Đồ án thiết kế hệ thống lò nung kim loại

Chương I TỔNG QUAN VỀ LÒ ĐIỆN VÀ LÒ ĐIỆN TRỞ1.1 Tổng quan về lò điện 1.1.1 Định nghĩa Lò điện là một thiết bị điện biến điện năng thành nhiệt năng dùng trongcác quá trình công nghệ khác

KHOA ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ VIỆT NAM

Bộ môn Cơ điện tử Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÒ NUNG KIM LOẠI

Nội dung:

1.Tổng quan về hệ thống lò nung

2.Sơ đồ cấu trúc hệ thống

3.Thiết kế hệ thống cơ khí

4.Thiết kế hệ thống điện, điện tử

Sinh viên: Trần Văn Chung – DTK1151010066

Nguyễn Tuấn Anh – DTK1151010489

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

Chương I TỔNG QUAN VỀ LÒ ĐIỆN VÀ LÒ ĐIỆN TRỞ 5

1.1 Tổng quan về lò điện 5

1.1.1 Định nghĩa 5

1.1.2 Ưu nhược điểm của lò điện 5

1.1.3 Các phương pháp biến điện năng thành nhiệt năng 6

1.2 Tổng quan về lò điện trở 11

1.2.1 Khái niệm chung và phân loại 11

1.2.2 Các loại lò điện trở thông dụng 12

Chương II SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 14

2.1.Sơ đồ cấu trúc hệ thống lò nung 14

2.2.Chức năng của từng khối 14

2.2.1 Khối cảm biến nhiệt độ 14

2.2.2.Bộ khuếch đại 20

2.2.3.Modul analog 21

2.2.4.Bộ điều khiển PLC 24

2.2.5.Lò nung và bộ quan sát 38

Chương III THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 38

3.1 Chọn cấu trúc lò 39

3.1.1 Cơ sở lựa chọn cấu trúc lò 39

3.1.2 Lựa chọn cấu trúc lò 39

3.2 Vật liệu xây lò 40

3.2.1 Các tính chất chung 40

3.2.2 Lựa chon vật liệu xây lò 42

3.3 Cấu tạo của lò 43

3.3.1 Các cấp xây lò 43

3.3.2 Kết cấu đáy lò 45

3.3.3 Kết cấu thân lò 47

3.3.4.Dây nung (dây điện trở) 50

3.3.5 Kết cấu nóc lò 56

Chương IV THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN, ĐIỆN TỬ 60

4.1.Thiết kế mạch lực 60

4.2.Thiết kế mạch điều khiển 61

4.2.1.Tính toán các thông số cần thiết 61

4.2.3.Xây dựng chương trình trong PLC S7-200 63

Chương V KẾT LUẬN 66

5.1 Kết luận 66

5.2 Hướng phát triển của đề tài 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay , khoa học kỹ thuật luôn không ngừng phát triển và đổi mới Từng ngày ,từng giờ tác động trực tiếp tới đời sống con người Các hệthống cơ điện tử đã tham gia vào công nghiệp làm tăng năng suất lao động, giảmbớt sức lao động của con người Có thể nói cơ điện tử là ngành mũi nhọn cónhững bước tiến vượt bậc về công nghệ cũng như những ứng dụng trong cuộcsống

Hiện là sinh viên năm thứ 5 trường đại học kỹ thuật công nghiệp , chúng

em đã có cái nhìn sâu hơn, tổng quát hơn về ngành mình đã lựa chọn đã có thểthiết kế những hệ thống, sản phẩm cụ thể có ứng dụng thực tế hơn để sau này ratrường em có thể ứng dụng nhiều vào thực tế

Với mục đích tìm hiểu và thiết kế một hệ thống cơ điện tử , chúng em đãlựa chọn đề tài : Thiết kế hệ thống lò nung kim loại

Mặc dù được sự chỉ dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn , chúng em đãrất cố gắng nhưng khối lượng kiến thúc và thời gian có hạn , sẽ không tránh khỏinhững thiếu sót mong thầy cô thông cảm Chúng em mong được đón nhậnnhững ý kiến từ các thầy cô và các bạn để có thể tiếp tục mở rộng hướng nghiêncứu cho đề tài của mình

