trình có cấu trúc là phương pháp chia chương trình thành các phần nhỏ, mỗi phần đảm nhận một nhiệm vụ riêng biệt Các phần này được tổ chức trong các khối chương trình khác nhau, giúp quản lý và phát triển mã dễ dàng hơn Đây là kiểu lập trình phù hợp với các bài toán điều khiển nhiều nhiệm vụ và có độ phức tạp cao, tối ưu hóa hiệu quả xử lý và bảo trì mã nguồn.

PLC S7-300 bao gồm 4 loại khối cơ bản, trong đó khối OB (Organization block) chịu trách nhiệm tổ chức và quản lý chương trình điều khiển, bao gồm các loại OB như OB1, OB35, OB40 có chức năng khác nhau Khối FC (Program block) là các chương trình con hoặc hàm, có thể có nhiều trong một chương trình ứng dụng để thực hiện các nhiệm vụ riêng biệt Khối FB (Function block) đặc biệt hơn nhờ khả năng trao đổi dữ liệu lớn với các khối khác, giúp tối ưu hóa quá trình truyền dữ liệu Cuối cùng, khối DB (Data block) chứa các dữ liệu cần thiết để vận hành chương trình, trong đó người dùng tự đặt tên và xác định tham số.

Chương trình trong các khối được liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khối, chuyển khối S7-300 cho phép gọi chương trình con lồng nhau.

Những khối OB đặc biệt

In industrial automation, various organization blocks (OBs) are utilized to manage specific system events and faults OB10 handles Time of Day Interrupts, ensuring scheduled tasks execute accurately, while OB20 manages Time Delay Interrupts for precise process timing OB35 is responsible for Cyclic Interrupts, facilitating repeated operations, and OB40 addresses Hardware Interrupts to respond promptly to hardware signals Fault detection is covered by OB80, which monitors Cycle Time Faults, and OB81, dedicated to Power Supply Faults, ensuring system reliability Diagnostic processes are supported by OB82, providing essential troubleshooting information OB85 detects Not Load Faults, indicating missing or malfunctioning loads, and OB87 manages Communication Faults to maintain seamless data exchange During startup, OB100 delivers critical Start-Up Information for system initialization Additionally, OB121 and OB122 handle Synchronous operations and errors respectively, maintaining synchronization across system components Proper understanding and implementation of these OBs are crucial for optimizing industrial control system performance and ensuring operational safety.

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM LẬP TRÌNH STEP 7 (SIMATIC

Simatic Manager là phần mềm lập trình và đặt cấu hình cơ bản cho các PLC S7-

Hệ thống 300, S7-400 của Siemens bao gồm các ứng dụng chuyên biệt để hỗ trợ lập trình hệ thống tự động hóa Các ứng dụng này đảm nhiệm chức năng đặt cấu hình và ấn định tham số cho phần cứng, soạn thảo và kiểm tra lỗi phần mềm ứng dụng, cũng như thiết lập cấu hình mạng và các kết nối trong hệ thống Việc sử dụng S7-400 giúp tối ưu hóa quá trình lập trình, đảm bảo tính ổn định và linh hoạt của hệ thống tự động hóa công nghiệp.

2.1 Kết hợp giữa phần cứng và phần mềm:

- PLC S7 bao gồm một bộ nguồn cung cấp, một bộ điều khiển trung tâm CPU và các Modules xuất nhập

PLC giám sát và điều khiển các thiết bị thông qua chương trình Step 7, giúp đảm bảo hoạt động tự động hóa hiệu quả Việc định địa chỉ các module xuất nhập liệu có thể dễ dàng thực hiện bằng phần mềm, nâng cao tính linh hoạt trong quá trình cài đặt và vận hành Chương trình điều khiển sau khi được lập trình sẽ được chuyển xuống CPU qua cáp giao tiếp, đảm bảo quá trình vận hành hệ thống diễn ra chính xác và ổn định.

