ỨNG DỤNG PLC ĐO, ĐIỀU KHIỂN VÀ CẢNH BÁO LƯU LƯỢNG TRÊN ĐƯỜNG ỐNG VỚI GIẢI ĐO: 0 ÷ 10LS

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
—KHOA ĐIỆN—

BÀI TẬP LỚN
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC ĐO, ĐIỀU KHIỂN VÀ CẢNH
BÁO LƯU LƯỢNG TRÊN ĐƯỜNG ỐNG VỚI GIẢI ĐO:
[0 ÷ 10]L/S
Giáo viên hướng dẫn

: Nguyễn Trọng Phú

Nhóm thực hiện đề tài

: Nhóm 7

Lớp

: Điện 4 – K9

Hà Nội - 2017


ỨNG DỤNG PLC ĐO, ĐIỀU KHIỂN VÀ
CẢNH BÁO LƯU LƯỢNG TRÊN ĐƯỜNG
ỐNG VỚI GIẢI ĐO: [0 ÷ 10]L/S
- Giáo Viên Bộ Môn:
Thầy: Nguyễn Trọng Phú
- Nhóm 7: Lớp Điện 4 – K9 gồm:
 Hoàng Thị Thu

 Mẫn Đức Mừng

 Nguyễn Thị Tuyết

 Hoàng Văn Tuấn

 Phan Hồng Sơn

Nhận Xét Của Giáo Viên Bộ Môn
......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

Mục lục

Phần 1: Mục lục theo số trang đề tài

LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................4
Chương 1: Cơ sở lý thuyết....................................................................................6
1.1.Mục đích.......................................................................................................6
1.1.2. Mục tiêu của đề tài................................................................................6
1.1.3. 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
Thông tin sản phẩm:.........................................................................................14
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG................................................................16
2.1 Lựa chọn thiết bị.........................................................................................16
2.1.1 Biến tần MM440..................................................................................16
.......................................................................................................................17
.......................................................................................................................19
2.1.2 Chọn cảm biến đo lưu lượng................................................................19
.......................................................................................................................20
2.1.3Chọn động cơ........................................................................................20
Với đề tài này em chọn động cơ không đồng bộ có thông số sau: Máy bơm
Pentax CS 200/3..................................................................................................20
2.2. Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ đấu dây.........................................................21

NHÓM 7

Page 3


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

2.2.1. Sơ đồ khối...........................................................................................21
2.4. Xây dựng phần mềm.................................................................................25

Cài đặt thông số biến tần MM440.................................................................26
Chương 3: Kết quả đề tài.....................................................................................27
b)Các hạn chế...................................................................................................28
c)Biện pháp khắc phục.....................................................................................28

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
NHÓM 7

Page 4


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

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
phần mềm điều khiển PLC để “ứng dụng PLC đo, điều khiển và cảnh báo lưu
lượng trên đường ống với giải đo: [0 ÷ 10]l/s”, 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 Điện 4 K9 đặc biệt là giảng viên
Nguyễn Trọng Phú - 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 thầy cô góp ý để em hoàn thành bài tập lớn này được tốt hơn sau
này.
Em xin chân thành cảm ơn !

NHÓM 7

Page 5


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

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
“ứng dụng PLC đo, điều khiển và cảnh báo lưu lượng trên đường ống với
giải đo: [0 ÷ 10]l/s” 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. 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 “ứng dụng PLC
đo, điều khiển và cảnh báo lưu lượng trên đường ống với giải đo: [0 ÷
10]l/s” xây dựng mô hình kết hợp PLC với biến tần để điều khiển lưu lượng
nước trong đường ống một cách tối ưu nhất.
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.
NHÓM 7

Page 6


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

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 m3/s, m3/giờ ...
- Lưu lượng khối (G) tính bằng kg/s, kg/giờ ...
Lưu lượng trung bình trong khoảng thời gian Δt = t2 - t1 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.
3. Đo lưu lượng theo nguyên lý từ tính.
4. Đo lưu lượng theo nguyên lý chiếm chổ (Positive Displacement Sensor).
NHÓM 7

Page 7

Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

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 bị của 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.
+ 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.
NHÓM 7

Page 8


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

+ 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 7

Page 9


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

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 7

Page 10


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

 Cách đấu nối ngõ vào ra PLC:

 Cổng truyền thông:
Chân 1: nối đất.
Chân 2: nối nguồn 24VDC.
Chân 3: truyền và nhận dữ liệu.
Chân 4: không sử dụng.
Chân 5: đất
Chân 6: nối nguồn 5VDC
Chân 7: nối nguồn 24VDC.
Chân 8: truyền và nhận dữ liệu.
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
NHÓM 7

Page 11


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

- Kích thước: 120.5mm x 80mm x 62mm
- Dung lượng bộ nhớ chương trình: 4096 words
- Dung lượng bộ nhớ dữ liệu: 2560 words
- 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 nguyên 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 thông,…
- Đồng hồ thời gian thực.
- Chương trình được bảo vệ bằng Password.
- Toàn bộ dung lượng nhớ không bị mất dữ liệu trong 190 giờ khi PLC bi
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 hoàn toàn dây nối. CPU224 cho phép mở rộng tối
đa 7 module.
1.3.2 Các module, đối tượng mở rộng
NHÓM 7

Page 12


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

a) Khái niêm về modul analog
Modul analog là một công cụ để sử lý tín hiệu tượng tự thông qua việc sử
lý các tín hiệu số.
b) Analog input
Thực chất đó là mộ bộ biến đổi tương tự số (A/D) nó chuyển tín hiệu
tương tự từ đầu vào thành các con số ở đầu ra dùng để kết nối các thiết bị đo với
bộ điều khiển chẳng hạn như đo nhiệt độ.
c) Analog output
Cũng là một phần của modul analog thực chất nó là bộ biến đổi tương tự
(D/A) nó chuyển đổi tín hiệu số ở đầu vào thành tín hiệu tương tự ở đầu ra dùng
để điều khiển các thiết bị với giải đo tương tự chẳng hạn như điều khiển van mở
góc 0 đến 100% hay điều khiển tốc độ biến tần 0 – 50hz.
d) Giới thiệu chung về analog EM235
 EM 235 là một modul tượng tự gồm 4 AI và 1 AO 12 bít có tich hợp các
bộ chuyển đổi A/D D/A ở bên trong.
 Các thành phần của modul analog EM2.

NHÓM 7

Page 13


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

 Thông tin sản phẩm:
EM235
Model

4 đầu vào × 12 bits
1 đầu ra x 12 bits

Mô tả sản phẩm

Thông số kỹ thuật

Dòng tiêu thụ từ bus

20mA

Dòng tiêu thụ từ L

60mA

Điện năng tiêu thụ

2W

Số đầu vào tương tự

4

Số đầu ra tương tự

1

Dạng đầu vào/ra

Vi phân

Dải điện áp vào

0 đến 50 mV; 0 đến 100 mV; 0 đến 500 mV; 0 đến
1V
0 đến 5 V; 0 đến 10 V; +/- 25 mV; +/- 50 mV;
+/- 100 mV; +/- 200 mV; +/- 500 mV; +/- 1 V; +/-

NHÓM 7

Page 14


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

2.5 V; +/-5 V; +/- 10V
Dải dòng vào

0 đến 20 mA

Dải điện áp ra

10V~10V

Dải dòng ra

4~20mA

Số bít chuyển đổi

12 bit với áp, 11 bit với dòng

Dải số chuyển đổi(2
cực)
Dải số chuyển đổi(đơn
cực)
Độ dài cáp(ko chống

-32,000 to +32,000

0 to +32,000
300m

nhiễu)
Trở kháng đầu ra

≥10M Ω với tín hiệu áp
250 Ω với tín hiệu dòng

Thời gian chuyển đổi

<250µs

Chế độ loại trừ chung

40db,DC to 60Hz

Chế độ điện áp

Tín hiệu áp + điện áp chung≤12V

Áp lớn nhất

30V DC

Dòng lớn nhất

32mA

Kích thước (RxCxD)

120.5×80×62

(mm)
Mã số module PLC

... 235-0KD22-0XA0

 Các module mở rộng:
- Module đầu vào số: EM 221 có nhiều loại bao gồm 8/16 đầu vào và điện

áp 24VDC/120-230VAC.
- Module đầu ra số: EM 222 bao gồm 4/8 đầu ra 24VDC/Relay/230VAC.

NHÓM 7

Page 15


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

- Module vào/ra số: EM 223 bao gồm 4/8/16 đầu vào số 24VDC và 4/8/16
đầu ra 24VDC/Relay/230VAC.
- Module đầu vào tương tự: EM 231 từ 2/4 đầu vào với các loại tín hiệu 010V, 4-20mA.
- Module đầu ra tương tự: EM 232 có 2 đầu ra.
- Module vào/ra tương tự: EM 235 gồm 4 đầu vào và 1 đầu ra.
- Ngoài ra còn có các loại module thích hợp với các ứng dụng khác như
module điều khiển vị trí, module truyền thông,…

Hình 25. Chức năng module EM 235.

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1 Lựa chọn thiết bị.
2.1.1 Biến tần MM440

NHÓM 7

Page 16


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

 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.
- Ba bộ tham số trong một 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.
- Bốn tần số ngắt quãng tránh cộng hưởng lên động cơ hoặc lên máy.
- Khởi động bám khi biến tần nối với động cơ quay.
- 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
- 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.

NHÓM 7

Page 17


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

- Điện áp định mức ngõ ra:
• Ba pha 220VAC hoặc 380VAC tuỳ theo chon mã hàng.
• Tần số ngõ ra từ 0Hz đến 650Hz.
- 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

•

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

NHÓM 7

Page 18


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

- 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:

2.1.2 Chọn cảm biến đo lưu lượng.

NHÓM 7

Page 19


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

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
2.1.3 Chọn động cơ.
 Với đề tài này em chọn động cơ không đồng bộ có thông số sau: Máy
bơm Pentax CS 200/3

NHÓM 7

Page 20


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội


-

Thông số:
Điện áp: 220V(3 pha)
Công suất: 2HP(1.491kw)
Cột áp: 13.8-6m
Lưu lượng: 1.67-15l/s

2.2. Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ đấu dây.
2.2.1. Sơ đồ khối.
Control
Board

PLC

Cảm biến

Biến tần

Động cơ

Ống

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 lưu lượng đo 0-10l/s ngõ ra 4-20mA đo áp suất đường ống và
chuyển đổi để đưa về CPU của S7-200.
NHÓM 7

Page 21


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

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.
2.2.2. Sơ đồ đấu dây.
 Bảng địa chỉ:
Địa chỉ
I0.0
I0.1
Q0.0
Q0.1
Q0.2

Q0.3
AIW0
AQW0

Ký hiệu
START
STOP
RUN
FHA
FLA
BT
CB_LL
TD_BC

Chức năng
Nút bấm khởi động hệ thống
Nút bấm dừng hệ thống
Đèn báo hệ thống hoạt động
Đèn báo lưu lượng cao
Đèn báo lưu lượng thấp
Bật/tắt bơm qua biến tần
Đầu vào Analog nối với cảm biến
Đầu ra Analog nối với biến tần

 Sơ đồ đấu dây:

NHÓM 7

Page 22

Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

2.3. Xây dựng thuật toán.
 Thuật toán chương trình điều khiển hệ thống.

MAIN

Khởi động và dừng
hệ thống

Đo, điều khiển và
cảnh báo lưu lương

END
 Thuật toán khởi động và dừng hệ thống.

Khởi động và
dừng hệ
thống

Q0.0 = 0

Sai

Đúng

I0.0 = 1, khởi
động hệ thống

I0.1 = 1, dừng
hệ thống

TG = 1

TG = 0

Q0.0 = 1, đèn RUN sáng.
NHÓM 7

Q0.3 = 1, khởi động bơm
qua biến tần.

Page 23


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

K_EN
D

 Thuật toán đo, điều khiển và cảnh báo lưu lượng
Đo, điều khiển và
cảnh báo lưu
lượng

TG = 1
Đúng
Nhận tín hiệu từ cảm
biến: AIW0 = X

LƯ

LL

l/s

G
N
Ợ
LƯ
U AO
l/s
LƯ C
8
>=

Sai

`

Đúng

Đúng
ƯU

NHÓM 7

G
N

Ợ g
n
LƯ ườ
l/s
U th
8
<
LƯ ình
b
LL
<

Sai
4

U
TH LƯ
LL
Ấ ỢN
P G
<=
4
l/s

Tính toán lưu lượng

Đúng

Gán tần số

Gán tần số

Gán tần số

f = 50Hz

f = 40Hz

f = 30Hz

Page 24

Sai


Khoa điện – Trường Đại học công nghiệp Hà nội

Q0.2 = 1, đèn
FLA sáng.

Tính toán tín
hiệu analog

Q0.1 = 1, đèn
FHA sáng.

Xuất tín hiệu đến biến
tần: AQW0 = Y

2.4. Xây dựng phần mềm.

 Chương trình.

NHÓM 7

Đ_END

Page 25