Chương I TỔNG QUAN VỀ LÒ ĐIỆN VÀ LÒ ĐIỆN TRỞ

1.1 Tổng quan về lò điện

1.1.1 Định nghĩa

Lò điện là một thiết bị điện biến điện năng thành nhiệt năng dùng trongcác quá trình công nghệ khác nhau như nung hoặc nấu luyện các vật liệu, cáckim loại và các hợp kim khác nhau

Lò diện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật:

+ Sản xuất thép chất lượng cao

+ Sản xuất các hợp kim phe-rò

+ Nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện

+Nung các vật phẩm trước khi cán, rèn dập,kéo sợi

1.1.2 Ưu nhược điểm của lò điện

Ưu điểm của lò điện so với các lò sử dụng nhiên liệu:

- Có khá năng tạo được nhiệt độ cao

- Đảm báo tốc độ nung lớn và năng suất cao

- Đảm bảo nung đều và chính xác do dễ điều chỉnh chế độ điện và nhiệt độ

Nhược điểm của lò điện:

- Năng lượng điện đắt

- Yều cầu có trình độ cao khi sử dụng

1.1.3 Các phương pháp biến điện năng thành nhiệt năng

Điện năng được biến đổi thành nhiệt năng theo các phương pháp sau :

- Phương pháp điện trở

- Phương pháp cảm ứng

- Phương pháp hồ quang điện

- Phương pháp điện môi

- Phương pháp Plasma

1.1.3.1 Phương pháp điện trở

Phương pháp điện trở dựa trên định luật Joule-Lence: Khi dòng điệnchạy qua dây dẫn có điện trở R thì trên dây dẫn sẽ toả ra mét lượng nhiệt, lượngnhiệt này được tính theo công thức:

Q = R I 2 T [J]

Trong đó:

- R : điện trở của dây dẫn [Ω] ]

- I : cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn, [A]

- t : thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn, [s]

Nguyên lý làm việc của lò điện trở được trình bày như hình 1.1

hồ quang để gia nhiệt cho vật nung hoặc nấu chảy.

Hình 1.2 Nguyên lý làm việc lò hồ quang

1-Điện cực

2- Ngọn lửa hồ quang

4 -Tường lò.

1.1.3.3 Phương pháp điện môi

Phương pháp điện môi dựa trên nguyên tắc: Nếu đặt các vật liệu rắn,không dẫn điện vào vùng điện trường có tần số cao thì các nguyên tử, các phân

tử của vật đó sẽ bị phân cực Sự phân cực này có tần số bằng tần số biến đổi củađiện trường và tần số này thường rất lớn Đối với sự phân cực có tần số lớn thì

sẽ sinh ra nhiệt ma sát, nhiệt ma sát này toả ra trong toàn bộ thể tích của vậtnung

Trong lò nung điện môi, vật liệu nung được đặt giữa các phần điện cực.Các điện cực này có thể tiếp xúc với vật nung hoặc đặt cách xa vật nung mộtkhoảng nào đó

Hình 1.3 Nguyên lý làm việc lò điện môi

1.1.3.4 Phương pháp Plasma

Phương pháp Plasma dựa trên nguyên tắc phát nhiệt Plasma: Đó là sự tỏanhiệt trong luồng không khí được ion hoá dưới tác dụng của hồ quang điện Dokhí bị ion hoá và bị nén trong thể tích không lớn nên mật độ nhiệt rất cao và

Hình 1.4 Nguyên lý làm việc lò plasma

1.1.3.5 Phương pháp cảm ứng

Dựa trên định luật cảm ứng điện từ của faraday: Khi cho dòng điện đi quamột cuộn cảm thì điện năng được biến thành năng lượng của từ trường biếnthiên Nếu đặt vào trong từ trường biến thiên đó một khối kim loại thì trong khốikim loaị sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng (dòng foucault), nhiệt năng do dòngđiện này gây ra sẽ nung nóng khối kim loại

Hình 1.5 Nguyên lý làm việc lò cảm ứng a) Lò điện cảm ứng có kênh b) Lò điện cảm ứng kiểu nồi

