TỔNG QUAN VỀ PLC
Giới thiệu về PLC
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) là thiết bị cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển logic linh hoạt thông qua ngôn ngữ lập trình, thay vì sử dụng mạch số Với chương trình điều khiển tích hợp, PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật toán và thuận tiện trong việc trao đổi thông tin với các PLC khác hoặc máy tính Toàn bộ chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình (OB, FC, FB) và được thực hiện lặp lại theo chu kỳ của vòng quét.
Hình 1 1 Mô hình để biuld hệ thống điều khiển động cơ của hãng Siemens
- 4-Động cơ không đồng bộ 3 pha
Khối cấu trúc phần gồm thiết bị lập trình, có thể là máy tính hay các thiết bị lập trình khác.
Phần mềm PLC với sự hỗ trợ của máy tính, cho phép thiết lập các chương trình một cách đơn giản và thuận tiện.
Màn hình hiển thị HMI cho phép vận hành và hiển thị các chương trình của bộ vi xử lý, với tất cả các khối được đưa vào khối cấu trúc trung tâm CPU để xử lý Để thực hiện chương trình điều khiển, PLC cần có tính năng như một máy tính, bao gồm bộ vi xử lý (CPU), hệ thống điều hành, bộ nhớ để quản lý chương trình và dữ liệu, cũng như cổng vào ra để giao tiếp với các đối tượng điều khiển và môi trường xung quanh Ngoài ra, để phục vụ bài toán điều khiển số, PLC cũng cần các khối chức năng đặc biệt như bộ đếm (Counter), bộ định thời gian (Timer) và các khối hàm chuyên dụng.
Trong hệ thống điều khiển tự động, PLC đóng vai trò như trái tim của hệ thống Với chương trình ứng dụng được lưu trữ trong bộ nhớ, PLC liên tục theo dõi trạng thái hệ thống bằng cách kiểm tra tín hiệu phản hồi từ các thiết bị đầu vào, xử lý tín hiệu dựa trên logic lập trình và gửi tín hiệu điều khiển đến các thiết bị đầu ra.
PLC được sử dụng để điều khiển các hệ thống, từ những hệ thống đơn giản đến những hệ thống phức tạp Ngoài ra, chúng có thể được kết hợp thành một mạng truyền thông để quản lý các quy trình phức tạp một cách hiệu quả.
Ưu và nhược điểm khi sử dụng hệ thống dùng PLC
Trong giai đoạn đầu của thời kỳ phát triển công nghiệp vào khoảng năm 1960 và
Vào năm 1970, hệ thống điều khiển tự động sử dụng rơle điện từ được kết nối bằng dây dẫn trong bảng điều khiển Tuy nhiên, kích thước lớn của bảng điều khiển khiến việc gắn lên tường trở nên khó khăn, và chất lượng dây nối không đảm bảo dẫn đến nhiều trục trặc trong hệ thống.
Hệ thống điều khiển rơle có thời gian làm việc giới hạn, do đó khi cần thay thế, toàn bộ hệ thống phải ngừng hoạt động và dây nối cũng cần được thay thế cho phù hợp Bảng điều khiển chỉ phục vụ cho một yêu cầu cụ thể và không thể thay đổi chức năng ngay lập tức, đòi hỏi phải lắp ráp lại toàn bộ Việc bảo trì và sửa chữa hệ thống cũng cần thợ chuyên môn có tay nghề cao, cho thấy rằng hệ thống điều khiển rơle hoàn toàn không linh động.
Sự ra đời của hệ thống điều khiển PLC đã làm thay đổi hẳn hệ thống điềukhiển cũngnhư các quan niệm thiết kế về chúng.
1.2.1 Hệ thống điều khiển dùng PLC có nhiều ưu điểm:
- Giảm 80% số lượng dây nối
- Nhỏ gọn, tiết kiệm không gian
- Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp, tiết kiệm năng lượng
- Có chức năng tự chuẩn đoán do đó giúp cho công tác sửa chữa được nhanh chóng và dễ dàng
Chức năng điều khiển có thể dễ dàng thay đổi thông qua thiết bị lập trình như máy tính hoặc màn hình, mà không cần can thiệp vào phần cứng, trừ khi có yêu cầu bổ sung hoặc điều chỉnh các thiết bị xuất/nhập.
- Số lượng Rơle và Timer ít hơn nhiều so với hệ điều khiển cổ điển
- Số lượng tiếp điểm trong chương trình sử dụng không hạn chế
- Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiển rất nhanh (vài ms) dẫn đến tăng tốc độ sản xuất
- Chương trình điều khiển có thể in ra giấy chỉ trong vài phút giúp thuận tiện cho vấn đề bảo trì sửa chữa hệ thống
1.2.2 Nhược điểm của hệ thống điều khiển PLC
- Trong hệ thống cần có các thiết bị đồng bộ
- Chỉ áp dụng phổ biến cho các hệ thống điều khiển tự động quy mô lớn, nếu áp dụng cho các hệ thống nhỏ thì sẽ rất tốn kém.
BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH LOẠI NHỎ LOGO! CỦA HÃNG SIEMENS
1.3.1 Phân loại và kết cấu phần cứng
Logo! là bộ điều khiển lập trình nhỏ gọn và đa chức năng của Siemens, được thiết kế với nhiều loại khác nhau để phù hợp với từng ứng dụng cụ thể Sản phẩm này hỗ trợ nhiều mức điện áp đầu vào như 12VDC, 24VAC, 24VDC và 230VAC, đồng thời cung cấp cả ngõ ra số và ngõ ra relay.
- Logo! có các chức năng sau:
- Các chức năng thông dụng trong lập trình.
- Loại có màn hình dùng cho vận hành và hiển thị.
- Bộ nguồn tích hợp bên trong.
- Cổng giao tiếp và cáp nối với PC.
- Các chức năng cơ bản thông dụng như: các hàm thời gian, tạo xung, các chức
- Các bộ định thời trong ngày, tuần, tháng, năm,.
- Các vùng nhớ trung gian.
- Các ngõ vào, ra có thể mở rộng tuỳ thuộc vào dạng logo!.
1.3.2 Ý nghĩa các ký hiệu in trên vỏ
- 12: Sử dụng điện áp 12VDC.
- 24: Sử dụng điện áp 24VDC, 24VAC.
- 230: Sử dụng điện áp 115/230VAC.
- R: Ngõ ra relay (không có R thì ngõ ra là transistor).
- L: Lọai dài, có số I/O gấp đôi loại cơ bản.
- C: Có bộ định thời 7 ngày trong tuần.
