TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN -------- BÀI TẬP LỚN MÔN: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Đề tài: Ứng dụng PLC của Siemens điều khiển áp suất trên đường ống cấp nước của Trườn
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BÀI TẬP LỚN MÔN: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
Đề tài: Ứng dụng PLC của Siemens điều khiển áp suất trên đường ống
cấp nước của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
Giáo viên hướng dẫn: TỐNG THỊ LÝ
Trang 2MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1
1.1 Khảo sát về hệ thống 1
1.1.1 Lý do chọn đề tài 1
1.1.2 Mục tiêu của đề tài 1
1.1.3 Giới hạn nghiên cứu của đề tài 2
1.1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài 2
1.1.5 Cơ sở lý thuyết 2
1.2 Đề xuất giải pháp điều khiển 5
1.2.1 Sơ đồ khối điều khiển 5
1.2.2 Tìm hiểu về PLC S7 – 1200 6
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 13
2.1 Yêu cầu công nghệ 13
2.1.1 Địa chỉ vào ra của các biến 14
2.1.2 Địa chỉ biến mô phỏng trên WINCC 15
2.2 Sơ đồ đấu dây của các thiết bị trong hệ thống 16
2.2.1 Sơ đồ mạch động lực 16
2.2.2 Sơ đồ đấu dây 18
2.3 Xác định các thiết bị trong hệ thống 19
2.3.1 Lựa chọn bộ điều khiển cho hệ thống 19
2.3.2 Module analog SM 1231(6ES7231-4HD32-0XB0) 20
2.3.3 Biến tần 21
2.3.4 Máy bơm 25
2.3.5 Chọn cảm biến áp suất 27
Trang 32.4 Xác định phương pháp lập trình điều khiển 28
2.4.1 Vòng quét chương trình 28
2.4.2 Khối tổ chức OB 29
2.4.3 Hàm chức năng – FUNCTION 29
2.4.4 Khối xử lý thời gian thực 30
2.4.5 Xử lý tín hiệu analog 31
2.4.6 Hoạt động của lệnh PID_Compact 34
2.4.7 Tham số ngõ vào của lệnh PID_Compact 35
2.4.8 Tham số ngõ ra của lệnh PID_Compact 36
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THU ĐƯỢC 38
3.1 Thuật toán điều khiển 38
3.1.1 Thuật toán chương trình chính 38
3.1.2 Thuật toán chương trình ở chế độ tự động 40
3.1.3 Thuật toán điều khiển ở chế độ bằng tay 41
3.1.4 Thuật toán các cấp tốc độ 42
3.2 Kết quả mô phỏng trên WinCC 43
3.2.1 Hình ảnh mô hình 43
3.2.2 Hệ thống ở chế độ auto và đang hoạt động bình thường 43
3.2.3 Hệ thống ở chế đồ Auto báo lỗi 44
3.2.4 Hệ thống hoạt động bình thường ở chế độ Hand 45
3.2.5 Hệ thống gặp lỗi ở chế độ HAND 46
3.3 Chương trình điều khiển của hệ thống 47
Trang 4LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến của thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn
Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc 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 càng cao 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 khác nhau cho đến nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hang ngày Một trong những sản phẩm tiên tiến của nó là PLC Ứng dụng rất quan trọng của ngành công nghệ tự động hóa là việc điều khiển, giám sát các hệ thống với những thiết bị điều khiển từ rất xa, rất tinh vi và đạt được năng suất, kinh tế thật cao
Xuất phát từ những ứng dụng đó, chúng em xin phép được thiết kế mạch ứng