1.1.4 Phân loại lò điện

Theo phương pháp biến đổi điện năng thành nhiệt năng người ta chia lòđiện thành các loại sau:

Lò điện cảm ứng phân thành lò điện cảm ứng có lõi sắt (lò điện cảm ứng

có kênh) và lò điện cảm ứng không có lõi sắt (lò nồi)

1.2 Tổng quan về lò điện trở

1.2.1 Khái niệm chung và phân loại

Lò điện trở là thiết bị biến đổi điện năng thành nhiệt năng thông qua dâyđốt (dây điện trở) Từ dây đốt, qua bức xạ, đối lưu và truyền dẫn nhiệt, nhiệtnăng được truyền tới vật cần gia nhiệt Lò điện trở thường được dùng để nung,nhiệt luyện, nấu chảy kim loại màu và hợp kim màu

1.2.1.1 Phân loại theo phương pháp toả nhiệt

Lò điện trở tác dụng trực tiếp: lò điện trở tác dụng trực tiếp là lò điện trở

mà vật nung được nung nóng trực tiếp bằng dòng điện chạy qua nó Đặc điểmcủa lò này là tốc độ nung nhanh, cấu trúc lò đơn giản Đe đảm bảo nung đều thìvật nung có tiết diện như nhau theo suốt chiều dài của vật

Lò điện trở tác dụng gián tiếp là lò điện trở mà nhiệt năng toả ra ở dâyđiện trở (dây đốt), rồi dây đốt sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức xạ, đối lưuhoặc dẫn nhiệt

1.2.1.2 Phân loại theo chế độ làm việc

- Lò nhiệt độ thấp: nhiệt độ làm việc của lò dưới 650°C

- Lò nhiệt trung bình: nhiệt độ làm việc của lò từ 650°C đến 1200°C

- Lò nhiệt độ cao: nhiệt độ làm việc của lò trên 1200°C

1.2.1.3 Phân loại theo nơi dùng

- Lò dùng trong công nghiệp

- Lò dùng trong phòng thí nghiệm

- Lò dùng trong gia đình

1.2.1.4 Phân loại theo đặc tỉnh làm việc

- Lò làm việc liên tục

- Lò làm việc gián đoạn

1.2.1.5 Phân loại theo kết cấu lò: có lò buồng, lò giếng, lò chụp, lò bể

1.2.1.6 Phân loại theo mục đích sử dụng: có lò tôi, lò ram, lò ủ, lò nung

Ở Việt Nam thường dùng lò kiểu buồng để nhiệt luyện (tôi, ủ , nung, thấmthan); lò kiểu giếng để nung, nhiệt luyện; lò muối để nhiệt luyện dao cắt quamuối nung

1.2.2 Các loại lò điện trở thông dụng

Theo chế độ nung, lò điện trở phân thành hai nhóm chính:

Lò nung nóng theo chu kỳ:

Hình 1.6 Các loại lò điện trở;

a) Buồng lò; b) Lò giếng; c) Lò đẩy

Bao gồm:

+ Lò buồng (hình 2.1a) thường dùng để nhiệt luyện kim loại (thường hoá, ủ,

thấm than y.y Lò buồng được chế tạo với cấp cồng suất từ 25kW đến 75kW Lòbuồng dùng để tồi dụng cụ có nhiệt độ làm việc tới 1350°C, dùng dây điện trởbằng các thanh nung cacbuarun

+ Lò giếng (hình 2.1b) thường dùng để tôi kim loại và nhiệt luyện kim loại.

Buồng lò có dạng hình trụ tròn được chôn sâu trong lòng đất có nắp đậy Lògiếng được chế tạo với cấp cồng suất từ 30 kw- 75kW

+ Lò đẩy (hình 2.1c) có buồng kích thước chữ nhật dài Các chi tiết cần nung

được đặt lên giá và tôi theo từng mẻ Giá đõ chi tiết được đưa vào buồng lò theođường ray bằng một bộ đẩy dùng kích thuỷ lực hoặc kích khí nén

Lò nung nóng liên tục bao gồm:

+ Lò băng: buồng lò có tiết diện chữ nhật dài, có băng tải chuyển động liên tụctrong buồng lò Chi tiết cần gia nhiệt được sắp xếp ưên băng tải Lò buồngthường dùng để sấy chai, lọ trong cồng nghiệp chế biến thực phẩm

+ Lò quay thường dùng để nhiệt luyện các chi tiết có kích thước nhỏ (bi, conlăn, vòng bi), các chi tiết cần gia nhiệt được bỏ trong thùng, trong quá trình nungnóng, thùng quay liên tục nhờ một hệ thống truyền động điện

Chương II SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG

2.1.Sơ đồ cấu trúc hệ thống lò nung

Sơ đồ cấu trúc của hệ thống lò nung gồm có các khối cơ bản được trình

bày như sơ đồ khối bên dưới (Hình 2.1)

Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống lò nung

2.2.Chức năng của từng khối

2.2.1 Khối cảm biến nhiệt độ

Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và cácđại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và

xử lý được

Đối với các loại cảm biến nhiệt thì có 2 yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến độchính xác đó là “Nhiệt độ môi trường cần đo” và “Nhiệt độ cảm nhận của cảmbiến” Điều đó nghĩa là việc truyền nhiệt từ môi trường vào đầu đo của cảm biếnnhiệt tổn thất càng ít thì cảm biến đo càng chính xác Điều này phụ thuộc lớnvào chất liệu cấu tạo nên phần tử cảm biến (cảm biến nhiệt đắt hay rẻ cũng donguyên nhân này quyết định) Đồng thời ta cũng rút ra 1 nguyên tắc khi sử dụng

cảm biến nhiệt đó là: Phải luôn đảm bảo sự trao đổi nhiệt giữa môi trường cần

đo với phần tử cảm biến

Xét về cấu tạo chung thì Cảm biến nhiệt có nhiều dạng Tuy nhiên, loạicảm biến được ưa chuộng nhất trong các ứng dụng thương mại và công nghiệpthường được đặt trong khung làm bằng thép không gỉ, được nối với một bộ phậnđịnh vị, có các đầu nối cảm biến với các thiết bị đo lường

Sau đây ta sẽ tìm hiểu 1 số loại cảm biến nhiệt khá thông dụng trên thịtrường có thể kể đến như:

+ Ngoài ra còn loại đo nhiệt không tiếp xúc, hồng ngoại, lazer

2.2.1.1.Cặp nhiệt điện (Can nhiệt)

Hình 2.2 Cặp nhiệt điện

- Cấu tạo: Gồm 2 chất liệu kim loại khác nhau, hàn dính một đầu

- Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao.

- Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số Độ nhạy không cao

- Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắt nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,

…

- Ứng dụng: sản xuất công nghiệp, luyện kim, giáo dục hay gia công vậtliệu…

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại Cặp nhiệt điện khác nhau (E, J, K,

R, S, T, B…) đó là vì mỗi loại Cặp nhiệt điện đó được cấu tạo bởi 1 chất liệukhác nhau, từ đó sức điện động tạo ra cũng khác nhau dẫn đến dải đo cũng khácnhau Người sử dụng cần chú ý điều này để có thể lựa chọn loại Cặp nhiệt điệnphù hợp với yêu cầu của mình

- Loại J:Kết hợp giữa sắt và constantan, trong đó sắt là cực dương cònconstantan là cực âm Độ nhạy là S=51 µV/°C ở 20°C

- Loại T:Kết hợp giữa đồng với constantan, đồng là cực dương cònconstantan là cực âm Độ nhạy là S=40 µV/°C ở 20°C

- Loại K:Kết hợp giữa chromel và alumel, chromel là cực dương cònalumel là cực âm Độ nhạy là S=40 µV/°C ở 20°C

- Loại E:Kết hợp giữa chromel với constantan, chromel là cực dương cònconstantan là cực âm Độ nhạy là S=62 µV/°C ở 20°C

- Loại S,R,B:Dùng hợp kim platium và chodium Độ nhạy là S=7 µV/°C ở20°C

Ta có biểu đồ mối quan hệ giữa nhiệt độ đầu vào và điện áp đầu ra của các

loại cảm biến như hình 2.3.

