1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

bài tập lớn tự động hóa quá trình công nghệ

58 371 2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 58
Dung lượng 3,16 MB
File đính kèm bài tập lớn tđhqtcn.rar (3 MB)

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

phần mềm Wincc hoặc TIA Portal và thiết bị lập trình S7200 để :+Thiết lập giao diện điều khiển, giám sát tốc độ của động cơ.Viết chương trình phần mềm xử lý dữ liệu tốc độ từ thiết bị đo.+ MởTắt động cơ từ giao diện màn hình.+ Hiển thị giá trị tốc độ theo bảng lưu gữi dữ liệu.

Trang 1

MỤC LỤC

Chương 1 Tổng Quan 4

1.1 Đặt vấn đề 4

1.1.1.Nhu cầu thực tế: 4

1.1.2.Giải pháp 5

1.2 Tổng quan về phần mềm thiết kế giao diện wincc 6

1.2.1 Giới thiệu về WINCC 6

1.2.2.Các thành phần chính của cửa sổ dự án 9

1.2.3.Cách thức tạo ra giao diện điều khiển 13

1.3 Tìm hiểu về PLC S7-200 22

1.3.1.Giới thiệu về PLC 22

1.3.2.Ưu nhược điểm PLC 23

1.3.3.Cấu tạo: Bộ PLC gồm các phần sau 24

1.3.4.Đặc tính của CPU 224 : 25

1.3.5.Nguyên tắc thực hiện chương trình: 25

1.4 Tìm hiểu biến tần 26

1.4.1.Tổng quan về biến tần MM440 26

1.4.2.Cấu tạo chung và nguyên tắc hoạt động 27

1.4.3.các tính chất của biến tần 28

1.5 Module analog EM 235 29

1.5.1.Khái niệm về analog 29

1.5.2.Các thành phần của module analog EM235 30

1.6 Encoder 35

1.6.1.Nguyên tắc hoạt động của Encoder 35

1.6.2.Sơ đồ nguyên lý của mạch đo 36

1.6.3.Thuật toán đo tốc độ động cơ 36

1.7 Xử lý tín hiệu analog 37

Chương 2 Mạch điều khiển 40

2.1 Sơ đồ khối hệ thống 40

2.2 Thuật toán 40

Trang 2

2.3 Kết nối PLC S7-200 với máy tính 42

2.3.1Các thiết bị sử dụng 42

2.3.2 Thiết lập truyền thông 43

2.4 Chương trình điều khiển(Phương pháp Ladder) 45

2.4.1.Chương trình chính 45

2.4.2.Chương trình điều khiển biến tần trong PLC 46

2.4.3.Chương trình Scale giá trị điều khiển biến tần PQW 47

2.5 Sơ đồ kết nối phần cứng của hệ thống 48

2.5.1.Sơ đồ kết nối PLC 48

2.6 Cách thức tạo giao diện điều khiển của đề tài 49

Chương 3 KẾT LUẬN 52

3.1 Kết quả nghiên cứu lí thuyết: 52

3.2 Kết quả thực nghiệm 52

3.3 Những vấn chúng em đề đã làm được 52

Trang 3

Lời nói đầu

Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, công nghệ thông tin và các chương trình ứng dụng; đã giúp ngành tự động hóa góp phần không nhỏ trong quá trình phát triển chung của đất nước

Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với cácđặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là những yếu

tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngày càngcao hơn

Tự động hóa đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ Tự động hóa

đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khácnhau cho đến nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hàng ngày.Một trong những sản phẩm tiên tiến của nó là PLC Ứng dụng rất quan trọngcủa ngành công nghệ tự động hóa là việc điều khiển, giá sát các hệ thống vớinhững thiết bị điều khiển từ xa rất tinh vi và đạt được năng suất, kinh tế thậtcao

Dùng máy tính để hiển thị trạng thái làm việc đươc sử dụng rộng rãi Trong lĩnh vực tự động hóa trong công nghiệp, WinCC là một trong những phần mềm chuyên dùng của hãng Siemens để quản lý, thu thập dữ liệu và điều khiển quá trình công nghiệp

Bài tập lớn môn tự động hóa quá trình công nghệ là một bài tập vô cùngquan trọng trong hành trang của mỗi sinh viên Nó cũng như đánh dấu 1 bướctrưởng thành mới của mỗi chúng em Để hoàn thành được bài đồ án môn nàycho phép nhóm chúng em xin được bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo

trong Khoa Điện- Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội đã truyền thụ

những kiến thức vô cùng quý báu và bổ ích trong thời gian đã qua

Nhóm sinh viên thực hiện đề tài” Sử dụng phần mềm Wincc hoặc TIA Portal và thiết bị lập trình S7-200 để điều khiển, giám sát tốc độ của động

cơ ” của chúng em cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy: Nghiêm Xuân Thước- Khoa Điên- Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội.

Thầy đã luôn tận tình giúp đỡ chỉ bảo, cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiệnthuận lợi cho nhóm trong suốt thời gian tìm hiểu, nghiên cứu và xây dựng đềtài

Em xin chân thành cảm

ơn !

