Nghiên cứu ứng dụng PLC s7 1200 điều khiển mức chất lỏng trong dây chuyền sản xuất hóa chất công nghiệp

Trongăth căt ,ăv năđ ăđi uăkhi năm căchi măm tăt ăl ăr tăl nătrongăcácăl nhăv căv ăd uă m ,ăhóaăch t,ăcôngănghi păth căph m,ầăkhiăth căhi n phaăch ătheoăm tăt ăl ănh tă đ nhănƠoăđó.ăVƠăv

B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NỌNG NGHI P VÀ PTNT

B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NỌNG NGHI P VÀ PTNT

NINHăTHU N,ăN Mă2017

i

L I CAM OAN

Tácăgi ăxinăcamăđoanăđơyălƠăcôngătrìnhănghiênăc uăc aăb năthơnătácăgi ăCácăk tăqu ănghiênăc uăvƠăcácăk tălu nătrongălu năv n lƠătrungăth c, khôngăsaoăchépăt ăb tăk ăm tăngu nănƠoăvƠăd iăb tăk ăhìnhăth cănƠo Vi căthamăkh oăcácăngu nătƠiăli uă(n uăcó) đưă

đ căth căhi nătríchăd năvƠăghiăngu nătƠiăli uăthamăkh oăđúngăquyăđ nh

Tác gi lu n v n

Tr năNg căTh ng

ii

L I CÁM N

Trongăquáătrìnhăth căhi năđ ătƠiăemăg păkhôngăítănh ngăkhóăkh n,ănh ngăv iăs ăh ngă

d năt nătìnhăc aăth yăh ngăd năcùngăcácăth yăcô trongăkhoaăđ nănayăđ ătƠiăc aăemăđưăhoƠnăthƠnhăđúngăth iăgianăquyăđ nh

Emăxinăg iăl iăc mă năchơnăthƠnhăđ năTS.ăV ăMinhăQuang,ăgi ngăviênăb ămônăắăK ăthu tă đi n ” Khoaă N ngă L ngă ậ Tr ngă Hă Th yă L i, ng iă đưă t nă tìnhă ch ă b oă

h ngăd năemătrong quá trình làm lu năv n

EmăxinăchơnăthƠnhăc mă năquýăTh y Cô tr ngă HăTh yăL i,ăgiaăđìnhăvƠăb năbè,ă

nh ngăng i đưăluônăt oăđi uăki n,ăquanătơm,ăgiúpăđ ,ăđ ngăviênăemătrongăsu tăquáătrìnhăh căt păvƠăhoƠnăthƠnhălu năv n

Dùăđưăc ăg ngănh ngăđ ătƠiăc ngăkhôngăth tránhăkh iănh ngăkhi măkhuy t,ăr tămongă

nh năđ căs ăđóngăgópăýăki năc aăquýăTh yăCôăđ ăđ ătƠiăc aăemăđ căhoƠnăthi năh nă

n a.ăă

EmăxinăchơnăthƠnhăc mă n!

iii

M C L C

DANHăM CăCÁCăHÌNHă NH v

DANHăM CăB NGăBI U vii

DANHăM CăCÁCăT ăVI TăT T viii

M ă U: ix

1.ăTínhăc păthi tăc aă ătƠi: ix

2.ăM căđíchăc aă ătƠi: x

CH NG 1 T NGăQUANăV ăDỂYăCHUY NăCUNGăC PăVĨăS NăXU Tă HịAăCH TăTRONGăCỌNGăNGHI P 1