- B11: Kết nối được với mạng Asi.
- DM: Modul mở rộng tín hiệu I/O số (digital).
- AM: Modul mở rộng tín hiệu tương tự (analog).
1.3.3 Các dạng logo! hiện có
LOGO! dạng chuẩn (cơ bản)
Logo! dạng chuẩn có hai loại, dạng có hiển thị và dạng không hiển thị:
- Có 6 hoặc 8 ngõ vào và 4 ngõ ra Kích thước 72 * 90 * 55 mm
- Có 19 chức năng tích hợp bên trong(6 hàm cơ bản, 13 hàm đặc biệt)
- Có đồng hồ bên trong, có thể lưu dữ liệu trong 80 giờ sau khi mất nguồn
- Có khả năng lập trình được tối đa 56 hàm
- Có khả năng tích hợp
- Có 3 bộ đếm thời gian; Có 4 bộ chốt trạng thái
- Có 2 đầu vào 1KHz trên mỗi logo! 12RC, 24RC.
Thông số kỹ thuật Logo! 12/24Rco
Số đầu vào liên tục
DC 12/24V 10.8 – 28.8VDC max: 4VDC min: 8VDC
DC 24V 20.4 – 28.8VDC max: 5VDC min: 12VDC
85 – 256VAC max: 40VDC min: 79VDC
Dòng điện vào 1.5mA (12VDC) 1.5mA 2.5mA 0.05mA
Số đầu ra 4 Relay 4 Transistor 4 Relay 4 Relay
Dòng liên tục 10A cho tải thuần trở 3A cho tảI cảm
0.3A 10A cho tải thuần trở 3A cho tải cảm
10A cho tải thuần trở 3A cho tải cảm Bảo vệ ngắn mạch Yêu cầu cầu chì bên ngoài điện tử (xấp xỉ 1A)
Yêu cầu cầu chì bên ngoài
Yêu cầu cầu chì bên ngoài Tần số chuyển mạch 2Hz cho tải trở
10Hz 2Hz cho tải trở
2Hz cho tải trở 0.5Hz cho tải cảm Tổn hao năng lượng
3.5w(115V) 2.3 – 4.6w(230V) Các đồng hồ bên trong/ duy trì 8/10 giờ 8/10 giờ 8/10 giờ nguồn
Chống nhiểu đến En 55011(giới hạn giá trị cấp B)
Xác nhận Theo VDE 0031, IEC 1131, UL, FM, CSA,
Lắp đặt Trên thanh ray DIN mm rộng 4 khối
Bảng 1 1 Bảng thông số kỹ thuật
- Có 4 loại: 12RCL, 24L, 24RCL, 230RCL
- Có 19 chức năng tích hợp bên trong(6 hàm cơ bản, 13 hàm đặc biệt)
- Có 12 ngõ vào và 8 ngõ ra
- Có 4 bộ chốt trạng thái
- Tích hợp bên trong kiểu duy trì nguồn trong 80 giờ khi mất nguồn cho logo! 12RCL, 24RCL, 230RCL
- Có 2 đầu vào 1KHz trên mỗi logo! 12RCL, 24RC, 24L
- Có 3 bộ đếm thời gian vận hành
- Khả năng nhớ được tích hợp sẵn
- Ngoài ra chức năng phát xung cho phép người dùng đặt tỉ số giữa thời gian mức cao và thời gian mức thấp của xung
- Người dùng muốn bảo vệ chương trình khỏi bị sao chép thì dùng tính năng bảo vệ với card nhớ tùy chọn
- Dùng card màu đỏ giữ chương trình điều khiển khỏi bị sao chép hoặc thay đổi
- Dùng card màu vàng để sao chép chương trình điều khiển nhanh chóng và dễ dàng.
Thông số kỹ thuật Logo! 12RC Logo! 24L Logo! 24RCL Logo! 230RCL
Số đầu vào 12 12 12 12 Điện áp đầu vàoDC 12V
Tín hiệu '0' max: 4VDC max: 5VDC max: 5VDC max: 40VDC
Tín hiệu '1' min: 8VDC min: 12VDC min:
Dòng điện vào 1.5mA 5mA 5mA 2mA
Số đầu ra 8 Relay 8 TRansistor 8 Relay 8 Relay
Dòng liên tục Trên 1 cực:
10A cho tải thuần trở 3A cho tải cảm
Trên 1 cực: 10A cho tải thuần trở 3A cho tải cảm
Yêu cầu cầu chì bên ngoài (lớn nhất 16A) điện tử (xấp xỉ 1A)
Yêu cầu cầu chì bên ngoài (lớn nhất 16A)
Yêu cầu cầu chì bên ngoài (lớn nhất 16A)
10Hz 2Hz cho tải trở
2Hz cho tải trở 0.5 Hz cho tải cảm
9.2w(230V) Các đồng hồ bên trong/ duy trì nguồn
Nhiệt độ môi 0 - +55oC trường
Chống nhiểu đến En 55011(giới hạn giá trị cấp B)
Xác nhận Theo VDE 0031, IEC 1131, UL, FM, CSA, phê chuẩn của hội tàu thuỷ
Lắp đặt Trên thanh ray DIN mm rộng 4 khối
Bảng 1 2 Thông số kỹ thuật Logo loại dài
- Có 19 chức năng tích hợp sẵn
- Có 56 chức năng; Kích thước 126* 90* 55mm
- Có 3 bộ đếm thời gian làm việc
- Có 12 ngõ vào và 8 ngõ ra
- Tích hợp bên trong, lưu trữ năng lượng trong 80 giờ trên logo! 24RCLB11, 230RCLB11
- Có 2 đầu vào 1KHz trên mỗi logo! 24RCLB11, 230RCLB11
Logo! bus hỗ trợ giao tiếp với hệ thống Asi, cho phép trao đổi thông tin với các bộ điều khiển cấp cao như Simatic S7 200 Trong trường hợp mạng gặp lỗi, Logo! bus có khả năng chuyển sang chế độ hoạt động độc lập, đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động bình thường Thêm vào đó, Logo! bus còn trang bị 4 đầu ra ảo, giúp thay đổi dữ liệu trên bus Asi, kết nối hiệu quả với các bộ cảm biến.
