Thiết kế mô hình điều khiển – ổn định tốc độ động cơ sử dụng thuật toán PID trong PLC mitsubishi q

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 6 LỜI CẢM ƠN 7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ỔN ĐỊNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ. 1 I. Đặt vấn đề: 1 II. Cấu trúc của hệ điều khiển 1 III. Vai trò và tầm quan trọng của thuật toán PID 2 IV. Chức năng và khả năng ứng dụng: 2 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỌN BIẾN VÀORA, XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG. 3 I.Phân tích chọn biến vàora. 3 1.1.Mô tả công nghệ 3 Từ yêu cầu công nghệ hệ thống, ta xác định hệ thống gồm các biến sau: 3 1.2 Biến vào 3 1.3 Biến ra 3 II.Xây dựng bài toán điều khiển và mô tả cho hệ thống 4 2.1 Xây dựng bài toán điều khiển 4 2.1.1. Cấu trúc điều khiển PID 4 2.1.2 Khâu tỉ lệ ( P) 5 2.1.3 Khâu tích phân (Ti) 5 2.1.4 Khâu vi phân (Td) 7 2.2 Đặc tính thuật toán PID 7 2.3 Ứng dụng thuật toán điều khiển PID 8 2.4. Các phương pháp mô tả hệ thống. 8 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 11 I. Lựa chọn động cơ truyền động: 11 1. Động cơ điện xoay chiều: 11 2. Lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ: 12 3. Động cơ xoay chiều không đồng bộ 3 pha có hộp giảm tốc S8I25GT: 14 4. Biến tần: 14 II. Bộ điều khiển logic khả trình PLC: 21 1. Khái niệm: 21 2. Cấu trúc của PLC: 21 3. Nguyên lý hoạt động: 22 4. Tổng quan PLC Mitsubishi Qseries: 23 5. Base ( Đơn vị cơ sở ): 24 6. Modul nguồn: 26 7. Module CPU Q00U: 26 8. Các loại Module mở rộng: 30 8.1. Giới thiệu chung về Module analog Output Q62DA: 30 8.2 Module ngõ vào QX40: 33 8.3. Module ngõ ra QY41P: 34 9. Encoder: 36 10. Module counter QD62: 41 11. Các thiết bị phụ trợ 42 IV. Thiết kế sơ đồ nguyên lý 45 CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 48 4.1. Tổng quan về phần mềm GX Work 2 48 4.1.1. Giao diện màn phần mềm 48 4.1.2. Tạo dự án mới 48 4.2. Chương trình điều khiển và phương pháp xác định hệ số ( Kp, Ti, Td) 51 4.2.1. Phương pháp xác định hệ số ( Kp, Ti, Td) 51 4.3. Chương trình điều khiển 51 PHẦN V : MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 55 I.Hệ thống thực nghiệm 55 II.Điều khiển động cơ và giám sát qua HMI 55 III.Kết quả thực nghiệm 58   DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 : Cấu trúc điều khiển hệ thống ổn định nhiệt độ 1 Hình 2.1 : Mô tả hệ thống 3 Hình 2.2: cấu trúc điều khiển thuật toán PID 4 Hình 2.3: Đặc tính của thuật toán PID 7 Hình 2.4: Cấu trúc điều khiển 8 Hình 2.5: Lưu đồ thuật toán 10 Hình 3.1: động cơ không đồng bộ 11 Hình 3.2: Động cơ đồng bộ 12 Hình 3.3: Động cơ pha có hộp giảm tốc S8I25GT 14 Hình 3.4 Cấu trúc biến tần 17 Hình 3.5: Biến tần mitshubishi FRE720 18 Hình 3.6: Sơ đồ nối dây biến tần mitshubishi FRE720 19 Hình 3.7: Cấu trúc bộ điều khiển khả trình 21 Hình 3.8: Cấu trúc bộ điều khiển khả trình 22 Hình 3.9: Cấu trúc của hệ PLCQ 24 Hình 3.10: Bộ đầu nối module 25 Hình 3.11: Bộ đầu nối module 25 Hình 3.12: Địa chỉ của các modul được quy ước theo hệ cơ số 16 25 Hình 3.13: Các loại modul nguồn 26 Hình 3.14: Module CPU Q00U 27 Hình 3.15 : Module analog Q62DA 31 Hình 3.16 Sơ đồ tên chân 32 Hình 3.17 Sơ đồ đấu nối 32 Hình 3.18: Module ngõ vào QX40 33 Hình 3.19: Thông số kỹ thuật 33 Hình 3.20: sơ đồ đấu nối 34 Hình 3.21: Module ngõ ra QY41P 34 3.22 Thông số kỹ thuật 35 Hình 3.23: Sơ đồ đấu nối modul QY41P 35 Hình 3.24 cấu tạo encoder 36 Hình 3.25 cấu tạo nguyên lý encoder 37 Hình 3.26: Encoder tuyệt đối 37 Hình 3.27: Encoder tương đối 38 Hình 3.28 : Cấu tạo của Encoder 39 Hình 3.29: Module counter QD62 41 Hình 3.30: Rơ le trung gian 24V 42 Hình 3.31: Aptomat 2 cực. 44 Hình 3.32: Thông số kích thước của nút ấn 45 Hình 3.33 : Nút ấn ON OFF 45 Hình 4.1 Giao diện phần mềm 48   LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại hiện nay cùng với sự công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước nhiều ngành công nghiệp phục vụ quá trình công nghiệp phát triển của đất nước. Như khai thác khoáng sản vận chuyển nguyên vật liệu trong các bến cảng, trong các nhà máy. Băng tải dùng để vận chuyển các vật liệu rời nhờ những ưu điểm là có khả năng vận chuyển hàng hóa đi xa, làm việc êm năng suất cao và tiêu hao năng lượng thấp. Chính nhờ những ưu điểm đó mà băng tải được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khai thác hầm mỏ, bến cảng… Mặt khác yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ…). Chính vì vậy công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình PLC. Nhờ những đặc tính nổi trội mà PLC có thể được ứng dụng vào rất nhiều nghành cũng như các công đoạn sản xuất khác nhau. Một trong số đó là công đoạn phân loại sản phẩm – 1 công đoạn hoàn toàn có thể làm thủ công nhưng với sự trợ giúp của PLC thì năng suất cũng như hiệu quả được tăng lên gấp bội. Và cũng chính vì vậy mà chúng em quyết định thực hiện đề tài Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế Mô hình điều khiển – ổn định tốc độ động cơ sử dụng thuật toán PID trong PLC Mitsubishi Q. Thông qua đồ án này, chúng em có cơ hội tiếp cận và sử dụng các thiết bị điều khiển tự động trong công nghiệp như PLC, biến tần, màn hình HMI, cảm biến,… đồng thời em cũng có được những trải nghiệm thực tế vô cùng hữu ích trong quá trình làm đồ án. Nó giúp em củng cố vững chắc hơn nữa về những gì đã được học trong nhà trường và phát triển hơn các kỹ năng làm việc thực tế.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 6

