Điều khiển và cảnh báo tốc độ động cơ Hệ thống giám sát và cảnh báo nồng độ khi CO2 Hệ thống giám sát và cảnh báo độ ẩm Bài toán đo và cảnh báo lưu lượng nước trên đường ống chảy vào bồn

Bộ Cơng Thương
Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Cộng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÁO CÁO BÀI TẬP MƠN KỸ THUẬT
LẬP TRÌNH PLC
Thơng tin chung về nhóm 07.
I.

II.

Nội dung đề tài
- Đề 1: Điều khiển và cảnh báo tốc độ động cơ
- Đề 9: Hệ thống giám sát và cảnh báo nồng độ khi CO2
- Đề 10: Hệ thống giám sát và cảnh báo độ ẩm
- Đề 11: Bài toán đo và cảnh báo lưu lượng nước trên đường ống chảy vào bồn
Yêu cầu
- Tìm hiểu về S7-300
- Phân Tích ngun Lý vận hành của hệ thống
- Tìm hiểu về các loại cảm biếnvà
- Lưu đồ thuật toán ứng dụng
- Phương pháp giao tiếp giữa PLC S7-1200, S7-300 với biến tần và các thiết bị
ngoại vi trong hệ thống? sơ đồ đấu dây?
- Viết chương trình điều khiển và chạy mơ phỏng hệ thống.

1. Hoạt động nhóm và thời gian nộp báo cáo
- Lập kế hoạch thực hiện nhóm sơ bộ và nộp sau 5-7 ngày kể từ ngày nhận đề
tài và kế hoạch nhóm hồn thiện vào tuần 6 của học kỳ.
- Trong q trình thực hiện hoạt động nhóm: các thành viên trong nhóm ln

phiên chủ trì tổ chức các buổi họp làm việc nhóm
- Nộp các tài liệu liên quan đến hoạt động nhóm (báo cáo, biên bản họp làm
việc nhóm,kết quả phản hồi nhóm) đầu kỳ vào tuần 6 và bản hoàn thiện vào
tuần 10 của học kỳ.


2. Báo cáo kết quả làm việc nhóm báo cáo môn học bao gồm:
- Báo cáo các nội dung chuyên mơn
- Báo cáo làm việc nhóm với các phần liên quan đến q trình tổ chức làm việc
của nhóm như sau:
- Đề tài/mục tiêu của nhóm
- Phân chia vai trị các thành viên,
- Cách thức giao tiếp nhóm, các quy tắc chung làm việc nhóm
- Kế hoạch làm việc nhóm chi tiết
- Biên bản họp làm việc nhóm
Các phụ lục:
Biên bản họp, làm việc nhóm – Team meeting minutes
Nhóm: Nhóm 07
<online-zoom>
Thành viên tham dự - Participants:

#

Thành viên

Đúng giờ – On
time

39

Nguyễn Thành Luân

On time

46

Nguyễn Xuân Ngọc

On time

51

Trần Minh Quân

On time

52

Hứa Đức Quang

On time

Trễ Late

Vắng –
Absent

Ghi
chú

Chương trình họp – Meeting agenda
Mục nội dung

Người trình bày

Thời gian

Ghi chú, trao đổi

(Item)

(Owner(s))

(Time)

(Notes)

1

Hệ thống giám sát và
cảnh báo nồng độ khí
CO2

Nguyễn Thành
Ln

Đang tìm hiểu về
cấu trúc của S7-300,
S7 1200

2

Điều khiển và cảnh
báo tốc độ động cơ

Nguyễn Xuân
Ngọc

Đang tìm hiểu về
cấu trúc của S7-300,

#


S7 1200
3

4

Hệ thống giám sát và
cảnh báo độ ẩm
Bài toán đo, điều
khiển , cảnh báo lưu
lượng nước trên
đường ống chảy

Trần Minh Quân

Hứa Đức Quang

Đang tìm hiểu về
cấu trúc của S7-300,
S7 1200
Đang tìm hiểu về
cấu trúc của S7-300,
S7 1200

Vấn đề & Giải pháp - Issues/problems & Solutions

#

1

Vấn đề
(Issues/problems)

Cài đặt simatic manager
và wincc

1. Tìm hiểu về S7-300
1.1. Tổng quan các dịng
CPU S7-300
PLC S7-300 là 1 dịng PLC
mạnh của Siemens, S7-300 phù
hợp chó các ứng dụng lớn và
vừa với các yêu cầu cao về các
chức năng đặc biệt như truyền
thông mạng công nghiệp, chức
năng công nghệ, và các chức