Trang 4

Chương 1 Tổng Quan1.1 Đặt vấn đề

1.1.1 Nhu cầu thực tế:

Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiêntiến của thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đạihơn

Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị vớicác đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là nhữngyếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngàycàng cao hơn

Tự động hóa đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ Tự độnghóa đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vựckhác nhau cho đến nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hàngngày Một trong những sản phẩm tiên tiến của nó là PLC Ứng dụng rất quantrọng của ngành công nghệ tự động hóa là việc điều khiển, giá sát các hệthống với những thiết bị điều khiển từ xa rất tinh vi và đạt được năng suất,kinh tế thật cao

Bên cạnh đó hiện nay các nhà máy xí nghiệp hay công xưởng đều sử dụngmáy tính vào việc đo lường điều khiển tính toán, quản lý hành chính, nhờ độnhỏ gọn tin cậy và tốc độ xử lý cao Linh hoạt và đơn giản trong quá trình sửdụng đặc biệt là nền công nghiệp hiện đại máy tính điện tử không những gópphần vào việc nâng cao năng suất lao động, và cũng góp phần bảo vệ sứckhỏe của con người

Để hoàn thành công việc trên chúng ta phải kết nối máy tính với nhau Vàcác thiết bị ngoại vi khác nhập dữ liệu sử lý dữ liệu cho các thiết bị khác, để

Trang 5

thực hiện được trước tiên ta phải kết nối phần cứng cho phù hợp và viếtchương trình truyền dữ liệu.

1.1.2 Giải pháp

Với những ưu điểm phát triển của công nghệ điện tử và truyền thông như

đã nêu việc kết hợp chúng lại với nhau sẽ tạo ra những ứng dụng có tính ảnhhưởng rất lớn đến sự phát triển của nền công nghiệp hóa hiện đại hóa nhưhiện nay

Hiện nay các ngành công nghiệp đã và đang ứng dụng tự động hóa vàocác quá trình sản xuất nhằm tạo ra năng suất cao, hạ giá thành sản phẩn, giảmsức lao động của con người Việc ứng dụng PLC vào điều khiển quá trìnhcông nghệ đã làm cho công việc thiết kế, lắp đặt, giám sát trở nên đơn giản vàđeo lại hiệu quả rất cao PLC có khả năng lập trình được các quá trình phứctạp, sửa lối chương trình dễ dàng Ứng dụng của PLC biến tần động cơ được

sử dụng tối ưu hơn, nó giúp cho việc điều khiển động cơ phù hợp với yêu cầu

sử dụng, tiết kiệm được năng lượng

Bằng việc kết hợp truyền thông vào các quá trình điều khiển của PLCchúng ta sẽ dễ dàng xậy dựng và quản lý hoạt động của hệ thống gồm nhiềucác quá trình điều khiển tự động, đảm bảo độ chính xác, dễ dàng phát hiện sự

cố bất thường, thuận tiện trong quá trình bảo trì bảo dưỡng ngắn hạn, giảmthời gian thao các các nhiệm vụ khác nhau của hệ thống,

Việc xây dựng hệ thống tự động hóa trên là sự lựa chọn tối ưu hơn hẳn sovới việc xây dựng hệ thống rơ le tiếp điểm:

-Tốn ít không gian: Một PLC cần ít không gian hơn một máy tính tiêu chuẩn

hay tủ điều khiển rơ le để thực hiện cùng một chức năng

Trang 6

- Tiết kiệm năng lượng: PLC tiêu thụ năng lượng ở mức rất thấp, ít hơn cả các

máy tính thông thường

-Giá thành thấp : Một PLC giá tương đương cỡ 5 đến 10 rơ le, nhưng nó có

khả năng thay thế hàng trăm rơ le

- Khả năng thích ứng với môi trường công nghiệp: Các vỏ của PLC được làm

từ các vật liệu cứng, có khả năng chống chịu được bụi bẩn, dầu mỡ, độ ẩm,rung động và nhiễu Các máy tính tiêu chuẩn không có khả năng này

- Giao diện tực tiếp: Các máy tính tiêu chuẩn cần có một hệ thống phức tạp

để có thể giao tiếp với môi trường công nghiệp Trong khi đó các PLC có thểgiao diện trực tiếp nhờ các mô đun vào ra I/O

- Lập trình dễ dàng: Phần lớn các PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình là sơ đồ

thang, tương tự như sơ đồ đấu của các hệ thống điều khiển rơ le thôngthường

- Tính linh hoạt cao: Chương trình điều khiển của PLC có thể thay đổi nhanh

chóng và dễ dàng bằng cách nạp lại chương trình điều khiển mới vào PLCbằng bộ lập trình, bằng thẻ nhớ, bằng truyền tải qua mạng

1.2 Tổng quan về phần mềm thiết kế giao diện wincc

1.2.1 Giới thiệu về WINCC.

Trang 7

Hình 1: Giao diện phần mềm wincc Thông thường một hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data