dụng của PLC, biến tần đó là: “Xây dựng công nghệ cung cấp nước điều khiển theo áp suất trên đường ống” dùng PLC điều khiển biến tần
Đầu tiên chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo
trong khoa điện, cùng các bạn trong lớp Điện 8 – K10, đặc biệt là giảng viên TỐNG THỊ LÝ – giảng viên khoa điện trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI,
người đã trực tiếp giảng dạy và cho em kiến thức để hoàn thành đồ án môn học này Mong cô góp ý để chúng em hoàn thành bài tập lớn này được tốt hơn sau này
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Trang 5ĐỒ ÁN HỌC PHẦN: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
Số : ……02……
Họ và tên HS-SV : Đàm Đình Đồi – Đặng Quang Dũng
Lớp : ĐH ĐIỆN 8
Khoá : K10 Khoa : Điện
Giáo viên hướng dẫn: Tống Thị Lý
NỘI DUNG
Đề tài: Ứng dụng PLC của Siemens điều khiển áp suất trên đường ống cấp nước
của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
Yêu cầu về bố cục nội dung:
1: Phân tích yêu cầu công nghệ
- Khảo sát và chọn công nghệ trong thực tiễn ứng dụng hệ thống điều áp suất trên đường ống
- Tính chọn các thiết bị trên mô hình đã chọn (cấu tạo, nguyên lý, sơ đồ chân )
- Vẽ sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý mạch lực, mạch cách ly
- Xác định chu trình cần điều khiển 2: Vẽ sơ đồ ghép nối hệ thống với PLC
- Xác định các biến cần điều khiển
- Lập bảng địa chỉ
- Vẽ sơ đồ đấu dây 3: Thiết lập lưu đồ thuật toán
4: Viết chương trình điều khiển trên PLC
Yêu cầu về thời gian :
Ngày giao đề Ngày hoàn thành
Trang 6CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Khảo sát về hệ thống
Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở nên nhanh nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn Nó có khả năng thay thế hoàn toàn cho các phương pháp điều khiển truyền thống dùng relay, khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản, giải quyết các vấn đề toán học và công nghệ
Biến tần (Inverter, Variable Speed Driver – VSD) là thiết bị dùng để điều khiển tốc
độ động cơ dựa trên sự thay đổi tần số làm việc trên thế giới hiện nay, biến tần được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp ngoài ý ngĩa về mặt điều khiển, nó còn có nhiều chức năng khác như khởi động mềm, hãm, đảo chiều động cơ, điều khiển thông minh… Trong
đa số trường hợp, việc sử dụng biến tần còn mang lại hiệu quả kinh tế (tiết kiệm điện năng tiêu thụ) Biến tần được ứng dụng nhiều cho các động cơ có yêu cầu thay thế tốc độ như: bơm, quạt, bang tải, thang máy…
1.1.1 Lý do chọn đề tài
Các trạm bơm cung cấp nước với công suất lớn thường được sử dụng trong khu công nghiệp, khu dân cư, các chung cư, khách sạn và tòa nhà cao tầng, hệ thống phân phối nước sạch trong mạng lưới cấp nước sinh hoạt, các trạm cấp nước nông thôn…Các trạm bơm nước phổ biến hiện nay đều được thiết kế theo phương pháp truyền thống với đặc điểm là các bơm được khởi động trực tiếp sao/ tam giác và tất cả các động cơ đều hoạt động ở tốc độ định mức Phương pháp này có nhược điểm chính là tổn hao điện năng lớn
và khó kiểm soát được áp suất trong đường ống nước