LỜI CẢM ƠN 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ỔN ĐỊNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 1

I Đặt vấn đề: 1

II Cấu trúc của hệ điều khiển 1

III Vai trò và tầm quan trọng của thuật toán PID 2

IV Chức năng và khả năng ứng dụng: 2

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỌN BIẾN VÀO/RA, XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG 3

I.Phân tích chọn biến vào/ra 3

1.1.Mô tả công nghệ 3

Từ yêu cầu công nghệ hệ thống, ta xác định hệ thống gồm các biến sau: 3

1.2 Biến vào 3

1.3 Biến ra 3

II.Xây dựng bài toán điều khiển và mô tả cho hệ thống 4

2.1 Xây dựng bài toán điều khiển 4

2.1.1 Cấu trúc điều khiển PID 4

2.1.2 Khâu tỉ lệ ( P) 5

2.1.3 Khâu tích phân (Ti) 5

2.1.4 Khâu vi phân (Td) 7

2.2 Đặc tính thuật toán PID 7

2.3 Ứng dụng thuật toán điều khiển PID 8

2.4 Các phương pháp mô tả hệ thống 8

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 11

I Lựa chọn động cơ truyền động: 11

1 Động cơ điện xoay chiều: 11

2 Lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ:

12

3 Động cơ xoay chiều không đồng bộ 3 pha có hộp giảm tốc S8I25GT: 14

4 Biến tần: 14

II Bộ điều khiển logic khả trình PLC: 21

1 Khái niệm: 21

2 Cấu trúc của PLC: 21

3 Nguyên lý hoạt động: 22

4 Tổng quan PLC Mitsubishi Q-series: 23

5 Base ( Đơn vị cơ sở ): 24

6 Modul nguồn: 26

7 Module CPU Q00U: 26

8 Các loại Module mở rộng: 30

8.1 Giới thiệu chung về Module analog Output Q62DA: 30

8.2 Module ngõ vào QX40: 33

8.3 Module ngõ ra QY41P: 34

9 Encoder: 36

10 Module counter QD62: 41

11 Các thiết bị phụ trợ 42

IV Thiết kế sơ đồ nguyên lý 45

CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 48

4.1 Tổng quan về phần mềm GX Work 2 48

4.1.1 Giao diện màn phần mềm 48

4.1.2 Tạo dự án mới 48

4.2 Chương trình điều khiển và phương pháp xác định hệ số ( Kp, Ti, Td) 51

4.2.1 Phương pháp xác định hệ số ( Kp, Ti, Td) 51

4.3 Chương trình điều khiển 51

I.Hệ thống thực nghiệm 55 II.Điều khiển động cơ và giám sát qua HMI 55 III.Kết quả thực nghiệm 58

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 : Cấu trúc điều khiển hệ thống ổn định nhiệt độ 1