2.2 Cách xây dựng một Project Để xây dựng một Project trong Step 7, chúng ta có các cách sau:

Sau đây là các bước khởi tạo một Project:

B1: Chạy chương trình Step 7 thông qua biểu tượng trên Desktop hoặc truy cập vào Start ị Simatic ị Simatic manager

Khi sử dụng Wizard New Project để tạo dự án mới, người dùng có thể mở hoặc đóng cấu trúc dự án mặc định bằng cách nhấn nút "Preview" sau khi mở cửa sổ Wizard Nếu không thấy cửa sổ này, bạn có thể truy cập bằng cách chọn menu File rồi chọn Wizard New Project Trong quá trình preview, cấu trúc dự án sẽ hiển thị các thông số mặc định như CPU 312C, MPI=2, giúp người dùng dễ dàng hình dung và tùy chỉnh dự án phù hợp.

Nếu nhấn “Next” sẽ chuyển sang hộp thoại kế tiếp cho phép bạn chọn lọai CPU khác, địa chỉ MPI (như hình là chọn CPU 315-2 PN/DP, MPI=2)

Tiếp tục nhấn "Next" để chuyển sang hộp thoại kế tiếp, nơi bạn có thể chọn các khối hàm cần thêm vào Project Trong cửa sổ này, bạn cũng có thể lựa chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp như LAD, FBD hoặc STL để phù hợp với dự án của mình.

B4: Tiếp tục nhấn “Next” để chuyển qua hộp thọai kế tiếp, để nhập tên Project sẽ được tạo ra Cuối cùng nhấn nút “Finish” để tạo Project

Vậy là chúng ta đã khởi tạo xong 1 project

B1: cũng tương tự như cách 1

B2: Tạo một project mới bằng cỏch vào menu File ị New Đặt tờn cho dự ỏn

B3: Khai báo phần cứng S7-300, nhấn đúp vào Hardware để mở cửa sổ khai báo phần cứng “HW Config”

Để mở cửa sổ con Hardware Catalog trong HW Config, bạn cần vào menu View rồi chọn Catalog Cửa sổ Hardware Catalog cung cấp danh sách tất cả các module được hỗ trợ bởi phiên bản Step 7 hiện tại, giúp người dùng dễ dàng lựa chọn và cấu hình thiết bị phù hợp.

Trong cửa sổ cấu hình của trạm, cần khai báo các Rack chứa module phù hợp Chọn đúng loại Rack trong Catalog và nhấn đôi để xác nhận Số lượng Rack cần khai báo phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể về số lượng module và thiết kế phần cứng của dự án.

Chọn đúng các module cần thiết để gắn vào các vị trí trên Rack, đảm bảo hoạt động hiệu quả cho hệ thống tự động hóa Trong các trạm S7-300, vị trí số 1 trên Rack luôn dành riêng cho module nguồn (Power Supply - PS), giúp cung cấp nguồn ổn định cho toàn bộ hệ thống Vị trí số 2 trên Rack trung tâm dành riêng cho CPU, là trung tâm xử lý chính của hệ thống tự động Vị trí thứ 3 được dành cho các module giao tiếp (IM), phù hợp khi sử dụng nhiều hơn một Rack mở rộng (tối đa 4 Rack) Các module đều cho phép người dùng xem và cài đặt tham số hoạt động dễ dàng bằng cách nhấn đúp vào module hoặc nhấn chuột phải chọn Object Properties, hoặc thông qua menu Edit > Object Properties để tùy chỉnh thông số phù hợp.

