Bài giảng các loại dụng cụ đo cơ bản nghề điện công nghiệp

Tổng Quan cảm biến nhiệt độ Resistant temperature detectors RTDs (Nhiệt điện trở) Bộ hiển thị nhiệt độ E5CK Thermistor ( PTC, NTC…) Thermocouple ( Cặp nhiệt ngẫu) Công tác hành trình Cảm biến tiệm cận Cảm biến đo lưu lượng hãng Kobold Cảm biến đo lưu lượng hãng Endress +Hauser Cảm biến áp suất Một số transmitter thường dùng Encorder PLC S7300400

TOPICS FOUR

CÁC DỤNG CỤ ĐO CĂN BẢN

BASIC OF MEASURING

INSTRUMENT

MỤC LỤC

 Tổng Quan cảm biến nhiệt độ

 Resistant temperature detectors RTDs (Nhiệt điện trở)

 Thermistor ( PTC, NTC…)

 Thermocouple ( Cặp nhiệt ngẫu)

3

 Nhiệt độ là đại lượng vật lý không thể đo trực tiếp được, nhưng có thể xác định được thông qua sự thay đổi của các đại lượng phụ thuộc (điện trở, sự giản nở).

1.1 Cảm biến nhiệt độ

 Thang đo Celsius

Đơn vị nhiệt độ (0C)

 Thang đo Kelvin:

 Thang đo Fahren:

 Đo nhiệt độ trực tiếp:

 Cặp nhiệt điện (Thermocouple)

 Nhiệt điện trở kim loại/ nhiệt điện trở dương (Resistance Temperature Detectors-RTDs).

 Nhiệt điện trở bán dẫn/ nhiệt điện trở âm

(Thermally Sensitive Resistor/Thermistor)

 Đo nhiệt độ gián tiếp:

 Hỏa kế

1.1 Cảm biến nhiệt độ

 Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ gần như tuyến tính được biểu diễn theo phương trình:

Trong đó : ( theo IEC 751)

 β = - 5.775 x 10 -7

 Nếu t>0 thì γ = 0, nếu t<0 thì γ = - 4.183 x 10 -12

 RT: điện trở tại nhiệt độ cần đo T [°C]

 R0: điện trở tại nhiệt độ T0 [°C]

1.2 Nhiệt điện trở RTDs

1.2.1 Đồ thị biến thiên theo nhiệt độ của RTDs

1.2.2 Vật liệu chế tạo cảm biến RTDs

1.2 Nhiệt điện trở RTDs

9

1.2.3.a Cách đấu dây RTDs

4-wire RTD

3-wire RTD

1.2 Nhiệt điện trở RTDs

2-wire RTD

1.2 Nhiệt điện trở RTDs

1.2.3.b Cách đấu dây RTDs

11

1.2.4 Hình dạng nhiệt điện trở

1.2 Nhiệt điện trở RTDs

1.2.5 Đầu chuyển đổi tín hiệu của RTDs

1.2 Nhiệt điện trở RTDs

13

1.2.6 Cấu tạo bên trong của RTDs

1.2 Nhiệt điện trở RTDs

1.2.7 Sơ đồ đấu dây của RTDs

1.2 Nhiệt điện trở RTDs

15

1.2.8 Hình mô phỏng lắp ráp RTDs

1.2 Nhiệt điện trở RTDs

• RTDs

• Giải đo: -50 +300 °C (-58 +572 °F)

• Pt100 theo class A

• Pt100 với kết nối 2,3,4 dây

1.3 Bộ hiển thị nhiệt độ E5CK

1.3.1 hình dáng sơ đồ chân

17

1.3.2 Sơ đồ đấu dây của bộ chuyển đổi nhiệt độ

1.3 Bộ hiển thị nhiệt độ E5CK

1.4 Thermocouple

19

Hình dáng bên ngoài thermorcouple

1.4 Thermocouple

21

1.4 Thermocouple

1.4 Thermocouple

23

Cấu tạo bên trong thermorcouple

1.4 Thermocouple

Màu dây themorcouple

1.4 Thermocouple

25

1.5 Công tác hành trình

 Có mạch bảo vệ nối cực nguồn, quá áp

Dòng Imax = 10mA

27

1.7 Cảm biến đo lưu lượng hãng Kobold

1.7 Cảm biến đo lưu lượng hãng Endress

+Hauser

29

1.8 Cảm biến áp suất

1.7.4 Transmitter Universal

1.9 Một số transmitter thường dùng

1.7.5 Transmitter Universal

1.9 Một số transmitter thường dùng

33

2.0 Encorder

Encoder Opto S50 Độ phân giải: Tối đa 1024 xung/ vòng

2.0 Encorder

2.1 PLC S7-300/400

PLC (programmable logic controller)

S7-300

37

2.1 PLC S7-300/400

PLC (programmable logic controller)

S7-400

2.3 Giới thiệu S7-300

• S7-300 là PLC cỡ vừa của hãng Siemens

• Gồm CPU và các module sắp trên các rack

• Mỗi rack chứa 8 module max (trừ CPU và

nguồn) Mỗi CPU làm việc với 4 rack max.

