Thiết kế hệ thống tự động chuyển nguồn điều khiển bằng PLC chuyển nguồn điều khiển bằng PLC FX1N của mitubishi FX1N của mitubishi

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: Thiết kế hệ thống tự động chuyển
nguồn điều khiển bằng PLC FX1N của
Misubishi
Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Anh
Tuấn.


Nhiệm vụ của đồ án



Tổng quan về PLC Misubishi và phần mềm lập trình
Lập trình PLC với các lệnh cơ bản



Nghiên cứu về các hệ thống tự động chuyển nguồn ATS
Các thiết bị điện và giải pháp thực hiện



Chương trình điều khiển




Lời mở đầu


Cùng với sự đi lên mạnh mẽ của nền kinh tế nước nhà , nhu cầu sử

dụng năng lượng ngày càng cao đặc biệt là năng lượng điện. Nhu cầu
điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp , nông nghiệp, dịch vụ và
sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Vai trò đáp ứng nhanh, chính xác
kịp thời các dịch vụ điện năng cho đời sống và sản xuất rất lớn trong
sản xuất và đời sống, nó ảnh hưởng không nhỏ đến nền kinh tế. Đặc
biệt trong các lĩnh vực :
 Công nghiệp : Các nhà máy sản xuất gang thép, nung luyện….
 Dịch vụ : Khách sạn, nhà hàng,tổ chức sự kiện…..
 Quân đội : Giám sát thông tin hàng không(ra đa, thông tin..)….
Với tầm quan trọng trên em quyết định nghiên cứu đề tài này để tìm
giải pháp tốt nhất ứng dụng cho các lĩnh vực trên.


Chương 1 : Tổng quan về PLC Misubishi
và phần mềm lập trình
 Khái quát chung về PLC
 Giới thiệu chung về các họ PLC FX
 Giới thiệu về phần mềm lập trình PLC GX
DEVELOPER của hãng Mitsubishi


Khái quát chung về PLC
a . Khái niệm về PLC :
PLC (Programmable Logic Controller hay Programmable
Controller) thực chất là một máy tính điện tử được sử dụng trong các
quá trình tự động hóa trong công nghiệp
b.Phạm vi ứng dụng :
 PLC được dùng chủ yếu để điều khiển trong công nghiệp:
 Điều khiển băng chuyền
 Điều khiển thang máy

 Điều khiển máy tự động: máy khoan, máy sấy …
 Điều khiển đèn giao thông
 Điều khiển hệ thống ATS


…


Giới thiệu chung về các họ PLC FX

Các bộ điều khiển lập trình PLC của Mitsubishi rất phong phú về
chủng loại. Tuy nhiên, mỗi loại PLC đều có những ưu điểm riêng và phù
hợp với những ứng dụng riêng. Căn cứ vào những đặc điểm đó, người sử
dụng có thể dễ dàng đưa ra cấu hình phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể .
Bao gồm các họ PLC sau :
 PLC FX0S : Kích thước nhỏ có số I/O nhỏ hơn 30
 PLC FX0/FX0N : Kích thước nhỏ có số I/O nhỏ hơn 128
 PLC FX1S : Kích thước nhỏ có số I/O nhỏ hơn 34 có tính năng tính toán
 PLC FX1N : Có số I/O mở rộng lên 128 có nhiều tính năng cao cấp
 PLC FX2N : Có số I/O mở rộng lên 256 và tính năng mạnh mẽ
 PLC FX2NC : Có số I/O mở rộng lên 256 và tính năng mạnh mẽ như
PLC FX2N nhưng nhỏ gon hơn 27 %


Giới thiệu về phần mềm lập trình PLC GX DEVELOPER của
hãng Mitsubishi
1.Giới thiệu :
 Phần mềm mà PLC Misubishi dùng là GX Developer với 3 ngôn ngữ :
STL, Ladder, Funtion
2.Sử dụng phần mềm :


Khởi động phần mềm

Tạo dự án

Soạn thảo chương trình


Chương 2 : Lập trình PLC với các lệnh cơ bản
I - Định nghĩa Chương Trình :
Chương trình l một chuỗi các lệnh nối tiếp nhauđược viết
theo một ngôn ngữ mà PLC có thể hiểu được. Có ba
dạng chương trình : Instruction, Ladder và SFC/STL

II - Các thiết bị lập trình
Là thiết bị bit có 2 trạng thái 0 hoặc 1
Bao gồm : X, Y, T, C, M, S

III – Ngôn ngữ lập trình Intrucstion và Ladder :
Ngôn ngữ Intrucstion : là ngôn ngữ dòng lệnh, cơ bản dễ
dùng nhưng khó kiểm tra
Ngôn ngữ Ladder : ngôn ngữ bậc thang có dạng mạch điện
logic


VI. Các lệnh cơ bản :
 Lệnh LD
 Lệnh LDI
 Lệnh OUT
 Lệnh AND

 Lệnh OR
 Lệnh SET
 Lệnh RST
V. Lập trình các tác vụ cơ bản cho PLC :
 Lập trình rơ le phụ trở : Cờ nhớ bít M , như 1 rơ le được giả lập
trong PLC
 Lập trình bộ định thì T : Bộ định thì về bản chất là một bộ đếm
xung có chu kỳ xác định . Bộ định thì có 3 độ phân giải : 100ms, 10
ms, 1 ms.
 Lập trình bộ đếm C : Trong lập trình PLC có sẵn lệnh để kích hoạt
bộ đếm. Về cách thức hoạt động, bộ đếm được lập trình tương tự
như bộ định thì, nhưng thêm vào mạch nhận tín hiệu đếm sự kiện.
Hầu hết bộ đếm trên PLC là bộ đếm xuống hoặc đếm lên tùy vào
điều khiển chiều đếm


IV.KỸ THUẬT LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÌNH TỰ


Bước 1: Xây dựng sơ đồ phối hợp thao tác công nghệ của máy hoặc hệ
thống thiết bị cần điều khiển



Bước 2 :Lập sơ đồ khối điều khiển trình tự



Bước 3: Chuẩn bị phần cứng và đặc tả tham số vào/ra



Bước 4: Lập trình



Bước 5: Chạy thử và hoàn chỉnh chương trình


CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU VỀ CÁC HỆ THỐNG TỰ
ĐỘNG CHUYỂN NGUỒN ATS
3.1. Khái quát chung
 3.2. Phân loại và nguyên lý điều chỉnh .
 3.3. Cấu trúc của bộ ATS .
 3.4 Giới thiệu tổng quan về bộ điều khiển ATS điển hình
 3.5. Giới thiệu một số hệ thống ATS thường dùng hiện nay :
 Hệ thống ATS tích hợp
 ATS dùng 2 ACB
 ATS dùng 2 Contactor
 ATS dùng 2 MCCB



Chương 4. Các thiết bị điện và giải pháp thực hiện
4.1. Giới thiệu về bộ điều khiển PLC FX1N
 a. Giới thiệu:PLC FX1N:
PLC FX1N thích hợp với các bái toán điều khiển với số lượng đầu
ra vào trongkhoảng 14-60 I/O


b. Đặc Điểm:

Cơ cấu này nhỏ gọn, chi phí thấp, mô đun màn hình và khối mở
rộng có hệ thống dễ dàng nâng cấp.Vận hành tốc độ cao


c. Các loại FX1N :

FX1N-14MR-ES/UL, FX1N-14MT-ES/UL , FX1N-24MR-ES/UL ,
FX1N-24MT-ES/UL, FX1N-40MR-ES/UL, FX1N-40MT-ES/UL ,
FX1N-64MR-ES/UL, FX1N-64MT-ES/UL


d. Cấu trúc PLC FX1N :
 1. Bộ nhớ RAM/EEPROM cho chương trình PLC
 2. Vít định vị PLC
 3. Vít định vị ngõ vào ra của PLC
 4. Ngõ vào của PLC
 5. Đèn báo trạng thái ngõ vào
 6. Nắp bảo vệ bus mở rộng
 7. Đèn báo trạng thái hoạt động của PLC
 8. Đèn báo trạng thái ngõ ra
 9. Chốt gài cố định PLC
 10. Ngõ ra của PLC
 11. Mở rộng kết nối với adapter
 12. Bus mở rộng
 13. Công tắc Run/Stop
 14. Kết nối thiết bị lập trình
 15. Biến trở điều chỉnh

4.2. Các thiết bị điện :







Contactor
Rơ le trung gian
Nút nhấn
Đèn báo pha
Cầu chì
Aptomat


Chương 5. Chương trình điều khiển
•
•

5.1. ATS lưới – lưới
5.1.1. Phân công cổng đầu vào của PLC
Đầu vào
Start
Stop
Lưới 1 bị mất
Chứng tỏ lưới 1 không hoạt
động
Chứng tỏ lưới 2 không hoạt

động

Địa chỉ
X000
X001
X002
X003
X004


5.1.2. Phân công cổng đầu vào của PLC

Đầu ra

Địa chỉ

Đóng tải vào lưới 1

Y000

Đóng tải vào lưới 2

Y001

Biến trung gian được bật lên bằng 1 khi
lưới 1 bị mất

M0

Biến trung gian được bật lên bằng 1 khi

lưới 1 có điện trở lại

M1


5.1.3. Sơ đồ mạch điều khiển


5.1.4. Sơ đồ mạch động lực


5.1.5. Sơ đồ giải thuật :


5.2. ATS lưới – máy phát
5.2.1. Phân công cổng đầu vào của PLC
Đầu vào

Địa chỉ

Start

X000

Stop

X001

Lưới bị mất

X002

Điện máy phát bị mất

X003

Chứng tỏ không dùng điện máy phát

X004

Chứng tỏ không dùng điện lưới

X005


5.2.1. Phân công cổng đầu ra của PLC
Đầu ra

Địa chỉ

Đóng tải vào điện lưới

Y000

Đề máy phát

Y001

Đóng tải vào máy phát

Y002

Biến trung gian được bật lên bằng 1
khi lưới bị mất

M0

Biến trung gian được bật lên bằng 1
khi lưới có điện trở lại

M1


+ 5.2.4. Sơ đồ mạch điều khiển


5.2.5. Sơ đồ mạch động lực


5.2.6. Lưu đồ thuật toán :


5.3. Mô phỏng chương trình điều khiển :