B4: Sau khi khai báo cấu hình phần cứng, có thể Download cấu hình vừa khai báo xuống PLC bằng cỏch chọn PLC ị Download

2.3 Tạo vào soạn thảo khối chương trình ứng dụng Để tạo một khối (chương trình hoặc dữ liệu), chọn vị trí (Blocks) rồi vào chọn menu Insert ị S7 Block ị (Loại khối) Để mở cửa sổ soạn thảo, ấn đúp vào khối cần soạn thảo

Cửa sổ soạn thảo chương trình:

CÁC VÍ DỤ

Các ví dụ kèm bài giải trong bài viết đều mang tính tham khảo, giúp người lập trình điều khiển robot hiểu rõ hơn về cách thiết kế chương trình Các chương trình điều khiển người lập trình có thể sử dụng các hướng đi khác nhau, linh hoạt phù hợp với từng tình huống cụ thể, nhưng quan trọng nhất vẫn là đảm bảo kết quả cuối cùng đúng theo quy trình làm việc của hệ thống Việc tuân thủ quy trình là yếu tố quyết định thành công của hệ thống điều khiển, giúp đảm bảo hiệu quả và độ chính xác trong quá trình vận hành.

3.1 Bài 1: Viết chương trình cho hệ thống làm đầy chai với yêu cầu:

Ngõ vào I0.0 là tiếp điểm thường hở dùng khởi động hệ thống

Ngõ vào I0.1 là tiếp điểm thường đóng dùng dừng hệ thống

Khi hệ thống khởi động thì đèn ngõ ra Q4.1 sáng lên

Khi hệ thống khởi động có thể chọn chế độ làm việc bằng tay hoặc tự động Khi chọn I0.4=0 là chế độ tay, I0.4=1 là chế độ tự động

I0.5 dùng để cho phép các chế độ hoạt động

Các đèn báo chế độ: Chế độ tay Q4.2, chế độ tự động Q4.3

Khi thay đổi chế độ thì hệ thống sẽ dừng lại Ở chế độ bằng tay thì hệ thống có thể chạy thuận hoặc chạy nghịch bằng công tắc I0.2 và I0.3

Chương trình điều khiển cho quá trình này như sau:

3.2 Bài 2: Viết chương trình cho hệ thống làm đầy chai với yêu cầu:

Ngõ vào I0.0 là tiếp điểm thường hở dùng để khởi động hệ thống

Ngõ vào I0.1 là tiếp điểm thường đóng dùng để dừng hệ thống

Khi thay đổi chế độ hoạt động, hệ thống sẽ dừng lại để đảm bảo an toàn và điều chỉnh phù hợp Trong chế độ thủ công, hệ thống có thể vận hành theo hướng thuận hoặc nghịch thông qua công tắc I0.2 và I0.3 Ở chế độ tự động, băng chuyền chỉ hoạt động theo chiều thuận và liên tục cho đến khi bị tắt bằng công tắc I0.1 hoặc cảm biến I8.6 phát hiện chai, đảm bảo quá trình đóng chai diễn ra liên tục và chính xác Sau khi đầy chai, băng chuyền tiếp tục vận hành để chờ chai tiếp theo, tự động dừng lại khi cảm biến I8.6 phát hiện chai mới hoặc khi người vận hành tắt bằng công tắc I0.1 Quá trình làm đầy chai kéo dài trong 3 giây, và được thông báo trạng thái bằng ngõ ra Q5.0, giúp theo dõi hiệu quả hoạt động của hệ thống đóng chai.

Hệ thống đếm số chai đầy và chai rỗng nhờ hai cảm biến I8.5 và I8.7 Số chai hư bằng số chai rỗng trừ số chai đầy

3.3 Bài 3: Yêu cầu giống như ở bài tập 2 nhưng bài tập này đếm sản phẩm dùng các lệnh toán học

3.4 Bài 4: Bài tập này cũng tương tự như bài tập 2 nhưng có thêm các yêu cầu:

Ngõ vào I0.0 là tiếp điểm thường hở dùng để khởi động hệ thống

Ngõ vào I0.1 là tiếp điểm thường đóng dùng để dừng hệ thống

Khi thay đổi chế độ, hệ thống sẽ tạm dừng hoạt động Trong chế độ thủ công, hệ thống có thể vận hành thuận hoặc nghịch bằng công tắc I0.2 và I0.3 Ở chế độ tự động, băng chuyền chỉ chạy thuận liên tục khi khởi động bằng công tắc I0.1 và chỉ dừng lại khi tắt bằng công tắc này hoặc cảm biến I8.6 phát hiện chai Quá trình làm đầy chai diễn ra trong 3 giây và sẽ được thông báo qua ngõ ra Q5.0.