Các giải pháp đề xuất
(Suggested solutions)

Đọc tài liệu hướng dẫn +
xem youtube, Hỗ trợ cách
thành viên trong nhóm

Giải pháp
được chọn

Ghi chú

(Selected
solution)
Đọc tài liệu
hướng dẫn
+ xem
youtube

Đang tìm
hiểu về
cấu trúc
của S7300,S7
1200


năng an toàn yêu cầu độ tin cậy cao. PLC S7-300 là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ
trung bình. Thiết kế dựa trên tính chất của PLC S7-200 và bổ sung các tính năng mới.
Kết cấu theo kiểu các module sắp xếp trên các thanh rack.
1.2. Các module mở rộng

Các module mở rộng của PLC S7-300 chia làm 5 loại:
 Power Supply (PS): module nguồn ni, có 3 loại là 2A, 5A và 10A.
 Signal Module (SM): module tín hiệu vào ra số, tương tự.
 Interface Module (IM): module ghép nối, ghép nối các thành phần mở rộng lại
với nhau. Một CPU có thể làm việc trực tiếp nhiều nhất 4 rack, mỗi rack tối đa 8
Module mở rộng và các rack được nối với nhau bằng Module IM.
 Function Module (FM): module chức năng điều khiển riêng. Ví dụ module điều
khiển động cơ bước, module điều khiển PID
 Communication Processor (CP): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa
các bộ PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính.
1.3. Kết nối
PlC S7-300 có thể kết nối với nhiều chuẩn mạng khác nhau như PROFIBUS, CAN,
DeviceNet, ASi.
 Profibus là một tiêu chuẩn mạng trường mở, quốc tế theo chuẩn mạng trường
châu Âu EN 50170 và EN 50254. Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa q
trình cơng nghiệp và tự động hóa tịa nhà, các mạng trường nối tiếp (serial
fieldbus) có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các
hệ thống tự động hóa và các thiết bị hiện trường phân tán. Chuẩn này cũng cho
phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau mà không
cần điều chỉnh giao diện đặc biệt. PROFIBUS sử dụng phương tiện truyền tin
xoắn đôi và RS485 chuẩn công nghiệp trong các ứng dụng sản xuất hoặc IEC
1158-2 trong điều khiển q trình. Profibus cũng có thể sử dụng Ethernet/TCPIP.
 CAN viết tắt của Controller Area Network và được tạm dịch là Mạng Điều
Khiển Vùng. Mạng CAN ra đời gần như đáp ứng nhiều vấn đề cho các hệ thống
điện trong xe, với truyền tải dữ kiện trên 2 dây dẫn, tốc độ truyền tải cao, độ sai
số rất thấp, độ tin cậy cao. Các hệ thống điện đã được nối với nhau bởi mạng
CAN 2 dây này.
 DeviceNet là một hệ thống bus được hãng Allen-Bradley phát triển dựa trên cơ
sở của CAN, dùng để nối mạng cho các thiết bị đơn giản ở cấp chấp hành. Sau
này, chuẩn DeviceNet được chuyển sang dạng mở dưới sự quản lý của hiệp hội

ODVA (Open DeviceNet Vendor Asscociation) và được dữ thảo chuẩn hóa IEC
62026-3.
 Hệ thống AS-I (Actuator Sensor Interface) là hệ thống kết nối cho cấp thấp nhất
trong hệ thống tự động hóa. Các cơ cấu chấp hành và cảm biến được nối với
trạm hệ thống tự động qua bus giao tiếp AS (AS-I bus). AS-I là kết quả phát
triển hợp tác của 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành có tên