Aquisition) yêu cầu một phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện điều

khiển HMI (Human Machine Interface) cũng như phục vụ việc sử lý và lưutrữ dữ liệu.Phần mềmWinCC của Siemens là một phần mềm chuyên dụng chomục đích này

WinCC là một trong các chương trình ứng dụng Scada trong lĩnh vựcdân dụng và công nghiệp WinCC được dùng để điều hành các màn hình hiệnthị và hệ thống điều khiển trong tự động hóa sản xuất và quá trình.WinCC làchữ viết tắt của Window Control Center, là một phần mền của hãng.Siemensdùng để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu trong quá trình sản xuất.Theonghĩa hẹp, WinCC là chương trình hỗ trợ cho người lập trình thiết kế giaodiện Người và Máy– HMI (Human Machine Interface) trong hệ thốngSCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), với chức năng chính làthu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển quá trình sản xuất Những thành phần

có trong WinCC dễ sử dụng, giúp người dùng tích hợp những ứng dụng mớihoặc có sẵn mà không gặp bất kỳ trở ngại nào

Với WinCC, người dùng có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhiều PLCcủa các hãng khác nhau như Misubishi, Allen Braddly, Siemens,v.v…thôngqua cổng COM với chuẩn RS – 232 của máy tính với chuẩn RS – 485 củaPLC

Khi sử dụng WinCC để thiết kế giao diện điều khiển Người – Máy (HMI) vàmạng SCADA, WinCC sử dụng các chức năng sau:

Graphics Designer: thực hiện dễ dàng các chức năng mô phỏng và hoạtđộng qua các đối tượng đồ họa của WinCC, Windows, OLE, I/O,… vớinhiều thuộc tính động (Dynamic)

Trang 8

Alarm Logging: thực hiện việc hiển thị các thông báo hay các báo cáotrong khi hệ thống vận hành Đảm trách về các thông báo nhận được và lưutrữ, để chuẩn bị, hiển thị, hồi đáp và lưu trữ chúng Ngoài ra, Alarm Loggingcòn

giúp ta tìm nguyên nhân của lỗi

Tag Logging: Thu thập, lưu trữ và nén các giá trị đo dưới nhiều dạngkhác nhau Tag Logging cho phép lấy dữ liệu từ các quá trình thực thi, chuẩn

bị để hiện thị và lưu trữ dữ liệu đó Dữ liệu có thể cung cấp các tiêu chuẩn vềcông nghệ và kỹ thuật quan trọng liên quan đến trạng thái hoạt động của toànhệthống

Report Designer: có nhiệm vụ tạo các thông báo, báo cáo và các kếtquả này được lưu dưới dạng các trang nhật ký sự kiện

WinCC có thể tạo một giao diện Người – Máy (HMI) dựa trên cơ sởgiao tiếp giữa con người và hệ thống máy , thiết bị điều khiển ( PLC, CNC,

…) thông qua các hình ảnh, sơ đồ, hình vẽ hoặc câu chữ có tính trực quanhơn Có thể giúp người vận hành theo dõi được quá trình làm việc, thay đổicác tham số, công thức hoặc quá trình hoạt động, hiển thị các giá trị hiện thờicũng như giao tiếp với quá trình công nghệ thông qua các hệ thống tựđộng Giao diện HMI cho phép người vận hành giám sát các quy trình sảnxuất và cảnh báo, báo động hệ thống khi có sự cố Do đó, WinCC là chươngtrình thiết kế giao diện Người – Máy thật sự cần thiết, không thể thiếu trongcác hệ thống co quá trình tự động hóa phức tạp và hiện đại Từ máy tínhtrung tâm, có thể điều khiển sự hoạt động toàn bộ dây chuyền sản xuất đượclập trình trên WinCC, ta có thể giám sát tất cả các thiết bị trên dây chuyền.Dựa vào giao diện HMI, có thể giám sát và thu thập dữ liệu vào ra (I/O) mộtcách chính xác, hỗ trợ các phương thức xử lí dữ liệu, tổ chức số liệu một cáchlinh hoạt thông qua kiểu lập trình bằng ngôn ngữ C

Trang 9

Ngoài ra, sự kết hợp giữa chương trình WinCC và các công cụ pháttriển riêng như: Visual C++ hoặc Visual Basic sẽ tạo ra hệ thống có tính đặcthù cao, tinh vi, gắn riêng với một cấu hình cụ thể nào đó.