Hình 2.1 : Mô tả hệ thống 3

Hình 2.2: cấu trúc điều khiển thuật toán PID 4

Hình 2.3: Đặc tính của thuật toán PID 7

Hình 2.4: Cấu trúc điều khiển 8

Hình 2.5: Lưu đồ thuật toán 10

Hình 3.1: động cơ không đồng bộ 11

Hình 3.2: Động cơ đồng bộ 12

Hình 3.3: Động cơ pha có hộp giảm tốc S8I25GT 14

Hình 3.4 Cấu trúc biến tần 17

Hình 3.5: Biến tần mitshubishi FR-E720 18

Hình 3.6: Sơ đồ nối dây biến tần mitshubishi FR-E720 19

Hình 3.7: Cấu trúc bộ điều khiển khả trình 21

Hình 3.8: Cấu trúc bộ điều khiển khả trình 22

Hình 3.9: Cấu trúc của hệ PLC-Q 24

Hình 3.10: Bộ đầu nối module 25

Hình 3.11: Bộ đầu nối module 25

Hình 3.12: Địa chỉ của các modul được quy ước theo hệ cơ số 16 25

Hình 3.13: Các loại modul nguồn 26

Hình 3.14: Module CPU Q00U 27

Hình 3.15 : Module analog Q62DA 31

Hình 3.16 Sơ đồ tên chân 32

Hình 3.17 Sơ đồ đấu nối 32

Hình 3.18: Module ngõ vào QX40 33

Hình 3.19: Thông số kỹ thuật 33

Hình 3.20: sơ đồ đấu nối 34

Hình 3.21: Module ngõ ra QY41P 34

3.22 Thông số kỹ thuật 35

Hình 3.23: Sơ đồ đấu nối modul QY41P 35

Hình 3.24 cấu tạo encoder 36

Hình 3.25 cấu tạo nguyên lý encoder 37

Hình 3.26: Encoder tuyệt đối 37

Hình 3.27: Encoder tương đối 38

Hình 3.28 : Cấu tạo của Encoder 39

Hình 3.29: Module counter QD62 41

Hình 3.30: Rơ le trung gian 24V 42

Hình 3.31: Aptomat 2 cực 44

Hình 3.32: Thông số kích thước của nút ấn 45

Hình 3.33 : Nút ấn ON OFF 45

Hình 4.1 Giao diện phần mềm 48

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại hiện nay cùng với sự công nghiệp hóa hiện đại hóa đấtnước nhiều ngành công nghiệp phục vụ quá trình công nghiệp phát triển của đấtnước Như khai thác khoáng sản vận chuyển nguyên vật liệu trong các bến cảng,trong các nhà máy Băng tải dùng để vận chuyển các vật liệu rời nhờ những ưuđiểm là có khả năng vận chuyển hàng hóa đi xa, làm việc êm năng suất cao vàtiêu hao năng lượng thấp Chính nhờ những ưu điểm đó mà băng tải được ứngdụng rộng rãi trong các lĩnh vực khai thác hầm mỏ, bến cảng… Mặt khác yêucầu ứng dụng tự động hoá ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất(yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ…) Chính vì vậy côngnghệ thông tin, công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện mộtloại thiết bị điều khiển khả trình PLC Nhờ những đặc tính nổi trội mà PLC cóthể được ứng dụng vào rất nhiều nghành cũng như các công đoạn sản xuất khácnhau

Một trong số đó là công đoạn phân loại sản phẩm – 1 công đoạn hoàntoàn có thể làm thủ công nhưng với sự trợ giúp của PLC thì năng suất cũng nhưhiệu quả được tăng lên gấp bội Và cũng chính vì vậy mà chúng em quyết định

thực hiện đề tài Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế Mô hình điều khiển – ổn định tốc

độ động cơ sử dụng thuật toán PID trong PLC Mitsubishi Q Thông qua đồ án

này, chúng em có cơ hội tiếp cận và sử dụng các thiết bị điều khiển tự độngtrong công nghiệp như PLC, biến tần, màn hình HMI, cảm biến,… đồng thời emcũng có được những trải nghiệm thực tế vô cùng hữu ích trong quá trình làm đồ

án Nó giúp em củng cố vững chắc hơn nữa về những gì đã được học trong nhàtrường và phát triển hơn các kỹ năng làm việc thực tế

LỜI CẢM ƠN

Qua 5 năm học tập và rèn luyện tại trường ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNGNGHIỆP Được sự chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô trong nhàtrường, đặc biệt là các thầy cô khoa Điện , chuyên ngành Tự Động Hóa đãtruyền đạt cho em những kiến thức về lý thuyết và thực hành trong suốt thờigian học ở trường Cùng với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy cô,

em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Từ những kết quả mà em đã đạt được:

Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trường ĐẠIHỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP nói chung và các thầy cô trong khoa Điện ,

bộ môn Tự Động Hóa nói riêng đã tận tình hướng dẫn dạy dỗ trang bị kiến thức

bỏ ích trong thời gian em học ở trường

Đặc biệt em xin chân thành gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy Th.S Nguyễn Vĩnh Thuỵ đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo, định hướng nhiệt tình

trong quá trình học tập và tới khi bắt đầu đồ án và hoàn thành đồ án

Thái Nguyên, ngày tháng 01 năm 2021

Sinh viên thực hiện

Ta có thể kể đến một số hệ thống như sau :

- Điều chỉnh lưu lượng tương ứng với điều chỉnh tốc độ bơm và quạt

- Điều chỉnh áp suất tương ứng với điều chỉnh góc mở của van

- Giảm tiếng ồn công nghiệp

- Năng lượng sử dụng tỉ lệ thuận với luỹ thừa bậc ba của tốc độ động cơ

- Giúp tiết kiệm điện năng tối đa

II Cấu trúc của hệ điều khiển

Điều khiển tín hiệu PID là một quá trình phức tạp Để điều khiển chính xáccác đối tượng: nhiệt độ, độ ẩm, chiều dài, mực nước, lưu lượng, áp suất, Cầnphải thiết kế từng PID độc lập cho từng đối tượng Cấu trúc của một hệ PID củamột bể chứa dung dịch vừa cần trộn đều dung dịch vừa có thể điều khiển nhiệt

độ tại 70ºC

Hình 1.1 : Cấu trúc điều khiển hệ thống ổn định nhiệt độ

 Van điều khiển lưu lượng

 Cảm biến nhiệt độ

 Biến tần điều khiển PID cho động cơ

 Bộ điều khiển nhiệt độ PID cho van điều khiển

Cảm biến nhiệt độ có thể điều khiển được tốc độ của biến tần và lưu lượngnước đi qua van điều khiển Nhằm đảm bảo mức độ trộn đều dung dịch và nhệt

độ trong bể Việc tăng hay giảm nhiệt độ phụ thuộc vào lưu lượng dung dịch điqua van điều khiển Còn trộn dung dịch đều hay không lại phụ thuộc vào biếntần

III Vai trò và tầm quan trọng của thuật toán PID

Hiện nay việc đảm bảo chất lượng cho mỗi sản phẩm là vấn đề rất quantrọng đối với các doanh nghiệp Do đó yêu vầu đặt ra là phải làm sao cho cácsản phẩm đó phải có chất lượng Vì vậy việc hiệu chỉnh các thông số đầu vàocũng như đầu ra phải dễ thực hiện và thuận lợi cho người điều khiển Một bộđiều khiển vi tích phân tỉ lệ ( PID- Proportional Integral Derivative) là một cơchế phản hồi vòng điều khiển (lý thuyết điều khiển tự động) tổng quát được sửdụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp – bộ điều khiển PID là

bộ điều khiển được sử dụng nhiều nhất trong các bộ điều khiển phản hồi Bộđiều khiển PID sẽ tính toán giá trị "sai số" là hiệu số giữa giá trị đo thông sốbiến đổi và giá trị đặt mong muốn Bộ điều khiển sẽ thực hiện giảm tối đa sai sốbằng cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu vào Trong trường hợp không cókiến thức cơ bản (mô hình toán học) về hệ thống điều khiển thì bộ điều khiểnPID là sẽ bộ điều khiển tốt nhất Tuy nhiên, để đạt được kết quả tốt nhất, cácthông số PID sử dụng trong tính toán phải điều chỉnh theo tính chất của hệthống-trong khi kiểu điều khiển là giống nhau, các thông số phải phụ thuộc vàođặc thù của hệ thống