Thông số kỹ thuật Logo! 12RC Logo! 230RCL
12 4 Điện áp đầu vào Điện áp cấp Khoảng giới hạn Tín hiệu '0'
DC 24V 12V 20.4 – 28.8VDC max: 5VDC min: 15VDC
85 – 256VDC max: 40VDC min: 79VDC
Dòng điện vào 5mA 2mA
Số đầu ra 4 Relay 8 Transistor
Dòng liên tục Trên 1 cực:
10A cho tải thuần trở 3A cho tải cảm
10A cho tải thuần trở 3A cho tải cảm
Bảo vệ ngắn mạch Yêu cầu cầu chì bên ngoài
Yêu cầu cầu chì bên ngoài (lớn nhất 16A)
Tần số chuyển mạch 2Hz cho tải thuần trở
0.5 Hz cho tải cảm 2Hz cho tải thuần trở
0.5 Hz cho tải cảm Tổn hao năng lượng 0.3 – 2.9w 1.5 – 7.5w(115V)
3.4 – 9.2w(230V) Các đồng hồ bên trong/ duy trì nguồn
- 40 – 70oC Chống nhiểu đến En 55011(giới hạn giá trị cấp B)
Tiêu chuẩn Theo VDE 0031, IEC 1131, UL, FM, CSA
Lắp đặt Trên thanh ray
Bảng 1 3 Bảng thông số kỹ thuật LOGO Bus
1.3.6 Đặc điểm ngõ vào, ngõ ra và kết nối phần cứng theo chủng loại
Dây nối cho logo! được dùng loại có tiết diện 2*1.5mm2 hay 1*2.5mm2 Logo! đã được bảo vệ cách điện nên không cần dây nối đất.
Logo có ghi thông tin về số ngõ vào, kết nối với tín hiệu điều khiển bên ngoài và được ký hiệu là I Số lượng ngõ vào sẽ thay đổi tùy thuộc vào dạng logo.
Logo! 230R và 230RC dùng nguồn 115/230V, tần số 50Hz/60Hz Điện áp có thể dao động trong khoảng 85V đến 264V và dòng điện tiêu thụ là 26mA ở 230V.
Hình 1 4 Ngõ vào Logo dùng nguồn 1 pha
Logo! 230R và 230RC có ngõ vào ở mức "0" khi công tắc hở với điện áp nhỏ hơn hoặc bằng 40VAC, và ngõ ra ở mức "1" khi công tắc đóng với điện áp lớn hơn hoặc bằng 79VAC.
Dòng điện ngõ vào lớn nhất là 0.24mA Thời gian thay đổi trạng thái từ "0" lên
"1" hay từ "1" xuống "0" tối thiểu 50ms để logo nhận biết được.
Hình 1 5 Ngõ vào Logo dùng nguồn 3 pha
LOGO! 24 và 24R hoạt động với nguồn điện 24VDC/AC, với điện áp biến đổi từ 20.4V đến 28.8V LOGO! 24R tiêu thụ dòng điện 62mA ở 24V, trong khi LOGO! 24 tiêu thụ 30mA và có dòng ra 0.3A từ nguồn 24V.
LOGO! 24 và 24R có ngõ vào ở mức "0" khi công tắc hở với điện áp nhỏ hơn hoặc bằng 5VDC, và ngõ ra ở mức "1" khi công tắc đóng với điện áp lớn hơn hoặc bằng 15VDC Dòng điện ngõ vào tối đa là 3mA, và thời gian chuyển trạng thái từ "0" lên "1" hoặc từ "1" xuống "0" tối thiểu là 50ms để thiết bị nhận biết được.
Ngõ ra trên logo, được ký hiệu là Q, có chức năng đóng ngắt và kết nối thiết bị điều khiển bên ngoài Số lượng ngõ ra có thể thay đổi tùy thuộc vào dạng logo, và tất cả các ngõ ra này đều được bảo vệ bên trong.
Các loại logo như 24R và 230RC có ngõ ra relay, với các tiếp điểm relay được cách ly hoàn toàn khỏi nguồn nuôi và ngõ vào Tải ở ngõ ra có thể bao gồm đèn, động cơ, hoặc contactor, cho phép sử dụng các nguồn điện áp khác nhau Khi ngõ ra đạt "1", dòng điện tối đa cho tải thuần trở là 8A và cho tải cuộn dây là 2A.
Hình 1 6 Sơ đồ nối dây ngõ ra của LOGO
Hình 1 7 Sơ đồ nối dây ngõ ra Module LOGO mở rộng
Việc mở rộng logo phụ thuộc vào yêu cầu của hệ thống điều khiển, cần nhiều ngõ vào và ra Do đó, chúng ta tiến hành kết nối các Modul mở rộng với nhau để đáp ứng nhu cầu này.
Hình 1 8 Module mở rộng cho LOGO
Hình 1 9 Module số LOGO DM8 230R
- Điện áp nguồn 120/230 VAC/DC
- Có 4 ngõ vào 120/230 VAC/DC
- Điện áp nguồn 24VDC/AC
- Có 4 ngõ vào 24VDC/AC
Hình 1 10 Module tương tự LOGO AM2
- Đây là modul mở rộng dùng cho việc đo nhiệt độ Có 2 ngõ vào PT100, 2 dây hoặc
Loại có ngõ vào tương tự:
AI2 I9…I12 I13…I16I17…I20I21…I24AI3, AI4 AI5, AI6 AI7, AI8
Loại không có ngõ vào tương tự:
Các chức năng cơ bản của LOGO
Hàm and: là mạch có các tiếp điểm thường mở mắc nối tiếp nhau.
Hình 1 11 Sơ đồ mạch nguyên lý AND
Hình 1 12 Symbol AND trên phần mềm LOGO
Bảng 1 4 Bảng trạng thái hàm AND Hàm and: có ngõ ra ở trạng thái "1" khi tất cả các ngõ vào được tác động lên mức "1".
Hàm or: là mạch có các tiếp điểm thường mở mắc song song nhau.
Hình 1 13 Sơ đồ mạch nguyên lý OR Hình 1 14 Symbol OR trên phần mềm LOGO
Bảng 1 5 Bảng trạng thái hàm OR Hàm or: có ngõ ra ở trạng thái "1" khi chỉ cần có một ngõ vào được tác động lên mức "1".
Hình 1 15 Sơ đồ mạch nguyên lý NOT Hình 1 16 Symbol NOT trên phần mềm LOGO
Bảng 1 6 Bảng trạng thái hàm NOT Hàm not: có ngõ ra ngược trạng thái với ngõ vào khi ngõ vào ở mức "0" thì ngõ ra ở mức "1" và ngược lại.
Hàm nand: là mạch có các tiếp điểm thường đóng mắc song song nhau.
