Bài tập lớn môn PLC Đo cảnh báo lưu lượng ống nước

z
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC
ĐKLT PLC
Giáo viên hướng dẫn :
Nhóm thực hiện :
Lớp:

HÀ NỘI-2013
NHÓM 3 Page 2
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU 5
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6
1.1.Mục đích 6
1.1.2. Mục tiêu của đề tài 6
1.1.3. Giới hạn nghiên cứu của đề tài 6
1.1.4. Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài 6
1.2. Phương pháp đo lưu lượng 7
1.3. Tìm hiểu về PLC S7 200 8
1.3.1 Khái quát về PLC S7 200 8
1.3.2. Giới thiệu về module Analog 12
1.4. S7-200 PC Access 19
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 20
2.1 Lựa chọn thiết bị 20
2.1.1 Biến tần MM440 20

20
23
2.1.2. Cài đặt thông số biến tần MM440 23
2.1.2 Chọn Cảm biến đo lưu lượng 24
2.1.3 Chọn động cơ 25
2.2. Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ đấu dây 25
2.2.1. Sơ đồ khối 25
2.2.2. Sơ đồ đấu dây 26
NHÓM 3 Page 3
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
2.3. Xây dựng thuật toán 27
2.4. Chương trình điều khiển 28
2.5. Thiết kế giao diện giám sát trên Wincc 7.0 30
2.5.1. Giới thiệu Wincc 7.0 30
2.5.2. Cách sử dụng Wincc 7.0 31
2.5.2.1. Tạo mới một Project: 31
2.5.2.2. Tạo Driver kết nối giữa WinCC và PLC: 32
2.5.2.3. Tạo Tag group: 34
2.5.2.4. Tạo tag: 34
2.5.2.5. Tạo picture: 35
Chương 4: Kết quả đề tài 35
4.1.Kết luận nội dung đề tài 35
4.2.Các hạn chế 36
4.3.Biện pháp khắc phục 36
Tài liệu tham khảo 37
NHÓM 3 Page 4
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên
tiến của thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại

hơn.
Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các
đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là những yếu tố
rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngày càng cao
hơn.
Tự động hóa đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Tự động hóa
đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau
cho đến nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hàng ngày. Một trong
những sản phẩm tiên tiến của nó là PLC. Ứng dụng rất quan trọng của ngành
công nghệ tự động hóa là việc điều khiển, giá sát các hệ thống với những thiết bị
điều khiển từ xa rất tinh vi và đạt được năng suất, kinh tế thật cao .
Xuất phát từ những ứng dụng đó, chúng em xin phép được thiết kế một
mạch ứng dụng của PLC, biến tần đó là “điều khiển và cảnh báo lưu lượng
trên đường ống” dùng PLC điều khiển biến tần
Đầu tiên em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo
trong khoa điện, cùng các bạn trong lớp TĐH2 K5 đặc biệt là giảng viên TỐNG
THỊ LÝ - giảng viên khoa điện trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
người đã trực tiếp giảng dạy và cho em kiến thức để hoàn thành đồ án môn học
này. Mong cô góp ý để em hoàn thành bài tập lớn này được tốt hơn sau này.
Em xin chân thành cảm ơn !

NHÓM 3 Page 5
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Mục đích
1.1.1. Mục đích chọn đề tài
Các trạm bơm cung cấp nước với công suất lớn thường được sử dụng
trong khu công nghiệp, khu dân cư, các chung cư, khách sạn và tòa nhà cao
tầng, hệ thống phân phối nước sạch trong mạng lưới cấp nước sinh hoạt, các
trạm cấp nước nông thông… Các trạm bơm nước phổ biến hiện nay đều được