tuổi trong cơng nghiệp, trong đó có SIEMENS AG, Festo KG, Peppert & Fuchs
GmbH.
1.4. Ngơn ngữ lập trình
PLC S7-300 được lập trình qua các ngơn ngữ như: Step 7 (LAD/FBD/STL), SCL,
GRAPH, HiGrap
 Dạng LAD: Phương pháp hình thang, thích hợp với những người quen thiết kế
mạch điện tử logic.
 Dạng STL: Phương pháp liệt kê. Là dạng ngôn ngữ lập trình thơng thường của
máy tính. Mỗi một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh, mỗi câu lệnh có
cấu trúc chung gồm “tên lệnh + toán hạng”.
 Dạng FBD: Phương pháp hình khối. Là kiểu ngơn ngữ đồ họa dành cho người
có thói quen thiết kế mạch điều khiển số.
 Dạng SCL: Có cấu trúc gần giống với ngơn ngữ dạng STL nhưng được phát
triển nhiều hơn. Nó gần giống với các ngôn ngữ bậc cao như Pascal để người lập
trình dễ thao tác.
1.5. Tính năng ưu việt của PLC S7-300
Tốc độ xử lý nhanh.
Cấu hình các tín hiệu I/O đơn giản.
Có nhiều loại module mở rộng cho CPU và cả cho các trạm remote I/O.
Cổng truyền thông Ethernet được tích hợp trên CPU, hổ trợ cấu hình mạng và
truyền dữ liệu đơn giản.
 Kích thước CPU và Module nhỏ giúp cho việc thiết kế tủ điện nhỏ hơn.

 Có các loại CPU hiệu suất cao tích hợp cổng profinet, tích hợp các chức năng
cơng nghệ, và chức năng an toàn (fail-safe) cho các ứng dụng cao.
 Bao gồm 7 loại CPU tiêu chuẩn, 7 loại CPU tích hợp I/O, 5 loại CPU fail-safe
cho chức năng an toàn, 3 loại CPU công nghệ.





1.6. Các ưu điểm về thiết kế của PLC S7-300
 Lắp đặt nhanh chóng, dễ dàng và thuận tiện (Thanh rail & module): Cố định thanh
rail và sau đó là đặt mơ-đun vào đúng vị trí trên thanh rail, xoay ốc để cố định.
 Kết nối các mô-đun thơng qua backplane: Có một thiết bị kết nối nhỏ gọi là
backplane được gắn phía sau vỏ của mỗi mơ-đun nhằm kết nối các mô-đun của s7300 lại với nhau.
 Cơ chế cơ học giúp thay thế một cách dễ dàng: Mô-đun được cố định vào thanh
rail thông qua 1 vít khóa, khi cần thay thế chỉ cần mở vít khóa ra và tiến hành thay
thế.
 Mỗi mơ-đun sẽ có 1 phụ kiện đi kèm gọi là front-connector dùng để đấu dây – cấp
tín hiệu điện vào mơ-đun. Front-connector được thiết kế theo cơ chế ấn-mở để dễ
dàng lắp và tháo ra khỏi mô-đun.


 Đấu dây cho mơ-đun: Thơng qua front-connector, dây tín hiệu được đấu vào môđun thiết bị thông qua cơ chế screw (xoay ốc) hoặc cơ chế push-in (nhấn để mở và
khóa).
 Kết nối dây tín hiệu ra xa: Một trong những điểm tạo sự thuận tiện cho thiết bị này
là cơ chế đấu dây sẵn. Siemens cung cấp một bộ connector đấu dây sẵn để lắp vào
mô-đun và kết nối với các thiết bị ở xa (tùy theo chiều dài bộ dây đấu).
 Chiều sâu lắp đặt: Tất cả các kết nối và dây được lõm vào các mô-đun và được
bảo vệ, bao phủ bởi các nắp che phía trước.
 Khơng có quy tắc vị trí: Các mơ-đun tín hiệu và bộ xử lý truyền thơng có thể được

kết nối theo bất kỳ cách nào mà không bị hạn chế vị trí.
1.7. Phân loại các dịng CPU của PLC S7-300
Dòng CPU S7-300 Tiêu Chuẩn

1. CPU 312

1. CPU 314

2. CPU 315-2 DP

Phù hợp cho các ứng dụng nhỏ và vừa
 Bộ nhớ làm việc: 32KB
 Tốc độ xử lý: 0.1us
 Timer/counter: 256/256
 Vùng nhớ: 256 byte
 Truyền thông: MPI
Phù hợp cho các ứng dụng trung bình với tốc độ xử
lý cao.
 Bộ nhớ làm việc: 128KB
 Tốc độ xử lý: 0.06us
 Timer/counter: 256/256
 Vùng nhớ: 256 byte
 Truyền thông: MPI
Phù hợp cho các ứng dụng từ trung bình đến lớn. u
cầu bộ nhớ chương trình lớn. Tích hợp cổng giao
tiếp Profibus DP. Phù hợp cho hệ thống cấu hình các
I/O phân tán.
 Bộ nhớ làm việc: 256KB
 Tốc độ xử lý: 0.05us
 Timer/counter: 256/256