Hình 1 17 Sơ đồ mạch nguyên lý NAND Hình 1 18 Symbol NAND trên phần mềm LOGO
Bảng 1 7 Bảng trạng thái hàm NAND Hàm nand: có ngõ ra ở trạng thái "0" khi các ngõ vào được tác động lên mức "1".
Hàm nor: là mạch có các tiếp điểm thường đóng mắc nối tiếp nhau.
Hình 1 19 Sơ đồ mạch nguyên lý NOR Hình 1 20 Symbol NAND trên phần mềm LOGO
Bảng 1 8 Bảng trạng thái hàm NAND Hàm nor: có ngõ ra ở trạng thái "1" khi các ngõ vào điều ở trạng thái "0".
Hàm xor: là mạch có hai tiếp điểm nối ngược nhau mắc nối tiếp
Hình 1 21 Sơ đồ mạch nguyên lý XOR
Hình 1 22 Symbol XOR trên phần mềm LOGO
LOGO SIEMENS
Logo Siemens, mặc dù ra đời từ rất sớm, vẫn đang được cải tiến và sản xuất đến hiện tại Với những ưu điểm vượt trội, sản phẩm này trở thành lựa chọn hàng đầu cho các nhà tích hợp trong việc điều khiển các hệ thống vừa và lớn với cấp độ điều khiển đơn giản Ngoài ra, Logo Siemens còn được sử dụng như bộ não và thiết bị điều khiển chính cho các hệ thống điều khiển đơn giản trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
1.5.1 Ưu điểm của Logo Siemens
Sản phẩm này được thiết kế đơn giản, gọn nhẹ nhưng vẫn đảm bảo độ chắc chắn và ổn định Với tính năng bền đẹp, nó đáp ứng hầu hết các yêu cầu điều khiển cho các ứng dụng nhỏ và vừa.
Dòng Logo Siemens có hai phiên bản chính: một phiên bản tích hợp màn hình hiển thị LCD và một phiên bản không có màn hình Phiên bản tích hợp màn hình hiển thị cho phép người dùng lập trình trực tiếp trên thiết bị thông qua giao diện văn bản.
- Phần mềm và ngôn ngữ lập trình đơn giản Có thể lập trình trực tiếp trên PLC Logo (đối với loại có tích hợp màn hình hiển thị)
- Với những tính năng mà Logo Siemens có thể thực hiện thì đi kèm đó là giá thành vô cùng hợp lý
Logo Siemens cung cấp khả năng mở rộng và nâng cấp tính năng thông qua các module mở rộng đa dạng Hiện nay, một số dòng sản phẩm Logo Siemens đã được tích hợp tính năng Web, mang đến sự tiện lợi và linh hoạt cho người dùng.
- Lập trình Logo qua phần mềm bằng LOGO! Soft Comfort
Các dòng Logo Siemens được biết đến: https://unatro.com/logo
- Có màn hình hiển thị: LOGO! 24CE, LOGO! 12/24RCE, LOGO! 24RCE, LOGO! 230RCE
- Không có màn hình hiển thị: LOGO! 24CEO, LOGO! 12/24RCEO, LOGO! 24RCEO, LOGO! 23
Siemens cung cấp các chức năng "ready to use" như delay ON/OFF, bộ hẹn giờ weekly timer, bộ tạo xung, bộ đếm thời gian và đồng hồ bấm giờ, nhằm đảm bảo tính nhất quán và liên tục cho cả lập trình viên và người sử dụng Với hơn 40 chức năng và chương trình sẵn có, bao gồm tới 400 block, người dùng có thể lập trình các hàm macro riêng và tạo thư viện từ các chương trình con đã được kiểm tra Tùy chọn ghi dữ liệu mở ra nhiều cơ hội ứng dụng mới.
Những điểm nỗi bật của LOGO! 8
- 8 bộ cơ bản cho tất cả các cấp điện áp, 4 trong số đó tích hợp màn hình hiển thị.
- Tất cả các bộ LOGO! đều tích hợp giao tiếp Ethernet, các kết nối đều tương thích với các version cũ.
- Tích hợp web server trên tất cả các bộ LOGO!
- Kết nối hiện thị từ xa thông qua ngõ Ethernet ở tất cả 8 bộ LOGO!
- Mở rộng dãy nhiệt độ từ -22ºC – 55ºC
Bộ lập trình LOGO! là giải pháp lý tưởng cho các chương trình điều khiển cơ bản, mang lại sự nhanh chóng, đơn giản và tiết kiệm không gian LOGO! đã trở thành lựa chọn mặc định cho các dự án tự động nhỏ trong lĩnh vực tự động hóa Sản phẩm này có hai tùy chọn: loại tích hợp màn hình hiển thị và loại không có màn hình.
Bộ lập trình và hiển thị
Hình 1 23 Bộ lập trình và hiển thị Đặc điểm:
- Các biến thể tiết kiệm không gian.
- Giao tiếp các module mở rộng, lên đến 24 digital input, 20 digital output, 8 analog input và 8 analog output.
- Tất cả các LOGO đều tích hợp web server.
- Tất cả các bộ LOGO! đều tích hợp giao tiếp Ethernet để kết nối với LOGO! 8, LOGO! TDE, SIMATIC Controllers, SIMATIC Panels và PC.
- Sử dụng thẻ nhớ CF tiêu chuẩn.
Bộ lập trình LOGO! không tích hợp màn hình
Hình 1 24 Bộ lập trình không hiển thị Đặc điểm:
- Ngõ ra relay với dòng cực đại 10A
- Tích hợp vùng nhớ EEPROM cho chương trình điều khiển và giá trị setpoint
- Tùy chọn thẻ nhớ CF tiêu chuẩn
- Tích hợp đồng hồ thời gian thực tự đồng chuyển đổi mùa xuân/đông
- Lưu trữ cho thời gian thức cho 20 ngày
- 4 ngõ vào và ra ở 12/24 V DC (0-10 V) ngõ vào có thể sử dụng như ngõ số
- 4 ngõ vào có thể sử dụng cho đếm tốc độ cao high-speed counting lên đến 5 kHz (chỉ có ở dòng DC)
- Giao tiếp các module mở rộng, lên đến 24 ngõ vào số, 20 ngõ ra số, 8 ngõ vào tương tự và 8 ngõ ra tương tự.
- Kết nối LOGO! TDE hiện thị ký tự tới LOGO! 8 thông qua giao tiếp Ethernet
TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN-ĐỘNG CƠ 3 PHA
Khái quát về biến tần
2.1.1.1 Khái quát biến tần và tầm quan trọng của biến tần
Ngày nay, nhiều thiết bị điện - điện tử sử dụng bộ biến tần, đặc biệt là bộ biến tần điều khiển tốc độ động cơ điện Việc điều chỉnh tốc độ động cơ được thực hiện thông qua các biện pháp nhân tạo, bao gồm thay đổi các thông số nguồn như điện áp, điều chỉnh điện trở phụ và thay đổi từ thông.