41

2.4 CPU S7-300

• Có nhiều loại CPU khác nhau, đặt tên theo bộ

vi xử lý CPU 312, CPU 313, CPU 314, CPU 315, CPU 316, CPU 317, CPU 318….

• CPU có thêm hàm chức năng được gọi tên là IFM(Integrated Function Moudle)

• CPU có thêm cổng để nối mạng phân tán gọi là DP

2.5 MODULE MỞ RỘNG

• Nguồn –PS: 2A, 5A hoặc 10A.

• Mở rộng tín hiệu I/O-SM: DI, DO, DI/DO, AI

(12bit), AO, AI/AO.

• Ghép nối – IM: Nối các module mở rộng trên các rack (mỗi rack có 8 module).

• Hàm chúc năng FM( Funtion Module): điều khiển động cơ bước, động cơ servo,…

• Truyền thông mạng-CP: kết nối các PLC hoặc PLC

và máy tính

43

2.5 MODULE MỞ RỘNG S7-300

2.5 MODULE MỞ RỘNG S7-400

45

2.6 CABLE PLC S7300/400

2.6.1 CABLE MẠNG PROFIBUS

47

2.6.1 CABLE MẠNG PROFIBUS

2.6.2 CABLE MẠNG ETHERNET

49

2.7 CHỌN MODLE HOẠT ĐỘNG

• DC 5V: báo nguồn 5 V

• FRCE: báo lỗi chức năng một trong các I/O

• Run: Nhấp nháy khi khởi động và sáng khi hoạt động

51

2.7 CHỌN MODLE HOẠT ĐỘNG

• Vùng nhớ chương trình: chứa chương trình do người

sử dụng lập trình

• Vùng nhớ dữ liệu: chứa các khối dữ liệu, gồm 2 miền

• DB(data block): chứa dữ liệu dạng khối truy cập theo bit DBX, byte DBB, Word DBW, dword

• L (local data block): chứa dữ liệu cục bộ, dùng cho các biến tạm thời

• Vùng nhớ hệ thống: chứa các tham số của hệ điều

hành và chương trình ứng dụng, chia 7 miến

2.8 CẤU TRÚC BỘ NHỚ

53

2.9 VÙNG NHỚ HỆ THỐNG

2.10 QUAN HỆ CPU VÀ MODULE MỞ

RỘNG

55

2.11 KIỂU DỮ LIỆU

2.12 CÁC KHỐI OB ĐẶC BIỆT

57

 OB10 ( Time of Day Interrupt):có thể gọi một

lần ,nhiều lần cách đều nhau từng phút, từng

giờ,từng ngày …

 OB20 ( Time Day Interrupt): Chương trình trong

khối sẽ được thực hiện sau một khoảng thời gian trễ đặt trước kể từ khi gọi chương trình hệ thống SFC32

để đặt thời gian trễ

2.12 CÁC KHỐI OB ĐẶC BIỆT

OB35 (Cyclic Interrupt): Chương trình trong OB35 sẽ

được thực hiện cách đều nhau 1 khoảng thời gian cố

định

OB40 (Hardware Interrupt) : Chương trình trong OB sẽ

được thực hiện khi xuất hiện 1 tín hiệu báo ngắt từ ngoại

vi đưa vào module CPU thông qua các cổng vào ra số

onboard đặc biệt,hoặc thông qua các module SM,CP,FM

OB80 (Cycle Time Fault): Chương trình trong khối OB80

sẽ được thực hiện khi thời gian vòng quét(Scan time)

vượt quá khoảng thời gian cực đại đã được quy định hoặc khi có một tín hiệu ngắt gọi một khối OB nào đó mà

khối OB này chưa kết thúc ở lần gọi trước

2.12 CÁC KHỐI OB ĐẶC BIỆT

59

OB81 (Power Supply fault): CPU sẽ gọi chương trình

trong khối OB81 khi phát hiện thấy có lỗi về nguồn nuôi

OB82( Diagnostic Interrupt):Chương trình trong OB82 được gọi khi CPU phát hiện sự cố từ các Modul vào ra