IV Chức năng và khả năng ứng dụng:

PID được coi là là bộ điều khiển lý tưởng của các hệ thống điều khiển quytrình hiện đại Nó được sử dụng hầu hết trong các ứng dụng điều khiển quá trình

tự động trong công nghiệp hiện nay Để điều chỉnh lưu lượng, nhiệt độ, áp suất,vv…

 Giảm sai số xác lập đến mức tối thiểu nhất

 Hạn chế độ dao động

 Giảm thời gian xác lập và độ vọt lố

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỌN BIẾN VÀO/RA, XÂY DỰNG BÀI

TOÁN ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG.

I.Phân tích chọn biến vào/ra

Từ yêu cầu công nghệ hệ thống, ta xác định hệ thống gồm các biến sau:

1.2 Biến vào

- X000: nút ấn Start

X000=1, nút start được ấnX000=0, nút start chưa được ấn

- Y002: điều khiển đèn báo dừng

Y002=0, đèn tắtY002=1, đèn sáng

II.Xây dựng bài toán điều khiển và mô tả cho hệ thống

2.1 Xây dựng bài toán điều khiển

2.1.1 Cấu trúc điều khiển PID

PID là bộ điều khiển hồi tiếp vòng kín được sử dụng nhiều nhất trong công

nghiệp Là sự kết hợp của ba bộ điều khiển : tỉ lệ, tích phân và vi phân Có khảnăng làm triệt tiêu sai số xác lập, tăng tốc độ đáp ứng, giảm vọt lố nếu thông sốcủa bộ điều khiển được lựa chọn thích hợp

Hình 2.2: cấu trúc điều khiển thuật toán PIDTrong đó :

P (Proportional): là phương pháp điều chỉnh tỉ lệ, giúp tạo ra tín hiệu điều chỉnh

tỉ lệ với sai lệch đầu vào theo thời gian lấy mẫu

I (Integral): là tích phân của sai lệch theo thời gian lấy mẫu Điều khiển tíchphân là phương pháp điều chỉnh để tạo ra các tín hiệu điều chỉnh sao cho độ sailệch giảm về 0 Từ đó cho ta biết tổng sai số tức thời theo thời gian hay sai sốtích lũy trong quá khứ Khi thời gian càng nhỏ thể hiện tác động điều chỉnh tíchphân càng mạnh, tương ứng với độ lệch càng nhỏ

D (Derivative): là vi phân của sai lệch Điều khiển vi phân tạo ra tín hiệu điềuchỉnh sao cho tỉ lệ với tốc độ thay đổi sai lệch đầu vào Thời gian càng lớn thìphạm vi điều chỉnh vi phân càng mạnh, tương ứng với bộ điều chỉnh đáp ứngvới thay đổi đầu vào càng nhanh

2.1.2 Khâu tỉ lệ ( P)

Khâu tỉ lệ (đôi khi còn được gọi là độ lợi) làm thay đổi giá trị đầu ra, tỉ lệ với giá

trị sai số hiện tại Đáp ứng tỉ lệ có thể được điều chỉnh bằng cách nhân sai số đó

với một hằng số Kp, được gọi là hệ số tỉ lệ

Khâu tỉ lệ được cho bởi:

Hệ số của khâu tỉ lệ lớn là do thay đổi lớn ở đầu ra mà sai số thay đổi nhỏ Nếu

hệ số của khâu tỉ lệ quá cao, hệ thống sẽ không ổn định Ngược lại, hệ số nhỏ là

do đáp ứng đầu ra nhỏ trong khi sai số đầu vào lớn, và làm cho bộ điều khiểnkém nhạy, hoặc đáp ứng chậm Nếu Hệ số của khâu tỉ lệ quá thấp, tác động điềukhiển có thể sẽ quá bé khi đáp ứng với các nhiễu của hệ thống

2.1.3 Khâu tích phân (Ti)

Phân phối của khâu tích phân (đôi khi còn gọi là reset) tỉ lệ thuận với cả biên

độ sai số lẫn quảng thời gian xảy ra sai số Tổng sai số tức thời theo thời gian(tích phân sai số) cho ta tích lũy bù đã được hiệu chỉnh trước đó Tích lũy sai sốsau đó được nhân với độ lợi tích phân và cộng với tín hiệu đầu ra của bộ điềukhiển Biên độ phân phối của khâu tích phân trên tất cả tác động điều chỉnhđược xác định bởi độ lợi tích phân

Thừa số tích phân được cho bởi:

Khâu tích phân (khi cộng thêm khâu tỉ lệ) sẽ tăng tốc chuyển động của quátrình tới điểm đặt và khử số dư sai số ổn định với một tỉ lệ chỉ phụ thuộc vào bộđiều khiển Tuy nhiên, vì khâu tích phân là đáp ứng của sai số tích lũy trong quákhứ, nó có thể khiến giá trị hiện tại vọt lố qua giá trị đặt (ngang qua điểm đặt vàtạo ra một độ lệch với các hướng khác) Để tìm hiểu thêm các đặc điểm của việcđiều chỉnh độ lợi tích phân và độ ổn của bộ điều khiển