Từ đó tạo ra các đặc tính cơ mới để có những tốc độ làm việc mới phù hợp với yêu cầu của phụ tải cơ
Có hai phương pháp để điều chỉnh tốc độ động cơ:
- Biến đổi các thông số của bộ phận cơ khí tức là biến đổi tỷ số truyền chuyển tiếp từ trục động cơ đến cơ cấu máy sản xuất.
Biến đổi tốc độ góc của động cơ điện giúp giảm độ phức tạp của hệ thống và cải thiện khả năng điều chỉnh Phương pháp này đặc biệt linh hoạt khi áp dụng trong các hệ thống điều khiển điện tử Do đó, bộ biến tần trở thành giải pháp hiệu quả để điều khiển tốc độ động cơ.
- Chiếm 30% thị trường biến tần là các bộ điều khiển moment
Trong các bộ điều khiển moment động cơ, ứng dụng quạt gió chiếm 55%, với phần lớn thuộc về hệ thống điều hòa không khí trung tâm (HAVC) Bên cạnh đó, các ứng dụng bơm cũng chiếm 45%, chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp nặng.
Biến tần thường được chia làm hai loại: Biến tần trực tiếp và biến tần gián tiếp
Biến tần trực tiếp là thiết bị chuyển đổi tần số từ lưới điện xoay chiều mà không cần qua khâu trung gian một chiều Tần số đầu ra của biến tần này được điều chỉnh nhảy cấp và luôn nhỏ hơn tần số của lưới điện (f1 < flưới) Hiện nay, loại biến tần này ít được sử dụng trong thực tế.
Hình 2 1 Sơ đồ bộ biến tần trực tiếp
Biến tần trực tiếp, hay còn gọi là biến tần phụ thuộc, sử dụng phương pháp điều khiển đồng thời Trong phương pháp này, một nhóm hoạt động ở chế độ chỉnh lưu với góc mở α, trong khi nhóm khác hoạt động ở chế độ nghịch lưu với góc mở β Mặc dù cách điều khiển đồng thời mang lại hiệu suất cao, nhưng nó cũng có nhược điểm là tồn tại dòng cân bằng chạy quẩn trong các pha của nguồn hoặc biến áp, dẫn đến sự xuất hiện của dòng liên tục.
Bộ biến tần trực tiếp một pha, như được thể hiện trong hình 3.2, có điện áp ra đặc trưng Đây là loại biến tần với cấu trúc sơ đồ van phức tạp, thường được sử dụng cho các hệ thống truyền động điện có công suất lớn và tốc độ làm việc thấp.
Biến tần gián tiếp có sơ đồ cấu trúc tổng thể như sau:
Hình 2 3 Sơ đồ cấu trúc của biến tần gián tiếp
Điện áp xoay chiều với các thông số (U1,f1) có thể được chuyển đổi thành điện áp một chiều thông qua mạch chỉnh lưu Bộ biến tần, hay còn gọi là biến tần độc lập, cùng với bộ nghịch lưu (U2,f2) và bộ điều áp một chiều, hoạt động dựa trên loại nguồn và tải kết nối.
Do tính chất của bộ lọc nên biến tần gián tiếp lại được chia làm hai loại sử dụng nghịch lưu áp và nghịch lưu dòng.
Chỉnh lưu: Chức năng của khâu chỉnh lưu là biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều
Chỉnh lưu có thể được chia thành hai loại: không điều chỉnh và có điều chỉnh Tùy thuộc vào yêu cầu của tầng nghịch lưu về nguồn dòng hay nguồn áp, bộ chỉnh lưu sẽ cung cấp dòng điện hoặc điện áp ổn định tương đối.
Bộ lọc: là bộ phận không thể thiếu có nhiệm vụ san phẳng điện áp sau chỉnh lưu.
Nghịch lưu là thiết bị có chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều với tần số linh hoạt, cho phép hoạt động độc lập với phụ tải Nghịch lưu có thể được phân loại thành ba loại khác nhau.
2.1.3 Cấu trúc cơ bản của một bộ biến tần
Cấu trúc cơ bản của một bộ biến tần như hình
Hình 2 4 Cấu trúc cơ bản của biến tần
Hình 2 5 Cấu trúc nguyên lý của biến tần
Tín hiệu vào là điện áp xoay chiều một pha hoặc ba pha Bộ chỉnh lưu có nhiệm biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều.
Bộ lọc có nhiệm vụ san phẳng điện áp một chiều sau chỉnh lưu
Nghịch lưu có nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều có tần số có thể thay đổi được
Bộ điều khiển tạo ra tín hiệu điều khiển theo một quy luật nhất định để điều khiển các van công suất trong bộ nghịch lưu, đồng thời đảm nhận các chức năng quan trọng khác.
- Theo dõi sự cố lúc vận hành
- Xử lý thông tin từ người sử dụng
- Xác định thời gian tăng tốc, giảm tốc hay hãm
- Xác định đặc tính – momen tốc độ
- Xử lý thông tin từ các mạch thu thập dữ liệu
- Kết nối với máy tính
Mạch kích đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra tín hiệu điều khiển trực tiếp cho các van công suất trong mạch nghịch lưu Trong khi đó, mạch cách ly giúp bảo vệ mạch điều khiển bằng cách ngăn cách nó với mạch công suất.
Màn hình hiển thị và điều khiển có vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin hệ thống như tần số, dòng điện, và điện áp, đồng thời cho phép người dùng điều chỉnh các thông số của hệ thống một cách dễ dàng.
Các mạch điều khiển và thu thập tín hiệu đều cần nguồn điện ổn định, thường là nguồn một chiều với điện áp 5, 12 hoặc 15VDC.
2.1.4 Giới thiệu chung về hãng LS
Hãng LS là tập đoàn toàn cầu hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ điện và tự động hóa, giúp khách hàng trong ngành tiện ích và công nghiệp cải thiện hiệu suất và giảm thiểu tác động đến môi trường Với sự hiện diện tại khoảng 100 quốc gia, LS hiện có hơn 800 nhân viên làm việc tại ba khu vực trên toàn quốc Là nhà sản xuất máy biến áp lớn nhất tại Việt Nam, LS đã khẳng định vị thế của mình như một trong những thương hiệu nổi bật trong lĩnh vực công nghệ điện và tự động hóa tại Việt Nam.