OB85( Not Load fault):Chương trình trong OB82 được

gọi khi CPU phát hiện thấy chương trình ứng dụng có sử dụng chế độ ngắt nhưng chương trình sử lí tín hiệu ngắt

lại không có trong khối OB tương ứng

OB87 ( Communication fault):Khối OB87 sẽ được gọi

khi CPU phát hiện thấy lỗi trong truyền thông ví dụ như không có tín hiệu trả lời từ các đối tác

2.12 CÁC KHỐI OB ĐẶC BIỆT

OB100 ( Start Up Information):Khối OB100 sẽ được thực

hiện 1 lần khi CPU chuyển trạng thái Stop sang Run

OB121 ( Synchronous error):Khối OB121 sẽ được gọi khi

CPU phát hiện thấy lỗi logic trong chương trình như đổi sai kiểu dữ liệu hoặc lỗi truy nhập khối DB ,FC,FB không có trong bộ nhớ CPU

OB122 ( Synchronous error):Khối OB122 sẽ được gọi khi

CPU phát hiện thấy lỗi truy cập module trong chương

trình,ví dụ chương trình có lệnh truy nhập module vào ra mở rộng nhưng lại không tìm thấy module này

2.12 CÁC KHỐI OB ĐẶC BIỆT

61

2.13 Soạn thảo project

dụng

2.14 Mạng Profibus

63

 Master

Slave PROFIBUS-Master xác định truyền dữ

liệu trên Bus Các Master có quyền gửi các

thông báo mà không cần có yêu cầu từ ngoài,

nếu nó giữ Token

được gọi là các trạm tích cực (Active Node)

2.14 Mạng Profibus

 Slave

như các cơ cấu chấp hành, Sensor, bộ chuyển đổi đo, nó không giữ quyền truy cập Bus, nó chỉ nhận và gửi thông báo (data) tới Master khi có yêu cầu Các Slave cũng được gọi là các trạm thụ động (passive node)

2.14 Mạng Profibus

65

Các DP Slave trong SIMATIC S7 có thể là:

Module Slaves ET 200M

ET200M gồm một modul giao tiếp IM153-1, modul này kết nối với S7/M7-PROFIBUS-Master Tất cả các modul S7-300 đều có thể kết nối với P Bus qua ET 200M

Vùng địa chỉ lớn nhất cho mỗi ET 200M: 128/128 Byte ngõ vào ra với tốc độ truyền lớn nhất là 12 Mbaud.

Compact Slaves ET 200L, ET 200B

ET 200L và ET 200B bao gồm một khối đầu nối và một khối điện tử

Có các khối điện tử với các kênh analog và digital ET 200L được sử dụng ở nơI yêu cầu ít ngõ vào, ra với tốc độ truyền đến 1,5 MBaud

2.14 Mạng Profibus

67

ET 200B

ET 200S

ET 200L

2.14 Mạng Profibus

2.14 Mạng Profibus

69

ET 200X ET 200C

2.14 Mạng Profibus

• Module Slaves ET 200S

• ET 200S là một thiết bị ngoại vi phân tán có cấp bảo vệ IP 20 Kiểu thiết kế modular cho phép nó thích hợp nhanh và tối ưu cho bất kỳ ứng dụng nào

• ET 200S bao gồm một modul giao tiếp

PROFIBUS-DP, các modul điện tử số và

tương tự, các modul chức năng (thí dụ: Đếm, giảI mã vị trí) và bộ cấp nguồn cho tải.

2.14 Mạng Profibus

71

ET 200S

2.14 Mạng Profibus

 Điện trở đầu cuối

cấp của các trạm có đặt điện trở đầu cuối được thực sự đóng mạch Nếu không có điện trở đầu cuối thì PROFIBUS có thể nối qua điện trở đầu cuối tích cực RS 485 (6ES7972-0DA00-0AA0) Sau đó điện trở đầu cuối này được cung cấp

nguồn cố định tách rời với nguồn của các

thành phần I/O khác hoặc được cấp nguồn

trước I/O

2.14 Mạng Profibus

73

2.14 Mạng Profibus

2.15 Mạng Ethernet công nghiệp

75

mà không gặp bất kỳ trở ngại nào.

Phần mềm này có thể trao đổi trực tiếp với

nhiều loại PLC của các hãng khác nhau như:

SIEMENS, MITSUBISHI, ALLEN BRADLEY,

CÁCH SỬ DỤNG SCADA CĂN BẢN

77

THE END TOPICS

FOUR