Xây dựng bài thí nghiệm điều khiển, giám sát với PC ACCESS OPC và PLC S7200

DANH MỤC HÌNH VẼ
Thứ tự Tên hình vẽ Trang
Hình 1.1 Khai báo sử dụngHSC. 7
Hình 1.2 Câu lệnh USS_INT 14
Hình 1.3 Câu lệnh USS_CTRL . 15
Hình 1.4 Lệnh đọc một thông số từ biến tần về PLC. 17
Hình 1.5 Lệnh ghi một thông số từ PLC xuống biến tần. 18
Hình 1.6 Đầu nối mạch lực. 20
Hình 1.7 Đầu nối điều khiển của biến tần MM420. 21
Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý của biến tần MM420. 22
Hình 1.9 Đầu vào số của biến tần. 29
Hình1.10 Sơ đồ chân của cổng truyền thông trên PLC. 31
Hình 1.11 Sơ đồ kết nối PLC – Biến tần. 32
Hình 2.1 Mô hình cơ khí panel thí nghiệm. 33
Hình 2.2 Kết cấu trục vitsme đai ốc bi 35
Hình 2.3 Kết cấu bên trong của bàn gá 36
Hình 2.4 Encoder và cách quy định các đầu dây 39
Hình 2.5 Sơ đồ khối chức năng. 41
Hình 2.6 Lưu đồ thuật toán. 42
Hình 2.7 Sơ đồ kết nối chân cảm biến 43
Hình 2.8 Sơ đồ kết nối PLC. 43
Hình 2.9 Sơ đồ kết nối PLC – Biến tần. 44
Hình 2.10 Giao diện phần giới thiệu 59
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Thứ tự Tên hình vẽ Trang
Bảng 2.1 Bảng mô tả các chế độ đếm và loại HSC 9
Bảng 2.2. Các Bit đặc biệt dùng để điều khiển HSC 10
Bảng 2.3 Vùng nhớ lưu giá trị. 11
Bảng 1.4 Chức năng các đầu nối điều khiển. 21
Bảng 3.1 Bảng symbol 45

4
LỜI NÓI ĐẦU
Sự tiến bộ về khoa học công nghệ trên thế giới đang phát triển mạnh mẽ và đã
đạt được những thành tựu rực rỡ, và góp phần rất lớn trong sự phát triển văn minh
nhân loại. Để theo kịp sự tiến bộ khoa học nhân loại, Đảng và Nhà Nước ta từ lâu
đã coi việc “ Công nghiệp hóa, hiện đại hóa” đất nước là hết sức cần thiết và thiết
thực. Chính vì vậy công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang dần hình thành và phát triển
sâu rộng ở nước ta.
Dực trên kiến thức nằm trong chương trình đào tạo của ngành Cơ Điện tử có
vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu rộng về những
vấn đề mà kỹ thuật viên gặp phải khi thiết kế, chế tạo một quy trình sản xuất tự
động với quy mô là tự động Hóa. Xuất phát từ nhu cầu thiết thực của cuộc sống và
niềm đam mê khoa học, nhóm sinh viên chúng em đã nghiên cứu đề tài:
“Xây dựng bài thí nghiệm điều khiển, giám sát với PC ACCESS
OPC và PLC S7-200”
Trong quá trình làm đồ án, được sự quan tâm hướng dẫn tận tình và sự giúp đỡ
của thầy hướng dẫn và các thầy cô giáo trong khoa cơ khí và khoa điện- điện tử đã
tạo điều kiện và hướng dẫn chúng em hoàn thiện đồ án này.
Do thời gian và kinh nghiệm hạn chế nên quyển thuyết minh không tránh
khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo tận tình của Thầy
Cô giáo và đóng góp của các bạn để quyển thuyết minh hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Hưng yên, ngày 26/06/2012
Nhóm sinh viên thực hiện.
5
CHƯƠNG I: CƠ SỞ XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM HỆ ĐIỀU
KHIỂN GIÁM SÁT VỚI PC ACCESS OPC VÀ PLCS7-200.
1.1. Khái niệm chung về OPC.
OPC (OLE for Process Control) là một chuẩn giao diện được hiệp hội OPC
Foundation xây dựng và phát triển. Dựa trên mô hình đối tượng thành phần