Windows XP embedded with SQL Server Express Edition

Windows 7 (Professional / Enterprise / Ultimate) 32-Bit

- Loại dữ liệu (Data Types):Chứa các loại dữ liệu được gán cho các Tag vàcác kênh khác nhau

Trang 10

- Các trình soạn thảo Editor :Các trình soạn thảo được liệt kê trong vùng nàydùng để soạn thảo và điều khiển một dự án hoàn chỉnh , chức năng các bộsoạn thảo cho như bảng sau:

Hình 2: Bộ soạn thảo trong wincc

Tất cả các Modul này đều thuộc hệ thống WinCC nhưng nếu không cầnthiết thì không nhất thiết phải cài đặt hết

Tag (Biến) Tags WinCC là phần tử trung tâm để truy nhập các giá trị quátrình.Trong một dự án, chúng nhận một tên và một kiểu dữ liệu duy nhất Kếtnối logic sẽ được gán với WinCC Kết nối này xác định rằng kênh nào sẽchuyển giao giá trị quá trình cho các biến

Các biến được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu toàn dự án Khi một chế độ củaWinCC khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và cấu trúc Run– time tương ứng được thiết lập Mỗi biến được lưu trữ trong quản lí dữ liệutheo một kiểu dữ liệu chuẩn

WinCC làm việc với 3 loại Tag:

Trang 11

- Tag nội (Internal Tag):

Là Tag không được kết nối với quá trình dùng để quản lý dữ liệu bên trong 1project

- Tag quá trình (Process Tag): Là Tag được dùng để trao đổi dữ liệugiữa WinCC và quá trình tự động Thuộc tính của Tag phụ thuộc vào driver

- Tag hệ thống (System Tag): Bắt đầu với ký tự @, dùng để quản lýProject, không thể xóa hay chỉnh sửa System Tag

Ví dụ : @RM_MASTER, @RM_MASTER_NAME…

WinCC quản lý các tag này theo 2 kiểu:

- Kiểu nhóm (Tag group)

- Kiểu cấu trúc (Structure Type) Nhóm biến chứa tất cả các biến có kếtnối logic lẫn nhau Các kiểu dữ liệu Biến phải gán một trong các kiểu dữ liệusau cho mỗi biến được định cấu hình

Việc gán kiểu dữ liệu cho biến được thực hiện trong khi tạo một biến mới.Kiểu dữ liệu của một biến độc lập với kiểu biến ( Biến nội hay biến quátrình)

Trong WinCC, một kiểu dữ liệu nào đó cũng đều có thể được chuyển đổithành kiểu khác bằng cách điều chỉnh lại dạng

Các kiểu dữ liệu ( Data Types) có trong WinCC:

 Binary Tag: kiểu nhị phân

 Signed 8 – Bit Value: kiểu 8 bit có dấu

 Unsigned 8 – Bit Value: kiểu 8 bit không dấu

 Signed 16 – Bit Value: kiểu 16 bit có dấu

 Unsigned 16 – Bit Value: kiểu 16 bit không dấu

 Signed 32 – Bit Value: kiểu 32 bit có dấu

 Unsigned 32 – Bit Value: kiểu 32 bit không dấu

Trang 12

 Floating Point Number 32 bit IEEE 754: kiểu số thực 32 bit theo tiêuchuẩn IEEE 754.

 Floating Point Number 64 bit IEEE 754: kiểu số thực 64 bit theo tiêuchuẩn IEEE 754

 Text Tag 8 bit character set: kiểu ký tự 8 bit

 Text Tag 16 bit character set: kiểu ký tự 16 bit

 Raw Data type: kiểu dữ liệu thô

Kết nối WinCC với OPC:

OPC là phần mềm trung gian kết dùng để kết nối giữa WinCC flexiblevới PLC, nhiệm vụ chính của OPC là trao đổi dữ liệu giữa WinCC flexiblevới PLC, ở chương trình này sử dụng phần mềm PC-Acess PC-Acess lấy dữliệu của PLC thông qua việc cập nhật các miền nhớ, các địa chỉ vào ra vật lý

Việc lấy dữ liệu từ Microwin của

phần mềm AC – Acess có thể

nhập trực tiếp từng biến bằng

cách Click chuột phải vào giao

diện màn hình chính → New Item

→ Xuất hiện hộp thoại như hình

bên:

- Name: Chọn tên biến

- Address: Chọn kiểu địa chỉ

- Data Type: Kiểu dữ liệu

- High: Giá trị cao nhất của

Trang 13

Hoặc có thể Imposs một lúc nhiều Tags bằng cách vào File → ImportSymbols, trong đề tài sử dụng các tags sau:

Hình 3: Các tag sử dụng trong đề tài

1.2.3 Cách thức tạo ra giao diện điều khiển

a, Khởi động WinCC:

Để khởi động WinCC ta kích chuột vào “Start” trên thanh Taskbar.Tiếp theo ta chọn Simatic WinCC Windows Control Center

Trang 14

Hình 4: Khởi động phần mềm WinCC

b, Tạo một Project mới:

Khi mở WinCC lần đầu tiên hoặc chọn trình đơn File – New, mộthộp thoại sẽ mở ra đề nghị ba lựa chọn cho việc tạo một Project

Hình 5: Lựa chọn hệ thống một chủ hay nhiều chủChọn Single-User Project và kích nút OK Một hộp thoại xuất hiện đểnhập tên của Project cũng như tên của thư mục chứa Project

Trang 15

Hình 6: Đặt tên cho ProjectSau khi đặt tên Project ta kích nút Create Màn hình WinCC xuất

c, Thêm PLC Driver:

Trang 16

Bước tiếp theo, ta sẽ định cấu hình cho hệ thống sao cho cơ cấu chấphành có thể liên lạc với WinCC qua việc chọn điều khiển truyền thông Việcchọn điều khiển tuỳ thuộc vào PLC được dùng.

