Bài Tập Lớn Tự động hóa hệ thống tời kéo Than trong các mỏ Than sử dụng S7-200 và Modul Analog EM 235 CÓ CHƯƠNG TRÌNH

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 “Tự động hóa hệ thống tời kéo Than trong các mỏ Than”
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 Tự Động Hóa 3-k10 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 bài tập lớn 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 !

TĐH3-k10
Page 1


Nhận xét của giáo viên:
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

TĐH3-k10
Page 2


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Mục đích của đề tài
1.1.1.

Mục đích chọn đề tài

Trong nền công nghiệp ngày nay Tự động hóa đóng vai trò vô cùng quan trọng. Ngành
Tự động hóa cùng với sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin,
ngành kỹ thuật điều khiển đã và đang đạt được nhiều tiến bộ mới. Tự đông hóa giúp nâng
cao năng suất, chất lượng hạ giá thành sản phẩm, giảm thiểu sức lao động của con người
nhất là trong những môi trường khắc nghiệt, độc hại. Đồng thời còn giúp hệ thống vận
hành liên tục và chính xác. Chính vì vậy mà ngày nay dây chuyền sản xuất tự động hóa
được ứng dụng ở hầu hết trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy xí nghiệp.
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 “Tự động hóa hệ
thống tời kéo than trong các mỏ than” .
1.1.2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu và ứng dụng PLc và biến tần vào thực tế, tìm hiểu

vể hệ thống tời kéo than trong các mỏ than. Điều khiển tự động quá trình tời kéo than
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 nhỏ mô phỏng quá trình tờ kéo than trong hầm mỏ
TĐH3-k10
Page 3


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 “Tự động hóa hệ thống tời kéo than trong
các mỏ than” xây dựng mô hình kết hợp PLC với biến tần để điều khiển tốc độ động
cơ một cách tối ưu nhất.

TĐH3-k10
Page 4


Chương 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG TỜI KÉO JM10 CHỞ VẬT LIỆU

Hình 1.1 : Mô hình máy tời JM10

TĐH3-k10
Page 5

2.1

Sơ đồ công nghệ

1.1.1. Sơ đồ công nghệ tời kéo đơn giản

Hình 1.2 : Sơ đồ nguyên lý tời

-

Giải thích sơ đồ
1- Goòng
2- Cáp
3- Puli dẫn hướng
4- Giếng tời trục
5- Tang
6- Đường ray
7- Tháp giếng
8- Nhà trục

TĐH3-k10
Page 6


2.1.2. Nguyên lý tời trục giếng nghiêng

Khi máy làm việc thì động cơ momen xoáy qua hộp giảm tốc đến tang 5
quay, dây cáp 2 được quấn vào tang 5 kéo goòng 1 có tải từ đáy giếng lên. Khi
goòng có tải 1 đến vị trí đỡ tải ở miệng giếng thì máy sẽ hãm lại , trên miệng giếng

goòng có tải được công nhân vận hành tháo khỏi móc cáp và các goòng có tải
đước đưa tới nơi tập kết , goòng không tải được móc vào cáp nối của tời trục. Sau
khi đã đổi goòng tang quay theo chiều ngược lại nhờ động cơ được đổi chiều quay
và làm việc theo chu kỳ tiếp theo
2.1.3. Sơ đồ hộp giảm tốc tời

Hình 1.3 : Sơ đồ hộp giảm tốc tời JM10
-

Giải thích sơ đồ
1- Tang quấn cáp
2- Hộp giảm tốc
3- Động cơ

TĐH3-k10
Page 7


2.2. Yêu cầu công nghệ .

-

Hệ thống tời JM10 sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha rô to lồng sóc điều
chỉnh tốc độ bằng phương pháp loại cấp điện trở phụ , nên để giảm dòng khởi

-

động trong quá trình khởi dộng , đề phòng cháy , hỏng hóc động cơ, rung giật....
Khóa ngắt nâng quá và hạ quá tránh cho goòng vượt quá và trượt khỏi đường ray.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
3.1 Lựa chọn thiết bị.
3.1.1 Lựa chọn biến tần
 Thông số động cơ
-

Mã hiệu : JM10

-

Đường kính cáp lớn nhất : 28 mm

-

Đường kính tang quấn cáp : 515 mm

-

Lực kéo cáp : 100 KN

-

Chiều dài cáp : 150 – 300 (m)