(D)COM của hãng Microsoft. OPC định nghĩa thêm một số giao diện cho khai thác
dữ liệu từ các quá trình kỹ thuật, tạo cơ sở cho việc xây dựng các ứng dụng điều
khiển phân tán mà không bị phụ thuộc vào mạng công nghiệp cụ thể. Trong thời
điểm hiện nay OPC cũng như COM tuy mới được thực hiện trên nền Windows,
song đã có nhiều cố gắng để phổ biến trong các hệ điều hành thông dụng khác.
Với mục đích ban đầu là thay thế cho các dạng phần mềm kết nối như I/O-
Drivers và DDE, OPC quy định một sô giao diện chuẩn cho các chức năng như:
- Khai thác, truy nhập dữ liệu quá trình từ nhiều nguồn khác nhau (PLC, các
thiết bị trường, bus trường, cơ sở dữ liệu…).
- Xử lý sự kiện và sự cố.
- Truy nhập dữ liệu quá khứ.
Trong tương lai OPC sẽ hỗ trợ các chức năng khác như an toàn hệ thống và
điều khiển mẻ. OPC sử dụng cơ chế COM/COM để cung cấp các d ịch vụ truyền
thông chol tất cả các ứng dụng hỗ trợ COM. Có thể kể ra hang loạt các ưu điểm của
việc sử dụng OPC như :
- Cho phép các ứng dụng khai thác, truy nhập dữ liệu theo một cách đơn giản,
thống nhất.
- Hỗ trợ truy nhập dữ liệu theo cơ chế hỏi tuần tự hoặc theo sự kiện.
- Được tối ưu trong việc sử dụng mạng công nghiệp.
6
- Kiến trúc không phụ thuộc vào nhà cung cấp thiết bị.
- Linh hoạt và hiệu suất cao.
- Sử dụng từ hầu hết các công cụ phần mềm SCADA thông dụng, hoặc bằng
một ngôn ngữ bâc cao (C++, Visual Basic…).
Cốt lõi của OPC là một chương trình phần mềm phục vụ gọi là OPC-Sever,
trong đó chứa các mục dữ liệu được tổ chức thành các nhóm. Thông thường một
OPC-Sever đại diện một thiết bị thu thập dữ liệu như PLC, RTU, I/O hoặc một cấu
hình mạng truyền thông. Các OPC-Item sẽ đại diện cho các biến quá trình, các tham
số điều khiển…
OPC được xây dựng dựa trên ý tưởng ứng dụng công nghệ COM nhằm đơn

giản hóa, chuẩn hoá việc khai thác dữ liệu từ các thiết bị cận trường và thiết bị điều
khiển, tương tự như việc khai thác một hệ thống cơ sở dự liệu thông thường. Giống
như COM, OPC không quy định việc thực hiện khai thác cụ thể mà chỉ định nghĩa
một số giao diện chuẩn. Thay cho việc dung C/C++ dung để định nghĩa một giao
diện lập trình như thông thường, ngôn ngữ ở đây không phụ thuộc vào nền cài đặt
hay ngôn ngữ lập trình.
1.2. Phần mềm điều khiển giám sát Win CC.
1.2.1. Tổng quan về Win CC.
WinCC (Windows Control Center) là một hệ thống phần mềm điều khiển giám
sát công nghiệp (Tích hợp giao diện người máy IHMI – Integrate Human Machine
Interface), có tính năng kỹ thuật và hệ thống màn hình hiển thị đồ hoạ để điều khiển
các nhiệm vụ đặt ra trong sản xuất và tự động hóa quá trình công nghiệp. Hệ thống
này đưa ra những module chức năng tích hợp trong công nghiệp cho việc hiển thị
đồ hoạ, đưa ra thông báo, lưu trữ, và xuất các báo cáo. Nó là một trình điều khiển
mạnh, với giao diện lập trình thân thiện cho phép cập nhật nhanh chóng các hình
7
ảnh của các quá trình tự động hoá cần quan sát (thông qua các trang màn hình), và
các chức năng lưu trữ an toàn … nên đảm bảo lợi ích cao.
Ngoài ra WinCC còn đưa ra các giao diện mở cho các giải pháp của người
dùng. Những giao diện này có thể tích hợp trong những giải pháp tự động hóa phức
tạp, các giải pháp cho hệ thống mở. Sự truy nhập tới nơi lưu trữ dữ liệu tích hợp bởi
các giao diện chuẩn ODBC và SQL. Sự lồng ghép những đối tượng và các văn bản
được tích hợp bởi OLE 2.0 và OLE Custom Controls (OCX). Những cơ chế này
làm cho WinCC là một đối tác dễ hiểu, dễ truyền tải trong môi trường Windows.
1.2.2. Các chức năng cơ bản của Win CC.
WinCC là một hệ thống HMI (Human Machine Interface: tức là giao diện
giữa người và máy) cho phép các hoạt động và chấp hành của các quy trình chạy
trong máy. Truyền thông giữa WinCC và máy diễn ra thông một hệ thống tự động.
Win CC được sử dụng để hiển thị quá trình và cấu hình một giao diện đồ họa
người dùng. Bạn sẽ sử dụng giao diện người dung để hoạt động và quan sát quá