Để thêm một điều khiển PLC mới, kích chuột phải lên “TagManagement” và chọn “Add New Driver” Trong hộp thoại “Add NewDriver”, chọn một điều khiển (ví dụ “SIMATIC S7 Protocol Suite”) vàkích nút “Open” Việc chọn điều khiển sẽ xuất hiện dưới dòng TagManagement

Để tạo một kết nối mới, nhắp đúp chuột vào điều khiển vừa chọn, tất

cả các kênh sẽ được biểu diễn Kích phải chuột vào một kênh bất kì (MPI)rồi chọn “New Connection” Trong hộp thoại “Connection properties”, nhậptên trường “PLC1” và chọn OK

d, Tags và Tags Group:

Những tag được dùng trong WinCC mô tả các giá trị thực, như là mức điềnđầy của thùng nước hoặc giá trị tính toán cục bộ hay mô phỏng bên trongWinCC Những tag quá trình là những vùng nhớ bên trong PLC hoặc thiết

bị mô phỏng Vì thế, mức nước trong thùng sẽ được xác định bởi cảm biếnmức và được lưu trong PLC Qua kết nối, kênh truyền thông sẽ chuyển giátrị mức đến WinCC

Những tag cục bộ là những vùng nhớ bên trong WinCC, chúng cũng

có chức năng giống như một PLC Chúng có thể được tính toán hay thay đổibên trong WinCC Những nhóm tag (tag group) dùng để tổ chức các tagtheo cấu trúc Tất cả các tag được tổ chức trong tag group để cải thiện sự rõràng

Trang 17

Hình 8: Cấu trúc phân cấp của Tag

 Tạo Internal Tags:

Kích chuột phải vào dòng “Internal tags” trong “Tag Management” vàchọn “New Tag” Trong hộp thoại “Tag Properties”, nhập tên và chọn kiểu

dữ liệu của tag sau đó chọn OK

Tất cả các Internal tag đã tạo sẽ được liệt kê trong cửa sổ WinCC Explorer

 Tạo Tag Group:

Để tạo một group mới, kích phải chuột lên kết nối PLC đã tạo vàchọn “New Group” Trong hộp thoại “Properties of tag group” nhập tên chogroup và nhấp OK

 Tạo Tag quá trình:

Trước khi tạo một biến quá trình, ta phải cài đặt một điều khiển vàtạo một kết nối Những tag cục bộ đã được tạo có thể được sao chép và dántrong kết nối Chú ý rằng các tag chỉ có thể được đặt trong một kết nối vớilệnh “Copy” và “Paste” Các tag không được kéo vào một kết nối

Để tạo các tag quá trình, kích phải chuột lên kết nối PLC và chọn

“New Tag” Trong hộp thoại “Tag Properties” nhập tên và chọn kiểu dữ liệucho tag Kiểu chuyển đổi cho phép bạn lựa chọn việc chuyển dữ liệu từ mộtđịnh dạng này sang một định dạng khác

Kích chọn nút “Select” để mở hộp thoại “Address Properties” Từhộp danh sách cho vùng dữ liệu cho tag, chọn vùng dữ liệu “Bit Memory”.Kiểm tra kiểu địa chỉ “Word” và MW”0” được thiết lập và kích OK để kếtthúc

Việc chia tỉ lệ tuyến tính chỉ có thể được sử dụng trong tag quá trình.Đánh dấu trong hộp kiểm tra “Linear scalling” cho phép ta thiết lập vùng giátrị cho quá trình và vùng giá trị của tag

Trang 18

e, Thiết kế một bức tranh quá trình:

 Tạo bức tranh quá trình:

Trong cửa sổ WinCC Explorer, kích phải chuột lên “GraphicsDesigner” và chọn “New picture”, một bức tranh có tên “NewPdl0.pdl” sẽđược tạo và biểu diễn trong cửa sổ WinCC Explorer Để thay đổi tên củabức tranh, ta có thể kích phải chuột lên tên bức tranh cần thay đổi và chọn

“Rename picture”, sau đó nhập tên mới vào trong hộp thoại và kích OK

Để thiết kế đồ hoạ cho bức tranh vừa tạo, ta có thể nhắp đúp chuộtvào tên bức tranh hoặc kích phải chuột vào tên bức tranh và chọn “Openpicture”, cửa sổ thiết kế đồ hoạ “Graphic Designer” xuất hiện

 Graphic Designer:

Hình 9: Màn hình thiết kế giao diện đồ hoạ

 Color Palette: thiết lập màu cho đối tượng được chọn Có 16 mà

Font Palette

Layer Alignment Palette

Style Palette Zoom Palette

Color Palette Object Palette

Standard Toolbar Menu Bar

Trang 19

chuẩn, tuy nhiên có thể dùng màu tuỳ thích do chính bạn định nghĩa.