 Vùng nhớ: 2048 byte
 Truyền thông: MPI, Profibus DP


3. CPU 315-PN/DP

Có bộ nhớ chương trình vừa. tích hợp cổng Profinet
(2 cổng RJ45). Cấu hình các I/O phân tán qua mạng
profinet.
 Bộ nhớ làm việc: 384KB
 Tốc độ xử lý: 0.05us
 Timer/counter: 256/256
 Vùng nhớ: 2048byte
 Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet
Có bộ nhớ làm việc lớn, phù hợp cho hệ thống lớn
được chia ra làm nhiều khu vực. Thích hợp làm CPU
điều khiển trung tâm với các I/O phân tán. Tích hợp
giao tiếp profibus.

4. CPU 317-2 DP

5. CPU 317-2 PN/DP

6. CPU 319-2 PN/DP







Bộ nhớ làm việc: 1MB
Tốc độ xử lý: 0.025us
Timer/counter: 512/512
Vùng nhớ: 4096 byte
Truyền thông: MPI, Profibus DP

Có bộ nhớ làm việc lớn, phù hợp cho hệ thống lớn
được chia ra làm nhiều khu vực. Thích hợp làm CPU
điều khiển trung tâm với các I/O phân tán. Tích hợp
giao tiếp profibus DP, và profinet
 Bộ nhớ làm việc: 1MB
 Tốc độ xử lý: 0.025us
 Timer/counter: 512/512
 Vùng nhớ: 4096 byte
 Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet
Phù hợp cho ứng dụng có yêu cầu tốc độ cao, bộ nhớ
làm việc lớn, phù hợp cho hệ thống lớn được chia ra
làm nhiều khu vực. Thích hợp làm CPU điều khiển
trung tâm với các I/O phân tán. Tích hợp giao tiếp
profibus, profinet
 Bộ nhớ làm việc: 2MB
 Tốc độ xử lý: 0.004us
 Timer/counter: 2048/2048
 Vùng nhớ: 8192 byte
 Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet.


Dịng CPU S7-300 Tích Hợp Ngõ I/O

1. CPU 312C

 Tích hợp các chức năng: Đếm, đo tần số
(10Khz), điều khiển độ rộng xung, xuất xung
(2.5 Khz).
 10 ngõ vào số/6 ngõ ra số.
 Bộ nhớ làm việc: 64kB.
 Tốc độ xử lý: 0.1us.
 Timer/counter: 256/256.
 Vùng nhớ: 256 byte.
 Truyền thơng: MPI

2. CPU 313C

 Tích hợp các chức năng: Đếm, đo tần số
(30Khz), điều khiển độ rộng xung, xuất xung
(2.5Khz), điều khiển vịng kín.
 24 ngõ vào số/16 ngõ ra số.
 4 ngõ vào/ 2 ngõ ra tương tự.
 Bộ nhớ làm việc: 128kB.
 Tốc độ xử lý: 0.07us.
 Timer/counter: 256/256.
 Vùng nhớ: 256 byte.
 Truyền thông: MPI.

3. CPU 313C-2 PtP

 Tích hợp các chức năng: đếm/đo tần số (30Khz),
điều khiển độ rộng xung, xuất xung (2.5 Khz),
điều khiển vòng kín.

 16 ngõ vào số/16 ngõ ra số.
 Bộ nhớ làm việc: 128kB.
 Tốc độ xử lý: 0.07us.
 Timer/counter: 256/256.
 Vùng nhớ: 256 byte.
 Truyền thông: MPI, Point to point

4. CPU 313C-2 DP

 Tích hợp các chức năng: Đếm/Đo tần số
(30Khz). Điều khiển độ rộng xung. Xuất xung
(2.5 Khz). Điều khiển vịng kín.
 16 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số.
 Bộ nhớ làm việc: 128kB.
 Tốc độ xử lý: 0.07us.
 Timer/counter: 256/256.


 Vùng nhớ: 256 byte.
 Truyền thông: MPI, Profibus DP

5. CPU 314C-2 PtP

 Tích hợp các chức năng: Đếm/Đo tần số
(60khz), điều khiển độ rộng xung, xuất xung
(2.5 Khz), điều khiển vịng kín, điều khiển vị trí.
 24 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số.
 4 ngõ vào/ 2 ngõ ra tương tự.
 Bộ nhớ làm việc: 192kB
 Tốc độ xử lý: 0.06us.