trình. Win CC cung cấp các khả năng sau:
- Win CC cho phép quan sát quá trình. Quá trình này được hiển thị đồ họa
trên màn hình. Màn hiển thị được cập nhật mỗi lần một trạng thái trong quá trình
thay đổi.
- WinCC cho phép vận hành quy trình. Ví dụ, bạn có thể chỉ ra một điểm đặt
từ giao diện người dùng hoặc bạn có thể mở mộtvan.
- WinCC cho phép giám sát quá trình. Một cảnh báo sẽ báo hiệu một cách tự
động trong sự kiện của một trạng thái quá trình nghiêm trọng. Nếu một giá trị được
định nghĩa trước bị vượt quá, một thông báo sẽ xuất hiện trên màn hình.
- WinCC cho phép lưu trữ quá trình. Khi làm việc với WinCC, những giá trị
quá trình có thể hoặc được in ra hoặc được lưu trữ theo kiểu điện tử. Điều này tạo
điều kiện cho thu thập thông tin của quy trình và cho phép truy cập tiếp theo đến dữ
liệu sản sinh ra trong quá khứ.
8
1.3. Phần mềm PC ACCESS OPC.
1.3.1. Tổng quan về PC ACCESS.
WinCC phiên bản 5.0, 6.0, 6.2, và 7.0 không hỗ trợ Driver kết nối trực tiếp
riêng với PLC S7-200. Do đó, chúng ta không thể kết nối WinCC với S7-200 theo
cách thông thường rất dễ đối với S7-300. Tài liệu chủ yếu hướng dẫn cách kết nối
S7 200 với WinCC qua PC Access OPC- Server (S7-200) và kênh giao tiếp WinCC
OPC (có sẵn trong WinCC). WinCC không giao tiếp trực tiếp với PLC mà thông
qua S7-200 PC Access
S7-200 PC Access được cài đặt khá đơn giản, Với ưu điểm tốc độ kết nối cao,
dễ tiếp cận và có thể ứng dụng để giao tiếp WinCC với các loại PLC khác như
Allen Bradley, Omron, … Hơn nữa OPC PC Access còn cho phép ép vào MS Excel
để liên kết dữ liệumột cách đơn giản và hiệu quả.
1.3.2. Các chức năng cơ bản của PC ACCESS.
PC Access là phần mềm của Siemens dùng để truy suất dữ liệu từ PLC của
hãng Siemens.
Chương trình PC Access1.0 dùng để kết nối S7-200 với WinCC. Do S7-200

không có Driver sẵn trong WinCC nên để liên kết với phần mềm WinCC ta phải cài
đặt Driver cho nó, Driver đó là phần mềm PC Access.
PC Access hoạt động thông qua OPC Server được chuẩn hóa bởi OPC
Foundation.
PC Access cung cấp thư viện bổ xung cho excel, Protool, VB, Win CC…
nhằm kết nối PLC với PC từ các chương trình này.
9
1.4 Tổng quan về PLC S7-200.
1.4.1. Giới thiệu chung về PLC S7-200.
Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC ( Programmable Logic Control ) là
loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua
ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực hiện thuật toán bằng mạch số. Như vậy
với chương trình điều khiển trong mình PLC trở thành bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ
dàng thay đổi thuật toán và dặc biệt dễ dàng trao đổi thông tin với môi trường xung
quanh. Toàn bộ chương trình được lưu trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối
chương trình. Trường hợp dung lượng nhớ của PLC không đủ cho việc lưu giữ
chương trình thì ta có thể sử dụng thêm bộ nhớ ngoài ( Catridge ) hỗ trợ cho việc
lưu chương trình và dữ liệu.
Để có thể thực hiện một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có một
bộ vi xỷ lí ( CPU ), một hệ điều hành, một bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển,
dữ liệu và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó nhằm phục
vụ các bài toán điều khiển số PLC còn có các khối chức năng đặc biệt như bộ đếm,
bộ định thời,…các khối hàm chuyên dụng khác.
Thông thường, để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn
các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, ra cũng như chủng loại tín hiệu
vào, ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hóa về
cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành các modul. Số các modul được sử dụng nhiều
hay ít tuỳ theo yêu cầu công nghệ, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul
chính là modul CPU. Tất cả các modul được gá trên những thanh ray ( rack ).
1.42. Bộ đếm tốc độ cao.