Hình 2.3 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện áp

- Không để các đầu dây nối của Cặp nhiệt điện tiếp xúc với môi trườngcần đo

- Đấu nối đúng chiều âm, dương cho Cặp nhiệt điện

2.2.1.2 Nhiệt điện trở (Resitance temperature detector –RTD).

Hình 2.4 Nhiệt điện trở (RTD)

- Cấu tạo của RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…được quấn tùy theo hình dáng của đầu đo

- Nguyên lí hoạt động: Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa hai đầu dây kimloại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trongmột khoảng nhiệt độ nhất định

- Ưu điểm: độ chính xác cao hơn Cặp nhiệt điện, dễ sử dụng hơn, chiềudài dây không hạn chế

- Khuyết điểm: Dải đo bé hơn Cặp nhiệt điện, giá thành cao hơn Cặp nhiệtđiện

- Ứng dụng: Trong các ngành công nghiệp chung, công nghiệp môi trườnghay gia công vật liệu, hóa chất…Hiện nay phổ biến nhất của RTD là loạicảm biến Pt, được làm từ Platinum Platinum có điện trở suất cao, chốngoxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo được dài Thường có các loại: 100, 200,

- RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây Loại 4 dây cho kết quả đochính xác nhất

2.2.1.3 Cảm biến nhiệt bán dẫn

Hình 2.5 Cảm biến nhiệt bán dẩn

- Cấu tạo: Làm từ các loại chất bán dẫn

- Nguyên lý: Sự phân cực của các chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ

- Ưu điểm: Rẻ tiền, dễ chế tạo, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lýđơn giản.

- Khuyết điểm: Không chịu nhiệt độ cao, kém bền

- Cấu tạo: Làm từ mạch điện tử, quang học

- Nguyên lý: Đo tính chất bức xạ năng lượng của môi trường mang nhiệt

- Ưu điểm: Dùng trong môi trường khắc nghiệt, không cần tiếp xúc vớimôi trường đo

- Khuyết điểm: Độ chính xác không cao, đắt tiền

- Ứng dụng: Làm các thiết bị đo cho lò nung

Hỏa kế gồm có các loại: Hỏa kế bức xạ, hỏa kế cường độ sáng, hỏa kếmàu sắc Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc các vật mang nhiệt sẽ có hiệntượng bức xạ năng lượng Và năng lượng bức xạ sẽ có một bước sóng nhất định.Hỏa kế sẽ thu nhận bước sóng này và phân tích để cho ra nhiệt độ của vật cầnđo.

2.2.1.5 Kết luận

Như trên ta đã thấy thì hiện nay có rất nhiều loại cảm biến đo nhiệt độkhác nhau, và việc lựa chọn chúng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: độ chính xác,khoảng nhiệt, tốc độ phản ứng, môi trường (hóa học, vật lý, hay điện) và giáthành Trong đồ án này nhiệt độ mà chúng ta cần đo là nhiệt độ lò nung có môitrường làm việc khắc nghiệt, độ chính xác không cần cao lắm mà yêu cầu giáthành rẽ, do vậy trong đồ án này em lựa chọn cảm biến đo nhiệt độ là can nhiệt(cặp nhiệt điện)

Dựa vào biểu đồ trên hình 2.3 ta thấy mối quan hệ giữa nhiệt độ đầu vào

và điện áp đầu ra là tuyến tính, do vậy ta chọn thiết bị thu nhiệt của lò là cannhiệt loại K (dải đo 0-1200°C Dải điện áp 0-55mV)

Ta có công thức tính điện áp đầu ra của cảm biến là:

U=S.(Td-Ta)Trong đó:

S: Độ nhạy của cảm biến S=40 µV/°C ở nhiệt độ môi trường là20°C

Do tín hiệu điện áp ra của cảm biến khá nhỏ

Do vậy ta phải đưa tín hiệu ra của cảm biến qua bộ khuếch đại trước khiđưa vào modul analog của PLC

Cụ thể trong đồ án này ta dùng bộ khuếch đại không đảo đơn giản gồm 2điện trở R1 và R2.