1.1 Gi iăthi uăv ădơyăchuy năs năxu tăvƠăcungăc păhoáăch tăcôngănghi pă: 1

1.2 Ph ngăphápăs năxu tăhóaăch tăcôngănghi pă: 2

1.3 Dơyăchuy năs năxu tăhóaăch tătrongăcôngănghi păđi năhình 3

S ăđ : 3

1.3.1 NguyênălíălƠmăvi că: 3

1.3.2 CH NGă2 GI IăTHI UăPLCăS7ăậ 1200 8

2.1 Gi iăthi uăt ngăquanăv ăPLCă: 8

Kháiăni măv ăPLCă: 8

2.1.1 2.2 Gi iăthi uăPLCăS7-1200 : 11

Ph năc ngăPLCăS7-1200 13

2.2.1 2.3 Ph năm măđi uăkhi năvƠăl pătrìnhă: 15

Gi iăthi u: 15

2.3.1 ngăd ngă: 16

2.3.2 Kh ăn ngălƠmăvi că: 17

2.3.3 CH NGă3 XỂYăD NGăB ă I UăKHI N 18

3.1 Xơyăd ngămôăhìnhătoánăh căb ăđi uăkhi năm căch tăl ng 18

nhăngh aăv ăcácăb ăđi uăch nhăPID 18

3.1.1 3.2 Môăhìnhătoánăh căb ăđi uăkhi năm căch tăl ng 22

Môăhìnhăb ăđi uăkhi năm căch tăl ng 22

3.2.1 iăt ngăvanătuy nătính: 23

3.2.2 iăt ngăbìnhăm c: 23

3.2.3 iăt ngăc măbi năsiêuăơm: 25 3.2.4

iv

S ăđ ămôăhìnhătoánăh căb ăđi uăkhi năm căch tăl ng 25

3.2.5 Tìmăthôngăs ăPID 25

3.2.6 CH NG 4 L PăTRÌNHă I UăKHI N 28

4.1 Bi uăđ ăch căn ng 28

4.2 Ch ngătrìnhăđi uăkhi n: 30

CH NGă5 THI TăK ăGIAOăDI NăGIÁMăSÁTăHMI 45

5.1 Gi iăthi uăv ăgiaoădi năgiámăsátăHMI 45

5.2 Gi iăthi uăv ă inccăPro essional 47

T ngăquanăv ă inăCC: 47

5.2.1 Ch căn ngăph ăbi năc aă inăCC 48

5.2.2 5.3 Thi tăk ăgiaoădi n 50

CH NGă6 MỌăPH NGăVĨăK TăLU N 52

6.1 Môăph ngă ăch ăđ ăt ăđ ng 52

6.2 Môăph ngă ăch ăđ ăTay: 57

6.3 K tălu n 58

TĨIăLI UăTHAMăKH O 59

v

DANH M C CÁC HÌNH NH

Hình 1.1: Bình ch aăđ ng hoá ch t trong công nghi p 1

Hình 1.2: Trung tâm v n hành dây chuy n s n xu t hóa ch t 2

Hìnhă1.3:ăS ăđ dây chuy n s n xu t hóa ch t trong công nghi p 3

Hìnhă1.4:ăVanăđi u khi n tuy n tính b ngăđi n Ginice Korea 5

Hình 1.5: C m Bi n siêu âm 6

Hìnhă2.1:ăS ăđ kh i c a h th ngăđi u khi n l p trình 9

Hìnhă2.2:ăS ăđ kh i t ng quát c a CPU 10

Hình 2.3: PLC S7 – 1200 13

Hình 2.4: PLC S7 - 1200 nhìn t phíaătr c 14

Hình 2.5: Giao di n làm vi c c a TIA Portal 15

Hình 3.1: B đi u khi n PID không ph thu c 18

Hình 3.2: B đi u khi n PID ph thu c 19

Hình 3.3: Bông th căxácăđ nh giá tr các h s Ki, Kp, Kd 21

Hình 3.4: Mô hình b đi u khi n m c ch t l ng 22

Hình 3.5: Mô hình hàm truy năđ t 23

Hìnhă3.6:ăS ăđ kh i mô hình toán h c b đi u khi n m c ch t l ng 25

Hìnhă3.7:ă ápă ng ngõ ra ng v i h s Ku = 0.043, Ki=Kp=0 26

Hìnhă3.8:ă ápă ng ngõ ra ngăkhiăxácăđ nhăđ c thông s PID 26

Hìnhă3.9:ă ápă ng ngõ ra khi ngõ vào t ngăgiáătr 27

Hìnhă3.10:ă ápă ng ngõ ra khi ngõ vào gi m giá tr 27

Hình 4.1: Bi uăđ ch căn ng 29

Hình 4.2: Kh i PID trong S7-1200 30

Hình 4.3: B ngăcƠiăđ t thông s PID 31

Hình 4.4: B ng nh p thông s PID 32

Hình 5.1: Ki m tra l i sai sót khi thi t k HMI 46

Hình 5.2: T o và gán thu c tính cho nút STOP 50

Hình 5.3: T o và gán thu cătínhăchoăđ ngăc ăPumpă1 50

Hình 5.4: T o và gán thu c tính cho I/O field 51

Hình 5.5: T o và gán thu c tính cho Bi uăđ 51

Hìnhă6.1:ăB mă1ăvƠă2ăđangăch y 52

Hìnhă6.2:ăBìnhă1ăđ yămƠăbìnhă2ăch aăđ y 53

Hình 6.3: H th ng gia nhi t ho tăđ ng 53

Hìnhă6.4:ăGiaăđ nhi t,ăb mă3ăb mă4ăho tăđ ng 54

Hìnhă6.5:ăKhiăb mă3,ă4ăng ngăb m,ăkhu y ho tăđ ng 90s 54

Hìnhă6.6:ăB mă5ăho tăđ ngăđ y s n ph m vào bình ch a 4 55

Hình 6.7: Van tuy nătínhăđangăm 55

Hình 6.8: B PIDăđangăho t đ ng khi có hóa ch t 56

Hình 6.9: B PIDăđangăho tăđ ngăkhiăđ m c hóa ch t 56

vi Hình 6.10: Mô ph ng ch đ tay khi nh năB Mă5 57

vii

DANH M C B NG BI U

B ngă1:ă nhăngh aăcácăbi n vào ra s d ng trong bài 32

Ch ngătrìnhăđi u khi n 45

viii

DANH M C CÁC T VI T T T

(X pătheoăth ăt ăA,B,C c aăch ăcáiăđ uăvi tăt t)

HTL iăh căTh yăl i

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

LVThS Lu năv năTh căs

ix

M U:

1 Tính c p thi t c a tƠi:

Trongăth iăđ iăngƠyănayăkhiăcôngăngh ăthôngătinăngƠyăcƠngăphátătri n,ăcùngăhoƠănh pă

v iăch ătr ngăcôngănghi păhoáăhi năđ iăhoáăđ tăn c,ăngƠnhăk ăthu tăđi uăkhi năvƠă

T ă ngăHóaălƠăngƠnhăkhoaăh căphátătri năc căk ăm nhăm ,ă ăm iăl nhăv căc aăđ iă

s ngăg nănh ăt ăđ ngăhóaăđưăgiúpăchoăchúngătaăr tănhi uăngƠnhăngh ăkhácănhau.ăHi nănay,ăPLCălƠăthi tăb ăt ăđ ngăhóaăđ căs ăd ngăph ăbi n

Trongăth căt ,ăv năđ ăđi uăkhi năm căchi măm tăt ăl ăr tăl nătrongăcácăl nhăv căv ăd uă

m ,ăhóaăch t,ăcôngănghi păth căph m,ầăkhiăth căhi n phaăch ătheoăm tăt ăl ănh tă

đ nhănƠoăđó.ăVƠăv năđ ăđi uăkhi năđ iăt ngăchínhăxácălƠăr tăc năthi t.ăCácăthi tăb ăcƠngăngƠyăcƠngăhi năđ iăvƠăkíchăth căc ngănh ăh nănênăcácăthaoătácătrongăquáătrìnhă

s năxu tăđòiăh iăđ ăchínhăxácăcao.ăM tăsaiăsótănh ăcóăth ă nhăh ngăx uăđ nătoƠnăb ă

s năph m.ăăDoăđó,ăngƠyăcƠngănhi uăph ngăphápăđi uăkhi năchínhăxácăđ cănghiênă

c uă phátă tri n,ă nh ă đi uă khi nă m ă vƠă thíchă nghi,ă đi uă khi nă PIDầTrongă vi că đi uăkhi năm căch tăl ngăthìăthu tătoánăđi uăkhi năPIDălƠăphùăh p

H ăth ngăđi uăkhi nădùngăgi iăthu tăPIDă ngăd ngăm tătrongănh ngăthu tătoánăđi uăkhi năquáătrìnhănh ă:ă i uăkhi năm c,ăđi uăkhi năl uăl ng,ăđi uăkhi năv năt c,ăđi uăkhi năv ătrí.ăVi că ngăd ngăgi iăthu tăđi uăkhi năchínhăxácănƠyăvƠoăth căt ănh mălƠmă

gi măsaiăs ătrongăk tăqu ăđi uăkhi n V iăvi căchi măt ăl ăcaoăsoăv iăcácăgi iăthu tă

đi uă khi nă khácă (>ă 80%),ă gi iă thu tă đi uă khi nă PIDă chi mă m tă v ă tríă vôă cùngă quană

tr ngătrongăcácăgi iăthu tăđi uăkhi nădùngătrongăcôngănghi p b iă yêuăc u chính xác (accurate), đápă ngănhanhă( astăresponse),ă năđ nhă(smallăovershot)

Hi nănay,ăPLC S7-1200ăcóăthêmăch căn ngătruy năthôngăvà giámăsátăquaăm ngănênă

vi căvi căk tăn iăm ăr ng ch căn ngăgiámăsátăt ăxaăd ădƠngăh n vƠăd năthayăth ăchoăPLC S7-200, S7-300

V iănh ngătínhăn ngăv tătr iăsoăv iăPLCăS7-200ăvƠăS7-300 nênăđ ătƠiăemăch nălƠăă

x

“NGHIểN C U NG D NG PLC S7-1200 I U KHI N M C CH T L NG TRONG DỂY CHUY N S N XU T HịA CH T CỌNG NGHI P ”

- Nghiênăc uăvi căs ăd ngă inCCătrongăđi uăkhi năgiámăsát

- Nghiênăc uăvi căđi uăkhi năm căch tăl ngăs ăd ngăb ăđi uăkhi năkinhăđi năPID

- Giámăsátăđ cătrênăgiaoădi nă inăCC

1

XU T HÓA CH T TRONG CÔNG NGHI P

căđi măc aăngƠnhăcôngănghi păhóaăch tălƠăđaăđ ngăv ăs năph măph căv ăchoăt tăc cácăngƠnhăkinhăt ăk ăthu t.ăT ăđóăngƠnhăcôngănghi pănƠyăcóăth ăkhaiăthácăm iăth ă

m nhătƠiănguyênăc aăđ tăn căt ăkhoángăs n,ăd uăkhíăt iăs năph m,ăph ăph măvƠăth măchíăc ăph ăth iăc aăcôngănghi p,ănôngănghi p ăCôngănghi păhoáăch tăđóngăvaiătròăc că

k ăquanătr ngătrongăn năkinhăt ăc aăm tăn c.ă óălƠăm tăngƠnhăkinhăt ăậ k ăthu tăch ă

l căc aăđ tăn c.ăVi tăNamăth căhi năcôngăcu căđ iăm i,ănh ngăc iăcáchăkinhăt ăđưăthúcăđ yăs ăt ngătr ngăkinhăt ,ă phátătri nă côngănghi pă - nôngă nghi p.ăNhuăc uăv ănguyênăli uăhóaăch tăc ngăngƠyăcƠngăt ngăv iăt căđ ăt ngătr ngăs năxu tăhóaăch tă

h ngăn mălƠă15%.ăT ăth căti năđó,ăemăch năđ ătƠiăắNGHIểN C U NG D NG PLC S7-1200 I U KHI N M C CH T L NG TRONG DỂY CHUY N S N