Trên cơ sở những kiến thức được trang bị trên ghế nhà trường, dựa vào những tính
năng ưu việt của PLC và biến tần Chúng em xin lựa chọn đề tài “Ứng dụng PLC của Siemens điều khiển áp suất trên đường ống cấp nước của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội ”
1.1.2 Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là ổn định áp suất trong đường ống ở một ngưỡng đặt trước thông qua sự điều khiển của PLC đối với biến tần, hệ thống bơm dựa trên tín hiệu mà cảm biến áp suất trong đường ống đưa về Các cấp điều khiển:
Trang 7Bằng tay: Dựa vào các các mốc thời gian thực đưa ra các cấp tốc độ của bơm, người
vận hành dựa vào đó để thay đổi tốc độ bơm
Tự động: Nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất, tự động các cấp độ bơm
Hệ thống giám sát thông qua SCADA (PC system)
1.1.3 Giới hạn nghiên cứu của đề tài
Do kiến thức, thời gian, kinh nghiệm thực tế hạn chế nên đề tài của chúng em thực hiện với thiết kế là một bơm cong suất trung bình, cung cấp nước cho các tòa nhà trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI, với công suất đặt trong đường ống không lớn hơn (0 – 5 bar)
1.1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài
Điều khiển tự động là xu thế phát triển tất yếu trong các lĩnh vực công nghiệp cũng như sinh hoạt bởi những ưu điểm vượt trội của nó Ở các hệ thống điều khiển tự động có quy mô vừa và lớn thì PLC được sử dụng làm thiết bị điều khiển cho toàn hệ thống
Kết hợp xây dựng một hệ thống điều khiển tự động với các thiết bị điện tử công suất
có ý nghĩa khoa học lớn trong việc xay dựng một hệ thống tự động hoàn chỉnh cả về chức
năng lẫn hiệu quả kinh tế Đề tài “Ứng dụng PLC của Siemens điều khiển áp suất trên đường ống cấp nước của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội ” xây dựng mô hình kết
hợp PLC với biến tần để ổn định áp suất nước trong đường ống một cách tối ưu nhất
Về mặt thực tiễn, đề tài có thể phát triển mở rộng cho các tòa nhà, khu dân cư, chung
cư cao tầng để quản lý hiệu năng cung cấp nước một cách tốt nhất, khắc phục những nhược điểm của các hệ thống cũ
Trang 8F : lực tác dụng
S : tiết diện
Đối với các chất lỏng, khí hoặc hơi (gọi chung là chất lưu), áp suất là một thông số quan trọng xác định trạng thái nhiệt động học của chúng Trong công nghiệp, việc đo áp suất chất lưu có ý nghĩa rất lớn trong việc đảm bảo an toàn cho thiết bị cũng như giúp cho việc kiểm tra và điều khiển hoạt động của máy móc thiết bị có sử dụng chất lưu
Trong hệ đơn vị quốc tế (SI) đơn vị áp suất là pascal (Pa): 1 Pa là áp suất tạo bởi một lực có độ lớn bằng 1N phân bố đồng đều trên một diện tích 1m2 theo hướng pháp tuyến
Đơn vị Pa tương đối nhỏ nên trong công nghiệp người ta còn dùng đơn vị áp suất là bar (1 bar = 105 Pa) và một số đơn vị khác
b Nguyên lý đo áp suất
Đối với chất lưu không chuyển động, áp suất chất lưu là áp suất tĩnh (pt):
P = Pt (2.2)
Do vậy đo áp suất chất lưu thực chất là xác định lực tác dụng lên một diện tích thành bình Đối với chất lưu không chuyển động chứa trong một ống hở đặt thẳng đứng, áp suất tĩnh tại một điểm M cách bề mặt tự do một khoảng (h) xác định theo công thức sau:
Trong đó: P0 – áp suất khí quyển
ρ - khối lượng riêng chất lưu
g – gia tốc trọng trường
Để đo áp suất tĩnh có thể tiến hành bằng các phương pháp sau:
- Đo áp suất chất lưu lấy qua một lỗ được khoan trên thành bình nhờ cảm biến thích hợp
- Đo trực tiếp biến dạng của thành bình do áp suất gây nên
Trong cách đo thứ nhất, phải sử dụng một cảm biến đặt sát thành bình Trong trường hợp này, áp suất cần đo được cân bằng với áp suất thuỷ tỉnh do cột chất lỏng mẫu tạo nên hoặc tác động lên một vật trung gian có phần tử nhạy cảm với lực do áp suất gây ra Khi
Trang 9sử dụng vật trung gian để đo áp suất, cảm biến thường trang bị thêm bộ phận chuyển đổi điện Để sai số đo nhỏ, thể tích chết của kênh dẫn và cảm biến phải không đáng kể so với thể tích tổng cộng của chất lưu cần đo áp suất
Trong cách đo thứ hai, người ta gắn lên thành bình các cảm biến đo ứng suất để đo biến dạng của thành bình Biến dạng này là hàm của áp suất
Đối với chất lưu chuyển động, áp suất chất lưu (p) là tổng áp suất tĩnh (pt) và áp suất động (pđ) :
P = Pt + Pd (2.4)
Áp suất tĩnh tương ứng với áp suất gây nên khi chất lỏng không chuyển động, được
đo bằng một trong các phương pháp trình bày ở trên áp suất động do chất lưu chuyển động gây nên và có giá trị tỉ lệ với bình phương vận tốc chất lưu:
𝑃𝑑 =𝜌𝑣
2
2 (2.5) Trong đó 𝜌 là khối lượng riêng chất lưu
Khi dòng chảy va đập vuông góc với một mặt phẳng, áp suất động chuyển thành áp suất tĩnh, áp suất tác dụng lên mặt phẳng là áp suất tổng Do vậy, áp suất động được đo thông qua đo chênh lệch giữa áp suất tổng và áp suất tĩnh Thông thường việc đo hiệu (p - pt) thực hiện nhờ hai cảm biến nối với hai đầu ra của một ống Pitot, trong đó cảm biến (1)
đo áp suất tổng còn cảm biến (2) đo áp suất tĩnh
Hình 1 1: Phương pháp đo áp suất
Có thể đo áp suất động bằng cách đặt áp suất tổng lên mặt trước và áp suất tĩnh lên mặt sau của một màng đo (hình), như vậy tín hiệu do cảm biến cung cấp chính là chênh lệch giữa áp suất tổng và áp suất tĩnh
Trang 10Hình 1 2: Cách đo áp suất động
1.2 Đề xuất giải pháp điều khiển
1.2.1 Sơ đồ khối điều khiển
Hình 1 3: Sơ đồ khối của hệ thống
Như sơ đồ trên, chúng em nhận thấy hệ thống phải thực hiện cấp nước cho toàn bộ các tòa nhà của trường Do đó, hệ thống yêu cầu phải làm việc liên tục, có độ chính xác và
ổn định cao Nhận thấy yếu điểm của vi điều khiển trong môi trường công nghiệp là thiếu
ổn định cho nên chúng em quyết định sử dụng PLC để điều khiển hệ thống Mặc dù PLC
Trang 11có giá thành lớn hơn vi điều khiển nhiều lần nhưng xét về độ ổn định trong hoạt động thì lựa chọn PLC là hoàn toàn đúng đắn
Hình 1 4: Sơ đồ khối điều khiển
1.2.2 Tìm hiểu về PLC S7 – 1200
a Tổng quan về PLC
PLC S7-1200 ( Promamable Logic Controller) là những kết hợp I/O và các lựa chọn
cấp nguồn, bao gồm 9 module các bộ cấp nguồn cả VAC – hoặc VDC - các bộ nguồn với
