Điều khiển và khống chế lò tạo khí - phần 5 potx

Điều khiển và khống chế lò tạo khí



T.g: Phan Việt C ờng
23

S
5.8
+
= S
5.7
.V
5

S
5.8
-
= S
5.9

S
5.9
+
= S
5.8
.V
5

S
5.9

-
= S
5.10

S
5.10
+
= S
5.9
.V
5

S
5.10
-
= S
5.11

S
5.11
+
= S
5.10
.V
5

S
5.11
-
= S

5.12

S
5.12
+
= S
5.11
.V
5

S
5.12
-
= S
0

5. L u đồ thuật toán .
Căn cứ vào yêu cầu đặt ra , đồng thời dựa vào các hàm điều khiển trên ta có
l u đồ của ch ơng trình điều khiển nh hình II_13 .
6. Lựa chọn thiết bị .
Để lựa chọn thiết bị và ch ơng trình phần mềm cho việc lắp ráp bộ tự động em
đã khảo sát nhiều chủng loại thiết bị và phần mềm điều khiển ch ơng trình của
nhiều hãng đã đặt đại lý tại Việt Nam . Hiện nay ở Việt Nam thiết bị và phần mềm
điều khiển PLC chủ yếu là thuộc 3 hãng nổi tiếng : OMRON (Nhật Bản) ,
SIEMENS (Đức) , GEFANUC (Anh) . Thực tế thấy :
- Tính năng kỹ thuật , độ tin cậy thiết bị và ch ơng trình của các hãng là
t ơng đ ơng nhau , giá cả chênh lệch là không đáng kể .
- Thiết bị của OMRON và GEFANNUC mới vào thị tr ờng Việt Nam, thực
tế thì ch a sử dụng nhiều . Các dịch vụ lắp đặt , bảo hành , t vấn kỹ thuật
ch a chuyên sâu , các văn phòng của 2 hãng này mới chỉ mang tính chất

quảng cáo .
- Thiết bị Siemens đã chiếm lĩnh thị tr ờng Việt Nam từ rất sớm . Hiện tại
có nhiều nhà máy lắp đặt và sử dụng nh : nhà máy xi măng Hoàng
Thạch , thuỷ điện Hoà Bình , nhà máy bia Halida , nhà máy thuốc lá
Thăng Long Về mặt dịch vụ lắp đặt , bảo hành , t vấn kỹ thuật sâu
rộng , do vậy em chọn thiết bị PLC của hãng Siemens .
Cụ thể : - Phần cứng PLC Simatics S7-300 .
- Phần mềm : Step 7 .
Sau đây là các thông số kỹ thuật của thiết bị :
Điều khiển và khống chế lò tạo khí



T.g: Phan Việt C ờng
24

a. CPU Simatics S7-300 : CPU 314 .
- Điện áp nguồn nuôi : 24v
- Điện áp dao động cho phép : 20,4 á 28,8v
- Dòng điện định mức : 1A
- Công suất tiêu hao : 8W
- Bộ nhớ RAM : 24Kb/800 lệnh (1 lệnh = 3 byte)
- Bộ nhớ cơ sở : 2048 bít
- Thời gian thực hiện 1 lệnh : 0,3 ms
- Bộ đếm : 64
- Bộ thời gian :125
- Digital I/O cực đại cho phép : 512
- Analog I/O cực đại cho phép : 64
- Cổng giao tiếp : MPI
- Nối mạng : SINEC L2/L2DP

- Trọng l ợng : 530 gam
- Kích th ớc (dài x cao x rộng) : 80 x125 x120 (mm) .
b. Modul Digital Input .
- Số đầu vào :16
- Điện áp nguồn nuôi :24v
- Điện áp dao động cho phép : 20,4 á 28,8v
- Điện áp vào mức '1' : 11 á 30v
- Điện áp vào mức '0' : -3 á 5v
- Dòng điện vào mức '1' : 7,5 mA
- Công suất tiêu hao : 3,5W
- Trọng l ợng : 200gam
- Kích th ớc (dài x cao x rộng) : 40 x125 x120 (mm) .
c. Modul Digital Ouput
- Số đầu ra : 16
- Điện áp nguồn nuôi : 24v
- Điện áp dao động cho phép : 20,4 á 28,8v
- Điện áp ra mức '1' : 5mA á 0,5A
- Dòng điện tiêu thụ tổng (ở 60
o
) : 2A
Điều khiển và khống chế lò tạo khí



T.g: Phan Việt C ờng
25

- Công suất tiêu hao : 4,9W
- Trọng l ợng : 190gam
- Kích th ớc (dài x cao x rộng) : 40 x125 x120 (mm) .

d. Modul POWER Suply PS 307 PE
(nguồn cung cấp riêng cho mạch vi xử lý)
- Điện áp vào : 120/230v
- Điện áp dao động cho phép : 93 á 132v/187 á264v
- Tần số :50/60Hz
- Dòng điện định mức vào : 2/1A
- Điện áp ra : 24v(5%)
- Dòng cực đại :5A
- Công suất tiêu hao :18W
- Trọng l ợng :740gam
- Kích th ớc (dài x cao x rộng) : 80 x125 x120 (mm) .
Điều khiển và khống chế lò tạo khí



T.g: Phan Việt C ờng
26


Ch ơng III : TìM HIểU Và ứNG DụNG PLC TRONG THIếT Kế Hệ
THốNG ĐIềU KHIểN KHốNG CHế .

A : Tìm hiểu PLC .
III_1: Cấu tao chung của PLC .
Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control) viết tắt là
PLC , là loại thiết bị cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển số thông qua 1
ngôn ngữ lập trình thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số .
Để có thực hiện đ ợc một ch ơng trình điều khiển , PLC phải có tính năng nh
một máy tính , nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU) , một hệ điều hành , bộ nhớ
để l u ch ơng trình điều khiển , dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp đ ợc với

đối t ợng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi tr ờng xung quanh . Bên cạnh
đó nhằm phục vụ bài toán điều khiển số , PLC còn phải có thêm các khối chức
năng đặc biệt khác nh : bộ đếm (Counter) , bộ thời gian (Timer) và những khối
hàm chuyên dụng (hình d ới) .

CPU

Bộ nhớ ch ơng trình

Bộ đệm
vào / ra

Khối vi xử
lý trung
tâm
+
Hệ điều
hành
Timer

Counter

Bít cờ

Cổng vào ra
onboard

Cổng ngắt và

đếm tốc đ

ộ cao

Quản lý ghép nối

Bus của PLC

Điều khiển và khống chế lò tạo khí



T.g: Phan Việt C ờng
27

1. Bộ xử lý trung tâm (CPU) .
Bộ xử lý trung tâm là hạt nhân của PLC , nó thực hiện các phép tính logic , số
học và điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống .
Bộ xử lý gọi các lệnh từ bộ nhớ để thực hiện một cách tuần tự . Theo ch ơng
trình nó xử lý các thông tin đầu vào và chuyển kết quả xử lý đến đầu ra. Trên thực
tế , mọi PLC thế hệ mới đều dựa trên kỹ thuật vi xử lý . Một số PLC còn sử dụng
thêm các bộ vi xử lý chuyên dụng để điều khiển các chức năng , phức tạp nh các
phép tính toán học hay bộ điều chỉnh PID .
2. Bộ nhớ .
Mọi PLC đều dựa trên 2 loại bộ nhớ là : ROM và RAM có dung l ợng tuỳ
thuộc vào thiết kế riêng của từng loại PLC . Việc sử dụng các phần của bộ nhớ phụ
thuộc vào thiết kế hệ thống của nhà sản xuất , tuy nhiên có thể phân chia bộ nhớ
của PLC ít nhất thành 5 vùng sau :
- Bộ nhớ điều hành (Executive Memory)
- Bộ nhớ hệ thống (System Memory)
- Bảng ảnh vào ra (I/O Image Table)
- Bộ nhớ số liệu (Data Memory)

- Bộ nhớ ch ơng trình (User Program Memory)
2.1 Bộ nhớ điều hành .
Bộ nhớ điều hành (hay hệ điều hành) luôn nằm trong ROM , do đ ợc phát
triển bởi nhà sản xuất nên rất ít khi cần thay đổi . Hệ điều hành là một ch ơng trình
ngôn ngữ máy đặt biệt để chạy PLC nó chỉ dẫn cho bộ vi xử lý đọc và hiểu các
lệnh , biểu t ợng do ng ời sử dụng lập trình , theo dõi mọi trạng thái ra và duy trì
giám sát các trạng thái hiện tại của hệ thống .
2.2 Bộ nhớ hệ thống .
Khi hệ điều hành thực hiện nhiệm vụ của mình thì cần một số vùng để l u giữ
kết quả và thông tin trung gian , do đó một phần của bộ nhớ RAM đ ợc dùng cho
mục đích này . Thông th ờng vùng bộ nhớ hệ thống chỉ do hệ điều hành sử dụng .
Một số PLC dùng bộ nhớ hệ thống cho việc l u giữ thông tin liên lạc giữa bộ lập
trình với hệ điêù hành . Ví dụ nh hệ điều hành tạo một mã lỗi chứa trong vùng bộ
nhớ hệ thống , nh vậy trong quá trình thực hiện , ch ơng trình sử dụng có thể đọc
mã lỗi này để xử lý . Mặt khác ng ời sử dụng cũng có thể gửi thông tin cho hệ điều