XU T HịA CH T CỌNG NGHI P”ălƠmăđ ătƠiănghiênăc uăc aămình

Hình 1.1:ăBìnhăch aăđ ngăhoáăch tătrongăcôngănghi p

2

Hình 1.2:ăTrungătơmăv năhƠnhădơyăchuy năs năxu tăhóaăch t

TrongăngƠnhăcôngănghi pănóiăchungăvƠăngƠnhăđ căthùăcôngănghi păhoáăch tănóiăriêngăthìătr nălƠăm tăkhơuăr tăquanătr ngăđ ăt oăraăs năph m.ăTr năhaiăhayănhi uăch tăđ ăt oăthƠnhăh năh păđòiăh iăm tăt ăl ăchu nănh tăđ nhăvƠănghiêmăng tătrongăquáătrìnhăv năhành,ăkhôngăđ ăcóăs ăsaiăsót.ăVƠănh tălƠăcóănh ngăquáătrìnhăconăng iăkhôngătr căti păthamăgiaătayăchơnăhayăthamăgiaăđ căđ ăđ măb oăanătoƠnălaoăđ ng,ăquyătrìnhălƠăhoƠnătoàn khép kín

Ho tăđ ngăc aăh ăth ngănh ăsau:

- Bìnhăch aă1ăvƠă2ăđ căc păđ ngăth iăalkaliăvƠăpolymerăb ngăcácăđ ngăc ăb m.ăB mă1ăvƠă2ăng ngăho tăđ ngăkhiăc măbi năđ yăphátăhi nătr ngătháiăđ yăc aăbìnhăch a.ă

- B ăph năgiaănhi tă ăbìnhăch aă2ăho tăđ ng,ăt ngănhi tăchoăpolymerăt iă60°C,ăng ngăgiaănhi tăkhiăc măbi nănhi tătácăđ ng.ăSauăđóăb mă3ăvƠă4ăho tăđ ngăb măch tăl ngă

4

sangăbìnhăch aă3.ăKhiăcóăch tăl ngătrongăbìnhăch aă3,ăb ăph năkhu yăho tăđ ng.ă ngă

c ăb mă3ăng ngăho tăđ ngăkhiăbìnhăch aă3ăđ yăho căbìnhăch aă1ăc n

- T ngăt ,ăđ ngăc ăb mă4ăng ngăho tăđ ngăkhiăbìnhăch aă3ăđ yăho căbìnhăch aă2ă

c n.ă ngăc ăkh yăng ngăho tăđ ngăsauăkhiăng ngăđ ngăc ă3ăvƠă4ăm tăkho ngălƠă90ăgiây

- ngăc ăb mă5ăho tăđ ngăb măch tăl ngăsangăbìnhăch aă4.ă ngăc ăb mă5ăng ngă

ho tăđ ngăkhiăbìnhăch aă4ăđ yăho căbìnhăch aă3ăc n.ă

- Ch tăl ngăđ căđ aăvƠoăbìnhăch aă4ăđ ăcungăc pănguyênăli uăchoăquáătrìnhălƠmăvi că

đ ăđ măb oăbìnhăch aăT-304ăluônăcóănguyênăli uăho tăđ ng

- M căch tăl ngăluônăcƠiăđ tătr căm tăgiáătr ănh tăđ nh.ăM căch tăl ng trong bình

ch aă5ăvƠoăth iăđi măhi năt iăs ăđ căg iăv ăPLCăS7-1200ăb ngătínăhi uăanalog.ăPLCă

s ăsoăsánhăm căch tăl ngăv iăgiáătr ăđ tătr c,ăvƠăkhiăcóăs ăsaiăl ch,ăPLCăs ăđi uăkhi năđóngăm ăVanătuy nătínhăăb ngăph ngăphápăPID đ ăcơnăb ngăsaiăl ch

- Khiăgiáătr ăSetpointăth păh năgiáătr ăm căhi năt i,ăVanăx ăs ăđ căkíchăho tăđ ăx ăb tă

5

Hình 1.4:ăVanăđi uăkhi nătuy nătínhăb ngăđi năGiniceăKorea

B ăđi uăkhi năvanătuy nătínhălƠălo iăđi uăkhi năb ngămotorăs ăkéoăc năvanălênăho că

xu ng,ă nh nă tínă hi uă đi uă khi nă t ă đ ngă h ă đi uă khi nă (4-20mA, 0-10Vdc, on/off) Tùy vào kích th căvanăvƠăápăsu tăho tăđ ngăs ăch năb ăđi uăkhi năcóăl căkéoăthíchă

h p.ă

B ăđi uăkhi nătíchăh păcácăcôngăt căch năch ăđ ăth ngăđóngăvƠăth ngăm ,ăch ăđ ă

d ngăt iăch ăkhiăm tătínăhi uăđi uăkhi năho căt ăđ ngăđóngăvan

Tíchăh păc năquayătayăkhiăvanăcóăs c ,ăcóăth ăđi uăch nhăđóngăm ămƠăkhôngăc nătínă

hi uăđi n.ăB ăkéoăvanăv iăl căkéoă2000NăvƠă3500N

Thông s k thu t b đi u khi n van tuy n tính, Actuator.

Model: GEA-20P, GEA-35P, GEA-20A, GEA-35A, GEA-15P, GEA-15A

 L căkéo:ă2000Nă(GEA-20P), 3500N (GEA-35P)

 i uăkhi n:ăTuy nătínhăho căON-OFF (GEA-20A, GEA-35A)

 Ngu năc p:ă110~220VACăho că24VAC

 Tínăhi uăđi uăkhi n:ă4-20mAăho că0-10VDC

 Tínăhi uăoutput:ă4-20mA, lƠmătínăhi uăhi năth ăhƠnhătrìnhăho căđ aăv ăPLCăx ălý

 Th iăgianăhƠnhătrình:ă50ăgiơyă(GEA-20P), 100 giây (GEA-35P)

 Nhi tăđ ăho tăđ ng:ă-15~60ăđ ăC

6

 ă m:ă5~95%

 IP: 54

 HƠnhătrình:ă20mmăho că40mm

Thi t b đo m c : là c măbi năsiêuăơm cóăph măviăho tăđ ngăt ă350mmăđ nă6000mm,ă

ph mă viă ho tă đ ngă cóă th ă thayă đ iă d ă dƠngă thôngă quaă ch că n ngă Teach-in trên nút

nh nă(ph măviăt ă400mmăđ nă500mm,ă1000mmăđ nă3000mmăt ngă ngăv iăngõăra 20mA ho c 0-10Vdcă ho că 20-4mA, 10-0Vdc,ă vƠă c ngă cóă th ă tùyă ch nă ph mă viă s ă

4-d ngăb tăk ămi nălƠătrongăgi iăh năho tăđ ngăc aăc măbi n

C m bi n siêu ơm UA30CAD60PGTI

Hình 1.5:ăC măBi năsiêuăơm Dùngă đ ă đo m că n c,ă đoă m că ch tă l ng,ă báoă m că ch tă r n,ă ki mă soátă level,ă