2.1.4 Khâu vi phân (Td)

Tốc độ thay đổi của sai số qua trình được tính toán bằng cách xácđịnh độ dốc của sai số theo thời gian (tức là đạo hàm bậc một theo thời gian)

và nhân tốc độ này với độ lợi tỉ lệ Biên độ của phân phối khâu vi phân (đôi

khi được gọi là tốc độ) trên tất cả các hành vi điều khiển được giới hạn bởi

độ lợi vi phân

Thừa số vi phân được cho bởi:

Khâu vi phân làm chậm tốc độ thay đổi của đầu ra bộ điều khiển và đặc tínhnày là đang chú ý nhất để đạt tới điểm đặt của bộ điều khiển Từ đó, điều khiển

vi phân được sử dụng để làm giảm biên độ vọt lố được tạo ra bởi thành phần tíchphân và tăng cường độ ổn định của bộ điều khiển hỗn hợp Tuy nhiên, phép viphân của một tín hiệu sẽ khuếch đại nhiễu và do đó khâu này sẽ nhạy hơn đốivới nhiễu trong sai số, và có thể khiến quá trình trở nên không ổn định nếu nhiễu

và độ lợi vi phân đủ lớn Do đó một xấp xỉ của bộ vi sai với băng thông giới hạnthường được sử dụng hơn Chẳng hạn như mạch bù sớm pha

2.2 Đặc tính thuật toán PID

Hình 2.3: Đặc tính của thuật toán PID

Nhận xét :

- Độ lợi tỉ lệ : Giá trị càng lớn thì đáp ứng càng nhanh do đó sai số càng

lớn, bù khâu tỉ lệ càng lớn Một giá trị độ lợi tỉ lệ quá lớn sẽ dẫn đến quátrình mất ổn định và dao động

- Độ lợi tích phân : giá trị càng lớn kéo theo sai số ổn định bị khử càng

nhanh Đổi lại là độ vọt lố càng lớn: bất kỳ sai số âm nào được tích phântrong suốt đáp ứng quá độ phải được triệt tiêu tích phân bằng sai số dươngtrước khi tiến tới trạng thái ổn định

- Độ lợi vi phân : giá trị càng lớn càng giảm độ vọt lố, nhưng lại làm chậm

đáp ứng quá độ và có thể dẫn đến mất ổn định do khuếch đại nhiễu tínhiệu trong phép vi phân sai số

2.3 Ứng dụng thuật toán điều khiển PID

Hình 2.4: Cấu trúc điều khiểnTrong đó:

PID: Bộ điều khiển

Biến tần: Điều khiển tốc độ động cơ

SV: Giá trị đặt ( v/ph)

PV: tín hiệu phản hồi âm tốc độ

E(t): tín hiệu sai lệch đưa vào bộ điều khiển

Encoder: Thiết bị đọc xung tốc độ cao

2.4 Các phương pháp mô tả hệ thống.

Để mô tả hệ thống chúng ta sử dụng các mạch logic trình tự Các phươngpháp mô tả mạch logic trình tự:

a Phương pháp bảng chuyển trạng thái.

Bảng gồm có số hàng là số trạng thái của hệ số cột là số tổ hợp các biếnvào

+ Trạng thái là một mệnh đề mô tả một nguyên công hoặc một quá trìnhlàm việc của hệ.

+ Biến vào có thể là 1 tín hiệu từ người điều khiển thiết bị chương trìnhhoặc là do công nghệ

+ Bảng đầu ra: Các hàng là các trạng thái các cột là các tín hiệu vào, các ôgiao nhau giữa các hàng và các tổ hợp biến vào sẽ ghi trạng thái đích, còn các ôgiao nhau giữa các hàng với các cột của đầu ra sẽ ghi kết quả đầu ra của trạngthái đó

c Phương pháp lưu đồ thuật toán.

+ Phương pháp giản đồ thời gian

+ Phương pháp GRAFCET

=> Căn cứ vào yêu cầu bài toán và qua phân tích các phương pháp trên

ta dùng phương pháp lưu đồ thuật toán để mô tả hệ thống

Hình 2.5: Lưu đồ thuật toán

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

I Lựa chọn động cơ truyền động:

Động cơ là một phần tử rất quan trọng trong hệ thống, thường xuyên phảilàm việc với nhiều trạng thái như là khởi động (quá trình quá độ), trạng thái quátải, trạng thái hãm Hiện nay chia ra làm hai loại động cơ chính là:

+ Động cơ điện xoay chiều

+ Động cơ điện 1 chiều

1 Động cơ điện xoay chiều:

Động cơ xoay chiều được chia làm 2 loại:

- Động cơ đồng bộ

- Động cơ không đồng bộ

- Động cơ không đồng bộ:

Hình 3.1: động cơ không đồng bộ Động cơ không đồng bộ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

từ công suất nhỏ đến công suất trung bình và chiếm tỉ lệ rất lớn so với động cơkhác Sở dĩ như vậy là do động cơ không đồng bộ có kết cấu đơn giản, dễ chếtạo, vật hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều 3 pha,

và về kinh tế giá thành nhỏ hơn so với động cơ một chiều Động cơ không đồng

bộ có hai loại chính là:

+ Động cơ rôto lồng sóc

+ Động cơ rô to dây quấn

- Động cơ đồng bộ:

Hình 3.2: Động cơ đồng bộĐộng cơ đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong những truyền động côngsuất trung bình và lớn, có yêu cầu ổn định tốc độ cao Động cơ đồng bộ thườngdùng cho máy bơm quạt gió, hệ truyền động trong nhà máy luyện kim và cũngthường dùng làm động cơ sơ cấp trong các tổ máy phát - Động cơ công suất lớn.