 Object Palette: Chứa các đối tượng chuẩn (Polygon, Ellipse,

 Zoom palette: thiết lập hệ số phóng đại (phần trăm) cho sự hoạt

động của cửa sổ Các hệ số phóng đại chuẩn là: 8, 4, 1, 1/2, và 1/4

 Menu Bar: Chứa tất cả các trình đơn lệnh cho Graphic Designer Những lệnh không có hiệu lực được biểu diễn bằng màu xám

 Toolbar: chứa các nút để thực hiện nhanh nhiều lệnh chung

 Font Palette: cho phép thay đổi kiểu font, kích thước, và màu trong đối tượng text, cũng như là màu đường thẳng của các đối tượng chuẩn

 Layer: cho hiển thị một lớp trong 16 lớp (Lớp 0 đến 15) Lớp 0 được chọn mặc

định

 Tạo Button:

Trang 20

Đầu tiên, ta sẽ định cấu hình nút này để cho phép chọn một bức tranhkhác lúc chạy chương trình Để tạo một nút có thể chuyển đổi giữa hai bứctranh “Start.pdl” và “Khau nhap.pdl”, tiến hành như sau:

Trong bức tranh “Start.pdl” chọn “Windows Objects” trong ObjectPalette, sau đó kích chọn đối tượng “Button” Trong cửa sổ tập tin, kích chuột

và kéo để đặt nút và thay đổi kích thước của nút Sau đó hộp thoại “ButtonConfiguration” xuất hiện Nhập tên cho nút tại trường “Text” Ví dụ, ta cóthể nhập tên của bức tranh mà ta muốn nhảy tới: “Khâu nhập liệu”

Để chọn bức tranh muốn nhảy tới, kích chọn biểu tượng phía dướitrường “Change Picture on Mouse Click” Trong hộp thoại tiếp theo, nhắpđúp chuột vào bức tranh “Khau nhap”

 Tạo đối tượng từ thư viện của WinCC:

Trong thanh menu của Graphics Designer, chọn “View/Library” hoặc kích vào biểu tượng trên thanh toolbar Nhắp đúp vào “Global Library”, tại đây ta có thể chọn bất kì một đối tượng nào và kéo nó vào cửa sổ thiết kế Chúng ta cũng có thể thay đổi kích thước của đối tượngbằng cách thay đổi các thuộc tính của nó hoặc dùng chuột

 Tạo đối tượng Static Text:

Trong Object Palette, chọn “Standard object”→”Static Text” Dùngchuột để kéo và thả đối tượng vào trong cửa sổ thiết kế Ta có thể nhập nộidung, thay đổi cỡ chữ, font chữ bằng cách kích phải chuột lên đối tượng vàchọn “Properties”

 Tạo đối tượng Bar và liên kết nó với một tag:

Trang 21

Trong Object Palette, kích chọn “Smart Objects”→”Bar” Dùng chuột đểtạođối tượng trong cửa sổ thiết kế Sau khi tạo xong đối tượng, sẽ xuất hiệnmột hộp thoại “Bar Configuration”, tại đây ta nhập vào tên của tag hoặc kíchchuột vào biểu tượng bên cạnh trường text để chọn tag cần liên kết với đốitượng Tiến hành thay đổi thời gian cập nhập của đối tượng bằng trường

“Update” sau đó kích OK để chọn

Hình 10: Định cấu hình cho đối tượng Bar

Ta cũng có thể liên kết đối tượng với tag hay thay đổi các thuộc tính khác của

đối tượng bằng cách kích phải chuột vào đối tượng và chọn “Properties”

Trang 22

Hình 11: Thiết lập các thuộc tính cho đối tượng BarChú ý: Nếu một đối tượng có liên kết với một tag thì thuộc tính tương ứng sẽđược in đậm và bóng đèn sẽ có màu xanh.

 Tạo và liên kết một đối tượng I/O-Field :

Để tạo một đối tượng “I/O-Field”, trong cửa sổ Object Palette chọn

“Smart Objects”→”I/O-Field” Đặt “I/O-Field” trong cửa sổ thiết kế, sau đóhộp thoại “I/O- Field Configuration” xuất hiện Để chọn một tag, kích chọnbiểu tượng, trong hộp thoại xuất hiện chọn tag cần liên kết với đối tượng,kích OK để chọn

f, Thiết lập thuộc tính khi chạy chương trình (Runtime Properties):

Tiếp theo, ta sẽ thiết lập Runtime Properties cho project Trong cửa sổbên trái của WinCC Explorer, kích chọn “Computer”, trong cửa sổ bên phải,kích chuột phải lên tên của máy tính và chọn “Properties”

Kích chọn nhãn “Graphics Runtime”, tại đây, ta cần xác định sự xuấthiện của màn hình lúc chạy chương trình và thiết lập Start Picture Để chọnmột Start Picture, kích “Browse” và sau đó trong hộp thoại “Start Picture”chọn bức tranh “Start.pdl” rồi chọn OK

Trang 23

Dưới “Window Attributes”, làm hoạt động “Title”, “Maximize”, và

“Adapt Picture”