đo kho ngăcách,ăth ătích,ăkh iăl ngălƠănh ngănhuăc uăvôăh năvƠăngƠyăcƠngăt ngăc a ngƠnhăcôngănghi p,ăth măchíălƠăcácănhuăc uădơnăd ng,ăcu căs ngăh ngăngƠy,ăh ăth ngă

th yăl i, th yăđi nầ

C măbi năsiêuăơm cóăth ăđápă ngăđ căcácănhuăc uănêuătrên,ăv iănguyênăt căho tăđ ngălƠăphátăraăsóngăsiêuăơmătácăđ ngălênăv tăc năvƠănh nătínăhi uăh iăti păv ăđ ăbi tăđ căkho ngăcách soăv iăv tă(chínhăxácălƠăm tăph ng)

V iănguyênăt căphátăhi năb ăm tăkhôngăc năti păxúcănênăc măbi năkhôngăquanătơmăđ nă

d ngăch tăl ngănƠoăhayăch tăr nănƠo.ăKhi kho ngăcách soăv iăm tăph ngăthayăđ iăthìătínăhi uăngõăraăc ngăthayăđ iătheoăt ă4-20mAăho că0-10VDC,ălúcănƠyătaăs ăd ngătínă

7

hi uăngõăraăc aăc măbi năđ ăquy v ăth ătích, kh iăl ng,ăkho ngăcáchầăthôngăquaăPLCăhayăm tăđ ngăh ăhi năth ă(cóăth ăthamăkh oăthêmăđ ngăh ăhi năth ăt i đơyăc aăShihlin Taiwan)

Thôngăs ăk ăthu tăC măbi năsiêuăơmăUA30CAD60PGTI

 Ngu năc păchoăc măbi nă:ă15-30VDC

 Output: 4-20mmăho că0-10VDC,ătíchăh păthêmăngõăra NPN/PNP

 IP: 67

 Cápăk tăn iăv iăc măbi năm căđ nh:ădƠiă2măPVC

 Th iăgianăđápă ng:ăNh ăh nă500ms

 Power on delay: <300ms

 Nhi tăđ ăho tăđ ng:ă-20~70ăđ ăC

 Gócăphátăsóng:ă7ăđ ăho că8ăđ

 ăphơnăgi i:ă2ămm

 Bánăkínhăho tăđ ng:ă450mm

NútăcƠiăđ tăđ cătíchăh pătrênăthơn c măbi n,ăv iănh ngăthaoătác đ năgi n lƠăcóăth ă

ch năđ căph măviăho tăđ ngăthíchăh păchoă ngăd ngăc aămình

uătiênălƠăc păngu năt ă10-30VDCăchoăc măbi nă(dơyăxanhăơm,ădơyănơuăd ng,ădơyăđenă4-20mAăho că0-10V,ădơyătr ngăoutputăPNPăho căNPN)

Ch năph măviăho tăđ ngăchoăc măbi n,ăvíăd ă400mmăđ nă800mm

tăc măbi năvuôngăgócăv iăm tăph ngăth tăl năcó bánăkínhă500mmătr ălênăvƠăkhôngăcóăb tăk ăv tăc nătrênăđ ngăđiăc aăsóngăv iăng ngăxaătr că800mmă(r tăquanătr ng).ă

Nh nănútăm tăcáiăr iăth ăra,ălúcănƠyăhaiăđènătrênăc măbi năs ăch păliênăt că(ng ngăxaăđưăOK),ăkéoăc măbi năl iăg năv i kho ngăcáchlƠă400mmă(nhanhănh tălƠăquayăc măbi nă

xu ngăđ tăph ngăv iăkho ngăcáchălƠă400mm,ăkéo t i,ăkéoăluiăm tăcông)ănh nănútăm tăcáiăr iăth ăra,ăhaiăđènăđangăch păs ăt tăvƠăch pă5ă l năn aăr iăt tăl iăv yălƠăOKăchoă

ng ngăg n

ki n.ăCácăs ăki nănƠyăđ căkíchăho tăb iătácănhơnăkíchăthích(ăngõăvƠo)ătácăđ ngăvƠoăPLCăho căquaăcácăho tăđ ngăcóătr ănh ăth iăgianăđ nhăth iăhayăcácăs ăki năđ căđ m.ăPLCădùngăđ ăthayăth ăcácăm chăr ăleătrongăth căt ăPLCăho tăđ ngătheoăph ngăth căquétăcácătr ngătháiătrênăđ uăraăvƠăđ uăvƠo.ăKhiăcóăs ăthayăđ iă ăđ uăvƠoăthìăđ uăraăc ngăthayăđ iătheo

Ngônăng ăl pătrìnhăc aăPLCăcóăth ălƠăLadderăhayăStateăLogic.ăHi nănayăcóăr tănhi uăhưngă s nă xu tă raă PLCă nh ă Siemens,ă Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric,ăOmronầă

M tăkhiăs ăki năđ căkíchăho tăth căs ,ănóăb tăONăhayăOFFăthi tăb ăđi uăkhi năbênăngoƠiă đ că g iă lƠă thi tă b ă v tă lý.ă M tă b ă đi uă khi nă l pă trìnhă s ă liênă t că l pă trongă

ch ngătrìnhădoăng iăs ăd ngăl păraăch ătínăhi uă ăngõăvƠoăvƠăxu tătínăhi uă ăngõăraă

t iăcácăth iăđi măđưăl pătrình.ă

ăkh căph cănh ngănh căđi măc aăb ăđi uăkhi nădùngădơyăk tăn iă(b ăđi uăkhi nă

b ngăRelay)ăng iătaăđưăch ăt oăraăb ăPLCănh măth aămưnăcácăyêuăc uăsau:ă

- L pătrìnhăd ădƠng,ăngônăng ăl pătrìnhăd ăh c.ă

- G nănh ,ăd ădƠngăb oăqu n,ăs aăch a.ă

- Dungăl ngăb ănh ăl năđ ăcóăth ăch aăđ cănh ngăch ngătrìnhăph căt p.ă

- HoƠnătoƠnătinăc yătrongămôiătr ngăcôngănghi p.ă

- Giaoăti păđ căv iăcácăthi tăb ăthôngăminhăkhácănh :ămáyătính,ăn iăm ng,ăcácăModulă

m ăr ng.ă

9

- Giáăc ăcóăth ăc nhătranhăđ c.ă

Cácăthi tăk ăđ uătiênălƠănh măthayăth ăchoăcácăph năc ngăRelayădơyăn iăvƠăcácăLogică

th iăgian.ăTuyănhiên,ăbênăc nhăđóăvi căđòiăh iăt ngăc ngădungăl ngănh ăvƠătínhăd ădƠngăchoăPLCămƠăv năđ măb oăt căđ ăx ălýăc ngănh ăgiáăc ầChínhăđi uănƠyăđưăgơyăraăs ăquanătơmăsơuăs căđ năvi căs ăd ngăPLCătrongăcôngănghi p.ăCácăt păl nhănhanhăchóngăđiăt ăcácăl nhălogicăđ năgi năđ năcácăl nhăđ m,ăđ nhăth i,ăthanhăghiăd chầsauăđóălƠăcácăch căn ngălƠmătoánătrênămáyăl nầS ăphátătri năcácămáyătínhăd năđ năcácăb ăPLCăcóădungăl ngăl n,ăs ăl ngăI/Oănhi uăh n.ă