Động cơ đồng bộ có độ ổn định tốc độ cao hệ số cosφ và hiệu suất lớn,vận hành tin cậy

2 Lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ:

a Lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ:

+ Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi số đôi cực:

Dây quấn stato có thể nối thành bao nhiêu số đôi cực khác nhau thì tốc độ

có bấy nhiêu cấp, do đó thay đổi tốc độ chỉ có thể thay đổi từng cấp một khôngbằng phẳng Có nhiều cách để thay đổi số đôi cực của dây quấn stato

- Đổi cách nối dây để có số đôi cực khác nhau Dùng trong động cơ điện hai tốc

Ngược lại, dây quấn roto lồng sóc thích ứng với bất kỳ số đôi cực nào củadây quấn stato, vì vậy thích hợp cho motor – động cơ điện thay đổi số đôi cực đểđiều chỉnh tốc độ

Mặc dù điều chỉnh tốc độ nhảy cấp, nhưng có ưu điểm giữ nguyên độ cứngcủa đặc tính cơ.

+ Điều chỉnh tốc độ motor – động cơ điện không đồng bộ 3 pha bằng cách thay đổi tần số:

Tốc độ của động cơ KĐB n = n1(1-s) = (60f/p)(1-s)

Khi hệ số trượt thay đổi ít thì tốc độ tỷ lệ thuận với tần số

Mặt khác, từ biểu thức E1=4.44f1W1KdqØmax ta nhận thấy max tỷ lệthuận với E1/f1

Chúng ta mong muốn giữ cho Ømax= const

Muốn vậy phải điều chỉnh đồng thời cả E/f , có nghĩa là phải sử dụng một nguồnđiện đặc biệt , đó là các bộ máy biến tần công nghiệp

Do sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật vi điện tử và điện tử công suất, các

bộ máy biến tần ra đời đã mở ra một triển vọng lớn trong lĩnh vực điều khiểnđộng cơ xoay chiều bằng phương pháp tần số Sử dụng biến tần để điều khiểnđộng cơ theo các quy luật khác nhau ( quy luật v/f, điều khiển véc tơ ) đã tạo ranhững hệ điều khiển tốc độ motor – động cơ điện có các tính năng vượt trội

+ Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato:

Chúng ta đã biết, hệ số trượt giới hạn Sth không phụ thuộc vào điện áp,nếu R’2 không đổi thì khi giảm điện áp nguồn U, hệ số trượt tới hạn Sth sẽkhông còn Mmax giảm tỉ lệ với U2

Phương pháp này chỉ thực hiện khi máy mang tải, còn khi máy khôngmang tải mà giảm điện nguồn, tốc độ gần như không đổi

+ Điều chỉnh tốc độ motor – động cơ điện KĐB bằng cách thay đổi điện trở mạch roto của động cơ roto dây quấn:

Thông qua vành trượt ta nối một biến trở 3 pha có thể điều chỉnh đượcvào dây quấn roto

Với một mômen tải nhất định, điện trở phụ càng lớn thì hệ số trượt ở điểmlàm việc càng lớn ( từ a đến b rồi c ) nghĩa là tốc độ càng giảm xuống Vìmômen tỷ lệ với công suất điện trở Pđt, nên ta có: (r2/s2)= ((r2+rf)/s)

Do Pđt bản thân không đổi, I2 cũng không đổi nên một bộ phận công suất

cơ trước kia đã biến thành tổn hao đồng I2 x Rf Vì lúc đó công suất đưa vàokhông đổi nên hiệu suất giảm, đây là nhược điểm của phương pháp này Mặtkhác, tốc độ điều chỉnh nhiều hay ít còn phụ thuộc vào tải lớn hay nhỏ

Kết luận:

Do tính chất của hệ thống và nhận thấy khả năng điều chỉnh tốc độ động

cơ linh hoạt của biến tần nên trong đề tài này em lựa chọn phương pháp điềuchỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi tần số thông qua thiết bị biến tần

3 Động cơ xoay chiều không đồng bộ 3 pha có hộp giảm tốc S8I25GT:

Đây là loại động cơ xoay chiều 3 pha có sử dụng hộp giảm tốc, được sửdụng làm động cơ truyền động cho băng tải

Hình 3.3: Động cơ pha có hộp giảm tốc S8I25GT

b Phân loại:

Biến tần thường được chia thành biến tần AC và biến tần DC

 Biến tần AC: được sử dụng một cách rộng rãi, chúng được thiết kế đểđiều khiển tốc độ động cơ xoay chiều AC

 Biến tần DC: kiểm xoát sự rẽ nhanh của động cơ điện một chiều

Ngoài ra ta cũng có thể phân loại biến tần theo công suất đáp ứng cho tải, ứngdụng đặc biệt của biến tần như thang máy, năng lượng mặt trời, cầu trụ

c Cấu tạo:

Biến tần được cấu tạo từ các bộ phận có chức năng nhận nguồn điện cóđiện áp đầu vào cố định với tần số cố định, từ đó biến đổi thành nguồn điện cóđiện áp và tần số biến thiên ba pha (có thể thay đổi) để điều khiển tốc độ độngcơ

Một số bộ phận chính của biến tần có thể kể đến như: mạch chỉnh lưu,mạch một chiều trung gian (DC link), mạch nghịch lưu và phần điều khiển

 Bộ chỉnh lưu: Phần đầu tiên trong quá trình biến điện áp đầu vào thànhđầu ra mong muốn cho động cơ là quá trình chỉnh lưu Điều này đạt đượcbằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu cầu đi-ốt sóng toàn phần

 Tuyến dẫn một chiều: Tuyến dẫn một chiều là một giàn tụ điện lưu trữđiện áp một chiều đã chỉnh lưu Một tụ điện có thể trữ một điện tích lớn,nhưng sắp xếp chúng theo cấu hình tuyến dẫn một chiều sẽ làm tăng điệndung Điện áp đã lưu trữ sẽ được sử dụng trong giai đoạn tiếp theo khiIGBT tạo ra điện năng cho động cơ