Hình 12: Thiết lập cấu hình cho Project khi RuntimeKích OK để đóng cửa sổ thuộc tính, bây giờ ta có thể sẵn sàng làm việc ở chế độ Runtime

Trang 24

Sự thay đổi này nhằm cải thiện 1 số tính năng, số lệnh, bộ nhớ, số đầu vào/ra(I/O), tốc độ quét, … vì vậy xuất hiện rất nhiều loại PLC

PLC của Siemens hiện có các loại sau: S7- 200, S7- 300, S7- 400

Riêng S7- 200 có các loại CPU sau: CPU 210, CPU 214, CPU 221, CPU 222,CPU 224, CPU 226, … Mới nhất có CPU 224 xp, CPU 226 xp có tích hợp

analog

Hình 13: PLC s7-200 CPU 224 AC/DC/RLY

1.3.2 Ưu nhược điểm PLC

Các thiết bị điều khiển PLC tạo thêm sức mạnh, tốc độ và tính linh hoạtcho các hệ thống công nghiệp Bằng sự thay thế các phần tử cơ điện bằngPLC, quá trình điều khiển trở nên nhanh hơn, rẻ hơn, và quan trọng nhất làhiệu quả hơn PLC là sự lựa chọn tốt hơn các hệ thống rơ le hay máy tính tiêuchuẩn do một số lý do sau:

-Tốn ít không gian: Một PLC cần ít không gian hơn một máy tính tiêu chuẩn

hay tủ điều khiển rơ le để thực hiện cùng một chức năng

- Tiết kiệm năng lượng: PLC tiêu thụ năng lượng ở mức rất thấp, ít hơn cả các

máy tính thông thường

-Giá thành thấp : Một PLC giá tương đương cỡ 5 đến 10 rơ le, nhưng nó có

khả năng thay thế hàng trăm rơ le

Trang 25

- Khả năng thích ứng với môi trường công nghiệp: Các vỏ của PLC được làm

từ các vật liệu cứng, có khả năng chống chịu được bụi bẩn, dầu mỡ, độ ẩm,rung động và nhiễu Các máy tính tiêu chuẩn không có khả năng này

- Giao diện tực tiếp: Các máy tính tiêu chuẩn cần có một hệ thống phức tạp

để có thể giao tiếp với môi trường công nghiệp Trong khi đó các PLC có thểgiao diện trực tiếp nhờ các mô đun vào ra I/O

- Lập trình dễ dàng: Phần lớn các PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình là sơ đồ

thang, tương tự như sơ đồ đấu của các hệ thống điều khiển rơ le thôngthường

- Tính linh hoạt cao: Chương trình điều khiển của PLC có thể thay đổi nhanh

chóng và dễ dàng bằng cách nạp lại chương trình điều khiển mới vào PLCbằng bộ lập trình, bằng thẻ nhớ, bằng truyền tải qua mạng

1.3.3 Cấu tạo: Bộ PLC gồm các phần sau.

Hình 14: cấu tạo của PlC

 Bộ nguồn: cung cấp nguồn thiết bị và các module mở rộng được kết nốivào

 CPU: thực hiện chương trình và dữ liệu để điều khiển tự động các tác

vụ hoặc quá trình

Trang 26

 Vùng nhớ.

 Các ngõ vào/ra: gồm có các ngõ vào/ra số, vào/ra tương tự Các ngõvào dùng để quan sát tín hiệu từ bên ngoài đưa vào (cảm biến, công tắc), ngõ

ra dùng để điều khiển các thiết bị ngoại vi trong quá trình

 Các cổng/module truyền thông (CP: Communication Professor): dùng

để nối CPU với các thiết bị khác để kết nối thành mạng, xử lý thực hiệntruyền thông giữa các trạm trong mạng

 Các loại module chức năng (FM: Function Module): Ví dụ các moduleđiều khiển vòng kín, các module thực hiện logic mờ…

1.3.4 Đặc tính của CPU 224 :

- Bộ nhớ chương trình (chứa trong EEPROM): 4096 Byte (4 kByte)

- Bộ nhớ dữ liệu: 4096 Byte (trong đó 512 Byte chứa trong EEPROM)

- Số lượng đầu vào: 14 đầu vào tích hợp trong CPU

- Số lượng đầu ra: 10 đầu ra digital tích hợp trong CPU

- Số module mở rộng: tối đa 7 module gồm cả module analog

- Số lượng cổng vào/ra số cực đại: 64 - Số lượng Timer :128 Timer chia làm 3loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms, 16 Timer 10 ms và 108 Timer

có độ phân giải 100ms

- Số lượng Counter: 128 bộ đếm chia làm hai loại: 96 Counter Up và 32Counter Up/Down

1.3.5 Nguyên tắc thực hiện chương trình:

-PLC thực hiện chương trình theo chu trình vòng lặp Mõi vòng lặp được gọi

là vòng quét Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện tư lệnh đầutiên và kết thúc tại lệnh kết thúc (MEND)