TrongăPLC,ăph năc ngăCPUăvƠăch ngătrìnhălƠăđ năv ăc ăb năchoăquáătrìnhăđi uăkhi nă

ho căx ălýăh ăth ng.ăCh căn ngămƠăb ăđi uăkhi năc năth căhi năs ăđ căxácăđ nhăb iă

m tăch ngătrình.ăCh ngătrìnhănƠyăđ căn păs năvƠoăb ănh ăc aăPLC,ăPLCăs ăth că

hi năvi căđi uăkhi năd aăvƠoăch ngătrìnhănƠy.ăNh ăv yăn uămu năthayăđ iăhayăm ă

r ngăch căn ngăc aăquyătrìnhăcôngăngh ,ătaăch ăc năthayăđ iăch ngătrìnhăbênătrongă

c aăb ănh ăPLC.ăVi căthayăđ iăhayăm ăr ngăch căn ngăs ăđ căth căhi năm tăcáchăd ădàngămƠăkhôngăc năm tăs ăcanăthi păv tălýănƠoăsoăv iăs ăd ngăcácăb ădơyăn iăhayăr ă

le

 C uătrúcăchungăc aăPLCă:ă

M tăh ăth ngăđi uăkhi năl pătrìnhăc ăb năph iăg măcóăhaiăph n:ăkh iăx ălýătrungătơm (ăCPU:ăCentralăProcessingăUnit)ăvƠăh ăth ngăgiaoăti păvƠo/ra(I/O)

Hình 2.1:ăS ăđ ăkh iăc aăh ăth ngăđi uăkhi năl pătrình

Kh iăđi uăkhi nătrungătơmă(CPU)ăg măbaăph n:ăb ăx ălý,ăh ăth ngăb ănh ăvƠăh ăth ngăngu năcungăc p

10

Hình 2.2:ăS ăđ ăkh iăt ngăquátăc aăCPU

 Ho tăđ ngăc aăm tăPLCă:ă

V ăc ăb năho tăđ ngăc aăm tăPLCăc ngăkháăđ năgi n.ă uătiên,ăh ăth ngăcácăc ngăvƠo/raă(ăInput/Output,ăcònăg iălƠăcácăModuleăxu t/nh p)ădùngăđ ăđ aăcácătínăhi uăt ăcácăthi tăb ăngo iăviăvƠoăCPUă(ănh ăcácăsensor,ăcôngăt c,ătínăhi uăt ăđ ngăc ầ).ă Sauăkhiănh năđ cătínăhi uă ăngõăvƠoăthìăCPUăs ăx ălýăvƠăđ aăcácătínăhi uăđi uăkhi năquaăModuleăxu tăraăcácăthi tăb ăđ căđi uăkhi n.ăTrongăsu tăquáătrìnhăho tăđ ng,ăCPUă

đ căho căquét(ăscan)ăd ăli uăho cătr ngătháiăc aăthi tăb ăngo iăviăthôngăquaăngõăvƠo,ăsauăđóăth căhi năcácăch ngătrìnhătrongăb ănh ănh ăsau:ă

M tăb ăđ măch ngătrìnhăs ănh tăl nhăt ăb ănh ăch ngătrìnhăđ aăraăthanhăghiăl nhăđ ăthi hành

Ch ngătrìnhă ăd ngăSTLă(StatemenListăậ D ngăl nhăli tăkê)ăs ăđ căd chăraăngônăng ămáyăc tătrongăb ănh ăch ngătrình.ă

Sauăkhiăth căhi năxongăch ngătrình,ăCPUăs ăg iăho căc pănh t(Update)ăt iăcácăthi tă

b ,ăđ căth căhi năthôngăquaămoduleăxu t.ă

M tăchuăk ăg măđ cătínăhi uă ăngõăvƠo,ăth căhi năch ngătrìnhăvƠăc pănh pătínăhi uă ăngõăraăđ căg iălƠăm tăchuăk ăquét.ă

Th căt ăkhiăPLCăth căăhi năch ngătrình,ăPLCăkhiăc pănh pătínăhi uăngõăvƠo,ăcácătínă

hi uăhi nănayăkhôngăđ cătruyăxu tăt căth iăđ ăđ aăraă ăngõăraămƠăquáătrìnhăc pănh pătínăhi uă ăngõăraăph iătheoăhaiăb c:ăkhiăx ălýăth căhi năch ngătrình,ăviăx lýăs ăchuy năđ iăcácăb călogicăt ngă ngă ăngõăraătrongăch ngătrìnhăn i(ăđưăđ căl pă

11

trình),ăcácăb căl pătrìnhănƠyăs ăchuy năđ iăON/OFF.ăTuyănhiênălúcănƠyăcácătínăhi uă ăngõăra(ăt cătínăhi uăđ căđ aăraăt iămoduleăout)ăv năch aăđ căđ aăra.ă

Khiăx ălýăk tăthúcăch ngătrìnhăx ălý,ăvi căchuy năđ iăcácăm călogic (c aăcácăti pă

đi m)ăđưăhoƠnăthƠnhăthìăvi căc pănh tăcácătínăhi uă ăngõăraăm iăth căs ătácăđ ngălênăngõăraăđ ăđi uăkhi năcácăthi tăb ă ăngõăra.ăTh ngăvi căth căthiăm tăvòngăquétăx yăraă

v iăm tăth i gianăr tăng n,ăm tăvòngăquétăđ n (singleăscan)ăcóăth iăgianăth căhi năm tăvòngăquétăt ă1msăt iă100ms.ăVi căth căhi năm tăchuăk ăquétădƠiăhayăng năcònăph ăthu căvƠoăđ ădƠiăc aăch ngătrìnhăvƠăc ăm căđ ăgiaoăti păgi aăPLCăv iăcácăthi tăb ăngo iăviă(mƠnăhình hi năth ầ).ă

Viăx ălýăcóăth ăđ că đ cătínăhi uă ăngõăvƠoăch ăkhiănƠoătínăhi uănƠyătácăđ ngăv iăkho ngăth iăgianăl năh năm tăchuăk ăquétăthìăviăx ălýăcoiănh ăkhôngăcóătínăhi uănƠy.ăTuyănhiênătrongăth căt ăs năxu t,ăth ngăcácăh ăth ngăch păhƠnhălƠăcácăh ăth ngăc ăkhíăn uăcóăt căđ ăquétănh ătrênăcóăth ăđápă ngăđ căcácăch căn ngăc aădơyăchuy năs nă

xu t.ă

ăkh căph căth iăgianăquétădƠi,ă nhăh ngăđ năchuătrìnhăs năxu tăcácănhƠăthi tăk ăcònăthi tăk ăh ăth ngăPLCăc pănh tăt căth i,ăcácăh ăth ngănƠyăth ngăđ c ápăd ngăchoăcácăPLCăl năcóăs ăl ngăI/Oănhi u,ătruyăc păvƠăx ălýăl ngăthôngătinăl n

s n,ăcácăđ uăvƠo/raă(DI/DO)

- M tăs ătínhăn ngăb oăm tăgiúpăb oăv ăquy nătruyăc păvƠoăc ăCPUăvƠăch ngătrìnhă

đi uăkhi n:ă

12

+ăT tăc ăcácăCPUăđ uăcungăc păb oăv ăb ngăpasswordăch ngătruyăc păvƠoăPLC.ă

+ăTínhăn ngăắknow-howăprotection”ăđ ăb oăv ăcácăblockăđ căbi tăc aămình

- S7-1200ăcungăc păm tăc ngăPROFINET,ăh ătr ăchu năEthernetăvƠăTCP/IP:ă

+ăDùngăđ ăk tăn iămáyătính,ăv iămƠnăhìnhăHMIăhayătruy năthông PLC-PLC

+ăDùngăk tăn iăv iăcácăthi tăb ăkhácăcóăh ătr ăchu năethernetăm

+ă uăn iăRJ45ăv iătínhăn ngăt ăđ ngăchuy năđ iăđ uăchéo.ă

+ăT căđ ătruy nă10-100 Mbits/s

+ăH ătr ă16ăk tăn iăEthernet.ă

+ TCP/IP, ISO on TCP, và S7 protocol

- Cácătínhăn ngăv ăđoăl ng,ăđi uăkhi năv ătrí,ăđi uăkhi năquáătrình:ă

+ă6ăb ăđ măt căđ ăcaoădùngăchoăcácă ngăd ngăđ măvƠăđoăl ng,ătrongăđóăcóă3ăb ăđ mă100kHzăvƠă3ăb ăđ mă30kHz