 IGBT: Thiết bị IGBT được công nhận cho hiệu suất cao và chuyển mạchnhanh Trong biến tần, IGBT được bật và tắt theo trình tự để tạo xung vớicác độ rộng khác nhau từ điện áp tuyến dẫn một chiều được trữ trong tụđiện

 Bộ kháng điện xoay chiều: Bộ điện kháng dòng xoay chiều là cuộn cảmhoặc cuộn dây Cuộn cảm lưu trữ năng lượng trong từ trường được tạo ratrong cuộn dây và chống thay đổi dòng điện

 Bộ điện kháng một chiều: Bộ điện kháng một chiều giới hạn tốc độ thayđổi dòng tức thời trên tuyến dẫn một chiều Việc giảm tốc độ thay đổi này

sẽ cho phép bộ truyền động phát hiện các sự cố tiềm ẩn trước khi xảy rahỏng hóc và ngắt bộ truyền động ra

 Điện trở hãm: Lượng điện thừa tạo ra cần phải được xử lý bằng cách nào

đó Điện trở được sử dụng để nhanh chóng “đốt cháy hết” lượng điện thừanày được tạo ra bởi hiện tượng này bằng cách biến lượng điện thừa thànhnhiệt

d Nguyên lý hoạt động:

Khi không có nguồn điện: Ắc quy phóng điện qua bộ biến tần, chuyểnnguồn điện một chiều DC thành nguồn xoay chiều AC cung cấp nguồn cho tải.

Đối với dạng UPS offline/line-interactive có tác dụng bình ổn điện áp củamạch và dự trữ năng lượng cho ắc quy Các thiết bị điện thông thường được nốitrực tiếp với nguồn điện chính Khi điện áp đi qua mạch dưới mức quy định hayxảy ra tình trạng mất điện lưới chính, thì nguồn UPS bật chức năng sử dụng

bộ biến tần (Inverter) DC-AC, một thiết bị chủ yếu sử dụng năng lượng dự trữtrong ắc quy Sau đó UPS sẽ chuyển mạch cho các thiết bị kết nối với đầu ra

bộ biến tần này Tiếp theo, ắc quy sẽ phóng điện qua bộ biến tần, chuyển nguồnđiện DC thành AC và cung cấp nguồn cho tải Thời gian chuyển này có thể kéodài đến khoảng nhỏ hơn 20 mili giây tùy thuộc vào thời gian cần thiết để UPSphát hiện ra các sự cố điện nêu trên

Như vậy, thiết bị hay hệ thống lưới điện sẽ được đảm bảo ổn định trongnhững trường hợp bất khả kháng xảy ra liên quan đến nguồn điện có khả nănggây hư hại cho máy móc, thiết bị, từ đó gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến quytrình hoạt động kinh doanh

e Biến tần Mitsubishi FR-E720 series:

Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện một chiều hoặc xoay chiều thành dòngđiện xoay chiều có tần số và điện áp có thể điều chỉnh Đầu tiên, nguồn điệnxoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằngphẳng Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện.Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộcvào tải và có giá trị ít nhất 0.96 Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịchlưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng Công đoạn này hiện nay đượcthực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằngphương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý

và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dảitần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắtđộng cơ

Hình 3.4 Cấu trúc biến tần

Để lựa chọn được loại biến tần phù hợp cho ứng dụng của bạn, cần xác định rõnhu cầu ứng dụng, mục đích sử dụng và cân đối mức đầu tư Để chọn được loạibiến tần phù hợp nhất với yêu cầu sử dụng, cần lưu ý những nguyên tắc lựa chọnsau đây:

 Chọn biến tần phù hợp với loại động cơ và công suất động cơ: tìmhiểu loại động cơ mình cần lắp biến tần là động cơ gì, đồng bộ haykhông đồng bộ, 1 pha hay 3 pha, DC hay AC, điện áp bao nhiêu… đểchọn biến tần phù hợp Công suất biến tần phải chọn tương đươnghoặc lớn hơn công suất động cơ

 Chọn biến tần theo yêu cầu ứng dụng: khi lựa chọn biến tần cần xácđịnh rõ ứng dụng là gì? Tốc độ yêu cầu bao nhiêu? Có yêu cầu tínhnăng điều khiển cao cấp đặc biệt nào hay không? Có yêu cầu tínhđồng bộ hệ thống hay truyền thông? Môi trường làm việc có đặc điểmnào cần lưu ý (ẩm ướt, nhiệt độ cao, nhiều bụi, dễ cháy nổ….) Nếukhông có yêu cầu gì đặc biệt, có thể chọn loại biến tần đa năng thôngdụng như GD20 hoặc GD200A, tuy nhiên nếu có yêu cầu đặc biệt cầnchọn các loại biến tần có tính năng phù hợp với yêu cầu

 Chọn biến tần theo tải thực tế: Việc chọn lựa biến tần theo tải là mộtviệc rất quan trọng Việc đầu tiên là bạn phải xác định được loại tảicủa máy móc là loại nào: tải nhẹ hay tải nặng, tải trung bình và chế độvận hành là ngắn hạn hay dài hạn, liên tục hay không liên tục… từ đóchọn loại biến tần phù hợp

 Chọn biến tần thuận tiện cho người lập trình khi lập trình điều khiểnhoặc chọn nhà cung cấp có khả năng hỗ trợ lập trình cho các ứngdụng của bạn

 Chọn biến tần theo đúng thông số kỹ thuật của biến tần cũ (trongtrường hợp thay thế hãng khác) hoặc theo thông số kỹ thuật thiết kếyêu cầu.