 Timer/counter: 256/256.
 Vùng nhớ: 256 byte.
 Truyền thơng: MPI, Point to point

6. CPU 314C-2 DP

 Tích hợp các chức năng: Đếm/ Đo tần số
(60Khz). Điều khiển độ rộng xung. Xuất xung
(2.5 Khz). Điều khiển vịng kín. Điều khiển vị
trí.
 24 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số.
 4 ngõ vào/ 2 ngõ ra tương tự.
 Bộ nhớ làm việc: 192kB.
 Tốc độ xử lý: 0.06us.
 Timer/counter: 256/256.
 Vùng nhớ: 256 byte.
 Truyền thông: MPI, Profibus DP

7. CPU 314C-2 PN/DP

 Tích hợp các chức năng: Đếm/ Phát hiện tần số
(60Khz). Điều khiển độ rộng xung. Xuất xung
(2.5 Khz). Điều khiển vịng kín. Điều khiển vị
trí.
 24 ngõ vào số/ 16 ngõ ra số
 4 ngõ vào/ 2 ngõ ra tương tự.
 Bộ nhớ làm việc: 192kB.
 Tốc độ xử lý: 0.06us.
 Timer/counter: 256/256.
 Vùng nhớ: 256 byte.

 Truyền thơng: MPI, Profibus DP, Profinet

Dịng CPU S7-300 Fail-safe



1. CPU 315F-2 DP








2. CPU 315F-2 PN/DP







Phù hợp chương trình có vùng nhớ ở mức trung
bình.
Bộ nhớ làm việc: 384 KB
Tốc độ xử lý: 0.05us
Timer/counter: 256/256
Vùng nhớ: 2048 byte
Truyền thông: MPI, Profibus DP

Phù hợp chương trình có vùng nhớ ở mức trung
bình.
Bộ nhớ làm việc: 512 KB
Tốc độ xử lý: 0.05us
Timer/counter: 256/256
Vùng nhớ: 2048 byte
Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet.

phù hợp cho các ứng dụng lớn và các hệ thống tự
động địi hỏi mức độ an tồn cao cho các nhà máy xí
nghiệp.

Bộ nhớ làm việc: 1.5 MB


3. CPU 317F-2 DP



Tốc độ xử lý: 0.025us



Timer/counter: 512/512



Vùng nhớ: 4096 byte



Truyền thông: MPI, Profibus DP


4. CPU 317F-2 PN/DP





5. CPU 319F-3 PN/DP


có cấu trúc dựa trên nền tảng dòng CPU 317-2
PN/DP. Đây là dòng CPU phù hợp cho các ứng dụng
lớn và đòi hỏi mức độ an toàn cao.
Bộ nhớ làm việc: 1.5 MB
Tốc độ xử lý: 0.025us
Timer/counter: 512/512
Vùng nhớ: 4096 byte
Truyền thông: MPI, Profibus DP
là dịng CPU có hiệu suất cao, phù hợp với các
chương trình có vùng nhớ và cấu trúc lớn. Các
chương trình địi hỏi mức độ an tồn cao.









Bộ nhớ làm việc: 2.5 MB
Tốc độ xử lý: 0.004 us
Timer/counter: 2048/2048
Vùng nhớ: 8192 byte
Truyền thơng: MPI, Profibus DP, Profinet

Dịng CPU S7-300 Cơng Nghệ – Technology CPUs
Dịng CPU này có đến 32 đối tượng chức năng
với vùng nhớ làm việc ở mức trung bình. CPU
tích hợp chức năng điều khiển vị trí với đầy đủ
tính năng tiêu chuẩn của bộ CPU 315-2 PN/DP.
Ứng dụng lý tưởng cho di chuyển đồng bộ như
các khớp nối, hộp số, đĩa cam, điều khiển vị trí
và áp suất cho hệ thống thủy lực….
1. CPU 315T-3 PN / DP
 Bộ nhớ làm việc: 384KB
 Tốc độ xử lý: 0.05us
 Hẹn giờ / bộ đếm: 256/256
 Vùng nhớ: 2048 byte
 Truyền thông: MPI, Profibus DP,
Profinet
2. CPU 317T-3 PN / DP