sự kết hợp I/O DC hoặc Relay Các module tín hiệu để mở rộng I/O và các module giao tiếp dễ dàng kết nối với các mặt của bộ điều khiển Tất cả các phần cứng Simatic S7-1200
có thể được gắn trên DIN rail tiêu chuẩn hay trực tiếp trên bảng điều khiển, giảm được không gian và chí phí lắp đặt
Các module tín hiệu có trong các model đầu vào, đầu ra và kết hợp loại 8, 16, và
32 điểm hỗ trợ các tín hiệu I/O DC, relay và analog Bên cạnh đó, bảng tín hiệu tiên tiến
có trong I/O số 4 kênh hay I/O analog 1 kênh gắn đằng trước bộ điều khiển S7-1200 cho phép nâng cấp I/O mà không cần thêm không gian Thiết kế có thể mở rộng này giúp điều chỉnh các ứng dụng từ 10_I/O đến tối đa 284_I/O, với khả năng tương thích
Trang 12chương trình người sử dụng nhằm tránh phải lập trình lại khi chuyển đổi sang một bộ điều khiển lớn hơn Các đặc điểm khác: bộ nhớ 50 KB với giới hạn giữa dữ liệu người sử dụng và dữ liệu chương trình, một đồng hồ thời gian thực, 16 vòng lặp PID với khả năng điều chỉnh tự động, cho phép bộ điều khiển xác định thông số vòng lặp gần tối ưu cho hầu hết các ứng dụng điều khiển quá trình thông dụng Simatic S7-1200 cũng có một cổng giao tiếp Ethernet 10/100Mbit tích hợp với hỗ trợ giao thức Profinet cho lập trình, kết nối HMI /SCADA hay nối mạng PLC với PLC
b Phân loại
Việc phân loại S7-1200 dựa vào loại CPU mà nó trang bị: Các loại PLC thông dụng: CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C Thông thường S7-200 được phân ra làm 2 loại chính:
Loại cấp điện 220VAC:
Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp +24VDC(từ 15VDC – 30VDC)
Chức năng các đèn báo:
• STOP / RUN (cam / xanh): CPU ngừng / đang thực hiện chương trình đã nạp vào bộ nhớ
Trang 13• ERROR (màu đỏ): màu đỏ ERROR báo hiệu việc thực hiện chương trình đã xảy ra lỗi
• MAINT (Maintenance): led cháy báo hiệu việc có thẻ nhớ được gắn vào hay không
• LINK: Màu xanh báo hiệu việc kết nối với tính thành công
• Rx / Tx: Đèn vàng nhấp nháy báo hiệu tín hiệu được truyền Đèn cổng vào ra:
• Ix.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng vào báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Ix.x đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị của công tắc
• Qx.x(đèn xanh): Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Qx.x Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng
Trang 14 Cấu trúc chung của bộ điều khiển lập trình PLC:
Hình 1 6: Cấu trúc bộ điều khiển PLC
Khối đầu vào: các ngõ vào của khối này được kết nối với các bộ chuyển đổi tín hiệu
và biến đổi các tín hiệu này thành tín hiệu phù hợp với tín hiệu xử lý của CPU Dựa trên loại tín hiệu vào sẽ có các khối ngõ vào tương ứng Gồm có 2 loại cơ bản sau:
Khối ra: khối này có nhiệm vụ khuếch đại các tín hiệu sau xử lý của CPU (được
gửi đến vùng đệm ngõ ra) cung cấp cho đối tượng điều khiển là cuộn dây, đèn báo, van từ,… Tuỳ thuộc vào đối tượng điều khiển nhận tín hiệu dạng nào mà sẽ có các khối ra tương ứng Gồm có 2 loại khối ra tiêu biểu:
Hình 1 8: Khối đầu ra PLC Hình 1 7: Khối đầu vào PLC