Dựa vào những yêu cầu trên em lựa chọn biến tần Fr-E720

Hình 3.5: Biến tần mitshubishi FR-E720

+ Đặc điểm chung:

- Biến tần Mitsubishi FR-E720 mạnh mẽ, công nghệ điểu khiển hiện đại

- Điều khiển chính xác không cần encoder

- Khả năng quá tải tăng vượt trội (200% 3s)

Hình 3.6: Sơ đồ nối dây biến tần mitshubishi FR-E720

Dòng điện 1 pha: 0.8 (0.8) - 11 (10) A

3 pha: 0.8 (0.8) - 60 (57) ADải tần số 0.2-400Hz

Mô men khởi

-Ngõ vào Analog, Digital

Ngõ ra Open collectorhở , Relay

Tích hợp sẵn bộ điều khiển PID, liên kết máy tính (RS-485)

…Truyền

Cấp bảo vệ IP00 (Mở lắp biến tần), IP20 (Đóng lắp)

II Bộ điều khiển logic khả trình PLC:

1 Khái niệm:

PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lậptrình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiểnlogic thông qua một ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thựchiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhânkích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thờigian định thì hay các sự kiện được đếm PLC dùng để thay thế các mạchrelay (rơ le) trong thực tế PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng tháitrên đầu ra và đầu vào Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo.Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic Hiện nay cónhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Allen-Bradley, MitsubishiElectric, General Electric, Omron, Honeywell…

Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiểnbên ngoài được gọi là thiết bị vật lý Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp”trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tínhiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình

2 Cấu trúc của PLC:

Plc thường được cấu tạo bởi 3 thành phần chính đó là phần nguồn thường

là 220v hoặc 24v ( có một số loại plc ít phổ biến có thể sử dụng nguồn 5v hoặc3.7v) Tiếp theo là CPU, mỗi loại plc tùy theo ứng dụng thì sẽ có tốc độ xử lýcũng như bộ nhớ lưu trữ chương trình, khả năng mở rộng khác nhau Phần cònlại là khối ngoại vi bao gồm: in/out, truyền thông, module phát xung, analog

Phần đầu vào / đầu ra: Phần đầu vào hoặc mô-đun đầu vào bao gồm cácthiết bị như cảm biến, công tắc và nhiều nguồn đầu vào thế giới thực khác Đầuvào từ các nguồn được kết nối với PLC thông qua đường ray đầu nối đầu vào.Phần đầu ra hoặc mô-đun đầu ra có thể là một động cơ hoặc một solenoid hoặcmột đèn hoặc một lò sưởi, có chức năng được điều khiển bằng cách thay đổi cáctín hiệu đầu vào.

CPU: (Central Processing Unit) là đơn vị xử lý trung tâm Nó là một bộ vi

xử lý mà có thể kết hợp với các hoạt động của hệ thống PLC CPU thi hànhchương trình xử lý các tín hiệu I/O và được nối trực tiếp đến các thiết bị I/Othông qua các tuyến đường dây thích hợp bên trong PLC

Thiết bị lập trình: Đây là nền tảng mà chương trình hoặc logic điều khiểnđược viết Nó có thể là một thiết bị cầm tay hoặc một máy tính xách tay hoặcmột máy tính chuyên dụng

Nguồn cung cấp: Nó thường hoạt động trên một nguồn cung cấp điệnkhoảng 24 V, được sử dụng để cung cấp năng lượng đầu vào và các đầu ra

Bộ nhớ: Bộ nhớ được chia thành hai phần – Bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớchương trình Thông tin chương trình hoặc logic điều khiển được lưu trữ trong

bộ nhớ người dùng hoặc bộ nhớ chương trình từ nơi CPU tìm nạp các lệnhchương trình Tín hiệu đầu vào và đầu ra và tín hiệu bộ định thời và bộ đếmđược lưu trữ trong bộ nhớ hình ảnh đầu vào và đầu ra tương ứng

3 Nguyên lý hoạt động:

Hình 3.8: Cấu trúc bộ điều khiển khả trình CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm trachương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trongchương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới

các thiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụthuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.

Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tínhiệu song song:

 Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khácnhau

 Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu

 Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì vàđiểu khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC

Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thôngqua Data Bus Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm chophép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song

Nếu một modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽchuyển tất cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte của

8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữliệu từ Data bus Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chutrình hoạt động của PLC Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tươngứng trong một thời gian hạn chế

Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bêncạch đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ Xung nàyquyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng

hồ của hệ thống

4 Tổng quan PLC Mitsubishi Q-series:

PLC dòng Q thiết kế theo dạng module rời Khi chọn cấu hình cho dự án tatùy ý chọn cấu hình cho cpu, module mở rộng với in/out cho thích hợp Đặcđiểm của dòng plc này là có tốc độ xử lý cao, hỗ trợ nhiều tập lập phức tạp liênquan tới điều khiển vị trí, pid và truyền thông giúp xử lý cho nhiều ứng dụng củamáy móc, dây chuyền lớn hoặc yêu cầu độ chính xác và tốc độ cao

của các hệ thống sản xuất tích hợp các kỹ thuật mới , các nhu cầu về truyềnthông nhằm phá bỏ hạn chế của các bộ lập trình truyền thống

Điểm nổi bật của PLC dòng Q là kỹ thuật multi_Processor , cho phép tạimột thời điểm 4 CPU cùng tham gia xử lý các quá trình điều khiển máy móc ,

điều khiển vị trí, truyền thông … do đó tính năng thời gian được tăng cường ,thời gian quét vòng chương trình giảm xuống chỉ còn 0,5 – 2ms.

Ở PLC Q Series các chức năng mạng được đặc biệt tăng cường , cho phéplập cấu hình mạng Melsec Net với tổng khoảng cách truyền thông lên đến 13,6

km với tốc độ đường truyền tối đa cho phép có thể đạt được 25Mbps Đặc biệtcác PLC Q Series được hỗ trợ các chức năng cho phép kết nối mạng internet ,cho phép truyền các Email cảnh báo đến cấp điều khiển cao hơn ở khoảng cáchrất xa

Hình 3.9: Cấu trúc của hệ PLC-Q

5 Base ( Đơn vị cơ sở ):

Để gắn được các modul nguồn, CPU, các modul mở rông khác thì ta cần có các

base để kết nối lại với nhau