Hình 2.7.Bộ khuếch đại không đảo

2 1

R

R )

Trong đó:

Vout:Điện áp đầu ra của bộ khuếch đại

Vin:Điện áp đầu ra của cảm biến nhiệt độ

2.2.3.2 Giới thiệu về modul analog EM235

EM 235 là một module tương tự gồm có 4AI và 1AO 12bit (có tích hợpcác bộ chuyển đổi A/D và D/A 12bit ở bên trong)

Các thành phần củamodule analog EM235.

Bảng 2.1.Các thành phần của EM235

4 đầu vào tương tự

được kí hiệu bởi các

chữ cái A,B,C,D

A+ , A- , RA Các đầu nối của đầu vào A B+ , B- , RB Các đầu nối của đầu vào B C+ , C- , RC Các đầu nối của đầu vào C D+ , D- , RD Các đầu nối của đầu vào D

1 đầu ra tương tự (MO,VO,IO) Các đầu nối của đầu ra

giải

a.Định dạng dử liệu của EM235:

Định dạng dữ liệu đầu vào:

- Kí hiệu vùng nhớ : AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2…)

Định dạng dữ liệu đầu ra:

Hình 2.8 Modul analog EM235

- Kí hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2…)

module Analog output của S7-200 không hỗ trợ

MSB LSB

15 4 3 2 1 0

b.Cài đặt dải tín hiệu vào

Module EM 235 cho phép cài đặt dải tín hiệu và độ phân giải của đầu vàobằng switch:

Sau đây là bảng cấu hình switch:

Bảng 2.2 Cấu hình switch của EM235

SW1 SW

2

SW3

SW4 SW

5

SW6

SW1 SW

2

SW3

SW4 SW

5

SW6

ON OFF OFF OFF ON OFF ± 250 mV 125 µV

Ta chon dải đầu vào EM235 là 0-10v Ta cài đặt cấu hình switch như sau:

2.2.4.Bộ điều khiển PLC

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều bộ điều khiển khác nhaunhư :Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric, Omron,Honeywell

Trong đồ án này ta lựa chon bộ điều khiển PLC S7-200 của hãng Siemens

2.2.4.1.Giới thiệu phần cứng PLC S7-200

PLC 200 là một loại PLC cỡ nhỏ của công ty Siemens Cấu trúc

S7-200 gồm 1 CPU và các module mở rộng cho nhiều ứng dụng khác nhau.S7-S7-200gồm nhiều loại: CPU 221, 222, 224, 226….có nhiều nhất 7 module mở rộng khi

có nhu cầu: tổng số ngõ vào/ra, ngõ vào/ra Analog, kết nối mạng ( AS-I,Profibus )

Hình 2.9 PLC S7-200

S7 200 có các đặc trưng về thông số kĩ thuật như sau:

Có 3 loại đèn báo hoạt động:

- RUN: đèn xanh báo hiệu PLC đang hoạt động

- STOP :đèn vàng –báo hiệu PLC

- SF (system Failure):đèn đỏ báo hiệu PLC bị sự cố

- Nguồn cung cấp

- Điện áp nguồn 20-24 VDC

- Dòng tối đa 900 mA

- Thời gian duy trì khi mất nguồn 10 ms

- Cầu chì bên trong 2A/250V - Công tắc chọn mode

-Không có cách ly nguồn điện

- Vùng tham số:Là vùng lưu giữ các tham số như: Từ khoá, địa chỉtrạm….cũng giống như vùng chương trình thuộc bộ nhớ trong đọc và ghiđược.

- Vùng dữ liệu:Là vùng nhớ động được sử dụng cất các dữ liệu củachương trình bao gồm các kết quả các phép tính nó được truy cập theotừng bit từng byte vùng này được chia thành những vùng nhớ với các côngdụng khác nhau - Vùng I (Input image register): Là vùng nhớ gồm 16byte I (đọc/ghi): I.O - I.15

- Vùng Q (Output image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte Q (đọc/ghi):Q.O- Q.15

- Vùng M (Internal memory bits): là vùng nhớ gồm có 32 byte M(đọc/ghi): M.O -M.31

- Vùng V (Variable memory): Là vùng nhớ gồm có 10240 byte V(đọc/ghi): V.O - V.10239