Hệ thống đếm chai sử dụng hai cảm biến I8.5 và I8.7 để xác định số lượng chai đầy và rỗng chính xác Số chai hư được tính bằng hiệu số giữa số chai rỗng và số chai đầy, giúp kiểm soát chất lượng hiệu quả Các chai đầy được phân loại và đưa vào các thùng chứa, mỗi thùng chứa 20 chai, với số thùng được hiển thị rõ ràng tại QW6 để quản lý dễ dàng.

3.5 Bài 5: Mạch điều khiển tuần tự cưỡng bức I0.0 là nút nhấn thường đóng dùng để dừng động cơ Khi nhấn I0.1 thì ngõ ra Q4.0=1 và tự duy trì, ngõ ra Q4.1=1 tượng trưng cho đèn ngõ ra 1 Khi đó nếu nhấn I0.2 thì ngõ ra Q4.2 =1 và tự duy trì và ngõ ra Q4.3=1 tượng trưng cho đèn ngõ ra 2 I0.2 có tác động chỉ khi I0.1 tác động trước Chương trình điều khiển cho quá trình này như sau:

3.6 Bài 6: Mạch tuần tự khởi động bằng tay Mạch này có các trạng thái như sau:

I0.0 dùng để dừng hệ thống

Khi nhấn I0.1 thì đèn 1 sáng và tự duy trì

3.7 Bài 7: Mạch tự động đóng tuần tự Mạch này chỉ có một nút nhấn I0.0 dùng để khởi động mạch Khi nhấn I0.0 thì Q4.0=1 và sau thời gian 5s thì rơle thời gian tác động làm cho ngõ ra Q4.1=1, sau 8s nữa thì rơle thời gian làm cho Q4.0=0 mạch ngưng hoạt động

3.8 Bài 8: Mạch điều khiển thang máy xây dựng Khi nhấn nút nhấn nâng thì gàu được nâng lên đến khi đụng công tắc giới hạn trên thì gàu dừng lại Khi nhấn nút nhấn hạ thì gàu được hạ xuống đến khi đụng công tắc giới hạn dưới thì gàu dừng lại Trong lúc nâng hoặc hạ, nếu nhấn nút nhấn dừng thì gàu dừng lại

3.9 Bài 9: Mạch khởi động cơ xoay chiều 3 pha (động cơ này khởi động bằng cách thêm điện trở phụ mắt nối tiếp với một trong 3 pha của động cơ) Khi nhấn nút nhấn khởi động thì động cơ khởi động với điện trở phụ, sau một thời gian chỉ định trước động cơ làm việc ở trạng thái gần ổn định thì điện trở phụ được nối tắc

3.10 Bài 10: Mạch đổi chiều quay của động cơ xoay chiều 3 pha Khi cho động cơ quay theo chiều nào đó thì muốn động cơ đổi chiều thì phải dừng động cơ và nhấn nút khởi động theo chiều ngược lại Trong quá trình đảo chiều quay, có một thời gian trễ xác định để động cơ đảo chiều quay

3.11 Bài 11: Mạch điều khiển động cơ 2 tốc độ và 2 chiều quay Khi nhấn I0.0 hoặc

I0.1 thì động cơ chạy trái hoặc phải với tốc độ thấp Khi nhấn I0.2 hoặc I0.3 thì động cơ chạy trái hoặc phải với tốc độ cao

3.12 Bài 12: Mạch khởi động sao-tam giác có 2 chiều quay Khi nhấn cho động cơ quay thuận thì mạch khởi động ở chế độ nối sao, sau một thời gian định trước thì động cơ chuyển sang chế độ nối tam giác Tương tự cho chiều khởi động ngược lại Chương trình điều khiển cho quá trình này như sau:

3.13 Bài 13: Mạch khởi động sao-tam giác cho động cơ 3 pha có vành trượt Động cơ 3 pha có vành trượt thường khởi động bằng điện trở phụ được nối với phần ứng Động cơ được nối với 3 cấp điện trở phụ Khi nhấn nút nhấn khởi động thì sau một thời gian nhất định thì các cấp điện trở lần lượt được cắt và động cơ làm việc ở chế độ định mức khi các điện trở phụ được cắt hết

3.14 Bài 14: Mạch điều khiển 2 động cơ làm việc đồng thời theo chiều thuận và nghịch

Khi nhấn nút khởi động theo chiều thuận hay nghịch thì cả 2 động cơ làm việc cùng lúc theo cùng một chiều

3.15 Bài 15: Mạch điều khiển 2 động cơ làm việc xen kẽ theo chiều thuận và nghịch Ở một thời điểm thì chỉ có một động cơ hoạt động theo chiều thuận hoặc chiều nghịch Chương trình điều khiển cho quá trình này như sau:

3.16 Bài 16: Mạch điều khiển động cơ làm việc theo trình tự Hai động cơ có thể quay theo chiều thuận hoặc chiều nghịch Động cơ thứ hai chỉ làm việc khi động cơ thứ nhất làm việc

3.17 Bài 17: Mạch điều khiển 2 động cơ quay thuận và quay nghịch độc lập nhau ở nhiều vị trí 2 động cơ có thể làm việc độc lập nhau, mỗi động cơ có thể quay thuận, quay nghịch và được điều khiển ở nhiều nơi

3.18 Bài 18: Mạch điều khiển quá trình pha trộn sơn Có hai loại sơn màu khác nhau được bơm bằng máy bơm 1 và 2 khi sơn đầy thì báo cho 2 máy ngừng hoạt động và máy trộn hoạt động, sau 5s thì máy trộn ngừng Sau khi trộn xong thì sơn được đưa đến bồn chứa sơn bằng bơm 3 qua van xả Khi sơn hết thì báo cho máy bơm 3 ngừng hoạt động, van đóng lại và máy bơm 1 và 2 tiếp tục hoạt động 10 lần Trong quá trình hoạt động, nếu nhấn dừng thì hệ thống dừng lại I0.0 là nút nhấn dừng cho hệ thống

CƠ CẤU CHẤP HÀNH

5.1 Đặc điểm của các cơ cấu chấp hành

Cơ cấu chấp hành là thiết bị thực hiện hoạt động khi nhận lệnh điều khiển, giúp di chuyển hoặc điều khiển các cơ cấu hoặc hệ thống Nó hoạt động bằng nguồn năng lượng như dòng điện, áp lực thủy lực hoặc khí nén, chuyển đổi năng lượng này thành chuyển động để thực hiện các nhiệm vụ trong hệ thống tự động hóa.

Các dạng cơ cấu chấp hành: Về cơ bản có các dạng điện, điện-cơ, điện-từ, thủy lực, khí nén,

5.2 Các cơ cấu chấp hành thường gặp

Mắt kính hoạt động mở/đóng nhờ hai motor đảo chiều, được hạn chế hành trình bằng cặp công tắc hành trình Động cơ đầu tiên điều khiển cử van mở/đóng, trong khi động cơ thứ hai đảm nhiệm việc nâng/hạ mặt bích của van.

Van điều áp Samson 4123 là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống lò hơi yêu cầu độ chính xác và ổn định cao, giúp duy trì áp suất tối ưu cho quá trình vận hành Được thiết kế hoàn toàn bằng cơ khí để điều áp tự động, van Samson 4123 đảm bảo hoạt động tin cậy và ít cần bảo trì Việc hiểu rõ về đặc điểm và nguyên lý hoạt động của loại van này là yếu tố quan trọng giúp lựa chọn đúng ứng dụng phù hợp với yêu cầu sử dụng Chọn đúng van điều áp Samson 4123 sẽ tối ưu hóa hiệu quả vận hành của hệ thống lò hơi và nâng cao độ an toàn trong quá trình vận hành.