Biến tần LS IC5 được thiết kế đặc biệt để đáp ứng đa dạng yêu cầu trong ứng dụng máy công cụ Loại biến tần này rất phù hợp cho các ứng dụng như động cơ bơm, quạt gió, băng tải, máy kéo sợi và máy tiện.
Hình 2 6 Hình ảnh ngoại quan biến tần LS
2.1.4.2 Các kiểu biến tần họ ic5
Hình 2 7 Bảng thông số cơ bản của biến tần LS
2.1.4.3 Các tính năng nổi bật
Khái quát về động cơ không đồng bộ 3 pha
2.2.1 Cấu tạo chung Động cơ không đồng bộ gồm hai phần chính : Phần tĩnh và phần quay
Hình 2 9 Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc
- 5-Chân đế lắp cố định
Gồm lõi thép, dây quấn và vỏ máy
Lõi thép stato được cấu tạo từ nhiều lá thép kỹ thuật điện đã được dập sẵn và ghép cách điện với nhau, có độ dày từ 0.35 mm đến 0.5 mm Bên trong lõi có các rãnh để đặt dây quấn, và mỗi lá thép đều được sơn cách điện nhằm giảm thiểu tổn hao do dòng điện xoáy gây ra Nếu lá thép quá ngắn, chúng có thể được ghép lại thành một khối, trong khi nếu lá thép quá dài, chúng sẽ được ghép thành các thếp với chiều dài từ 6 cm đến 8 cm, cách nhau 1 cm để đảm bảo thông gió.
Hình 2 10 Mặt cắt ngang stato Hình 2 11 Lá thép kỹ thuật điện Hình 2 12 Stato của động cơ KĐB
Stato của động cơ không đồng bộ ba pha bao gồm dây quấn được đặt trong các rãnh của lõi thép, xung quanh dây quấn được bọc lớp cách điện để ngăn cách với lõi thép Các pha dây quấn được sắp xếp cách nhau 120 độ điện.
Vỏ máy có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ lõi thép stato và không dẫn từ, thường được làm bằng nhôm cho máy nhỏ và gang hoặc thép cho máy lớn Vỏ máy được thiết kế với chân đế cố định, giúp máy ổn định trên bệ, đồng thời có nắp ở hai đầu để đỡ trục rôto và bảo vệ dây quấn bên trong.
Gồm lõi thép, trục, và dây quấn.
Lõi thép rôto được cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại tương tự như ở stato Lõi thép này được ép trực tiếp lên trục và có các rãnh bên ngoài để đặt dây quấn.
Trục máy: Được làm bắng thép, có gắn lõi thép rôto, trục được đỡ trên nắp máy nhờ ổ lăn hay ổ trượt.
Dây quấn :Tuỳ theo động cơ không đồng bộ mà ta chia ra rôto dây quấn hay rôto lồng sóc.
Rôto kiểu dây quấn có cấu trúc giống như dây quấn stato, với số cực tương ứng, thường sử dụng trong động cơ trung bình và lớn với dây quấn sóng hai lớp để giảm đầu nối, còn trong động cơ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp Dây quấn ba pha của động cơ thường được đấu hình sao, kết nối với ba vòng trượt bằng đồng thau trên trục rôto, các vòng này cách điện và được hỗ trợ bởi ba chổi than, giúp cải thiện tính năng mở máy và điều chỉnh tốc độ Ngược lại, rôto lồng sóc có cấu trúc khác biệt, với các thanh đồng hoặc nhôm được đặt trên các rãnh lõi thép, hai đầu thanh dẫn nối với các vòng ngắn mạch, tạo thành lồng sóc đặc trưng.
Hình 2 13 Thanh dẫn trong roto lồng sóc Hình 2 14 Các thành phần trong roto lồng sóc
Dây quấn roto kiểu lồng sóc không yêu cầu cách điện với lõi thép của rãnh rôto, có thể thiết kế thành dạng rãnh sâu hoặc hai rãnh, được gọi là lồng sóc kép, phù hợp cho máy có công suất lớn nhằm cải thiện khả năng khởi động Đối với động cơ công suất nhỏ, rãnh rôto thường được sắp xếp theo một góc chéo so với tâm trục.
Khe hở không khí giữa phần tĩnh và phần quay của động cơ không đồng bộ thường dao động từ 0,2 mm đến 1 mm Với thiết kế rôto hình tròn, rôto có sự đồng đều cao Mạch từ của động cơ khép kín từ stato sang rôto qua khe hở không khí Khe hở không khí lớn hơn sẽ tạo ra dòng từ hoá mạnh mẽ hơn, từ đó làm tăng từ thông và hệ số công suất của máy.
Những đại lượng cần ghi trên động cơ không đồng bộ
Công suất định mức Pđm là công suất cơ hay công suất điện máy đưa ra Điện áp định mức Uđmvà dòng điện định mức Iđm
Trên nhãn máy, thông tin ghi rõ /Y 220v/380v_ 7.5/4.3A cho biết khi điện áp lưới là 220v, cần nối dây quấn stato theo hình dạng quy định, và dòng điện định mức sẽ là 7.5A hoặc 4.3A tùy thuộc vào cách đấu nối.
7 5 A, Khi điện áp lưới điện là 380v thì ta đấu dây quấn stato theo hình Y, dòng điện định mức là 4 3 A,
Hệ số công suất định mức : cos đm
Tốc độ quay định mức nđm(vòng/ phút )Tần số định mức fđm(hz)
Cách đấu dây của động cơ
Tùy thuộc vào điện áp của lưới điện, việc đấu dây stato có thể thực hiện theo hình Y hoặc hình Δ Mỗi động cơ điện ba pha bao gồm ba dây quấn pha, với điện áp định mức được quy định cho từng dây quấn Để đảm bảo động cơ hoạt động đúng với điện áp quy định, việc đấu nối động cơ cần được thực hiện chính xác Để thuận tiện cho việc đấu nối, người ta ký hiệu 6 đầu dây của ba dây cuốn động cơ là AX, BY, CZ và đưa chúng ra 6 bu lông (1…6) ở hộp dây trên vỏ động cơ.
Để đảm bảo điện áp vào động cơ ba pha luôn đạt mức định mức, cần đấu 6 đầu dây đúng cách Động cơ ba pha có điện áp định mức cho mỗi pha dây quấn là 220V (U0V), và thông tin này thường được ghi trên nhãn động cơ với ký hiệu / 220V/380V.