+ă2ăngõăPTOă100kHzăđ ăđi uăkhi năt căđ ăvƠăv ătríăđ ngăc ăb căhayăb ăt iăservoă+ăNgõăraăđi uăr ngăxungăP M,ăđi uăkhi năt căđ ăđ ngăc ,ăv ătríăvalve,ăhayăđi uăkhi nănhi tăđ ầă

+ă16ăb ăđi uăkhi năPIDăv iătínhăn ngăt ăđ ngăxácăđ nhăthôngăs ăđi uăkhi n.ăNgoƠiăraă

b năcóăth ădùngăcácămoduleătruy năthôngăm ăr ngăk tăn iăb ngăRS485ăho căRS232.ă

- Ph năm mădùngăđ ăl pătrìnhăchoăS7-1200ălƠăStep7ăBasic.ăStep7ăBasicăh ătr ăbaăngônă

ng ăl pătrìnhălƠăFBD,ăLADăvƠăSCL.ăPh năm mănƠyăđ cătíchăh pătrongăTIAăPortală11ă

c aăSiemens.ă

- V yăđ ălƠmăm tăd ăánăv iăS7-1200ăch ăc năcƠiăTIAăPortalăvìăph năm mănƠyăđưăbaoă

g măc ămôiătr ngăl pătrìnhăchoăPLCăvƠăthi tăk ăgiaoădi năHMI.ă

- 3ăb ăđi uăkhi nănh ăg năv iăs ăphơnălo iătrongăcácăphiênăb năkhácănhauăgi ngănh ă

đi uăkhi năACăho căDCăph măviăr ng

- 2ăm chăt ngăt ăvƠăs ăm ăr ngăđi uăkhi nămodumătr căti pătrênăCPUălƠmăgi măchiăphíăs năph m

- 13ămoduleătínăhi uăs ăvƠăt ngăt ăkhácănhauă

- 2ămoduleăgiaoăti păRS232/RS485ăđ ăgiaoăti păthôngăquaăk tăn iăPTPă- B ăsungă4ă

c ngăEthernet

- Moduleăngu năPSă1207ă năđ nh,ădòngăđi năápă115/230 VACăvƠăđi năápă24VDCă

 C uăt oăc aăCPUă:

1.ăB ăph năk tăn iăngu n

2.ăCácăb ăph năk tăn iăn iădơyăc aăng iădùngăcóăth ătháoăđ c(phíaăsauăcácăn păche).ăăKheăc măth ănh ăn măd iăc aăphíaătrên

3.ăCácăLEDătr ngătháiădƠnhăchoăI/Oătíchăh p

4.ăB ăph năk tăn iăPROFINET(phíaătrênăc aăCPU)

14

Cácăki uăCPUăkhácănhauăcungăc păm tăs ăđaăd ngăcácătínhăn ngăvƠădungăl ngăgiúpăchoăng iădùngăt oăraăcácăgi iăphápăcóăhi uăqu ăchoănhi uă ngăd ngăkhácănhau.ăS7-1200ăcungăc păm tăs ădungăl ngăl năcácămoduleătínăhi uăvƠăb ngătínăhi uăđ ăm ăr ngădungăl ngăc aăCPU.ăNg iădùngăcònăcóăth ăl păđ tăthêmăcácămoduleătruy năthôngăđ ă

h ătr ăcácăgiaoăth cătruy năthôngăkhác

 Cácăb ngătínăhi uă:ă

M tăb ngătínăhi uă(SB)ăchoăphépăng iădùngăthêmăvƠoăI/OăchoăCPU.ăNg iădùngăcóă

th ăthêmăm tăs ăSBăv iăc ăI/Oăki uăs ăhayăki uăt ngăt ăSBăk tăn iăvƠoăphíaătr căc aăCPU

Hình 2.4: PLC S7 - 1200 nhìn t phíaătr c SBăv iă4ăI/Oăki uăs (ăngõăvƠoă2ăxDCăvƠăngõăraă2ăxăDC)ă

+ăSBăv iă1ăngõăraăki uăt ngăt ă1.ăCácăLEDătr ngătháiătrênăSBă2.ăB ăph năk tăn iăn iădơyăng iădùngăcóăth ătháoăra.ă

 Các module tín hi uă:

Ng iădùngăcóăth ăs ăd ngăcácămoduleătínăhi uăđ ăthêmăvƠoăCPUăcácăch căn ng.ăCácămoduleătínăhi uăk tăn iăvƠoăphíaăbênăph iăc aăCPU

1.ăCácăLEDătr ngătháiădƠnhăchoăI/Oăc aămoduleătínăhi uă

2.ăB ăph năk tăn iăđ ngăd n

3.ăB ăph năk tăn iădơyăc aăng iădùngăcóăth ătháoăraă

15

2.2.1.2 Các module truy n thông :

H ăS7-1200ăcungăc păcácămoduleătruy năthông(CM)ădƠnhăchoăcácătínhăn ngăb ăsung vƠoăh ăth ng.ăCóă2ămoduleătruy năthôngăRS232ăvƠăRS485:

+ăCPUăh ătr ăt iăđaă3ămoduleătruy năthôngă

+ăM iăCMăk tăn iăvƠoăphíaăbênătráiăc aăCPU(ăhayăv ăphíaăbênătráiăc aăm tăCMăkhác)

Hình 2.5: Giao di n làm vi c c a TIA Portal

16

TIAăPortalăgiúpăchoăcácăph năm mănƠyăchiaăs ăcùngăm tăc ăs ăd ăli u,ăt oănênăs ă

th ngănh tătrongăgiaoădi năvƠătínhătoƠnăv năchoă ngăd ng.ăVíăd ,ăt tăc ăcácăthi tăb ăvƠă

m ngătruy năthôngăbơyăgi ăđưăcóăth ăđ căc uăhìnhătrênăcùngăm tăc aăs ăH ngă ngă

d ng,ăcácăkháiăni măv ăth ăvi n,ăqu nălýăd ăli u,ăl uătr ăd ăán,ăchu năđoánăl i,ăcácătínhăn ngăonlineălƠănh ngăđ căđi măr tăcóăíchăchoăng iăs ăd ngăkhiăs ăd ngăchungăc ă

s ăd ăli uăTIAăPortal.ă

TIA Portal cung c păm tăh ăth ngăk ăthu tăm iăthôngăminhăvƠătr căquanăh n,ăv iăcácăgiaoădi nătr căquan,ăd ănhìn,ătínhăn ngăắăkéo-th ”ăđ năgi n,ăthu năti năchoăvi căl pătrình.ăHaiăph năm măquanătr ngătrongăTIAăPortalălƠăSimaticăStepă7ăvƠăSimatică inCC

n ngăth yăl c;ăh ăth ngăb ngăt i;ăcôngănghi păth căph m;ăphòngăthíănghi m;ăCácă ngă

d ngăđi uăbi n;ăl părápăthi tăb ăđi n;ăgiámăsát,ăb oăv ăh ăth ngăđi uăkhi n;ăđi uăkhi nă

h ă th ngă ánhă sáng;ă đi uă khi nă h ă th ngă b m;ă h ă th ngă phòngă cháy;ă h ă th ngă đi uăkhi nă ană ninh/ă vƠoă ra;ă h ă th ngă đi uă khi nă giaă nhi t/lƠmă mát;ă đi uă khi nă nhi tă đ ăphòng