Van điều áp Samson 4123 phù hợp lắp đặt trên đường ống từ DN15 đến DN100, chịu được nhiệt độ từ 80°C đến 350°C, với khả năng điều chỉnh áp suất từ 0,05 bar đến 28 bar Đây là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong lò hơi và dầu truyền nhiệt, đảm bảo điều chỉnh áp suất chính xác để vận hành an toàn và hiệu quả Các ứng dụng của van điều áp Samson 4123 được minh họa rõ nét qua hình ảnh, giúp người dùng dễ dàng hình dung và lựa chọn phù hợp cho hệ thống của mình.

Trong hình ảnh trên, chúng ta thấy rằng áp suất đầu vào cao và không ổn định Để giảm áp suất đầu ra xuống mức thấp và duy trì tính ổn định, chúng ta sử dụng van điều áp Samson 4123, giúp áp suất đầu ra luôn ổn định theo giá trị cài đặt mà không bị ảnh hưởng bởi áp suất đầu vào Khi áp suất đầu vào thấp hơn giá trị cài đặt, van sẽ mở hoàn toàn để cho lưu lượng khí hoặc chất lỏng đi qua dễ dàng, thể hiện khả năng điều chỉnh linh hoạt của van Samson.

4123 là van thường mở v Thông số kỹ thuật của van điều áp Samson 4123

Van điều áp Samson đa dạng về lựa chọn áp suất đầu ra phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau Các loại seal chịu nhiệt độ từ 80°C đến 350°C, tùy thuộc vào loại môi chất sử dụng, đảm bảo độ bền và an toàn trong quá trình vận hành Đối với nhiệt độ cao, áp suất đầu ra tối thiểu là 2-6 Bar, không thể điều chỉnh áp suất nhỏ như trong bảng tra do nhiệt độ cao tương ứng với áp suất cao hơn Thông số kỹ thuật của bộ điều áp ngõ ra cho nhiệt độ cao cần đảm bảo phù hợp để duy trì áp suất ổn định và an toàn trong hệ thống.

5.2.3 Van điều tiết v Phương pháp điều khiển van điều tiết

Van điều khiển tuyến tính giúp mở tối đa 100% dựa trên tín hiệu analog thường là 4-20mA, đảm bảo kiểm soát chính xác quá trình) Van điều khiển có thể phản hồi hoặc không phản hồi vị trí để phù hợp với yêu cầu hệ thống) Tìm hiểu về van điều khiển tuyến tính để tối ưu hóa hiệu suất và độ chính xác trong điều chỉnh dòng chảy.

Van điều khiển analog 4á20mA là van điều khiển tuyến tớnh theo tớn hiệu

4á20mA Cú hai loại van điều khiển analog 4á20mA đú là van điều khiển khớ nén và van điều khiển bằng điện

Chọn van điều khiển analog 4-20mA phù hợp với yêu cầu sử dụng của hệ thống Đối với các ứng dụng đòi hỏi thời gian phản hồi nhanh, nên lựa chọn van analog 4-20mA để đảm bảo hiệu quả vận hành Việc lựa chọn đúng loại van giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ chính xác trong quá trình điều khiển.

4 20mA khí nén, cần độ chính xác cao và thời gian đáp ứng chậm thì chọn van điều khiển tuyến tính analog 4 20mA bằng điện

- Van điều khiển analog 4 20mA bằng khí nén

Van analog 4-20mA yêu cầu nguồn khí nén cấp vào van cùng với tín hiệu điều khiển điện 4-20mA để điều chỉnh góc mở của van một cách chính xác và hiệu quả Việc duy trì sự đồng bộ giữa nguồn khí nén và tín hiệu điện giúp đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống tự động hóa Đây là yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa quá trình kiểm soát và vận hành của các thiết bị công nghiệp sử dụng van analog 4-20mA.