Trang 15Bộ xử lý còn được gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), chứa bộ vi xử lý, biên dịch các tín hiệu nhập và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình được lưu trong bộ nhớ của PLC Truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị xuất
Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp DC (24V) cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện trong các module giao tiếp nhập và xuất hoạt động
Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều khiển dưới
sự kiểm soát của bộ vi xử lý
Chương trình điều khiển được nạp vào bộ nhớ nhờ sự trợ giúp của bộ lập trình hay bằng máy vi tính
Các thông số kỹ thuật của một số PLC
2 Inputs Tốc độ xử lý ảnh 1024 bytes (inputs) and 1024 bytes (outputs)
Trang 16Đặc trưng CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C
Thời gian lưu trữ khi
Hình 1 9: Các module cơ bản của PLC
Họ PLC S7-1200 cung cấp nhiều nhất 8 module tín hiệu đa dạng và 1 mạch tín hiệu cho bộ xử lý có khả năng mở rộng Ngoài ra bạn cũng có thể cài đặt thêm 3 module giao tiếp nhờ vào các giao thức truyền thông
Trang 17 Các giao thức truyền thông
Là một chuẩn mạng thường dùng để truyền
dữ liệu ở cấp điều khiển với khả năng truyền
dữ liệu ở cấp nhỏ và trung bình
PROFINET
Là chuẩn mở sáng tạo cho Ethernet công nghiệp, cho phép tích hợp hệ thống Fieldbus như PROFIBUS, DeviceNet và Interbus
Bảng 1 2: Thông số module truyền thông
Trang 18CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1 Yêu cầu công nghệ
Hệ thống bơm nước cung cấp nước cho trường Đại học Công nghiệp Hà Nội được chia ra làm 2 chế độ :
Bằng tay: Dựa vào thời gian thực của PLC với múi giờ (UTC+7) và qua khảo sát
nhu cầu sử dụng và tính toán, ta có được từng khung giờ tương ứng với các cấp tốc độ bơm như bảng sau đây :
Khung giờ Các cấp có thể chạy
5h – 7h Cấp 3 & Cấp 4 7h – 10h Cấp 2 & Cấp 3 10h – 12h Cấp 3 & Cấp 4 12h – 17h Cấp 2 & Cấp 3 17h – 19h Cấp 6 & Cấp 7 19h – 20h Cấp 4 & Cấp 5 20h – 22h Cấp 3 & Cấp 4 22h – 24h Cấp 2 & Cấp 3
Bảng 2 1: Các cấp tốc độ theo khung giờ
Ở chế độ bằng tay, qua từng khung giờ ta có điều chỉnh theo 1 hoặc 2 cấp tốc độ được thiết lập sẵn và khi xảy ra sự cố sẽ có cảnh báo được hiện trên màn hình điều khiển sau 1 khoảng thời gian đặt trước nếu vẫn báo lỗi thì hệ thống đưa ra cảnh báo đỏ Hệ thống chỉ ngắt được bơm khi đưa cần gạt về chế độ RESET và sau khi khắc phục sự cố muốn hệ thống trở lại hoạt động cần đưa cần gạt về chế độ HAND để tiếp tục hoạt động (thường sử dụng chế độ bằng tay khi tự động gặp lỗi hay những ngày nghỉ lễ nhu cầu sử dụng ít hơn )
Tự động: Chế độ tự động tối ưu hơn chế độ bằng tay do sử dụng cảm biến áp suất
để đo áp suất trên đường ống và chạy các cấp tốc độ đặt sẵn như bảng sau :
Áp suất (bar) Cấp tốc độ
Trang 19cố muốn hệ thống trở lại hoạt động cần đưa cần gạt về chế độ RESET rồi chuyển sang AUTO để tiếp tục hoạt động
2.1.1 Địa chỉ vào ra của các biến
Biến vào
Reset 2 chế độ Bool %I1.3 Tắt 2 chế độ tự động
và bằng tay PRESSURE
Đầu vào cảm biến
áp suất thực
Biến ra
hoạt động
Trang 20LAMP STOP Bool %Q0.4 Đèn báo hệ thống