Ngoài ra, S7-1200ăcóăcácă ngăd ngăm iănh ă:ă

- i uă khi nă t ă xaă thôngă quaă m ngă Pro inet,ă Internet,ă Modbus,ă quaă h ă thôngă m ngăkhông dây

- PLCăk tăn iăv iăPLCăthôngăquaăInternetăvƠăm ngăn iăb ăCóăth ătruy năthôngăthôngăquaăm ngăEthernetăcôngănghi pănh ngăkho ngăcách t iăđaălƠă100m.ă

17

- i uăkhi nătruyăc păvƠoăS7-1200ăt ăxaăthôngăquaăInternetăvƠăwebăserver.ăCóăth ătruyă

c păvƠoăPLCăthôngăquaătrìnhăduy tă eb,ătuyănhiênăPLCătrongătr ngăh pănƠyăc năđ tă

m tăIPăt nhăđ ăcóăth ăk tăn i.ă

- căbi tăS7-1200ăcungăc păcácăgi iăphápăđ ăđi uăkhi năt ăxaăquaăm ngăEthernet,ăPro inet,ăquaăh ăth ngăm ngăkhôngădơy.ăNgoƠiăraăcònăcácă ngăd ngănh ăgiaoăti păv iă inCCăxu tăd ăli uăExcel,ătruy năthôngăm ngăPro ibusăv iăPLC,ăbi năt năSiemens,ătruy năthôngăPro inetăgi aăPLCăv iăPLCầăKh ăn ngăm ăr ngăS7-1200ăh ătr ăt iăđaă8ămoduleăm ăr ngătínăhi uăvƠo/ra(SM)ăvƠă3ămoduleătruy năthông.ă

Kh n ng làm vi c :

2.3.3

PLC S7-1200ăcóăth ăđ că ngăd ngătrongănhi uăl nhăv căs năxu t,ăcóăth ăth căhi nă

h uăh tăcácăcôngăvi cămƠăcácăPLCăcóăth ăđ mănhi măv iăn ngăsu tăvƠăhi uăqu ăcao.ă

V iăvi cătíchăh păPROFINET,ăh ătr ătruy năthôngătiêuăchu nătruy năthôngăEthernetăvƠă

d aătrênăTCP/IP,ăS7-1200ăcóăkh ăn ngăk tăn iăr tăm nhăvƠălinhăho tăv iăcácăthi tăb ăkhácănh ăk tăn iăv iămáyătínhăcáănhơnăPC,ăk tăn iăv iăHMI,ăk tăn iăv iăPLCăkhác,ăkh ă

n ngăđi uăkhi năPLCăt ăxaăthôngăquaăm ngătruy năthông,ăm ngăkhôngădơyăđ căt ngă

c ng.ă

Thôngăquaăm ngăInternetăho căm ngăc căb ,ătaăcóăth ăđi uăkhi năvƠăgiámăsátăS7-1200

t ăkho ngăcáchăxa,ăth măchíăv iă ebserver,ătaăcóăth ăk tăn iăv iăS7-1200 thông qua cácătrangăweb,ăcácăthi tăb ădiăđ ng,ăh tăs căthu năl iăchoăvi căđi uăkhi n,ăgiámăsát,ăv năhƠnhăh ăth ngăt ăxa.ă

S7-1200ă cóă th ă lƠmă vi că ă nh ngă môiă tr ngă lƠmă vi că nguyă hi mă đ că h iă choă conă

ng i,ănh ngămôiătr ngăkh cănghi tănh ănhƠămáyăluy năthép

B ăđi uăkhi năPID,ălƠăm tăk ăthu tăđi uăkhi năquáătrìnhăthamăgiaăvƠoăcácăhƠnhăđ ngă

x ălýăv ăTíchăphơnăT ăl ăvƠăViăphơn,ătheoăđóăcácătínăhi uăsaiăs ăx yăđ năđ călƠmă

gi măđ năm căt iăthi uăb iă nhăh ngăc aătácăđ ngăt ăl ,ă nhăh ngăc aătácăđ ngătíchăphơnăvƠăđ călƠmărõăb iăm tăt căđ ăđ tăđ căv iătácăđ ngăviăphơnăs ăli uătr căđó.ă

Ho tăđ ngăc aăPIDăđ căd aătrênămôăhìnhătoánăh căđ iăv iăk tăqu ăph năh iăc aăm tăquá trình vòngă l pă đ că đi uă khi n.ă Hayă nóă g iă lƠă m tă c ă ch ă ph nă h iă vòngă đi uăkhi n Cóăhaiăd ngăPIDăđ căs ăd ngăph ăbi nălƠ

Hình 3.1: B ăđi uăkhi năPID khôngăph ăthu c

19

Hình 3.2:ăB ăđi uăkhi năPIDăph ăthu c

 Kp ậ h ngăs ăđi uăkhi năt ăl

 Ki ậ h ngăs ăđi uăkhi nătíchăphơn

 Kd ậ h ngăs ăđi uăkhi năviăphơn

M tăđi uăr tăt ănhiên,ăv iăyêuăc uănhanhăthìăm tăcáchăđ năgi năđ ăcôngăth căhóaăý

t ngănƠyălƠădùngăquanăh ătuy nătính:ăF=Kp*e

TrongăđóăKpălƠăm tăh ngăs ăd ngănƠoăđóămƠăchúngătaăg iălƠăh ăs ăPă(Propotionalăgain),ăeălƠăsaiăs ăc năđi uăkhi n.ăM cătiêuăđi uăkhi nălƠăđ aăeă(saiăs )ăti năv ă0ăcƠngănhanhăcƠngăt t.ăRõărƠngăn uăKpăl năthìătácăđ ngănhanhăc aăđi uăkhi năc ngăcƠngăl n.ă Tuyănhiên,ădoăquánătínhămƠăvi căđi uăkhi năcƠngănhanhăcƠngăgơyăraătínhăm tă năđ nhă(doăl căquánătínhăvƠăl căđi uăkhi năt oăraăc păđ iăl căxu tăhi nă ăhaiăkho ngăth iăgianăliênăti pănhauă=>ăchúngăt oăraădaoăđ ngăkhôngăki măsoátăđ c)

Nh ăv y,ătaăs ăs ăd ngăđ oăhƠmăc aăsaiăs ăeăđ ălƠmăt ngăgiáătr ănh ngăng căchi uăc aă

l căFă(vìăeăđangăgi mănhanhăd n).ăN uăs ăd ngăđ oăhƠmălƠmăthƠnhăph năắth ng”ăthìăcóă

th ă gi mă đ că overshotă c aă xe.ă ThƠnhă ph nă ắth ng”ă nƠyă chínhă lƠă thƠnhă ph nă Dă(Derivative)ătrongăb ăđi uăkhi năPIDămƠăchúngătaăđangăkh oăsát.ăThêmăthƠnhăph năDănƠyăvƠoăb ăđi uăkhi năPăhi năt i,ăchúngătaăthuăđ căb ăđi uăkhi năPDănh ăsau:ă

F=Kp*e + Kd*(de/dt) Trongăđóă(de/dt)ălƠăv năt căthayăđ iăc aăsaiăs ăeăvƠăKdălƠăm tăh ngăs ăkhôngăơm g iălƠă

h ăs ăDă(Derivativeăgain)