Tớn hiệu điều khiển từ 4á20mA sẽ điều chỉnh nguồn khớ nộn từ 1,6á6 Bar từ Positioner vào van để đúng mở từ 0á100% tương ứng với tớn hiệu

Trong một số trường hợp không thể cấp nguồn khớ nộn lỳc này bắt buộc chỳng ta phải dựng van điều khiển analog 4á20mA bằng điện

- Van điều khiển analog 4 20mA bằng điện

Van điều khiển analog 4-20mA sử dụng nguồn điện khác với van điều khiển khí nén, thay vì cấp khí nén để vận hành, chúng ta cung cấp nguồn điện 220VAC hoặc nguồn điện phù hợp Van điện 4-20mA giúp kiểm soát chính xác hơn trong hệ thống tự động hóa, mang lại hiệu quả vận hành cao và dễ dàng tích hợp vào các hệ thống điện tử hiện đại So với van khí nén, van điều khiển bằng điện không cần nguồn khí nén, giảm thiểu chi phí bảo trì và cấu hình hệ thống trở nên đơn giản hơn Điều này giúp tối ưu hóa hoạt động và nâng cao độ tin cậy trong quá trình điều khiển tự động.

Chúng ta có thể lựa chọn van nguồn cấp là 24VDC và sử dụng tín hiệu điều khiển 0-10V thay thế cho chuẩn 4-20mA, giúp tích hợp linh hoạt vào hệ thống điều khiển tự động Đặc biệt, van điều khiển analog thường được cài đặt mặc định, đảm bảo hoạt động ổn định và dễ dàng tùy chỉnh theo yêu cầu của dự án.

4á20mA bằng điện của KFM–Germany là cú luụn tớn hiệu

Feedblack về 4-20mA và 0-10V là giải pháp kiểm soát chính xác các loại van điều khiển trong hệ thống tự động hóa Để đảm bảo hoạt động hiệu quả, thiết bị đo phải có độ chính xác cao và tín hiệu truyền về bộ điều khiển phải ổn định, không bị nhiễu Việc lựa chọn thiết bị phù hợp và thiết lập chính xác các cấu hình giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển van trong hệ thống automation.

Bộ điều khiển đòi hỏi độ chính xác cao trong việc đọc tín hiệu từ cảm biến đo để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác và ổn định Van điều khiển là cơ cấu chấp hành cuối cùng, cần có lưu lượng phù hợp với hệ thống để nhận tín hiệu điều khiển và vận hành một cách tối ưu nhất Việc lựa chọn và điều chỉnh van điều khiển phù hợp giúp nâng cao hiệu quả của toàn bộ hệ thống tự động hóa.

5.2.4 Van bướm điều khiển điện v Định nghĩa van bướm điều khiển điện: Để có thể hiểu rõ hơn chúng ta khái quát rằng: Van bướm điều khiển điện được cấu tạo bởi 2 thành phần chính: Van bướm + mô tơ điện

Van bướm là thiết bị điều tiết dòng chảy trên hệ thống ống dẫn, có chức năng đóng mở để kiểm soát lưu lượng chất lỏng Với khả năng điều chỉnh theo góc, van bướm giúp duy trì lưu lượng phù hợp và tối ưu hóa hiệu quả vận hành của hệ thống ống dẫn Đây là thành phần quan trọng trong các hệ thống đường ống, góp phần đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của quá trình vận chuyển chất lỏng.

Van bướm điều khiển điện là gì? (butterfly valve control electricity)

WINCC - SIEMENS 6 CƠ BẢN VỀ WINCC

Tiêu đề	Hướng dẫn đào tạo PLC Siemens S7-300 và WinCC
Tác giả	Nhóm tác giả
Trường học	Trường Đại học Công Nghệ Thông Tin - Đại học Quốc Gia Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Thể loại	Hướng dẫn đào tạo
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	96
Dung lượng	9,95 MB