Đèn báo lỗi Bool %Q1.0 Đèn báo khi gặp sự
cố Đèn báo reset Bool %Q1.1 Đèn báo reset
2.1.2 Địa chỉ biến mô phỏng trên WINCC
BIT AUTO Bool %M2.2 Bit mô phỏng Điều khiển tự động BIT HAND Bool %M2.4 Bit mô phỏng Điều khiển bằng tay BIT RESET HT Bool %M2.5 Bit mô phỏng Tắt 2 chế độ
Đèn Báo Cấp 1 Bool %M2.6 Bit mô phỏng Đèn báo hoạt động
cấp 1 Đèn Báo Cấp 2 Bool %M2.7 Bit mô phỏng Đèn báo hoạt động
cấp 2
Trang 21Đèn Báo Cấp 3 Bool %M3.0 Bit mô phỏng Đèn báo hoạt động
cấp 3 Đèn Báo Cấp 4 Bool %M3.1 Bit mô phỏng Đèn báo hoạt động
cấp 4 Đèn Báo Cấp 5 Bool %M3.2 Bit mô phỏng Đèn báo hoạt động
cấp 5 Đèn Báo Cấp 6 Bool %M3.3 Bit mô phỏng Đèn báo hoạt động
cấp 6 Đèn Báo Cấp 7 Bool %M3.4 Bit mô phỏng Đèn báo hoạt động
cấp 7
Áp suất thực Real %MD14 Hiển thị áp suất khi dùng CB thực Out_Time_Local Int %MW26 Hiển thị thời gian thực
Thời gian thực DWord %MD40 Thời gian thực từ bộ đếm thời gian
TIMER Chuyển Real %MD44 Bit trung gian để chuyển đổi thời
gian Thời gian thực
hiển thị Int %MW48 Thời gian thực hiển thị
Trang 22Hình 2 1: Sơ đồ mạch lực của hệ thống
Trang 232.2.2 Sơ đồ đấu dây
Hình 2 2: Sơ đồ đấu dây PLC
Trang 242.3 Xác định các thiết bị trong hệ thống
2.3.1 Lựa chọn bộ điều khiển cho hệ thống
Lựa chọn PLC S7 – 1200 (1214C - DC/DC/DC)
Hình 2 3: PLC S7 - 1200(1214C - DC/DC/DC)
CPU 1214C gồm 14 ngõ vào số và 10 ngõ ra, 2 ngõ vào Analog (AI) 0 ÷10V hoặc
0 ÷20mA Nó có khả năng mở rộng thêm 8 module tín hiệu (SM), 1 mạch tín hiệu (SB) và
3 module giao tiếp (CM) Điện áp đầu vào (85÷264 VAC), dải tần số (47 ÷63 Hz),
Sơ đồ chân
Hình 2 4: Sơ đồ chân PLC
Trang 25 I0.0 0.7, I1.0 1.5: Các ngõ vào digital của plc
L+, M : Nguồn vào và ra của PLC
Q0.0 0.7, Q1.0 Q1.1: Các ngõ ra digital của PLC
1M: Ngõ vào 24VDC cho PLC
3 L+; 3M: Nguồn chân đầu ra
2M - 0,1: Nguồn chân analog
2.3.2 Module analog SM 1231(6ES7231-4HD32-0XB0)
SM 1231 module tín hiệu đầu vào analog chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số của SIMATIC S7-1200 thành tín hiệu để kiểm soát tương ứng quá trình
Đầu vào tương tự cho SIMATIC S7-1200
Với thời gian chuyển đổi cực kỳ ngắn
Để kết nối cảm biến analog mà không cần thêm bộ khuếch đại
Ứng dụng:
Các mô-đun tín hiệu đầu vào tương tự SM 1231 cho phép kết nối bộ điều khiển với tín hiệu tương tự của quá trình
Điều này cung cấp cho người dùng những lợi thế sau:
- Tối ưu thích ứng: Với các mô-đun tín hiệu tương tự, người dùng có thể điều chỉnh tối ưu bộ điều khiển của họ ngay cả với các tác vụ phức tạp hơn
- Kết nối trực tiếp của cảm biến: Độ phân giải lên đến 14 bit và phạm vi đầu vào khác nhau cho phép kết nối cảm biến mà không cần bộ khuếch đại bổ sung
- Tính linh hoạt: Nếu nhiệm vụ được mở rộng sau đó, bộ điều khiển có thể được nâng cấp Cập nhật chương trình người dùng cực kỳ đơn giản
Trang 26Hình 2 5: Modul analog SM 1231
Sơ đồ chân
Hình 2 6: Sơ đồ chân module analog
Các mô-đun tín hiệu đầu vào analog SM 1231 chuyển đổi tín hiệu analog từ quá trình thành tín hiệu số để xử lý nội bộ bằng SIMATIC S7-1200
2.3.3 Biến tần
Lựa chọn biến tần IG 5A của LS