-

Tốc độ : 15 m/ph

-

Động cơ : YZR200L-6

-

Công suất : 22 KW

-

Số pha : 3 pha

-

Tần số : 50 Hz

-

Điện áp định mức : 380V

-

Trọng lượng : 3200 KG

Dựa vào thông số động cơ như trên e lựa chọn loại biến tần Inverter ABB ACS55001-045A-4 cho việc điều khiển động cơ
TĐH3-k10
Page 8


Hình 3.1 : Biến tần ABB- ACS550
-

Hãng sản xuất: ABB
Loại biến tần: ACS 550
Công suất: 22 kW ( 30 Hp)
Tần số: 50 Hz
Phạm vi điều chỉnh: 0-500 Hz
Nguồn cấp: 3 pha 380-480 V
Ngõ ra: 3 pha 380V

-

Cỡ vỏ: R3
Đặc điểm:
- Dùng điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 Pha 0.75…355 kW
- IP21, IP54 (tuỳ chọn); Tần số ra: 0-500 Hz; Hệ số công suất 0.98
- Tích hợp sẵn: Bộ lọc EMC, Bộ điều khiển phanh hãm (tới 11kW), Bo mạch phủ

TĐH3-k10
Page 9


(Coated boards)
- 6 đầu vào số (DI), 2 đầu vào tương tự (AI); 3 đầu ra rơ le (NO+NC); 2 đầu ra
tương tự (AO)
- Tích hợp sẵn hai mạch vòng PID độc lập
- Tích hợp sẵn cổng giao tiếp RS485 / Modbus; Các mô đun giao tiếp mạng khác
(tuỳ chọn)
- Các chức năng hỗ trợ khởi động, hỗ trợ bảo trì
3.1.1.1 Cài đặt cho biến tần ABB-ACS 550
-

Dựa vào việc khởi động và điều chỉnh tốc độ tời bằng biến tần ta có bảng cài đặt
sau:
Tên tham số
9901
9902
9905
9907
9909
1001

Giá trị
0
1= ABB STANDARD

Mô tả
Cài đặt ngôn ngữ tiếng anh
Macro tiêu chuẩn cho các

380

ứng dụng tốc độ không đổi
Điện áp định mức của

50

động cơ
Tần số định mức của động

22

cơ
Công suất định mức của

2=DI1,2

động cơ
Xác định nguồn điều khiển
cho EXT1
Khởi động dừng bằng DI1,

1002

0=NOT SEL

đảo chiều quay bằng DI2
Xác định nguồn điều khiển
cho EXT2 không khởi
động dừng theo nguồn

1003

3= REQUEST

TĐH3-k10
Page 10

EXT1
Cho phép đảo chiều quay

1102

0=EXT1

EXT1 hoạt động kiểm soát
các nghuồn tín hiệu điều
khiển xác định bởi thông

1103

1=AI1

số 1001 và 1103
Lựa chọn nguồn tín hiệu
tương tự AI1 cho tham

1106

2=AI2

chiếu REF1
Lựa chọn nguồn tín hiệu
tương tự AI1 cho tham

1201

9=DI3,4

chiếu REF2
Lựa chọn tín hiệu kích hoạt

chạy tốc độ cố định

3.1.2 Lựa chọn cảm biến
3.2.2.1. Sơ đồ thiết kế lắp cảm biến

TĐH3-k10
Page 11


Hình 3.2 : Sơ đồ gắn cảm biến
 Các loại cảm biến quang
Cảm biến quang được chia làm 4 loại cơ bản :
_ Loại thu phát
_ Loại phản xạ
_ Loại phản xạ khuếch tán
_ Loại chống ảnh hưởng của nền
 Thu phát
Cảm biến dạng thu phát có bộ phát và thu sáng tách riêng. Bộ phát truyền ánh
sáng đi và bộ thu nhận ánh sáng. Nếu có vật thể chắn nguồn sáng giữa hai phần


này thì sẽ có tín hiệu ra của cảm biến
Ưu điểm

•

Khoảng cách phát hiện xa (ví dụ E3Z-T82 được tới 30m), phát hiện tốt trong môi
trường nhiều bụi.