1.4.2.1. Định dạng bộ đếm tốc độ cao.
Để đọc xung tốc độ cao, ta thực hiện các bước sau cho việc định dạng Wizard:
Chọn Wizard đọc xung tốc độ cao High Speed Counter.
10
Hình 1.1. Khai báo sử dụngHSC.
Chọn chế độ (Mode) đọc xung tốc độ cao và loại bộ đếm ( Counter ) nào
(HSC0, HSC1,…). Tùy từng loại ứng dụng mà ta chọn mode đọc xung tốc cao, có
tất cả 12 mode đọc xung tốc độ cao như sau:
Mode 0, 1, 2: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit nội.
- Mode 0: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có Bit Start cũng như Bit Reset
- Mode 1: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start
- Mode 2: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép
chọn bắt đầu đếm cũng như xóa. Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn
từ bên ngoài.
Mode 3, 4, 5: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit ngoại,
tức là có thể chọn từ ngõ vào ( Input ).
- Mode 3: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có Bit Start cũng như Bit Reset.
11
- Mode 4: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start.
- Mode 5: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép
chọn bắt đầu đếm cũng như xóa. Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn
từ bên ngoài.
Mode 6, 7, 8: Dùng đếm 2 pha với 2 xung vào, 1 xung dùng đếm tăng và 1
xung đếm giảm
- Mode 6: Đếm tăng, giảm; không có Bit Start cũng như Bit Reset.
- Mode 7: Đếm tăng giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start.
- Mode 8: Đếm tăng giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép chọn
bắt đầu đếm cũng như xóa. Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn từ bên
ngoài.
Mode 9, 10, 11: Dùng để đếm xung A/B của Encoder, có 2 dạng:

- Dạng 1 ( Quadrature 1 x mode ): Đếm tăng 1 khi có xung A/B quay theo
chiều thuận và giảm 1 khi có xung A/B quay theo chiều ngược.
- Dạng 2 ( Quadrature 4 x mode ): Đếm tăng 4 khi có xung A/B quay theo
chiều thuận và giảm 4 khi có xung A/B quay theo chiều ngược.
- Mode 9: Đếm tăng, giảm; không có Bit Start cũng như Bit Reset.
- Mode 10: Đếm tăng giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start.
- Mode 11: Đếm tăng giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép
chọn bắt đầu đếm cũng như xóa. Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn
từ bên ngoài.
Mode 12: Chỉ áp dụng với HSC0 và HSC3, HSC0 dùng đếm số xung phát ra
từ Q0.0 và HSC3 dùng đếm số xung phát ra từ Q0.1 ( Được phát ra ở chế độ phát
xung nhanh ) mà không cần đấu phần cứng, nghĩa là PLC tự kiểm tra bên trong.
12
CPU 224 có 6 bộ đếm tốc độ cao HSC0 - HSC5. Bảng dưới đây mô tả các chế
đếm cũng như loại HSC với các ngõ vào.
Bảng 1.1 Bảng mô tả các chế độ đếm và loại HSC .
1.4.2.2.Các Bit đặc biệt dùng để điều khiển HSC.
Mỗi bộ đếm tốc độ cao HSC có một byte nhớ đặc biệt để điều khiển như chọn
hướng đếm, mức reset,…Các vùng nhớ cho các HSC được quy định như sau:
13
Bộ đếm Vùng nhớ
HSC0 SMB37
HSC1 SMB47
HSC2 SMB57
HSC3 SMB137
HSC4 SMB147
HSC5 SMB157
Bảng 1.2. Các Bit đặc biệt dùng để điều khiển HSC
Cụ thể như sau đối với HSC0:
SM37.0: Chọn Reset mức cao hay mức thấp

= 0: Reset mức cao
= 1: Reset mức thấp
SMxx.1: Chọn Start mức cao hay mức thấp. Đối với HSC0 Bit này không sử
dụng
= 0: Start mức cao
= 1: Start mức thấp
SM37.2: Chọn chế độ x 1 hay x 4
= 0: x 4
= 1: x1
SM37.3: Chọn hướng đếm
= 0: đếm giảm
= 1: đếm tăng
14
SM37.4: Cho phép Update hay không Update hướng.
= 0: không cho phép
= 1: cho phép
SM37.5: Cho phép Update hay không Update giá trị đặt (Preset value)
= 0: không cho phép
= 1: cho phép
SM37.6: Cho phép Update hay không Update giá trị hiện tại (Current value)
= 0: không cho phép
= 1: cho phép
SM37.7: Cho phép bộ đếm hoạt động
= 0: ngừng hoạt động
= 1: hoạt động
Tương tự các HSC được điều khiển bởi các Bit tương ứng
1.4.2.3. Vùng nhớ lưu giá trị.
HSC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5
Giá trị tức
thời

SMD38 SMD48 SMD58 SMD138 SMD148 SMD158
Giá trị đặt SMD42 SMD52 SMD62 SMD142 SMD152 SMD162
Bảng 1.3 Vùng nhớ lưu giá trị.
1.4.3. Truyền thông USS Protocol.
1.4.3.1 Điều kiện để sử dụng giao thức USS.
15
Thư viện lệnh STEP7 – Micro/Win cung cấp 14 thủ tục con 3 thủ tục ngắt và 8
lệnh được tích hợp trong giao thức USS. Các lệnh USS sử dụng phương thức sau
trong S7 – 200.
- Giao thức USS được thiết lập trên Port 0 cho giao tiếp USS.
- Lệnh USS_INIT cho phép lựa chọn giao tiếp kiểu USS hoặc PPI trên port 0.
Sau khi lựa chọn giao thức USS để giao tiếp với biến tần nói riêng ta không thể sử
dụng port 0 cho bất kỳ mục đích nào khác, kể cả giao tiếp với phần mềm STEP7 –
Micro/Win.
- Các lệnh USS được tạo ra chiếm khoảng 3600 byte. Tuỳ thuộc vào các lệnh
mà ta sử dụng, phải dành riêng cho giao thức USS một vùng nhớ V khoảng 400
byte.
- Các lệnh USS không được dùng trong thủ tục ngắt.
1.4.3.2 Trình tự lập trình sử dụng các lệnh USS.
- Đặt lệnh USS_INIT trong chương trình. Lệnh USS_INIT chỉ nên được gọi
trong một chu kỳ quét để thiết lập hay thay đổi các thông số giao tiếp của giao thức
USS.
- Đặt chỉ một lệnh DRV_CTRL cho mỗi một biến tần tích cực trong chương
trình. Có thể thêm vào nhiều lệnh USS_RPM_x và USS_WPM_x nếu cần thiết,
nhưng chỉ một biến tần được tích cực tại một thời điểm.
- Thiết lập các thông số biến tần để phù hợp với tốc độ baud và địa chỉ của
biến tần được dùng trong chương trình.
- Nối cáp giao tiếp giữa CPU và các biến tần.
1.4.3.3 Thời gian cần thiết để giao tiếp.
Giao tiếp với các thiết bị có vòng quét không cùng với S7 – 200. S7 – 200

thực hiện được vài vòng quét thì thiết bị giao tiếp mới hoàn thành. Thời gian cần
thiết để giao tiếp phụ thuộc vào số thiết bị giao tiếp, tốc độ baud và thời gian quét
của S7– 200.
Tốc độ baud Thời gian kiểm tra vòng của các thiết bị có trên mạng
1200 240 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
16
2400 130 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
4800 75 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
9600 50 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
9200 35 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
38400 30 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
57600 25 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
115200 25 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
1.4.3.4 Sử dụng các lệnh USS Protocol.
Thư viện lệnh STEP7 – Micro/Win cho phép điều khiển các bộ biến tần
MicroMaster một cách dễ dàng bằng các hàm lệnh đặc biết được thiết kế sử dụng
giao thức USS để giao tiếp với biến tần. Với lệnh USS, ta có thể điều khiển biến tần
và có thể đọc/ghi các thông số của biến tần.
Các lệnh USS này nằm trong thư viện của thư mục Libraries của cây lệnh
STEP7 – Micro/Win.
* Lệnh USS_INIT
Lệnh này dùng để bắt thiết lập giao thức USS để kết nối PLC và (mạng) biến
tần.
Lệnh USS_INIT được dùng để cho phép và thiết lập hay không cho phép thiết
lập giao tiếp với biến tần MicroMaster. Lệnh USS sẽ được thực hiện khi không có
lỗi nào xuất hiện. Lệnh này hoàn thành thì bit DONE được set lập tức trước khi tiếp
tục thực hiện các lệnh kế tiếp.
17
Hình 1.2 Câu lệnh USS_INT
Lệnh này được thực hiện mỗi khi đầu vào EN được thiết lập bằng 1. Lệnh

USS_INIT được thực hiện mỗi khi có sự thay đổi trạng thái giao tiếp. Khi giao thức
USS đã được thiết lập, giao thức USS sẽ được loại bỏ bằng cách thực thi một lệnh
USS_INIT mới trước khi có sự thay đổi trong các thông số giao tiếp.
Giá trị của đầu vào USS cho phép chọn giao thức giao tiếp. Giá trị 1 cho phép
dùng port 0 cho giao thức USS. Giá trị 0 gán port 0 cho giao thức ppi và loại bỏ
giao thức USS.
Đầu vào BAUD thiết lập tốc độ baud: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 hay
3400 baud.
Đầu vào ACTIVE chỉ ra biến tần nào đang được tích cực. Đối với
MicroMaster thì hỗ trợ địa chỉ từ 0 đến 30.
Khi lệnh USS_INIT được hoàn tất, bit DONE được thiết lập bằng 1, đầu ra
ERR (byte) chứa kết quả của việc thực hiện lệnh.
18
* Lệnh USS_CTRL.
Lệnh này dùng để điều
khiển biến tần chạy, dừng, đảo
chiều và thay đổi tốc độ.
Lệnh USS_CTRL được
dùng để điều khiển một biến tần
MicroMaster được tích cực.
Lệnh USS_CTRL đặt các lệnh
chọn trước trong bộ đệm giao
tiếp. Các lệnh đặt trong bộ đệm
được gửi cho biến tần đó đã
được chọn trong thông số
ACTIVE của lệnh USS_INIT.
Mỗi biến tần chỉ có một lệnh
DRV_CTRL.
Đầu vào EN được thiết lập
bằng 1 để cho lệnh drv_crtl

được thiết lập (lệnh này luôn
luôn phải được thiết lập)
Hình 1.3 Câu lệnh USS_CTRL .
Ngõ vào RUN (RUN/STOP) được thiết lập bằng 1cho phép điều khiển biến
tần và bằng 0 không cho phép điều khiển biến tần. Khi Run được thiết lập bằng 1,
bộ biến tần MicroMaster nhận được lệnh bắt đầu chạy tại tốc độ và chiều đã định
trước. Để biến tần chạy thì:
* DRIVER phải được chọn tích cực trong ACTIVE trong USS_INIT.
* OFF2 và OFF3 phải được đặt bằng 0.
* FAUL và INHIBIT phải bằng 0.
Khi RUN bằng 0 thì một lệnh được gửi đến MicroMaster để giảm tốc độ
xuống cho đến khi động cơ dừng hẳn.
19
Bit OFF2 được dùng để cho phép biến tần dừng động cơ nhanh hơn. Bit OFF3
được dùng để MicroMaster dừng nhanh chóng.
Bit F_ACK (Fault Acknowledge) được dùng để xác nhận lỗi truyền thông
trong biến tần. Biến tần sẽ xóa lỗi (FAULT) khi F_ACK đi từ mức thấp đến mức
cao.
Bit DIR (direction) đảo chiều quay của động cơ.
Đầu vào DRIVE (drive address) cho biết địa chỉ của biến tần MicroMaster mà
lệnh DRV_CRTL đã điều khiển. Địa chỉ có giá trị từ 0 đến 30.
Đầu vào TYPE chọn loại biến tần. Với biến tần MicroMaster 3 chọn TYPE =
0, với biến tần MICROMASTER 4 chọn TYPE = 1.
Đầu vào Speed_SP (speed setpoint) đặt tốc độ của động cơ dưới dạng phần
trăm của tốc độ tối đa (-200% đến 200%). Giá trị âm của Speed_SP làm động cơ
đảo chiều quay.
Bit Error là một byte lưu kết quả của lần giao tiếp mới nhất với biến tần.
Đầu ra STATUS chứa trạng thái của biến tần.
Đầu ra SPEED lưu tốc độ của động cơ dưới dạng phần trăm của tốc độ định
mức (-200% đến 200%).

Đầu ra RUN_EN (DRIVE RUN ENable) cho biết biến tần đang chạy (bằng 1)
hay đã dừng (bằng 0).
Đầu ra D_DIR cho biết chiều quay của động cơ.
Đầu ra INHIBIT cho biết trạng thái cấm trong biến tần (0 – not inhibited, bằng
1 inhibited). Để xóa bit cấm thì bit FAULT phải được OFF và các bit vào RUN,
OFF2 và OFF3 phải bằng 0.
Đầu ra FAULT cho biết trạng thái của bit lỗi (0 – không có lỗi, 1 – có lỗi). Bộ
biến tần sẽ hiển thị mã lỗi. Để xóa bit FAULT thì phải sửa lỗi và thiết lập bằng 1 bit
F_ACK.
* Lệnh USS_RPM_x.
20
Hình 1.4 Lệnh đọc một thông số từ biến tần về PLC.
Lệnh USS_PRM_x đọc một thông số kiểu word không dấu. Lệnh
USS_RPM_x hoàn tất khi MicroMaster xác nhận hay khi có lỗi báo về.
Đầu vào EN phải được thiết lập bằng 1 cho phép truyền yêu cầu xuống
MicroMaster và phải luôn được thiết lập bằng 1 cho đến khi bit DONE bằng 1 báo
hiệu sự hoàn tất. Một yêu cầu USS_RPM_x được truyền tới MicroMaster ở mỗi chu
kì vòng quét khi đầu vào EN được thiết lập bằng 1. Vì thế đầu vào XMT_REQ nên
được cho qua một bộ P (bộ tách sườn dương) chỉ cho phép một yêu cầu được truyền
đi ở mỗi cạnh lên của đầu vào EN.
Đầu vào DRIVE là địa chỉ của biến tần MicroMaster mà lệnh USS_RPM_x
được gửi đi. Địa chỉ này có giá trị từ 0 đến 31.
Đầu vào PARAM xác định thông số cần đọc. Đầu vào INDEX là giá trị chỉ số
của thông số cần đọc.
Địa chỉ của một bộ đệm 16 – byte phải được đưa vào đầu vào DB_PTR. Bộ
đệm này được sử dụng bởi lệnh READ_PM để lưu kết quả nhận được từ biến tần.
Khi lệnh READ_PM hoàn tất thi đầu ra DONE được thiết lập bằng 1 và đầu ra
ERROR (kích thước byte) chứa kết quả của việc thực hiện lệnh.
Đầu ra VALUE là giá trị thông số đọc về.
* Lệnh USS_WPM_x.

21
Hình 1.5 Lệnh ghi một thông số từ PLC xuống biến tần.
Lệnh USS_WPM_x ghi một giá trị word không dấu vào một thông số xác
định. Lệnh USS_WPM_x hoàn tất khi MicroMaster xác nhận hay khi nhận được
lỗi.
Đầu vào EN phải được thiết lập bằng 1 để cho phép truyền một yêu cầu và
luôn giữ nguyên trạng thái bằng 1 cho đến khi bit DONE được thiết lập báo hiệu sự
hoàn tất. Một yêu cầu USS_WPM_x được truyền đến MicroMaster ở mỗi chu kỳ
quét khi đầu vào XMT_REQ bằng 1. Vì thế XMT_REQ nên được cho qua bộ P (bộ
tách sườn dương) chỉ cho phép một lệnh được truyền đi ở mỗi cạnh lên của đầu vào
EN.
Đầu vào DRIVE là địa chỉ của biến tần MicroMaster mà lệnh USS_WPM_x
được gửi đi. Địa chỉ có giá trị từ 0 đến 31.
Đầu vào PARAM xác định thông số cần ghi. Đầu vào INDEX là giá trị chỉ số
của thông số cần ghi. Đầu ra VALUE là giá trị cần ghi thông số.
Khi đầu vào EEPROM được thiết lập bằng 1 thì lệnh này được ghi vào cả
RAM và EEPROM của biến tần. Khi đầu vào này bị mất đi thì lệnh chỉ được khi
vào RAM của biến tần.
22
Địa chỉ của một bộ đệm 16 – byte phải được đưa vào đầu vào DB_PTR. Bộ
đệm này được sử dụng bởi lệnh USS_WPM_x để lưu kết quả nhận được từ biến tần
MicroMaster.
Khi lệnh USS_WPM_x hoàn tất thì đầu ra DONE được thiết lập bằng 1 và đầu
ra ERROR (byte) chứa kết quả của việc thực hiện lệnh.
1.5. Biến tần MM420.
1.5.1. Giới thiệu chung về họ biến tần MM4XX .
Micro Master MM4XX chính là họ biến tần mạnh mẽ nhất trong dòng các
biến tần tiêu chuẩn. Khả năng điều khiển Vector cho tốc độ và Mômen hay khả
năng điều khiển vòng kín bằng bộ PID có sẵn đem lại độ chính xác tuyệt vời cho
các hệ thống truyền động quan trọng như các hệ thống nâng chuyển, các hệ thống

định vị. Không chỉ có vậy, một loạt khối logic sẵn có lập trình tự do cung cấp cho
người sử dụng sự linh hoạt tối đa trong việc điều khiển hàng loạt các thao tác một
cách tự động. MM4XX là bộ biến đổi tần số dùng điều khiển tốc độ động cơ ba pha
xoay chiều. Có nhiều loại khác nhau từ 120W nguồn vào một pha đến 200kW
nguồn vào ba pha. Các biến tần dùng vi xử lý để điều khiển và dùng transitor lưỡng
cực cửa cách ly. Điều này làm cho chúng đáng tin cậy và linh hoạt. Một phương
pháp điều chế độ rộng xung được chọn cho phép động cơ làm việc êm. Biến tần có
nhiều chức năng bảo vệ.
Biến tần Micro Master với các thông số đặt mặc định của nhà sản xuất, có thể
phù hợp với một số ứng dụng động cơ đơn giản. MM 4XX cũng được dùng cho
nhiều các ứng dụng điều khiển động cơ cấp cao nhờ danh sách các thông số hỗn
hợp của nó.
1.5.2. Cấu tạo chung và nguyên tắc hoạt động.
MM 4XX thay đổi điện áp hay tốc độ cho động cơ xoay chiều bằng cách
chuyển đổi dòng điện xoay chiều cung cấp (AC Supply) thành dòng một chiều trung
gian (DC Link) sử dụng cầu chỉnh lưu thành điện áp xoay chiều cung cấp cho động
23
cơ với giá trị tần số thay đổi. Nguồn cung cấp cho biến tần có thể sử dụng nguồn
xoay chiều một pha (cho công suất thấp), hay sử dụng nguồn xoay chiều ba pha.
Phần điện áp một chiều trung gian chính là điện áp trên các tụ điện, các tụ điện
đóng vai trò san phẳng điện áp một chiều sau chỉnh lưu và cung cấp cho phần
nghịch lưu. Điện áp trên tụ không điều khiển được và phụ thuộc vào điện áp đỉnh
của nguồn xoay chiều cung cấp.
Điện áp một chiều được chuyển thành điện áp xoay chiều sử dụng phương
pháp điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation – PWM) ở mạch nghịch lưu.
1.5.3. Lắp đặt phần điện.
1.5.3.1. Các đầu nối mạch lực.
Có thể tiếp cận với các đầu nối nguồn điện vào và các đầu nối của động cơ
bằng cách tháo các phần vỏ máy phía trước.
Sơ đồ động lực nhìn chung của các loại biến tần đều như nhau ta có thể đấu

như sau:
Hình 1.6. Đầu nối mạch lực.
1.5.3.2. Các đầu nối điều khiển.
24
Hình 1.7 Đầu nối điều khiển của biến tần MM420.
Đầu dây Ký hiệu Chức năng
1 - Đầu nguồn ra +10V
2 - Đầu nguồn ra 0V
3 ADC+ Đầu vào tương tự (+)
4 ADC- Đầu vào tương tự (-)
5 DIN1 Đầu vào số số 1
6 DIN2 Đầu vào số số 2
7 DIN3 Đầu vào số số 3
8 - Đầu ra cách ly +24V/max. 100mA
9 - Đầu ra cách ly 0V/max. 100mA
10 RL1-B Đầu ra số / tiếp điểm NO
11 RL1-C Đầu ra số / chân chung
12 DAC+ Đầu ra tương tự (+)
13 DAC- Đầu ra tương tự (-)
14 P+ Cổng RS485
15 N- Cổng RS485
Bảng 1.8. Chức năng các đầu nối điều khiển.
1.5.3.3.Sơ đồ nguyên lý.
25
Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý của biến tần MM420.