Khi động cơ hoạt động trong mạng điện có điện áp Ud = 380V, cần phải đấu nối theo hình sao (Y) Để thực hiện nối hình sao, ba điểm cuối của các pha phải được kết nối với nhau để tạo thành điểm trung tính, trong khi ba điểm đầu sẽ được kết nối với nguồn điện.
Cách đấu như hình vẽ :
Hình 2 15 ộp đấu dây quấn stato hình sao (y)
Khi đó điện áp vào mỗi dây quấn là:Up =V bằng đúng điện áp quy định
Khi động cơ hoạt động trên mạng điện 220V, cần đấu nối theo hình tam giác (∆) Để thực hiện nối hình tam giác, ta kết nối đầu pha này với cuối pha kia mà không sử dụng dây trung tính.
Hình 2 16 Hộp đấu dây quấn stato theo kiểu đấu tam giác
Trong cách nối tam giác
Khi đó điện áp vào mỗi dây quấn là 220v
Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
Khi dòng điện ba pha với tần số f được cung cấp cho ba dây quấn stato, sẽ tạo ra một từ trường quay với tốc độ n1 = 60f/p Từ trường này cắt qua các thanh dẫn của dây quấn rôto, dẫn đến việc cảm ứng các sức điện động Do dây quấn rôto được nối thành mạch kín, sức điện động cảm ứng sẽ tạo ra dòng điện trong các thanh dẫn của rôto.
Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường quay của máy với thanh dẫn mang dòng điện rôto, kéo rôto quay với tốc độ n < n1 và cùng chiều với n1
Hình 2 17 Quá trình tạo momen quay của động cơ không đồng bộ
Tốc độ quay của rôto (n) luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường quay (n1) Nếu hai tốc độ này bằng nhau, thì trong dây quấn rôto sẽ không còn sức điện động và dòng điện cảm ứng, dẫn đến lực điện từ trở thành bằng không.
Hệ số trượt của tốc độ: s = (n 1 -n)/n 1
Tốc độ của động cơ: n= 60f/p (1-s)(vòng/phút).
KẾT NỐI PLC SIEMENS ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC THÔNG QUA BỘ BIẾN TẦN LS IC5
Thiết kế và mô hình
- Khung giá đỡ mô hình sử dụng thép hộp 2x2cm hàn và quét sơn chống ăn mòn kim loại.
- Modul chấp hành: điều khiển tốc độ động cơ 3 pha KĐB dùng biến tần.
Hình 3 1 Sơ đồ đấu nối vào ra biến tần của LS IC5
- Nguồn cấp: 200 ÷ 230V tần số 50Hz qua các chân L , L2
- Đầu ra cấp cho động cơ: Thông qua các chân U, V, W
Tín hiệu đầu vào analog:
- VR: Nguồn cấp cho biến tần chuẩn
- V1: Đầu vào tần số chuẩn (0-10V)
- I: Đầu vào tần số chuẩn (4-20mA)
- CM: Đầu nối cung cho tần số chuẩn
Tín hiệu đầu vào contact:
- P1,P2,P3: Đầu vào đa chức năng, chạy nhiều cấp tốc độ khác nhau
- FX: Chọn chế độ quay thuận hay dừng lại
- RX: Chọn chế độ quay nghịch hay dừng lại
- JOG: Chạy với tần số jog đã định trước
Tín hiệu đầu ra analog:
- FM-CM: Đầu ra analog hiển thị cho thiết bị ngoại vi từ 0-10V
Tín hiệu đầu ra contact:
- 30A, 30B, 30C: Đầu ra thông báo lỗi
- MO-MG: Đâu ra đa chức năng
- S+, S- : Cổng truyền thông, cổng giao tiếp cho MODBUS-RTU
3.1.2 Chi tiết cài đặt biến tần cho động cơ
- 0.0: Freq Command (cài đặt tần số chạy Hz)
- ACC: Thời gian giảm tốc
- DEC: Thời gian tăng tốc.
- Drv 0: Keypad (chạy, dừng bằng màn hình)
- 1: Terminal (chạy bằng chân digital input P)
- Frq 0: Keypad 1 (tăng, giảm tốc độ trên màn hình)
- 3: Tăng, giảm tốc độ bằng biến trở (chân giữa nối vào V1, 2 chân còn lại nối vào
- 4: Tăng, giảm tốc độ bằng tín hiệu 0-20mm
- F01: Forward/reverse Run disable (0: cho chạy 2 chiều , 1: chỉ chạy chiều thuận, 2: chỉ chạy chiều nghịch)
- F20: Jog frequency (cài tốc độ chạy bò) (Kích P5 để chạy bò)
- F21: Max Freq (cài đặt tần số cao nhất)
- F22: Base Freq (nhập tần số động cơ, xem trên nhãn động cơ)
- F24: Frequency high/low limit select (0: không chọn, 1: chọn)
- F25: Frequency high limit (giới hạn tần số cao)
- F26: Frequency low limit (giới hạn tần số thấp)
- F50: Electronic thernal trip (bảo vệ quá nhiệt, cài lên 1)
- H20: Power On Start (cấp nguồn chạy biến tần (với điều kiện Drv cài lên 1 hoặc 2, nối tắt giữa CM và P1 hoặc P2))
- H21: Restart after fault reset (0: không chọn, 1: chọn)
- H30: Motor select capacity (chọn công suất động cơ, xem trên nhãn động cơ)
- H40: Control mode select (0: luật điều khiển U/f (bơm/quạt ), 3: luật Sensorless vector control (băng tải))
- H77: Cooling fan control (0: quạt chạy khi có nguồn, 1: quạt chạy khi có lệnh chạy))
- H93: Parameter initialize (đưa thông số về mặc định nhà sản xuất, cài lên 1 sau đó nhấn ENTER 2 lần để lưu)
- 108: Freq corresponding to min Voltage input: Tốc độ tương ứng ở điện áp thấp nhất đầu vào V1 (0V)
- 110: Freq corresponding to max Voltage input: Tốc độ tương ứng ở điện áp cao nhất đầu vào V1 (0V)
- 113: Freq corresponding to min Current input: Tốc độ tương ứng ở dòng điện thấp nhất đầu vào (4mmA)
- 115: Freq corresponding to max Current input: Tốc độ tương ứng ở dòng điện cao nhất đầu vào (20mmA)
- 117 - 124: Multi - function input terminal in turn P1->P8: Định nghĩa từ P1->P8
- 125: Input terminal status dislay (xem trạng thái ngõ vào từ P1 -> P8) Điều khiển PID - trình tự cài đặt PID
- B1: Chọn H49 lên 1 (lựa chọn chạy PID)\
- 0: hồi tiếp tín hiệu dòng (4-20mA)
- 1: Hồi tiếp tín hiệu áp (0-10V)
- B3: H55: Đặt giới hạn tần số cao, H56: Đặt giới hạn tần số thấp
- B4: H57: Cách nhận tham chiếu PID
- B5: H58: Chọn đơn vị hồi tiếp:
Nếu bước 4 chọn 0 (nhập từ màn hình) thì vào Ref để nhập giá trị tham chiếu cho PID.