thiết kế theo phương pháp truyền thống với đặc điểm là các bơm được khởi
động trực tiếp sao/ tam giác và tất cả các động cơ đều hoạt động ở tốc độ định
mức. Phương pháp này có nhược điểm chính là tổn hao điện năng lớn và khó
kiểm soát được lưu lượng trong đường ống.
Trên cơ sở những kiến thức được trang bị trên ghế nhà trường, dựa vào
những tính năng ưu việt của PLC và biến tần. Em xin được lựa chọn đề tài
“điều khiển và cảnh báo lưu lượng trên đường ống” với những chức năng cơ
bản giống với một hệ thống biến tần đa bơm.
1.1.2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là điều khiển và cảnh báo lưu lượng trên đường ống
trong đường ống ở một ngưỡng đặt trước thông qua sự điều khiển của PLC đối
với biến tần, hệ thống bơm dựa trên tín hiệu mà cảm biến lưu lượng trong
đường ống đưa về.
1.1.3. Giới hạn nghiên cứu của đề tài
Do kiến thức, thời gian, kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đề tài chỉ
được thực hiện dưới dạng thiết kế một mô hình với 2 bơm có công suất nhỏ.
1.1.4. Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài
Điều khiển tự động là xu thế phát triển tất yếu trong các lĩnh vực công
nghiệp cũng như sinh hoạt bởi những ưu điểm vượt trội của nó. Ở các hệ thống
điều khiển tự động có quy mô vừa và lớn thì PLC được sử dụng làm thiết bị
điều khiển cho toàn hệ thống.
Kết hợp xây dựng một hệ thống điều khiển tự động với các thiết bị điện
tử công suất có ý nghĩa khoa học lớn trong việc xây dựng một hệ thống tự
động hoàn chỉnh cả về chức năng lẫn hiệu quả kinh tế. Đề tài “điều khiển và
cảnh báo lưu lượng trên đường ống ” xây dựng mô hình kết hợp PLC với
biến tần để điều khiển lưu lượng nước trong đường ống một cách tối ưu nhất.
NHÓM 3 Page 6
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
Về mặt thực tiễn, đề tài đi theo hướng phát triển mới cho các hệ thống
cung cấp nước cho các tòa nhà, khu dân cư…, khắc phục được các nhược điểm

trong hệ thống cung cấp nước cũ.
1.2. Phương pháp đo lưu lượng
Lưu lượng và đơn vị đo
Lưu lượng chất lưu là lượng chất lưu chảy qua tiết diện ngang của ống
trong một đơn vị thời gian. Tuỳ theo đơn vị tính lượng chất lưu (theo thể tích
hoặc khối lượng) người ta phân biệt:
- Lưu lượng thể tích (Q) tính bằng m
3
/s, m
3
/giờ
- Lưu lượng khối (G) tính bằng kg/s, kg/giờ
Lưu lượng trung bình trong khoảng thời gian Δt = t
2
- t
1
xác định bởi biểu
thức:
(20.27)
Trong đó ΔV, Δm là thể tích và khối lượng chất lưu chảy qua ống trong
thời khoảng gian khảo sát.
Lưu lượng tức thời xác định theo công thức:
(20.28)
Để đo lưu lượng người ta dùng các lưu lượng kế. Tuỳ thuộc vào tính chất
chất lưu, yêu cầu công nghệ, người ta sử dụng các lưu lượng kế khác nhau.
Nguyên lý hoạt động của các lưu lượng kế dựa trên cơ sở:
- Đếm trực tiếp thể tích chất lưu chảy qua công tơ trong một khoảng thời
gian xác định Δt.
- Đo vận tốc chất lưu chảy qua công tơ khi lưu lượng là hàm của vận tốc.
- Đo độ giảm áp qua tiết diện thu hẹp trên dòng chảy, lưu lượng là hàm phụ

thuộc độ giảm áp.
Tín hiệu đo biến đổi trực tiếp thành tín hiệu điện hoặc nhờ bộ chuyển đổi
điện thích hợp.
Các phương pháp đo lưu lượng:
1. Đo lưu lượng theo nguyên lý chênh áp – Differential Pressure.
2. Đo lưu lượng theo nguyên lý Vortex.
NHÓM 3 Page 7
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
3. Đo lưu lượng theo nguyên lý từ tính.
4. Đo lưu lượng theo nguyên lý chiếm chổ (Positive Displacement Sensor)
5. Đo lưu lượng theo nguyên lý Turbine.
6. Đo lưu lượng theo nguyên lý gia nhiệt.
7. Đo lưu lượng theo nguyên lý Coriolis.

Ở bài này ta sử dụng phương pháp đo lưu lượng theo nguyên lý từ tính:
Nguyên lý đo này được sử dụng với những lưu chất dẫn điện, sử dụng nguyên lý
của máy phát điện: Khi vật liệu dẫn điện đi qua từ trường thì nó sẽ sinh ra điện
áp, lưu lượng càng nhiều thì điện áp sinh ra càng lớn.
Dựa theo nguyên lý trên thì thiết bị đo sẽ có hai cuộn dây đặt đối xứng
phát ra từ trường và điện áp cảm ứng do sự di chuyển của lưu chất sẽ được cảm
ứng bởi một sensor, sensor này sẽ chuyển đổi điện áp cảm ứng thành tín hiệu
điện (4-20mA; 1-5V ) tỉ lệ với lưu lượng của lưu chất. Chú ý rằng lưu chất phải
được cách ly với ống dẫn.
1.3. Tìm hiểu về PLC S7 200
1.3.1 Khái quát về PLC S7 200
a.Giới thiệu về PLC
- PLC ( Programmable Logic Controller ): Bộ điều khiển lập trình, PLC
được xếp vào trong họ máy tính, được sử dụng trong các ứng dụng công
nghiệp và thương mại. S7-200 là thiết bịcủa hãng Siemens, cấu trúc theo kiểu
modul có các modul mở rộng.

- Toàn bộ nội dung chương trình được lưu trong bộ nhớ của PLC, trong
trường hợp dung lượng bộ nhớ không đủ ta có thể sử dụng bộ nhớ ngoài để lưu
chương trình và dữ liệu(Catridge )
- Dòng PLC S7-200 có hai họ là 21X ( loại cũ) và 22X ( loại mới), trong đó
họ 21X không còn sản xuất nữa.Họ 21X có các đời sau:210, 212, 214, 215-2DP,
216; họ 22X có các đời sau:221, 222, 224, 224XP, 226, 226XM
- PLC đặt biệt sử dụng trong các ứng dụng hoạt động logic điều khiển
chuổi sự kiện
- PLC có đầy đủ chức năng và tính toán như vi xử lý. Ngoài ra, PLC có
tích hợp thêm một số hàm chuyên dùng như bộ điều khiển PID, dịch chuyển
khối dữ liệu, khối truyền thông,…
- PLC có những ưu điểm:
+ Có kích thước nhỏ, được thiết kế và tăng bền để chịu được rung động,
nhiệt, ẩm và tiếng ồn, đáng tin cậy.
NHÓM 3 Page 8
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
+ Rẻ tiền đối với các ứng dụng điều khiển cho hệ thống phức tạp.
+ Dễ dàng và nhanh chống thay đổi cấu trúc của mạch điều khiển.
+ PLC có các chức năng kiểm tra lỗi, chẩn đoán lỗi.
+ Có thể nhân đôi các ứng dụng nhanh và ít tốn kém.
Cấu trúc bên trong của PLC
NHÓM 3 Page 9
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
Một hệ thống lập trình cơ bản phải gồm có 2 phần: Khối xử lý trung tâm
(CPU: Central Processing Unit) và hệ thống giao tiếp vào/ra ( I/O)
Mô tả các đèn báo trên S7-200:
- SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu khi PLC có hỏng hóc.
- RUN (đèn xanh): Đèn xanh sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ làm việc
và thực hiện chương trình nạp ở trong máy.
- STOP (đèn vàng): Đèn vàng sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ dừng,

không thực hiện chương trình hiện có.
- Ix.x (đèn xanh)chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Ix.x. Đèn sáng
tương ứng mức logic là 1.
- Qx.x (đèn xanh): chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Qx.x. Đèn sáng
tương ứng mức logic là 1.
NHÓM 3 Page 10
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
Cách đấu nối ngõ vào ra PLC:
Cổng truyền thông:
Chân 1: nối đất.
Chân 2: nối nguồn 24VDC.
Chân 3: truyền và nhận dữliệu.
Chân 4: không sửdụng.
Chân 5: đất
Chân 6: nối nguồn 5VDC
Chân 7: nối nguồn 24VDC.
Chân 8: Truyền và nhận dữliệu.
Chân 9: không sử dụng.
b. Giới thiệu về PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY
Với đề tài này em sử dụng PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY
Thông tin: - Nguồn cấp: 85-264VAC. 47-63Hz
- Kích thước: 120.5mm x 80mm x 62mm
- Dung lượng bộ nhớ chương trình: 4096 words
- Dung lượng bộ nhớ dữ liệu: 2560 words
NHÓM 3 Page 11
Bài tập lớn mơn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
- Bộ nhớ loại EEFROM
- Có 14 cổng vào, 10 cổng ra.
- Có thể thêm vào 7 modul mở rộng kể cả modul Analog.
- Tốc độ xử lý một lệnh logic Boole 0.37µs

- Có 256 timer , 256 counter, các hàm số học trên số ngun và sốn thực.
- Có 6 bộ đếm tốc độ cao, tần số đếm 20 KHz
- Có 2 bộ điều chỉnh tương tự.
- Các ngắt: phần cứng, theo thời gian, truyền thơng,…
- Đồng hồ thời gian thực.
- Chương trình được bảo vệ bằng Password.
- Tồn bộ dung lƣợng nhớ khơng bị mất dữ liệu 190 giờ khi PLC bị mất
điện.
- Xuất sứ: Siemens Germany

- CPU được cấp nguồn 220VAC.Tích hợp 14 ngõ vào số (mức 1 là 24Vdc,
mức 0 là 0Vdc). 10 ngõ ra dạng relay.
Cách đấu nối S7-200 và các module mở rộng:
- S7-200 và module vào/ra mở rộng được nối với nhau bằng dây nối. Hai
đầu dây nối được bảo vệ bên trong PLC và module.Chúng ta có thể kết nối PLC
và module sát nhau để bảo vệ hồn tồn dây nối. CPU224 cho phép mở rộng tối
đa 7 module.
1.3.2. Giới thiệu về module Analog.
PLC S7-200 có các module analog mở rộng như sau:
• EM 231: gồm có 4 ngõ vào analog.
NHĨM 3 Page 12
Bài tập lớn mơn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
• EM 232: gồm có 2 ngõ ra analog.
• EM 235: gồm có 4 ngõ vào và 1 ngõ ra analog.
a. Đặc tính chung
• Trở kháng vào input >= 10MΩ.
• Bộ lọc đầu vào input –3Db tại 3.1Khz.
• Điện áp cực đại cung cấp cho module: 30VDC.
• Dòng điện cực đại cung cấp cho module: 32mA.
• Có LED báo trạng thái.

• Có núm chỉnh OFFSET và chỉnh độ lợi (GAIN).
b. Đầu vào
•Phạm vi áp ngõ vào: +/- 10V.
•Phạm vi dòng điện ngõ ra: 0 -> 20mA.
•Có các bộ chuyển đổi ADC, DAC (12 bit).
•Thời gian chuyển đổi analog sang digital : <250µs.
•Đáp ứng đầu vào của tín hiệu tương tự: 1.5ms đến 95%.
•Chế độ Mode chung: Điện áp vào đầu cộng của chế độ Mode chung
nhỏ hơn hoặc bằng 12V.
•Kiểu dữ liệu đầu vào input:
 Kiểu không dấu (đơn cực) tầm từ 0 đến 32000,
 Kiểu có dấu (đa cực) tầm từ –32000 đến 32000.
c. Đầu ra
• Phạm vi áp ngõ ra : +/- 10V.
• Phạm vi dòng điện ngõ ra: 0 -> 20mA.
• Độ phân giải:
 Điện áp: 12 bit.
 Dòng điện: 11 bit.
• Kiểu dữ liệu đầu ra:
Kiểu dữ liệu không dấu (đơn cực): từ 0 đến 32000.
Kiểu dữ liệu có dấu (đa cực): từ –32000 đến 32000.
• Thời gian gửi tín hiệu đi:
 Điện áp: 100us.
 Dòng điện: 2ms.
Sơ đồ kết nối với các thiết bò ngoại vi, sử dụng theo dạng áp và dòng:
NHĨM 3 Page 13
Bài tập lớn mơn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
Có các contact (switch) để lựa chọn phạm vi áp ngõ vào (contact ở một
trong hai vò trí ON và OFF). Contact 1 lựa chọn cực tính áp ngõ vào: ON đối
với áp đơn cực, OFF với áp lưỡng cực; contact 2, 3, 4, 5, 6 chọn phạm vi điện

áp.
Các bước chỉnh đầu vào.
 Tắt nguồn Module, chọn tầm đầu vào mong muốn.
 Bật nguồn lên cho CPU và Module sau đó để cho hoạt động ổn đònh
trong 15 phút.
 Sử dụng transmitter, nguồn dòng hoặc áp chuẩn dùng để đưa tín hiệu
giá trò chuẩn zero vào 1 trong các đầu vào.
 Đọc giá trò vào PLC bằng kênh đầu vào thích hợp.
NHĨM 3 Page 14
Bài tập lớn mơn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
 Chỉnh giá trò OFFSET có thể cho đến khi giá trò đọc vào là zero hoặc
nhận ra giá trò dữ liệu số.
 Đặt giá trò tín hiệu toàn tầm đo vào ngõ vào, đọc giá trò mà CPU nhận
được.
 Chỉnh độ lợi có thể cho đến khi giá trò đọc được là 32.000 hay nhận
được giá trò dữ liệu số.
 Ngắn mạch đầu vào các ngõ vào khơng sử dụng.
 Tránh gọt các đầu dây quá nhọn.
 Lặp lại các quá trình, chỉnh Gain và Offset cho đến khi đạt yêu cầu.
Sơ đồ chỉnh độ lợi (GAIN) và OFFSET:
Switch chỉnh chọn điện áp hoặc dòng ngõ vào đối với module EM 231.
Switch chỉnh chọn điện áp hoặc dòng ngõ vào đối với module EM 235.
NHĨM 3 Page 15
Bài tập lớn mơn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
Switch chỉnh chọn độ lợi, đơn cực hoặc lưỡng cực và độ suy giảm
(attenuation)
Sơ đồ khối các ngõ vào của EM 235 và EM 231.
NHĨM 3 Page 16
Bài tập lớn mơn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
Tín hiệu tương tự được đưa vào các đầu vào A+, A-, B+, B-, C+, C-, sau

đó qua các bộ lọc nhiễu, qua bộ đệm, bộ suy giảm, bộ khuếch đại rồi đưa
đến khối chuyển đổi ADC, chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số 12
bit. 12 bit dữ liệu này được đặt bên trong word ngõ vào analog của CPU như
sau:
12 bit dữ liệu ra từ bộ chuyển đổi ADC được canh trái đều (left justified)
trong word dữ liệu ngõ ra. Bit MSB là bit dấu: “0” dùng để diễn tả giá trò
word dữ liệu dương, “1” dùng để diễn tả giá trò word dữ liệu âm.
Sơ đồ khối các ngõ vào của EM 235:
NHĨM 3 Page 17
Bài tập lớn mơn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
12 bit dữ liệu được đặt bên trong word ngõ ra analog của CPU như sau:
12 bit dữ liệu trước khi đưa vào bộ chuyển đổi DAC được canh trái đều
(left justified) trong word dữ liệu ngõ ra. Bit MSB là bit dấu: “0” diễn tả giá
trò từ dữ liệu dương. 4 bit thấp có giá trò 0 được loại bỏ trước khi từ dữ liệu
này được đưa vào bộ chuyển đổi DAC, các bit này không ảnh hưởng đến giá
trò ở ngõ ra.
Các chú ý khi cài đặt ngõ ra analog.
 Chắc chắn rằng nguồn 24VDC cung cấp không bò nhiễu và ổn đònh.
 Xác đònh được Module.
 Dùng dây cảm biến ngắn nhất nếu có thể.
 Sử dụng dây bọc giáp cho cảm biến và dây chỉ dùng cho một mình
cảm biến thôi.
 Tránh đặt các dây tín hiệu song song với dây có năng lượng cao. Nếu
hai dây bắt buộc phải gặp nhau thì bắt chéo chúng về góc bên phải.
 Với đề tài này em sử dụng module EM235
NHĨM 3 Page 18
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
1.4. S7-200 PC Access.
PC Access là một OPC Server dành riêng cho PLC Simatic S7-200. PC
Access có thể làm việc với bất kỳ chuẩn OPC Client như : Excel Client,

Protool/Pro Client, Visual Basic Client. S7-200 PC Access giúp cho việc thiết
lập và xác định cấu hình của mạng làm việc một cách dễ dàng và đơn giản.
Những tiện ích của PC ACCESS :
- Xây dựng một OPC Test Client.
- Có thể đưa Excel Client vào để có thể quan sát được những bảng
tính.
- Cung cấp giao diện chuẩn cho bất kỳ OPC Client.
- Tích hợp bảng biểu tượng Micro/Win bao gồm biểu tượng nhận xét.
- Làm đơn giản giao diện người dùng (User Interface) giúp cho việc
cài đặt và xác định cấu hình nhanh chóng.
- Time Stamp cho biết thời gian mỗi tag được cập nhật
- Sự cải tiến trong việc chọn lựa. Chẳng hạn như việc thông báo
giới hạn trên (Hight) và dưới (Low).
- Có thể làm việc với tất cả các kiểu dữ liệu của PLC S7-200.
- Không hạn chế số lượng Item được đọc hay viết.
- PC Access cung cấp phương thức để những bộ điều khiển nhỏ có
thể cải tiến về :
• Các thao tác.
• Sự phục vụ.
- Sự bảo dưỡng các máy móc, những chương trình ứng dụng và khả
năng
thực hiện dễ dàng .

Sự cải tiến này làm cho việc truy cập dữ liệu, điều khiển và giám
sát được
thực hiện một cách dễ dàng.
NHÓM 3 Page 19
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1 Lựa chọn thiết bị.

2.1.1 Biến tần MM440
Với mô hình này em sử dụng biến tần MM440 của siemens
Micromaster 440 là loại biến tần mạnh mẽ nhất trong dòng các biến tần
tiêu chuẩn. Khả năng điều khiển vector ổn định tốc độ 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 nâng chuyển, các hệ thống định vị. Không
chỉ có vậy, một loạt khối Logic có sẵn lập trình tự do cung cấp cho người dùng
sự linh hoạt tối đa trong việc điều khiển hàng loạt thao tác một cách tự động.
Nét nổi bật của MICROMASTER 440:
- Thiết kế nhỏ gọn và dễ dàng lắp đặt.
- Điều khiển Vector vòng kín (Tốc độ/Moment).
- Có nhiều lựa chọn truyền thông: PROFIBUS, Device Net, CANopen.
- 3 bộ tham số trong 1 nhằm thích ứng biến tần với các chế độ hoạt động khác
nhau.
- Định mức theo tải Moment không đổi hoặc Bơm, Quạt.
- Dự trữ động năng để chống sụt áp.
- Tích hợp sẵn bộ hãm dùng điện trở cho các biến tần đến 75kW.
- 4 tần số ngắt quãng tránh cộng hưởng lên động cơ hoặc lên máy.
- Khởi động bám khi biến tần nối với động cơ quay.
NHÓM 3 Page 20
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
- Tích hợp chức năng bảo vệ nhiệt cho động cơ dùng PTC / KTY.
- Khối chức năng Logic tự do: AND, OR, định thời, đếm.
- Moment không đổi khi qua tốc độ 0.
- Kiểm soát Moment tải.
Thông số của MM440
1.Công suất định mức:
• Công suất từ 0.37 KW đến 200 Kw đối với điện áp vào 3 pha AC 380V
-480V.
• Công suất từ 0.12Kw đến 3.0kw đối với điện áp vào 1 pha 200V - 240V.

• Công suất từ 0.12kw đến 45.0kw đối với điện áp vào 3 pha 200V - 240V.
2.Điện áp định mức ngõ ra:
3 pha 220VAC hoặc 380VAC tuỳ theo chon mã hàng.
Tần số ngõ ra từ 0Hz đến 650Hz.
3.Các đầu đấu nối vào và ra:
• 6 đầu vào số
• 2 đầu vào tương tự
• 3 đầu ra rơle
• 2 đầu ra tương tự
• 1 cổng RS485
• 15 cấp tần số cố định
• Có tích hợp bộ điều khiển PID
• Có chức năng hãm DC, hãm tổ hợp và hãm bằng điện trở hay hảm động
năng.
- Phương pháp điều khiển:
• V/f tuyến tính
• V/f bình phương
• V/f đa điểm
• Điều khiển dòng từ thông
NHÓM 3 Page 21
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
• Điều khiển vecter
• Điều khiển Momen.
Chức năng bảo vệ:
• Quá tải
• Thấp áp
• Quá áp
• Chạm đất
• Ngắn mạch
• Quá nhiệt động cơ, quá nhiệt biến tần

- Các tuỳ chọn khác như: Bảng điều khiển BOP, AOP, bộ phụ kiện lắp BOP trên
cánh tủ, bộ ghép nối PC, đĩa CD cài đặt, modul profibus, bộ lọc đầu vào, bộ lọc
đầu ra, đặc biệt là có thể gắn modul encoder 
* Ứng dụng:
Cho các ứng dụng cao cấp điều khiển chính xác (Cần trục, cầu trục, máy nâng
hạ, cân động, máy đùn ) với công suất nhỏ hơn 250KW.
Chú ý: MM40 cuyên ứng dụng cho các Momen không đổi và các momen thay
đổi theo tốc độ.
Sơ đồ đấu dây của biến tần MM440:
NHÓM 3 Page 22
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
2.1.2. Cài đặt thông số biến tần MM440.
 Sau khi đưa tín hiệu PLC vào biến tần. Ta tiến hành cài đặt một số
thông số của nó, điều khiển tốc độ máy bơm nước 1, nhằm ổn định áp suất trên
đường ống.
 Đưa tín hiệu tương tự AQW0 vào đầu vào analog số 1 (+), chân số
3 của Biến tần.
 Cài đặt thông số cho biến tần điều chỉnh tốc độ máy bơm.
• P0300 = 1( Động cơ không đồng bộ)
• P0304 = điện áp định mức động cơ (V).
• P0305 = dòng điện định mức động cơ (A)
• P0307= công suất định mức động cơ( kW hoặc hp). Nếu P0100=0 hoặc 2
là kW, nếu P0100=1 là hp
NHÓM 3 Page 23
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
• P0308 =hệ số cos ϕ định mức của động cơ.
• P0309= hiệu suất định mức động cơ (%)
• P0310= tần số định mức động cơ ( Hz).
• P0311= tốc độ định mức động cơ (V/ph)
• P1000 =2(lựa chọn điểm đặt tần số :điểm đặt tương tự)

• P1080 = 0 Hz(tần số nhỏ nhất)
• P1082 = 50 Hz( tần số lớn nhất)
• P1120 = 10s (thời gian tăng tốc)
• P1121 = 10s (thời gian giảm tốc)
P0756 = 0( đầu vào tương tự ADC kiểu điện áp đơn cực từ 0–10V)
2.1.2 Chọn Cảm biến đo lưu lượng.
Mag 5000 là bộ chuyển đổi tín hiệu dùng cho các dòng cảm biến đo lưu
lượng Mag 1100, Mag 1100F, Mag 5100W, Mag 3100W, và Mag 3100. Bộ
chuyển đổi tín hiệu này có độ chính xác cao 0.5% và giá rẻ, nó dùng kèm với
các cảm biến lưu lượng trong các ứng dụng thông thường và không yêu cầu
chức năng định mẻ (Batching controller)
+ Độ chính xác 0.5%.
+ Không có chức năng định mẻ (Batching controller).
+ Hiển thị lưu lượng tức thời và lưu lượng tổng, có thể hiển thị lưu lượng
tổng theo chiều thuận, ngược của dòng chảy và lưu lượng tuyệt đối. Có thể tuỳ
chọn không có màn hình hiển thị.
+ Tín hiệu ra: Một tín hiệu ra tương tự 4-20 mA, một tín hiệu ra xung, một
tín hiệu ra Relay.
+ Nguồn cung cấp: Có thể chọn DC 11…30V, AC 11 … 24V hoặc AC
115… 230 V.
+ Cảm biến tương thích: Mag 5100W, Mag 3100, Mag 3100W, Mag 1100,
Mag 1100F. Mag 5000 có thể lắp trực tiếp (compact) hoặc lắp từ xa với Sensor
ở mọi kích cỡ.
+ Chuẩn truyền thông có thể chọn Hart
NHÓM 3 Page 24
Bài tập lớn môn: ĐKLT PLC KHOA ĐIỆN
2.1.3 Chọn động cơ.
 Với đề tài này em chọn động cơ không đồng bộ có thông số sau:
Động cơ không đồng bộ 3 pha Vihem 0.37KW
• Hãng sản xuất: VIHEM

• Xuất xứ: Vietnam
• Công suất (kW): 0.37
• Momen đầu trục cực đại (Nm): 0
2.2. Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ đấu dây.
2.2.1. Sơ đồ khối.
Quá trình điều khiển chủ yếu được thực hiện từ PLC. PLC nhận tín hiệu
analog từ cảm biến lưu lượng (được gắn trên đường ống chính) đưa về, sau
khi PLC sử lý tín hiệu đó bằng logic, PLC sẽ ra quyết định điều khiển biến
tần bằng tín hiệu analog ở ngõ ra; biến tần sẽ tự động thay đổi tần số theo tín
hiệu analog đó, từ đó thay đổi tốc độ bơm, vì thế việc khống chế áp lực trên
đường ống trở nên dễ dàng hơn nhiều.
- Bộ điều khiển PLC: CPU 224 AC-DC-Relay và Module Analog EM 235
của Siemens, Module Analog EM 235 dùng để nhận tín hiệu từ cảm biến áp
suất chuyển đổi tín hiệu đưa về PLC để xử lý, sau khi xử lý xong thì Modul
Analog EM 235 sẽ nhận tín hiệu từ PLC để điều khiên biến tần MM440.
- Cảm biến áp suất wise 0~5 bar ngõ ra 4-20mA đo áp suất đường ống và
chuyển đổi để đưa về CPU của S7-200.
Ta dùng cổng truyền thông RS485 để kết nối giữa PLC và máy tính.
Nhưng do cổng truyền thông của máy tính là RS232 lên do đó cần phải có
một bộ chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 của PLC.
NHÓM 3 Page 25