•

Khả năng xác định vị trí chính xác của vật thể.

TĐH3-k10
Page 12


•

Độ tin cậy cao, phát hiện được mọi loại vật thể (trừ loại trong suốt)



Nhược điểm:

•

Mất nhiều thời gian để chỉnh vị trí lắp đặt.

•

Mất nhiều thời gian nối dây vì có 2 dây riêng biệt

•

Giá thành sản phẩm cao



Ví dụ ứng dụng:

1. Kiểm soát cổng ra vào: Thông thường cổng ra vào có kính mờ / tối che ngoài.
Bởi vậy cần loại thu phát có cường độ sáng cao để xuyên qua lớp kính. Omron đi
đầu trên thế giới về loại cảm biến quang sử dụng trong các ứng dụng này.
2. Môi trường khắc nghiệt: ví dụ trạm rửa xe, hoặc môi trường nhiều bụi, cần có
cảm biến cường độ sáng cao.
3. Các ứng dụng rộng rãi khác trong tự động hóa công nghiệp, đặc biệt trong



trường hợp cần xác định vị trí của vật thể.
Phản xạ gương
Bộ phát truyền ánh sáng tới một gương phản chiếu lăng kính đặc biệt, và
phản xạ lại tới bộ thu sáng của cảm biến. Nếu vật thể xen vào luồng sáng, cảm



biến sẽ phát tín hiệu ra.
Ưu điểm:

•

Giá thành thấp hơn loại thu phát

•

Lắp đặt dễ hơn loại thu phát

•

Chỉnh định dễ dàng

•

Với vật thể có bề mặt sáng bóng có thể làm cảm biến không phát hiện được, có thể
dùng kính lọc phân cực.
 Nhược điểm:

•

Khoảng cách phát hiện ngắn hơn loại thu phát (E3Z-R: chỉ được 4-5m).

TĐH3-k10
Page 13


•

Vẫn cần 2 điểm lắp đặt cho cảm biến và gương

•

Cảm biến phản xạ gương loại 2 thấu kính thường không phát hiện được vật ở một
số khoảng cách ngắn nhất định.
Phản xạ gương là dạng cảm biến quang phổ biến nhất trong công nghiệp.
Loại này có sự kết hợp tốt các yếu tố như phát hiện tin cậy, khoảng cách vừa đủ và
giá thành hợp lý.



Ví dụ ứng dụng:

•

Phát hiện vật trên băng chuyền

•

Các ứng dụng phổ cập trong nhà máy

•

Phát hiện chai nhựa trong (khi dùng loại thích hợp)

•

Kiểm soát cửa / cổng ra vào trong các tòa nhà



Phản xạ khuếch tán
Cảm biến dạng này truyền ánh sáng từ bộ phát tới vật thể. Vật này sẽ phản xạ
lại một phần ánh sáng (phản xạ khuếch tán) ngược trở lại bộ thu của cảm biến,



kích hoạt tín hiệu ra.
Ưu điểm:

•

Lắp đặt đơn giản, dễ dàng

•

Chỉ cần 1 điểm lắp đặt duy nhất.



Nhược điểm:

•

Khoảng cách phát hiện ngắn (do chỉ phát hiện được một phần ánh sáng phản xạ).
Ví dụ loại E3Z-D: có khoảng cách phát hiện tối đa 1m.

•

Tỉ lệ lỗi đen / trắng cao; khoảng cách phát hiện phụ thuộc nhiều vào màu sắc,
kích thước, tính chất bề mặt của vật thể.

TĐH3-k10
Page 14


•

Bởi vậy việc phát hiện vật có thể khó khăn nếu có nền màu đen sau vật.

•

Độ nhạy và độ tin cậy kém hơn loại Thu phát và Phản xạ gương.
Thông thường, nếu không cần độ chính xác cao, hoặc khó khăn trong việc lắp

đặt gương, người ta sẽ dùng loại phản xạ khuếch tán.
 Ví dụ ứng dụng:
•

Các ứng dụng phổ cập trong nhà máy: như phát hiện vật trên băng chuyền

•

Công nghiệp chế tạo gạch men (dùng loại nguồn sáng rộng)



Hạn chế nhiễu của nền(BGS)
Đây là cảm biến phản xạ khuếch tán đặc biệt. Trong khi loại thường phát hiện
tổng lượng ánh sáng nhận được, loại BGS phát hiện góc của ánh sáng phản
xạ.Công nghệ này có tên là triangulation (phép đạc tam giác). Bởi vậy, độ nhạy
của cảm biến sẽ không phụ thuộc vào màu sắc vật hay nền sau vật.Để làm điều
này, cảm biến dùng 2 điôt cho bộ thu (như hình bên) hoặc 1 mạch điôt/PSD.
 Ưu điểm:

•

1 điểm lắp đặt duy nhất

•

Chính xác và tin cậy hơn loại phản xạ thường (bị lỗi trắng/đen)

•

Có thể chỉnh khoảng cách phát hiện ở 1 mức nhất định



Nhược điểm:

•

Khoảng cách phát hiện ngắn; ví dụ E3Z-LS: chỉ được tối đa 200mm

•

Cảm biến BGS ngày càng phổ biến hơn trong các ứng dụng công nghiệp vì không
cần gương và phát hiện tin cậy. Thông thường cảm biến BGS lắp đặt bên cạnh
hoặc bên trên băng chuyền .

TĐH3-k10
Page 15


•

Vít biến trở của cảm biến BGS dòng E3Z không điều chỉnh ngưỡng/độ nhạy (như
các model khác), mà thay đổi vị trí của thấu kính để điều chỉnh khoảng cách phát
hiện.
Dựa vào những thông tin trên em lựa chọn cảm biến thu phát vì nó có phạm vi
phát hiện rộng họat động tốt trong các loại môi trường, cường độ tia sáng cao.

Trong đó hãng Omron đi đầu về cảm biến quang với các dòng sản phẩm nổi bật
sau :

•

E3Z (dòng cảm biến cơ bản đa năng nhất hiện tại!)

•

E3F2, E3F3 (dòng cơ bản hình trụ cỡ M18)

•

E3FN (dòng sản phẩm giá rẻ cho nhà chế tạo máy, hình trụ M18)

•

E3T (cảm biến kích thước nhỏ cho khu vực lắp đặt chật hẹp)

•

E3JK & E3JM (có sẵn nguồn và tín hiệu ra dùng tiếp điểm rơle)

•

E3X (Bộ khuếch đại có thể kết nối với nhiều loại đầu cảm biến sợi quang phục vụ)
 Trong đó em chọn cảm biến quang E3F3 với những đặc tính sau :

•

Công nghệ pho to –IC tăng mức chống nhiễu.

•

Hình trụ cỡ M18 DIN , vỏ nhựa ABS.

•

Gọn và tiết kiệm chỗ .

•

Khoảng cách phát hiện dài (30cm ) với bộ điều chỉnh độ nhạy cho loại khuếch
tán .

•

Bảo vệ chống ngắn mạch và nối ngược cực nguồn.

TĐH3-k10
Page 16


Hình 3.3 : Cảm biến E3F3

Thông số cơ bản của cảm biến E3F3:

Loại
Mục

cảm Thu – Phát

Phản xạ gương

Phản xạ khuếch tán

E3F3-R61

E3F3-D11

biến
Ngõ
NPN
Ngõ
PNP

ra E3F3-T61

E3F3D12

E3F3-T11
ra E3F3-T31

E3F3-R81

E3F3-D31

E3F3D32

E3F3-T31

Khoảng cách phát 5 m

2 m ( khi sử 100 mm

hiện

dụng E39-R1)

300 m

Vật thể phát hiện Vật mờ đục có Vật mờ đục có Giấy trắng 100x100
tiêu chuẩn

đường kính tối đường kính tối mm
thiểu 11 mm

Đặc tính trễ

thiểu 56 mm

---

Tối đa 20% khoảng
cách phát hiện

Nguồn sáng
(Bước sóng)
Điện áp nguồn cấp

LED hồng ngoại LED
(860 nm)

(680nm)

12 tới 24 VDC

±

đỏ LED

hồng

(860nm)

10% kể cả xung tối đa 10% (p-p)

TĐH3-k10
Page 17

ngoại


Công suất tiêu thụ

Tối đa 45 mA
(Đầu

phát

Tối đa 25 mA
và

đầu thu)
Ngõ ra điều khiển

Ngõ ra transistor collector hở, tối đa 100mA , điện áp dư tối
đa 1V ở 100mA

Mạch bảo vệ

Bảo vệ ngắn mạch ngõ ra và nối ngược cực nguồn cấp DC

Thời gian đáp ứng

Tối đa 2,5 ms

Điều chỉnh độ nhạy

---

Núm
điều
chỉnh

1

vòng
ảnh hưởng ánh sáng Đèn dây tóc : Tối đa 3.000 lux
của môi trường

Nhiệt độ môi trường

Ánh sáng mặt trời: Tối đa 10.000 lux
Hoặt động 35% tới 85% / bảo quản 35% tới 95% (không
ngưng tụ)

Trở kháng cách điện

Tối thiểu 20 M

Ω

ở 500 VDC giữa các bộ phận mang điện

và vỏ
Cường độ điện môi

1.000 VAC, 50/60 Hz trong 1 phút giữa các bộ phận mang
điện và vỏ

Mức độ chịu rung

10 tới 55 Hz, biên độ rung 1,5 mm hoặc 300m/s trong 1 giờ
theo mỗi hướng X, Y và Z

Mức độ chịu sốc

Mức độ phá hủy : 500 m/s 2 cho 3 lần ở mỗi hướng X,Y và
Z

Cấp bảo vệ

IP66 (IEC60529)

Cấp nối

Dây nối thường(độ dài tiêu chuẩn : 2 m)
Nguồn sáng : Chỉ thị hoạt động (cam)

TĐH3-k10
Page 18


Đèn chỉ thị

chỉ

thị

điện

(cam)
Đầu nhận : chỉ
thị hoạt động
(cam)
Trọng lượng ( cả vỏ ) Tối đa 170 g

Vật

Vỏ

ABS

Thấu kính

PMMA

Tối đa 85 g

liệu
Phụ kiện

Hướng dẫn sử dụng , 2 định vít , gương E30-R1 ( chỉ cho
E3F3- R ) bộ điều chỉnh ( E3F3 – D12/ D32)

 Ta lựa chọn cảm biến E3F3 loại thu phát với các thông số như trên

3.2 Lựa chọn PLC
3.2.1 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 )
TĐH3-k10
Page 19

- 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.
+ PLC có các chức năng kiểm tra lỗi, chẩn đoán lỗi.
+ Có thể nhân đôi các ứng dụng nhanh và ít tốn kém.

TĐH3-k10
Page 20


Cấu trúc bên trong của PLC

Hình 1.1: Cấu trúc bên trong của CPU PLC
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.

TĐH3-k10
Page 21


- 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.
Cách đấu nối ngõ vào ra PLC:

Hình 1.2: Cách đầu nối phần cứng 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
TĐH3-k10
Page 22


Chân 7: nối nguồn 24VDC.
Chân 8: Truyền và nhận dữliệu.
Chân 9: không sử dụng.

Hình 1.3: Cổng truyền thông kết nối PLC với PC

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
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 lƣợng nhớ không bị mất dữ liệu 190 giờ khi PLC bị mất điện.
Xuất sứ: Siemens Germany

TĐH3-k10
Page 23


Hình 1.4: CPU PLC S7-200
- CPU được cấp nguồn 220VAC.Tích hợp 14 ngõ vào số (mức 1 là 24Vdc, mức 0
là 0Vdc). 10 ngõ ra dạng relay.
3.2.2 Giới thiệu về module Analog.

PLC S7-200 có các modul mở rộng như sau:
•
•
•

EM 231: gồm có 4 ngõ vào analog
EM 232:gôm có 2 ngõ vào 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 tới 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.
•
•
•
•
•
•

TĐH3-k10
Page 24

•
•
•
•
•


•
•
•


•


•




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 diện ngõ ra: 0 -> 20mA.
Độ phân giải:
Điện áp:
12 bit.
Dòng điện: 11 bit.
Kiểu dữ liệu ngõ ra:
Kiểu không dấu (đơn cực) tầm từ 0 đến 32000
Kiểu có dấu ( đa cực) tầm từ -32000 đến 32000.
Thời gian gửi dữ liệu đi:
Điện áp: 100us.
Dòng điện: 2ms.

TĐH3-k10
Page 25