B6: H61: Thời gian chạy ở tần số ngủ trước khi ngủ.
B7: H62: Nhập tần số ngủ (là tần số mà biến tần chạy ở tốc độ thấp hơn hoặc bằng tần số này với thời gian H61 thì biến tần sẽ ngủ).
B8: H63: Mức thức dậy của biến tần (%) (Khi hồi tiếp thấp hơn mức đặt trong Ref trừ cho mức cài trong H63 thì biến tần sẽ thức dậy).
Sau khi cài đặt, kiểm tra mức tham chiếu tại thông số Ref và mức hồi tiếp tại thông số Fbk để tùy chỉnh theo cài đặt mặc định của biến tần Nếu cảm biến hoạt động trong khoảng 0-10 bar và tín hiệu ra là 4-20 mA, thì khi biến tần nhận hồi tiếp từ cảm biến 4-20 mA sẽ tương ứng với 0-100% trong Fbk Dựa vào tỷ lệ này, chúng ta có thể cài đặt áp suất cho các trạng thái hoạt động và ngừng hoạt động sao cho phù hợp.
Sơ đồ hệ thống ứng dụng PLC điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3
bộ 3 pha thông qua bộ biến tầng IC5
Hình 3 2 Sơ đồ đấu dây
Hình 3 3 Sơ đồ khối mạch nguồn 24VDC
Hình 3 4 Mạch biến áp và chỉnh lưu cầu tích hợp mạch lọc
Mạch nguồn 24 V/DC bao gồm:
Nhiệm vụ chủ yếu là biến đổi năng lượng điện xoay chiều có điện áp 220V/50Hz thành năng lượng điện xoay chiều có điện áp 18V/50Hz
Hình 3 5 Biến áp sử dụng trong mô hình
Chỉnh lưu cầu 1pha CL/3A: Chức năng chính la chỉnh lưu dòng xoay chiều 18V/AC thành dòng một chiều 24V/DC
Hình 3 6 Cầu chỉnh lưu sử dụng trong mô hình
Hình 3 7 Tụ lọc sử dụng trong mô hình
Mạch nguồn 24V/DC hoạt động bằng cách biến đổi điện áp 220VAC qua biến áp, giảm xuống còn 18VAC Sau đó, điện áp này được chuyển đổi thành điện áp một chiều thông qua cầu chỉnh lưu và được nhân với căn bậc hai của 2 (khoảng 1.4), tạo ra điện áp đầu ra ổn định.
24 VDC được đưa qua tụ lọc để loại bỏ các thành phần sóng hài bậc cao Tụ điện giúp làm phẳng điện áp một chiều sau cầu chỉnh lưu, tạo ra điện áp ổn định hơn.
Mạch nguồn 24V/DC dùng để cấp nguồn cho các rơle 24 V/DC.
Hình 3 8 Sơ đồ mạch nguồn 24VDC thực tế
- Nguồn điện 3 pha 380V/50Hz: Cấp nguồn cho bộ biến tần ig5a điều khiển động cơ.
- Nguồn điện 1 pha 220V/50Hz: cấp nguồn cho bộ CL 24V/DC.
- Bộ PLC S7- 300: điều khiển cấp nguồn cho cuộn hút của các rơle trung gian.
- Mạch nguồn 24V/DC: chỉnh lưu thành điện áp một chiều cấp cho PLC S7- 300 và cấp nguồn cho rơle trung gian.
- 2 nút nhấn: Start dùng để khởi động động cơ, cho hệ thống băt đầu hoạt động Stop dùng để dừng động cơ.
- 2 rơle trung gian: chuyển tín hiệu từ PLC S7-300 tới các chân logic của ig5a
Hình 3 9 Hình ảnh relay trung gian sử dụng trong mô hình
- Bộ biến tần Altivar 31: dùng để điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi tần số cấp cho động cơ.
- Động cơ không đồng bộ 3 pha( DC KDB).
Cấp nguồn 220V/50Hz cho bộ biến tần LS IC5 và mạch nguồn 24V/DC Khi nhấn nút Tăng, PLC Siemens Logo sẽ điều khiển cuộn dây rơle 1, kích hoạt đèn báo tốc độ 1 sáng, đồng thời kết nối chân P1 của biến tần với chân com, giúp động cơ hoạt động ở tốc độ cấp 1 với tần số đầu ra 10Hz.
Khi ấn nút Tăng lần 2, lệnh từ PLC Logo sẽ tắt role1 và bật role2, điều khiển đèn báo cấp tốc độ 2 sáng lên Đồng thời, chân P2 được kết nối với chân COM của biến tần, cho phép động cơ không đồng bộ hoạt động ở cấp tốc độ 2 với tần số nguồn cấp là 22Hz.
Để điều khiển động cơ không đồng bộ ở tốc độ 3, nhấn nút tăng lần 3 để tắt rơle 2 và bật rơle 3 từ lệnh PLC Logo Đồng thời, đèn báo cấp tốc độ 3 sẽ sáng và chân P3 sẽ được kết nối với chân com của biến tần, cung cấp nguồn cho động cơ với tần số 35Hz.
Khi ấn nút tăng lần 4, rơle R4 nhận tín hiệu từ PLC Siemens logo, cuộn hút của nó kéo các tiếp điểm thường mở đóng lại, khiến rơle R3 tắt và đèn báo cấp tốc độ 4 sáng lên Chân P4 của biến tần được kết nối với chân COM của biến tần, cho phép động cơ không đồng bộ hoạt động ở tốc độ 4, tức là tốc độ cao nhất với tần số nguồn 50Hz Khi ấn nút giảm, nguyên lý hoạt động sẽ ngược lại toàn bộ quá trình.
Nhấn nút Dừng để dừng hệ thống
Chương trình điều khiển plc
ST I0.3 Dừng các cấp tốc độ
Bảng 3 1 Bảng gán địa chỉ
Hình 3 10 Chương trình điều khiển LOGO
Hình 3 11 Sản phẩm hoàn thiện in side
Hình 3 12 Sản phẩm hoàn thiện out side