- Có thể lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng phần mềm sauSTEP7-Micro/WIN

- Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trìnhchính (main program) và sau đó đến các chương trình con và các chương trình

xử lý ngắt

- Chương trình con là một bộ phận của chương trình chính, thực hiệnmỗi khi được gọi từ chương trình chính Ưu điểm của chương trình con:

- Giảm kích thước chương trình chính

- Thời gian quét giảm (nếu không thoả điều kiện thì sẽ không nhảy tớichương trình con)

- Dễ dàng sao chép qua các chương trình khác

Trang 27

- Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình Chươngtrình

- phục vụ ngắt được gọi khi có sự kiện ngắt xuất hiện Sự kiện ngắt đãđược định nghĩa trước trong hệ thống

Hình 15: vòng quyét của PLC

- -Xoay chiều: 85 264 VAC, f = 47 63 Hz

Ngày nay ,việc tự động hóa trong công nghiệp và việc ổn định tốc độ động cơ

đã không còn là xa lạ gì với những người đang công tác trong lĩnh vực kỹthuật.Biến tần là một trong những thiết bị hỗ trợ đắc lực nhất trong việc ổnđịnh tốc độ và thay đổi tốc độ động cơ một cách dễ dàng nhất mà hầu hết các

xí nghiệp đang xử dụng Trong phạm vi đề tài chỉ giới thiệu về họ biến tầnđược sử dụng là MicroMaster 440.MM440 chính là họ biến tần mạnh mẽ nhất

Trang 28

trong dòng các biến tần tiêu chuẩn Khả năng điều khiển vector cho tốc độ vàmoomen hay khả năng điều khiển vòng kín bằng bộ PID có sẵn đem lại độchính xác tuyệt vời cho các hệ thống truyền động quan trọng như các hệ thốngnâng chuyển ,các hệ thống định vị Không chỉ cí vậy ,một loạt khối logic sẵn

có lập trình tự do cung cấp cho người sử dụng sự linh hoạt tối đa trong việcđiều khiển hàng loạt các thao tác một cách tự động MicroMaster 440 là bộbiến đổi tần số dùng điều khiển tốc độ động cơ 3 pha xoay chiều Có nhiềuloại khác nhau từ 120W nguồn vào 1 pha đến 200KW nguồn vào ba pha.Cácbiến tần dùng vi xử lí để điều khiển và dùng công nghệ transistor lưỡng cựcnửa cách ly.Điều này làm cho chúng đáng tin cậy và linh hoạt Một phươngpháp điều chế độ rộng xung đặc biệt với tần số xung được chọn cho phépđộng cơ làm việc êm Biến tần có nhiều chức năng bảo vệ động cơ

Hình 16: Biến tần MM440

Biến tần MicroMaster 440 với các thông số đặt mặc định của nhà sản xuất ,cóthể phù hợp với một số ứng dụng điều khiển động cơ đơn giản Biến tầnMicroMaster 440 cũng được dùng cho nhiều các ứng điều khiển động cơ cấpcao nhờ danh sách cá thông số hỗn hợp của nó

Biến tần MicroMaster 440 có thể dùng trong hai ứng dụng “Kết hợp và riênglẻ” khi tích hợp trong “hệ thống tự động hóa”

Trang 29

1.4.2 Cấu tạo chung và nguyên tắc hoạt động

Sơ đồ nguyên lý của biến tần

Hình 17: Sơ đồ nguyên lý của biến tần MM440 Biến tần MM 440 thay đổi điện áp hay tốc độ cho động cơ xoay chiều bằngcách chuyển đổi dòng điện xoay chiều cung cấp (AC Supply) thành dòng điệnmột chiều trung gian (DC Link) sử dụng cầu chỉnh lưu Sau đó điện áp mộtchiều DC Link lại được nghịch lưu thành điện áp xoay chiều cung cấp chođộng cơ với giá trị tần số thay đổi Nguồn cung cấp cho biến tần có thể sửdụng nguồn xoay chiều một pha (cho công suất thấp), hay sử dụng nguồnxoay chiều ba pha Phần điện áp một chiều trung gian chính là điện áp trêncác tụ điện, các tụ điện đóng vai trò san phẳng điện áp một chiều sau chỉnhlưu và cung cấp cho phần nghịch lưu Điện áp trên tụ không điều khiển được

và phụ thuộc vào điện áp đỉnh của nguồn xoay chiều cung cấp

Điện áp một chiều được chuyển thành điện áp xoay chiều sử dụng phươngpháp điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation – PWM) Dạng sóngmong muốn được tạo lên bởi sự đóng cắt ở đầu ra của các transistors.MM440 sử dụng các IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) ở mạchnghịch lưu, điện áp xoay chiều mong muốn đựơc tạo ra bằng cách thay đổitần số đóng cắt của các IGBTs Điện áp xoay chiều ở đầu ra là sự tổng hợpcủa hàng loạt các xung vuông với các giá trị khác nhau ở đầu ra của cácIGBTs

Ngày đăng: 15/09/2018, 08:47

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w