- Vùng SM: (Special memory): Là vùng nhớ gồm: 194 byte của CPU chialàm 2 phần: SM0 – SM29 chỉ đọc và SM30 – SM194 đọc/ghi

- SM200-SM549 đọc/ghi của các module mở rộng

- Vùng đối tượng: Là timer (định thì), counter (bộ đếm) tốc độ cao và cáccổng vào/ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng vùng này khôngthuộc kiểu non – volatile nhưng đọc ghi được

- Timer (bộ định thì): đọc/ghi T0 -T255

- Counter (bộ đếm): đọc/ghi C0 - C255

- Bộ đệm vào analog (đọc): AIW0 - AIW30

- Bộ đệm ra analog (ghi): AQW0 - AQW30

- Accumulator (thanh ghi): AC0 - AC3

- Bộ đếm tốc độ cao: HSC0 - HSC5

Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte,

2.2.4.3.Tệp lệnh cơ bản

Các lệnh vào/ra:

- Lệnh Load (LD): Lệnh LD nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bitđầu tiên của ngăn xếp, các giá trị còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống mộtbit

Toán hạng gồm: I, O, M, SM, V, C, T

Tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi ngõ vào PLC có địa chỉ là 1

- Lệnh Load Not (LDN): Lệnh LDN nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào

trong bit đầu tiên của ngăn xếp, các giá trị còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùixuống một bit

Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi ngõ vào PLC có địa chỉ là 1

Hình 2.10 Mô tả lệnh LD và LDN

Các dạng khác nhau của lệnh LD,LDN:

VD: Khi tiếp điểm I0.0 đóng lệnh Set hoặc Reset sẽ đóng (ngắt) một mảnggồm n (5) tiếp điểm kể từ Q0.0.

Mô tả lệnh S (Set) và R (Reset) :

Các lênh về thời gian (timer)

- Các lệnh điều khiển thời gian Timer :

Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điềukhiển vẫn thường gọi là khâu trễ Nếu kí hiệu tín hiệu (logic) vào là x(t) và thời

gian trễ tạo ra bằng Timer là τ thì tín hiệu đầu ra của Timer đó sẽ là x (t – τ) S7200

có 64 bộ Timer (với CPU 212) hoặc 128 Timer (với CPU 214) được chia làm 2 loạikhác nhau:

- Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On-Delay Timer), kí hiệu là TON

- Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), kí hiệu TONR

- Hai kiểu Timer của S7-200 (TON và TONR) phân biệt với nhau ở phảnứng của nó đối với trạng thái ngõ vào

Cả hai Timer kiểu TON và TONR cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể

từ thời điểm có sườn lên ở tín hiệu đầu vào, tức là khi tín hiệu đầu vào chuyểntrạng thái logic từ 0 lên 1, được gọi là thời điểm Timer được kích, và không tínhkhoảng thời gian khi đầu vào có giá trị logic 0 vào thời gian trễ tín hiệu đặt trước.Khi đầu vào có giá trị logic bằng 0, TON tự động Reset còn TONR thì không.Timer TON được dùng để tạo thời gian trễ trong một khoảng thời gian (miền liênthông), còn với TONR thời gian trễ sẽ được tạo ra trong nhiều khoảng thời giankhác nhau

Timer TON và TONR bao gồm 3 loại với 3 độ phân giải khác nhau, độ phângiải 1ms, 10ms và 100ms Thời gian trễ τ được tạo ra chính là tích của độ phân giảicủa bộ Timer được chọn và giá trị đặt trước cho Timer Ví dụ có độ phân giải 10ms

và giá trị đặt trước 50 thì thời gian trễ là 500ms

Cú pháp khai báo sử dụng Timer như sau:

Khi sử dụng Timer TONR, giá trị đếm tức thời được lưu lại và không bị thayđổi trong khoảng thời gian khi tín hiệu đầu vào có logic 0 Giá trị của T-bit khôngđược nhớ mà hoàn toàn phụ thuộc vào số kết quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời

và giá trị đặt trước

Khi Reset một Timer, T-word và T-bit của nó đồng thời được xóa và có giátrị bằng 0, như vậy giá trị đếm tức thời được đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng cótrạng thái logic 0

- Timer kiểu TON

- Timer kiểu TONR