Với 64 khối chức năng với bộ nhớ làm việc lớn.
CPU 317T-3 PN/DP sử dụng cho các ứng dụng
với nhiều phân đoạn. CPU tích hợp chức năng
điều khiển vị trí với đầy đủ tính năng tiêu chuẩn
của bộ CPU 317-2 PN/DP. Ứng dụng lý tưởng

cho di chuyển đồng bộ như các khớp nối, hộp
số, đĩa cam, điều khiển vị trí và áp suất cho hệ
thống thủy lực….
 Bộ nhớ làm việc: 1MB
 Tốc độ xử lý: 0.025us
 Hẹn giờ / bộ đếm: 512/512
 Vùng nhớ: 4096 byte
 Truyền thông: MPI, Profibus DP,


Profinet
CPU 317TF-3 PN/DP là dịng CPU có khả năng
điều khiển vị trí, các chức năng của một dịng
CPU tiêu chuẩn và chức năng an toàn cơ bản chỉ
trên một thiết bị duy nhât. đầy đủ tính năng tiêu
chuẩn của bộ CPU 317-2 PN/DP và CPU 317F2 PN/DP (ngoại trừ CBA)
3. CPU 317TF-3 PN / DP

 Bộ nhớ làm việc: 1.5MB
 Tốc độ xử lý: 0.025us
 Hẹn giờ / bộ đếm: 512/512
 Vùng nhớ: 4096 byte
 Truyền thông: MPI, Profibus DP,
Profinet

1.8. Ứng dụng
SIMATIC S7-300 là hệ thống PLC mini dành cho ứng dụng có quy mơ vừa phải.
Các lĩnh vực ứng dụng của SIMATIC S7-300 bao gồm:
• Máy móc đặc biệt
• Máy dệt

•Máy đóng gói
• Sản xuất thiết bị cơ khí nói chung
• Tịa nhà điều khiển
• Sản xuất máy cơng cụ
• Hệ thống lắp đặt
• Cơng nghiệp điện / điện tử và các ngành nghề lành nghề
• Sự phù hợp tối đa cho nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng tương thích điện từ cao
và khả năng chống sốc và chống rung tốt
Đề 1:
Đề bài: Cho hệ thống đo, điều khiển và cảnh báo tốc độ động cơ, có sơ đồ như hình trên,
các nút ấn START, STOP để khởi động và dừng hệ thống, nút ấn M1, M2 chọn tốc độ
đặt cho động cơ. Đèn RUN báo hệ thống làm việc, đèn SLA cảnh báo tốc độ thấp, SHA


cảnh báo tốc độ cao, Encoder 250 xung, PLC dùng S7-1200 CPU 1214C

1. Phân tích nguyên lý vận hành của hệ thống.
Khi nhấn nút START, tín hiệu điều khiển được đưa về đầu vào của PLC S71200 CPU 1214C, PLC tiếp nhận tín hiệu điều khiển, xử lý, ra lệnh cho hệ
thống làm việc, đồng thời đèn RUN sáng báo hiệu hệ thống đang làm việc. Lúc
này động cơ chưa làm việc ngay, sau khi ấn nút chọn tốc độ đặt cho động cơ
M1 hoặc M2, PLC xuất ra tín hiệu analog thông qua module mở rộng điều
khiển biến tấn làm cho động cơ hoạt động.
Khi nhấn nút STOP, tín hiệu điều khiển được đưa về đầu vào của PLC S7-1200
CPU 1214C, PLC tiếp nhận tín hiệu điều khiển, xử lý,yêu cầu dừng hệ
thống,các đầu ra điều khiển tốc độ động cơ vào biến tần mất điện, động cơ
dừng , đèn RUN tắt.
Bằng cách gắn encoder lên trục của đông cơ, PLC có thể đo được tốc độ của
động cơ. Trong quá trình động cơ chạy, nếu tốc độ chạy với tốc độ dưới
ngưỡng cảnh báo tốc độ thấp, đèn SLA sẽ sáng lên, cảnh báo tốc độ thấp, còn
trong trường hợp động cơ chạy với tốc độ vượt qua tốc độ ngưỡng cảnh báo tốc

độ cao, đèn SHA sẽ sáng lên, cảnh báo tốc độ cao.