20

S ăhi nădi năc aăthƠnhăph năDălƠmăgi măovershotăv tăth ăđi uăkhi năkhiănóăti năg năv ă

v ătríăcơnăb ngă(v ătríă năđ nh),ăl căFăg mă2ăthƠnhăph năKp*eă>ă=0ă(P)ăvƠăKd*(de/dt)ă

<=0 (D)

Trongăm tăs ătr ngăh păthƠnhăph năDăcóăgiáătr ăl năh năthƠnhăph năPăvƠăl căFăđ iăchi u,ăắth ng”ă(hưmăt c)ăl i,ăy uăt ăc năđi uăkhi nă(víăd ăv năăt c,ăv ătrí )ăc aăv tăth ă

gi măm nhă ăg năv ătríăcơnăb ng.ăM tăv năđ ăn yăsinhălƠăn uăthƠnhăph năDăquáăl năsoă

v iăthƠnhăph năPăho căb năthơnăthƠnhăph năPănh ăthìăkhiăti năg năđi măcơnăb ngă(ch aă

th tăs ăđ năv ătríănƠy),ăv tăth ăcóăth ăd ngăh n,ăthƠnhăph năDăb ngă0ă(vìăsaiăs ăeăkhôngăthayăđ iăn a),ăl căFă=ăKp*e.ă

TrongăkhiăKpăvƠăeălúcănƠyăđ uănh ănênăl căFăc ngănh ăvƠăcóăth ăkhôngăth ngăđ căl că

ma sát t nh.ăSaiăs ăeătrongătìnhăhu ngănƠyăg iălƠăsteadyăstateăerroră(t măd chălƠăsaiăs ă

tr ngătháiăt nh).ă ătránhăsteadyăstateăerror,ăng iătaăthêmăvƠoăb ăđi uăkhi năm tăthƠnhă

ph năcóăch căn ngăắc ngăd n”ăsaiăs ă

Khiăsteadyăstateăerrorăx yăra,ă2ăthƠnhăph năPăvƠăDăm tătácăd ng,ăthƠnhăph năđi uăkhi nă

m iăs ăắc ngăd n”ăsaiăs ătheoăth iăgianăvƠălƠmăt ngăl căFătheoăth iăgian.ă năm tălúcănƠoăđó,ăl căFăđ ăl năđ ăth ngămaăsátăt nhăvƠăđ yăv tăti năti păv ăđi măcơnăb ng.ăThƠnhă

ph năắc ngăd n”ănƠyăchínhălƠăthƠnhăph năIă(Integral - tíchăphơn)ătrongăb ăđi uăkhi năPID

Vìăchúngătaăđi uăbi t,ătíchăphơnăm tăđ iăl ngătheoăth iăgianăchínhălƠăt ngăc aăđ iă

l ngăđóătheoăth iăgian.ăB ăđi uăkhi năđ năth iăđi mănƠyăđưăđ yăđ ălƠăPID:

F=Kp*eă+ăKd*(de/dt)+Ki*∫edt (3-1)

Nh ăv y, ch căn ngăc aăt ngăthƠnhăph nătrongăb ăđi uăkhi năPIDăgi ăđưărõ.ăTùyăvƠoă

m căđíchăvƠăđ iăt ngăđi uăkhi nămƠăb ăđi uăkhi năPIDăcóăăth ăđ căl tăb tăđ ătr ăthƠnhăb ăđi uăkhi năP,ăPIăho căPD.ăCôngăvi căchínhăc aăng iăthi tăk ăb ăđi uăkhi năPIDălƠăch năcác h ăs ăKp,ăKdăvƠăKiăsaoăchoăb ăđi uăkhi năho tăđ ngăt tăvƠă năđ nhă(quáătrìnhănƠyăg iălƠăPIDăgainătuning).ă ơyăkhôngăph iălƠăvi căd ădƠngăvìănóăph ăthu căvƠoănhi uăy uăt ă

21

 Ph ngăphápăch năcácăh ăs ăchoăPIDănh ăsau:

- Ch năKpătr c:ăth ăb ăđi uăkhi năPăv iăđ iăt ngăth tă(ho cămôăph ng),ăđi uăch nhăKpă saoă choă th iă giană đápă ngă đ ă nhanh,ă ch pă nh nă overshotă nh

- ThêmăthƠnhăph năDăđ ălo iăovershot,ăt ngăKdăt ăt ,ăth ănghi măvƠăch năgiáătr ăthíchă

h p.ăSteadyăstateăerrorăcóăth ăs ăxu tăhi n

- Thêm thành ph năIăđ ăgi măsteadyăstateăerror.ăNênăt ngăKiăt ăbéăđ năl năđ ăgi măsteadyăstateăerrorăđ ngăth iăkhôngăđ ăchoăovershotăxu tăhi nătr ăl i

Ph ngăphápăZieglerậNichols

LƠăm tăph ngăphápăđi uăch nh b đi u khi n PID đ căphátătri năb iăJohnăG.ăZieglerăvƠăNathanielăB.ăNichols.ăPh ngăphápănƠyăđ căth căhi năb ngăcáchăthi tăl păthôngăs ă

đ ăl iăkhơu I (tích phân) và khâu D (viăphơn)ăv ăkhôngă(0,zero).ă ăl iăkhơu P (t ăl ,ă

khu chăđ i),ăđ ăl i Kp đ căt ngălênăt ăkhôngă(0)ăchoăđ năkhiănóăđ tăđ năđ ăl i Ku t iă đa,ămƠăđ uăraăc aăvòngăđi uăkhi n dao đ ng v i biên đ khôngăđ i Ku và chu k dao

đ ng Tu đ căs ăd ngăđ ăthi tăl păđ ăl i P, I, và D tùyăthu căvƠoălo iăđi uăkhi năđ că

s d ng:

Hình 3.3: Côngăth c xácăđ nhăgiáătr ăcácăh ăs ăKi,ăKp,ăKd

Hi nănayăh uăh tăcácăb ăđi uăch nhăm iăs năxu tăcóăch căn ngăt ăđ ngăxácăđ nhăthamă

s ăPID.ăCh căn ngăt ăđ ngănƠyălƠmăvi căr tăt tăv iăcácăh ăth ngăđi uăch nhănhi tăđ ăvƠă

t căđ ăđ ngăc ăă

Cácăh ăth ngăl năkhôngăcóăch căn ngăt ăđ ngăxácăđ nhăthôngăs ănh ngăđ cătrangăb ă

h ăth ngăv ăđ ăth ătínăhi uăđoăđ căc aăbi năquáătrìnhă(procesăvalue- PV)ăvƠăbi năđ uăraăc aăb ăđi uăkhi nă(manipulatedăvalue-MV)

22

Mô hình b đi u khi n m c ch t l ng

3.2.1

Hình 3.4: Môăhìnhăb ăđi uăkhi năm căch tăl ng

Qi L uăl ngăn căch yăvƠoăbìnhă

Qimax L uăl ngăn căch yăvƠoăbìnhămax

Qo L uăl ngăn căch yăraăkh iăbìnhă

H M căn cătrongăbình

Ho M căn cătrongăbìnhăbanăđ u

h m căn că ngăv iăl ngăn căch yăvƠoăbình

Hmax M căn căcaoănh tătrongăbìnhă

A Ti tădi năbình

a Ti tădi năđ ngă ngăd năn căraăkh iăbình

V Th ătíchăn cătrongăbình

g Giaăt cătr ngătr ngă(9.8ă)

p V ătríăgócăm ăc aăvanăl uăl ng,ăthayăđ iăt ă0ăt iă1

L uăl ngăvƠoăph ăthu căgócăm ăvan:ă

( 3-5) Suy ra: