Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha sử dụng PLC s7-200 và biến tần MM 420

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ-KỸ
THUẬT CÔNG NGHIỆP
Khoa: Điện
š&›

BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC :
TÊN ĐỀ TÀI: " ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG
ĐỒNG BỘ BA PHA SỬ DỤNG PLC S7-200 VÀ BIẾN TẦN
MM420".

Giảng viên hướng dẫn:
1. Thân Văn Ước

Nam Định, 2016


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………….…...1
CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN
TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA SỬ DỤNG PLC S7-200 VÀ
BIẾN TẦN MM420……..………..………………………………………......6
1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ KĐB ba pha…………..…......6
1.1. Cấu tạo…………………………………………………………………6
1.1.1 Cấu tạo phần tĩnh
1.1.2 Cấu tạo phần quay
1.1.3 Khe hở
1.2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ kđb ba pha……………...7
1.2.1 Điều chỉnh bằng cách thay đổi số đôi cực
1.2.2 Điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số

1.2.3 Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato
1.1.4 Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện trở mạch roto của động cơ roto
dây cuốn.
GIỚI THIỆU MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM…………………………………9
-Sơ đồ mô hình, giới thiệu qua phần mềm, phần cứng.
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 VÀ BIẾN TẦN MM420…...15
2.1 Các thành phần chính của PLC S7200………………………………….......15
2.1.1Modul CPU S7-200
2.1.2 Modul mở rộng.
2.2 Các nguyên tắc lập trình PLC S7200…………………………………..........15
2.2.1 Chu trình hoạt động của S7-200
2.2.2 Phần mềm lập trình
2.2.3 Chọn kiểu làm việc cho CPU.
2.3 Các lệnh cơ bản trong PLC S7200…………………………………………..17
Lệnh Load ( L,D)
Lệnh Load Not (LDN)
Lệnh Output
Các Lệnh Ghi Xóa Các Giá Trị Tiếp Điểm
Lệnh SET và RESET
Các Lệnh Điều Khiển Timer
2.4 Giới thiệu về biến tần………………………………………………...……...19
2.4.1 Nguyên Lý Hoạt Động Của Biến Tần
2.4.2 Nguyên lý chung của biến tần minh họa như hình
2.5 Biến tần MicroMaster 420………………………………………………...20
2.5.1Giới thiệu chung
2.5.2 Sơ đồ nguyên lý
Page 1


2.5.3 Panel Vận Hành

CHƯƠNG III : ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI SỬ DỤNG PLC S7200
VÀ BIẾN TẦN MM420……………………………..27
3.1 Giới thiệu bài toán……………………………………………………...........27
Sơ đồ mô hình băng tải
Phân tích bài toán.
3.2 Lắp đặt thiết kế chương trình điều khiển……………………………...........29
Xác định tín hiệu vào/ra quy định địa chỉ
Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào/ra PLC
Phân tích bài toán
Đấu nối rơ-le với biến tần MM420
Cài đặt thông số biến tần
Lập chương trình điều khiển.kế và mô phỏng trên phần mềm WinCC
3.3 Thiết kế và mô phỏng trên phần mềm WinCC………………………………35
3.4 Nạp trương trình vào PLC S7-200…………………………………………..36
3.5 Kết quả mô hình chạy thực nghiệm………………………………………….38
KẾT LUẬN……………………………………………………………

Page 2


DANH MỤC HÌNH VẼ.
Hình 1.1 Khối nguồn AC/DC.
Hình 1.2 Bộ điều khiển PLC S7-200 CPU224/AC/DC/RL.
Hình 1.3 Biến tần MicroMaster MM420.
Hình 1.4 Hệ truyền động ĐC-KĐB 3 pha - Băng truyền.
Hình 1.5 Các thông số DC-KĐB 3 pha.
Hình 1.6 Cảm biến quang khuếch tán.
Hình 1.7 Khối role trung gian.
Hình 1.8 Sơ đồ mô hình thực nghiệm.
Hình 2.1 Mạch điều khiển IGBT.

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý MM420 .
Hình 2.3 Các loại Panel vận hành.
Hình 3.1 Mô hình Băng tải.
Hình 3.2 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào /ra PLC
Hình 3.3 Mô phỏng trên phần mềm WinCC.
Hình 3.4 Xóa chương trình cũ trong PLC S7-200.
Hình 3.5 Nạp chương trình cho PLC S7-200.
Hình 3.6 – 3.7 Kết quả mô hình chạy thực nghiệm.

Page 3


Page 4


KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AC

Nguồn xoay chiều

DC

Nguồn một chiều

ĐC-KĐB

Động cơ 3 pha không đồng bộ

PLC

Bộ điều khiển khả trình S7-200

CB

Cảm biến

MM420

Biến tần MicroMaster MM420

RL

Role trung gian

Page 5


LỜI NÓI ĐẦU
Xuất phát từ nhu cầu ứng dụng động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha trong các
dây truyền sản xuất công nghiệp…Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa
học kĩ thuật, ngày nay vấn đề sử dụng các thiết bị lập trình điều khiển máy móc, dây
chuyền sản xuất một cách hiện đại hóa toàn diện đang được phát triển và áp dụng
rộng rãi để đáp ứng được yêu cầu của nền sản xuất tự động hóa cao.
 Mục tiêu của đề tài:
Nhóm tác giả mong muốn xây dựng một mô hình trực quan giúp sinh viên có điều
kiện thực tập trên mô hình thực, tiếp cận được các thiết bị công nghiệp hiện đại:
PLC, Biến tần, WinCC… nâng cao tầm hiểu biết, cũng như tri thức về hệ thống
điều khiển trong quá trình sản xuất, các khâu hoạt động của hệ thống gồm động cơ
không đồng bộ xoay chiều 3 pha – băng tải – Biến tần - PLC S7-200 - máy tính, góp

phần phục vụ công tác giảng dạy các bộ môn chuyên ngành: SCADA, Lập trình
PLC…
Mô hình điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha được cấu
thành từ những thiết bị, linh kiện điện, cơ khí. Quá trình hoạt động rất quen thuộc
trong lĩnh vực sản xuất. Khi tìm hiểu và vận hành hệ thống giúp sinh viên có kiến
thức cần thiết để thiết kế các hệ thống điều khiển tự động hóa trong thực tế sản xuất
tại các xí nghiệp công nghiệp.
 Phương pháp nghiên cứu :
Sử dụng phương pháp phân tích, tổng hợp và thực nghiệm để thực hiện đề tài.
 Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu thiết kế mô hình điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ xoay
chiều 3 pha sử dụng PLC và Biến tần.
- Xây dựng mô hình điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ xoay chiều 3
pha.
- Điều khiển lập trình bằng PLC S7-200 và Biến tần và kết nối mô phỏng trên
WinCC.
 Bố cục trình bày nội dung chính đề tài chia thành 3 chương:
Chương 1 : Nghiên cứu thiết kế mô hình mô hình điều khiển tốc động cơ
không đồng bộ xoay chiều 3 pha. .
Chương 2 : Tổng quan và ứng dụng PLC S7-200 và Biến tần Siemens.
Chương 3 : Thiết kế chương trình điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ
xoay chiều 3 pha và mô phỏng trên WinCC.

Page 6


CHƯƠNG 1
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG
CƠ XOAY CHIỀU BA PHA
1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG

ĐỒNG BỘ BA PHA.
1.1 CẤU TẠO
1.1.1 Cấu tạo phần tĩnh ( stator).
Gồm vỏ máy, lõi thép và dây quấn.
a) Vỏ máy:
Thường làm bằng gang. Đối với máy có công suất lớn (1000kW), thường dùng thép
tấm hàn lại thành vỏ. Vỏ máy có tác dụng cố định và không dùng để dẫn từ.
b) Lõi săt:
Được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0.35mm đến 0.5mm ghép lại. Lõi sắt
là phần dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường xoay chiều, nhắm giảm tổn
hao do dòng điện xoáy gây nên, mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện.
Mặt trong của lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn.
c) Dây quấn:
Dây quấn được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt. Dây
quấn stator gồm có 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120o điện.
1.1.2 Cấu tạo phần quay ( Roto).
a) Trục:
Làm bằng thép, dùng để đỡ roto.
b) Lõi sắt :
Gồm các lá thép kỹ thuật điện giống như ở phần stato. Lõi thép được ép trực tiếp
lên trục. Bên ngoài lõi sắt có xẻ rãnh để đặt dây quấn.
c) Dây quấn roto:
Gồm hai loại: Loại roto dây quấn và loại roto kiểu lồng sóc.
• Loại roto dây quấn: Dây quấn roto giống dây quấn stato và có số cực bằng
số cực stato. Các động cơ công suất trung trở lên thường dùng dây quấn kiểu
sóng hai lớp để giảm được những đầu nối dây và kết cấu dây quấn roto chặt
chẽ hơn. Các động cơ công suất nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm 1 lớp.
Dây quấn 3 pha của roto thường đấu hinh sao (Y). Ba đầu kia nối và 3 vòng
trượt bằng đồng đặt cố định ở đầu trục. Thông qua chổi than và còng trượt,
đưa điện trở phụ vào mạch roto nhằm cải thiện tính năng mở máy và điều

chỉnh tốc độ.

Page 7


• Loại roto lồng sóc: Loại dây quấn này khác với dây quấn stato. Mỗi rãnh
của lõi sắt được đặt một thanh động hoặc thanh nhôm và được nối tắt lại ở
hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch, làm thành một cái lồng người ta gọi đó là
lông sóc. Dây quấn roto kiểu lồng sóc không cách điện với lõi sắt.
1.1.3 . Khe hở.
Khe hở trong động cơ không đồng bộ rất nhỏ( 0.2mm - 1mm). Do đó roto là một
khối tròn nên roto rất đều.
1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ.
Khi nối dây quấn stato vào lưới điện xoay chiều ba pha, trong động cơ sẽ sinh ra
một từ trường quay n1. Từ trường quét qua các thanh dẫn roto, làm cảm ứng trên
dây quấn roto một sức điện động E2 sẽ sinh ra dòng điện I2 chạy trong dây quấn.
Chiều của sực điện động và chiều dòng điện được xác định theo quy tắc bàn tay
phải. Dòng điện I2 tác động tương hỗ với từ trường stato tạo ra lực điện từ trên dây
dẫn dẫn roto và moomen quay làm cho roto quay với tốc độ n theo chiều quay của
từ trường. Tóc đọ quay của roto n luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường stato n1. Có sự
chuyển động tương đối giữa roto và từ trường quay stato duy trì được dòng điện I2
và moomen M. Vì tốc độ của roto khác với tốc độ của từ trường quay stato nên gọi
là động cơ không đồng bộ.
2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG
BỘ BA PHA.
Trên stato: thay đổi điện áp đưa vào dây quấn stato, thay đổi số đôi cực của dây
quấn stato hay thay đổi tần số nguồn.
Trên rôto: thay đổi điện trở roto hoặc nối nối tiếp trên mạch điện roto một hay nhiều
máy điện phụ gọi là nối cấp.
2.1. Điều chỉnh tốc độ 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, vì vậy thay đổi tốc độ chỉ có thể thay đổi từng cấp một không bằng
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 độ
theo tỷ lệ 2:1.
Trên rãnh stato đặt 2 dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau, thường để đạt 2 tốc
độ theo tỷ lệ 4:3 hoặc 6:5
Trên rãnh stato có đặt 2 dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau, mỗi dây quấn lại
có thể đổi cách nối để có số đôi cực khác nhau.

Page 8


Dây quấn rôto trong động cơ không đồng bộ rôto dây quấn có số đôi cực bằng số
đôi cực của dây quấn stato, do đó khi đấu lại dây quấn stato để có số đôi cực khác
nhau thì dây quấn rôto cũng phải đấu lại như vậy không tiện lợi.
Ngược lại, dây quấn roto lồng sóc thích ứng với bất kì só đôi cực nào của dây quấn
stato, do đó thích hợp cho động cơ điện thay đổi số đôi cực để điều chỉnh tốc độ.
Mặc dù điều chỉnh tốc độ nhảy cấp, nhưng có ưu điểm giữ nguyên độ cứng của đặc
tính cơ.
2.2. Điều chỉnh tôc độ 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=4.44.f1.W1.Kdq.Ømax ta nhận thấy max tỷ lệ thuận với
E1/f1
Người ta mong muốn giữ cho Ømax= const
Muốn vậy phải điều chỉnh đồng thời cả E/f , có nghĩa là phải sử dụng một nguồn
điện đặc biệt , đó là các bộ biến tần công nghiệp.
Do sự phát triển mạnh mẽ của kĩ thuật vi điện tử và điện tử công suất, các bộ biến
tần ra đời đã mở ra một triển vọng lớn trong lĩnh vực điều khiển động cơ xoay chiều

bằng phương pháp tần số. Sử dụng biến tần để điều khiển động cơ theo các quy luật
khác nhau ( quy luật U/f, điều khiển véc tơ..) đã tạo ra những hệ điều khiển tốc độ
động cơ có các tính năng vượt trội.
2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato.
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 S th sẽ không còn Mmax giảm tỉ lệ
với U2.
Phương pháp này chỉ thực hiện khi máy mang tải, con khi máy không mang tải mà
giảm điện nguồn, tốc độ gần như không đổi.
2.4. Điều chỉnh tốc độ 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 được vào dây quấn
rôto
Với một mômen tải nhất định, điện trở phụ càng lớn thì hệ số trượt ở điểm làm việc
càng lớn ( từ a đén b rồi c ), nghĩa là tốc độ càng giảm xuống. Vì mômen tỷ lệ với
công suất điện trở Pđt, nên ta có : (r2/s2)= ((r2+rf)/s)

Page 9


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 vào không đổi nên
hiệu suất giảm, đây là nhược điểm của phương pháp này. Mặt khác, tốc độ điều
chỉnh nhiều hay ít còn phụ thuộc vào tải lớn hay nhỏ.

3. Giới thiệu mô hình thực nghiệm.
3.1 Khối nguồn.
Khối nguồn.
Khối nguồn có nhiệm vụ như sau:
Cấp nguồn 220V AC cho PLC S7-200 và biến tần MM420.

Ngoài ra khối nguồn còn cho ra nguồn 24V DC cấp nguồn cho các ngõ vào /ra của
PLC , role trung gian, cảm biến.

Hình 1.1 Khối nguồn cấp nguồn cho toàn hệ thống

Page
10


3.2 Bộ điều khiển khả trình PLC S7-200.
Bộ điều khiển khả trình PLC S7-200 sử dụng loại CPU 224 AC/DC/RELAY
PLC S7-200 lưu trữ chương trình điều khiển chính được viết bằng ngôn ngữ LAD
soạn thảo trên phần mềm STEP S7 MICROWIN.

Page
11


Hình 1.2 Bộ điều khiển PLC S7-200 CPU 224 AC/DC/RELAY

3.3 Biến Tần MicroMaster 420.
Để đáp ứng đúng yêu cầu của đề tài điều chỉnh tốc độ ĐC KĐB 3 pha, mô hình
thực nghiệm có sử dụng Biến tần MM420 đã được cài đặt các thông số như :
 Cài đặt thông số của động cơ KĐB 3 pha.
 Cài đặt thông số cho chương trình ứng dụng.

Page
12

Hình 1.3 Biến Tần MicroMaster 420

3.4 Hệ truyền động ĐC KĐB 3pha – Băng tải.
Hệ truyền động ĐC KĐB 3pha – Băng tải. là đối tượng điều khiển chính.

Hình 1.4 Hệ truyền động ĐC KĐB 3 pha – Băng truyền.
Động cơ KĐB 3 pha có các thông số như sau:
Page
13


Hình 1.5 Các thông số của ĐC KĐB 3 pha
3.5 Cảm biến và relay.
Sử dụng cảm biến quang khuếch tán 24V DC loại PNP ( NO). khi có tín hiệu tác
động vào cảm biến quang có nhiệm vụ truyền tín hiệu vào các đầu vào số của PLC,
để thực hiện theo chương trình đã cài đặt trên biến tần MM420 với 2 cấp tốc độ
tương ứng với 2 cảm biến.

Hình 1.6 Cảm biến quang khuếch tán
Relay là loại relay trung gian 24VDC có nhiệm vụ kết nối giữa thiết bị điều khiển
chính PLC S7-200 và đối tượng là hệ truyền động cơ – băng tải.

Page
14


Hình 1.7 Khối relay trung gian
3.6 Sơ đồ Mô hình thực nghiệm.

Hình 1.8 Sơ đồ mô hình thực nghiệm

Page
15


Trong đó :
1. Khối nguồn.
2. PLC S7-200 CPU AC/DC/RELAY
3. Biến Tần MM420
4. ĐC KĐB 3 pha
5. Băng truyền
6. Cảm biến quang
7. Relay

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VÀ ỨNG DỤNG VỀ PLC S7-200 VÀ BIẾN TẦN
SIEMENS
2.1 Các Thành Phần Chính Của PLC S7 - 200
2.1.1 Modul CPU S7 - 200
Modul CPU S7 - 200 được kết hợp giữa một CPU (Central Processing Unit) nguồn
cung cấp với các đầu vào và các đầu ra .
CPU: thi hành các chương trình và lưu trữ hoặc xử lý dữ liệu.
Nguồn cung cấp : cung cấp nguồn cho Modul chính và các Modul mở rộng của hệ
thống.
Các đầu vào và các đầu ra :
• Các đầu vào: được nối với các thiết bị như là nút nhấn, sensor , các công tắc
hành trình...
• Các đầu ra : Để điều khiển động cơ, máy bơm, các solenoid …
Các port giao tiếp : cho phép nối CPU với các thiết bị cần điều khiển. Thông thường
PLC S7 - 200 có 2 port giao tiếp.
Đèn báo trạng thái : nhằm báo hiệu trạng thái làm việc của CPU (chạy hoặc dừng)

đèn báo các đầu vào, các đầu ra , đèn báo lỗi.
2.1.2 Các Modul Mở Rộng :
S7 - 200 cho phép mở rộng thêm một số modul nhằm cung cấp thêm một số đầu
vào và đầu ra cho hệ thống điều khiển. Các modul mở rộng được nối với CPU
thông qua Bus connector.
Có hai loại modul mở rộng : Modul Analog và Modul Digital.
Modul mở rộng Analog: nhằm cung cấp thêm một số đầu vào Analog để điều khiển
cho hệ thống.
Page
16


Modul mở rộng Digital : nhằm cung cấp thêm một số đầu vào và một số đầu ra
Digital cho hệ thống điều khiển.
Ví dụ:
Module mở rộng Digital 223 cung cấp thêm 4 cổng vào và 4 cổng ra.
Module mở rộng Analog 235 cung cấp thêm 4 cổng vào và 1 cổng ra.
2. 2 Các Nguyên Tắc Lập Trình S7 - 200
2.2.1. Chu Trình Hoạt Động Của S7 - 200
 Chương trình được lưu trữ trong CPU
 CPU đọc trạng thái đầu vào. Theo trạng thái đầu vào, CPU xác định logic
điều khiển và chạy chương trình. Khi chương trình chạy, CPU cập nhật
dữ liệu.
 CPU đưa dữ liệu điều khiển ra ngoại vi.
2.2.2 Phần Mềm Lập Trình S7 - 200
Có 2 phần mềm để lập trình là STEP7- MICRO/WIN và STEP7-MICRO/DOS.
Trong S7 - 200 có thể sử dụng 2 ngôn ngữ lập trình sau:
STATEMENT LIST (STL) : Sử dụng những mã từ gợi nhớ (memonic) đại diện cho
các chức năng của CPU.
LADDER (LAD): Sử dụng ngôn ngữ hình ảnh giống như sơ đồ dùng rơle.

Các yếu tố cơ bản của LADDER :
Khi viết chương trình trong LAD, ta phải tạo ra và sắp xếp các thành phần đồ họa
để hình thành một mạch logic .
Ví dụ:

Contacts : (I 0.0, I 0.1, I 0.2) đại diện cho các tiếp điểm. Trên hình vẽ I 0.0, I 0.2
là tiếp điểm thường mở, I 0.2 là tiếp điểm thường mở, I0.1 là tiếp điểm thường
đóng.
• Coil : (Q0.0) là cuộn dây role hoặc solenoid của van.
• Boxes : (T32) hộp đại diện cho 1 chức năng như timer, counter được thi hành
khi I/O có dòng điện chạy qua hộp.
•

Page
17


Network : Các yếu tố được mô tả trên hình tạo thành một mạch hoàn chỉnh. Dòng
điện chạy từ trái qua công tắc (khi đóng lại) và qua các Coil hoặc Boxes.
Trong ví dụ trên, (Input) là các lối vào PLC, Q (Output) là các lối ra của PLC.
Cấu trúc STATEMENT LIST:
STL là một ngôn ngữ lập trình mà mọi phần tử statement trong chương trình
gồm một cấu trúc dùng mã từ gợi nhớ (memonic) để đại diện cho một chức năng
của CPU. Kết hợp cấu trúc này lại để tạo thành một chương trình điều khiển.
Theo ví dụ trên, viết theo STL như sau:
Network 1
LD
I0.0
AN
I0.1

=
Q0.0
Network 2
LD
I0.2
TON
T32
VW0
2.2.3 Chọn kiểu làm việc cho CPU
Công tắc 3 vị trí của S7 - 200 cho phép chọn 1 trong 3 chế độ làm việc.:
STOP : CPU không thực hiện chương trình. Ở chế độ này, CPU cho phép hiệu
chỉnh chương trình hoặc nạp chương trình mới.
RUN : Ở chế độ này PLC chạy chương trình ghi trong bộ nhớ. Khi ở chế độ RUN
không thể nạp chương trình vào CPU được.
TERM (Terminal) : cho phép máy lập trình tự quyết định một trong các chế độ của
làm việc của PLC (RUN hoặc STOP).
Khi PLC đang ở chế độ RUN, PLC sẽ tự động chuyển sang chế độ STOP nếu trong
chương trình gặp lệnh STOP hoặc PLC có sự cố.
2.3 Các lệnh cơ bản trong PLC S7-200.
2.3.1Các lệnh vào/ra :
LỆNH LOAD (LD)
Nạp giá trị logic của tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn xếp các giá trị cũ
được đẩy lùi xuống 1 bit.
Lệnh Load Not (LDN)
Nạp giá trị logic nghịch đảo của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn xếp
bị đẩy lùi xuống một bit.
.

Page
18

Lệnh Output
Sao chép nội dung của bit đầu tiên trong ngăn xếp vào n bit n được chỉ định trong
lệnh. Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi.

2.3.2 Các Lệnh Ghi Xóa Các Giá Trị Tiếp Điểm:
Lệnh SET và RESET:
Là lệnh có điều kiện (bit đầu của ngăn xếp bằng 1) dùng để đóng và ngắt các tiếp
điểm gián đoạn đã được thiết kế.
Trong LAD, logic điều khiển dòng điện đóng ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi dòng
điều khiển đến các cuộn dây(coil) làm đóng hoặc mở các tiếp điểm tương ứng.
Trong STL, lệnh truyền trạng thái bit đầu của ngăn xếp đến các tiếp điểm thiết kế.
Nếu bit này có giá trị bằng 1, các lệnh S (Set) và R (Reset) sẽ đóng ngắt các tiếp
điểm.

Page
19


2.3.3. Các Lệnh Điều Khiển Timer:
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra.
S7 - 200 cóhai loại Timer khác nhau đó là:
• Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On - delay Timer) ký hiệu là TON.
• Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer) ký hiệu là
TONR.
Cả timer kiểu TON và TONR cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thời điểm
có sườn lên ở tín hiệu đầu vào được gọi là thời điểm được kích.
Khi đầu vào có gia trị bằng 0, timer TON tự động RESET còn được gọi là TONR
thì không tự động RESET. Timer TON được dùng để tạo thời gian trễ trong nhiều

khoảng khác nhau. Các timer TON và TONR có 3 độ phân giải khác nhau là 1ms,
10ms, 100ms.
 Timer của S7 - 200 có những tính chất cơ bản sau:
Các bộ timer được điều khiển bởi một cổng vào và giá trị tức thời. Giá trị đếm tức
thời trong ô nhớ trong thanh ghi 2-byte (gọi là T-word) của timer, xác định khoảng
thời gian trễ kể từ khi timer được kích. Giá trị đặt trước của các bộ timer được ký
hiệu trong LAD và trong STL là PT .

Các loại timer của S7 - 200 chia theo TON, TONR và độ phân giải bao gồm:

2.4 Giới thiệu về biến tần.
Biến tần là thiết bị biến đổi tần số. Điểm đặc biệt nhất của hệ truyền động biến
tần - động cơ là có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ. Tức là thông qua việc điều
Page
20


chỉnh tần số có thể điều chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải
rộng.
Nguyên lý hoạt động của biến tần:

Nguyên lý chung của biến tần minh họa như hình:
+ Khối chỉnh lưu: Biến đổi nguồn vào xoay chiều thành nguồn một chiều
+ Khối Lọc: San phẳng, lọc nhiễu
+ Khối nghịch lưu: Biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều 3 pha
cấp cho động cơ xoay chiều 3 pha.

+ Mạch điều khiển IGBT: Điều khiển 6 IGBT

Hình 2.1 Mạch điều khiển IGBT

Nguồn vào biến tần có thể là 1 pha 220, hoặc 3 pha 380V, từ đó ta có mạch chỉnh
lưu cầu 1 pha hoặc 3 pha như hình trên.
2.5 Biến tần MicroMaster 420.
Page
21


2.5.1 Giới thiệu chung.
Biến tần MM420 là biến tần phổ dụng của dũng biến tần Micromaster, dùng cho
các ứng dụng thông thường, công suất thấp đến trung bình (0,12 – 11 KW). Ứng
dụng cho hệ thống bơm, quạt, băng tải hay một định vị đơn giản kết hợp với PLC
(S7-200)…và cũng nhiều nhiệm vụ điều khiển mà biến tần MM420 có thể đảm
nhiệm.
Một số tính năng cơ bản:
- Điện áp và Công suất:

200-240 V, 1AC, 0.12-3 KW
200-240 V, 3AC , 0.12-5.5 KW
380-4800 V, 3AC , 0.37-11 KW
- Điều khiển linh hoạt có thể điều khiển bằng tay trên màn hình vận hành hoặc

điều khiển trực tiếp từ các đầu vào số và tương tự: Đầu vào, ra: 03 đầu vào số
+ 01 bổ xung, 1 kênh Analog, 01 đầu ra số.
- Chế độ điều khiển: V/F – FCC
- Điều khiển quá trình: PID
- Có giao diện truyền thông chuẩn RS485.(Mạng Profibus DP, mạng USS…)

2.5.2 Sơ đồ nguyên lý.

Page

22


Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý MM420

Page
23


2.5.3 Panel vận hành.
a.Các loại Panel vận hành.

Hình 2.3 Các loại Panel vận hành
Có 3 loại panel vận hành thường sử dụng để thiết lập các thông số cho biến tần :
-

SDP: Panel hiển thị trạng thái.

-

BOP: Panel vận hành cơ bản. Các lệnh hiển thị dưới dạng kí hiệu.
Khi thiết lập thông số cho biến tần, loại này phải dùng bảng tra cứu.

-

AOP: Panel vận hành cấp cao. Các lệnh hiển thị dưới dạng các
Menu. Rất dễ dàng thao tác.

b. Các phím chức năng trên BOP.
Hình dạng Chức năng Mô tả

Khởi động

Ấn phím này để khởi động biến tần. Để sử dụng được
phím này thì thông số P0700 = 1.

Dừng

Ấn phím này để dừng biến tần. Để sử dụng được phím
này thì thông số P0700 = 1.

Đảo chiều

Ấn nút này làm động cơ đảo chiều quay động cơ. Để
sử dụng được phím này thì thông số P0700 = 1.

Khi nhấn nút này động cơ khởi động và quay với tần
Chạy nhấp số chạy nhấp được cài đặt trước. Động cơ dừng khi thả
nút ấn.

Page
24