2. Phương pháp đo tốc độ động cơ.
Trong thực tế, có nhiều phương pháp
để đo tốc độ động cơ, nhưng phương
pháp đơn giản và tiết kiệm nhất là sử
dụng Encoder
- Cấu tạo của Encoder:
+Đĩa quay được khoét lỗ gắn vào
trục quay.
+Một đèn Led làm nguồn phát sáng
và 1 mắt thu quang điện được bố trí
thẳng hàng.
Mạch khuếch đại tín hiệu.
- Nguyên lý hoạt động của Encoder:
Nguyên lý cơ bản của Encoder đó là
một đĩa trịn xoay quanh trục. Trên đĩa
có các lỗ, người ta dùng một đèn Led để
chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ có
lỗ Led sẽ chiếu xun qua cịn phía mặt
bên kia của đĩa, người ta đặt một mắt
thu. Cứ mỗi lần mắt thu nhận được tín
hiệu từ đèn Led, thì Encoder sẽ trả về 1
xung.
- Phân loại Encoder: Encoder tuyệt đối
(Absolute encoder) và Encoder tương đối (Incremental encoder )
Trong hệ thống này, chúng ta chọn sử dụng Encoder tương đối để dễ dàng thực
hiện.
Những tín hiệu trả về từ Encoder là những tín hiệu xung tốc độ cao, tuy nhiên các

bộ đếm thường được tích hợp sẵn trên CPU không thể giải quyết được bài toán của
chúng ta, để xử lý những xung tốc độ cao chúng ta phải sử dụng các bộ đếm tốc độ
cao (HSC – High Speed Counter) của module chuyên dụng của PLC để thu thập
dữ liệu và xử lý những tín hiệu trả về từ Encoder. Để PLC nhận biết được chiều
quay của động cơ, ta sử dụng 2 tín hiệu xung A và B.Với xung A lệch pha với
xung B 90 độ , xét xung A sớm hoặc trễ pha hơn xung B ta có thể biết được chiều
quay động cơ.
Để nhận được kết quả là vận tốc (ví dụ đơn vị vịng/phút) thì ta cần phải lấy số
vịng quay của động cơ trong một khoảng thời gian nhất định. Để làm được điều
này ta sử dụng bộ định thời (Timer) trong PLC.


Như vậy từ việc đếm số xung nhận được trong thời gian một phút, ta tính tốn ra
được số vịng quay của động cơ trong một phút, và đây chính là kết quả tốc độ
động cơ chúng ta cần.
Công thức xác định tốc độ động cơ:
n=

60 Nx
l td

n: tốc độ động cơ (vòng / phút).
Nx: số xung đếm được.
l: số lỗ đục trên đĩa.
td: thời gian đo (s).
3. Xây dựng thuật toán đo và điều khiển tốc độ động cơ

4. Phương pháp giao tiếp giữa PLC S7-1200 với các biến tần và các ngoại vi
trong hệ thống. Sơ đồ đấu dây.
Giới thiệu các cách kết nối điều khiển giữa plc và biến tần:
Thông thường, PLC điều khiển biến tần thì có khoảng 5 cách (hoặc hơn), đó là:
• Điều khiển theo digital – theo cách điều khiển này thì trên mỗi PLC dùng 4
output điều khiển cho cả 16 cấp tốc độ (cấp tốc độ được cài trước trên từng loại
biến tần), đấu 4 dây digital output này vào 4 DI trên biến tần.
• Điều khiển theo analog – với cách này nếu muốn biến tần chạy tốc độ nào thì
chúng ta tiến hành nhập tốc độ ấy trực tiếp trên PLC (thông qua HMI), cái này yêu
cầu người lập trình phải biết sử dụng analog. Nên trang bị thêm 1 module analog
output, vào đấu 2 dây từ PLC vào chân AI trên biến tần.
• Điều khiển theo motori pot: nghĩa là chúng ta dùng 2 nút tăng tốc và giảm tốc,
bấm vào thì biến tần sẽ tăng hoặc giảm, nhả ra thì dừng lại-Và cách này chúng ta
cũng chỉ cấu hình trên biến tần và 2 digital output.
• Điều khiển theo Profibus:
• Điều khiển theo chuẩn giao tiếp RS485
Trong bài tập này ta sử dụng phương pháp điều khiển theo analog để giao tiếp với
biến tần và các thiết bị ngoại vi.


5. Chương trình điều khiển, chạy mơ phỏng hệ thống.
Phân bàng địa chỉ vào ra:


Cấu hình HSC và Analog Output: