LUAN VAN DAI HOC THIET KE BO DIEU KHIEN NHIET DO BANG PLC s7 SU DUNG GIAI THUAT PID

Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

LỜI CẢM TẠ


Sau hơn 3 tháng thực hiện, đến nay đề tài của nhóm chúng em đã hoàn thành
tốt đẹp. Có được điều này nhờ sự giúp đỡ của các Thầy Cô trong Khoa Công Nghệ
nói chung và các Thầy Cô trong bộ môn Tự Động Hóa nói riêng. Đặc biệt là Thầy
Trần Lê Trung Chánh người trực tiếp hướng dẫn nhóm chúng em trong suốt thời
gian làm đề tài tốt nghiệp. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn:
- Thầy Trần Lê Trung Chánh, người trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn
nhóm chúng em trong suốt thời gian làm đề tài.
- Cô Thủy, thầy Hùng, anh Nghi, bạn Nguyễn Quốc Thái, bạn Lâm
Văn Khởi, nhóm ROBOT của lớp Điện Tử- K33 và các bạn lớp ĐIỆN TỬ - KỸ
THUẬT ĐIỀU KHIỂN K33 đã tạo điều kiện và giúp đỡ nhóm chúng em trong suốt
thời gian làm đề tài.
- Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn các anh, em trong nhà trọ.
Đặc biệt là Dì Năm đã tận tình giúp đỡ và động viên lúc nhóm gặp khó khăn.

Cần thơ, tháng 4 năm 2004.
Sinh viên thực hiện
Trương Văn Bình
Trần Tấn Phát

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-1-

SVTH: Trần Tấn Phát

Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

LỜI NÓI ĐẦU
Tự động hóa ngày càng phát triển rộng khắp trên hầu hết mọi lĩnh vực, điều
khiển đối tượng bằng giải thuật PID là vấn đề có khá nhiều ứng dụng trong thực tế.
Trong công nghiệp, hệ thống mức chất lỏng, lưu lượng nước hay lò nhiệt chẳng hạn
đều sử dụng giải thuật PID.
Đề tài “Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định” là một ứng dụng nhỏ dùng
giải thuật PID, giữ nhiệt độ ổn định theo mong muốn, khi đó hệ thống tự động xử lý,
nhiệt độ sai số không đáng kể.
Đề tài có ý nghĩa rất lớn đối với những hệ thống cần sự ổn định cao như hệ
thống lò ấp trứng, lò nhiệt … nhiều hệ thống khác.
Mặc dù có nhiều cố gắng để hoàn thiện đề tài, nhưng không thể tránh khỏi
thiếu sót và phần nào còn hạn chế về mặt cơ khí. Do đó rất mong quý thầy cô và các
bạn góp ý để đề tài trở nên tốt hơn và có nhiều ứng dụng thực tế hơn.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-2-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

ABSTRACT
The project: “Warning problem fixed telephone”. Collected outside
temperature, the PID algorithm to keep a constant temperature. When the temperature
exceeds the permitted level warning system is a fixed telephone. The system operates
based on the following components:
1. The user interface on the computer (HMI): Human Systems monitor
directly on the computer, communicating through COM port of your
computer.
2. PLC Seimens executable program, using an intermediary PCAccess
construction interface, programming in WinCC.
- Expansion module EM321 and TC sensors used to collect
temperature.
- Expansion module EM241 used to warn of the problem.
3. Heat oven: heat and provide thermal feedback on PLC.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-3-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

TÓM TẮT
Đề tài: “Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định”. Thu thập nhiệt độ bên
ngoài, dùng giải thuật PID giữ nhiệt độ ổn định. Khi nhiệt độ vượt mức cho phép Hệ
Thống được cảnh báo qua điện thoại cố định. Hệ thống hoạt động dựa vào các bộ
phận sau:
1. Giao diện người dùng trên Máy Tính (HMI): con người giám sát hệ thống
trực tiếp trên máy tính, giao tiếp thông qua cổng com của máy tính.
2. PLC Seimens: thực thi chương trình, sử dụng PC Access làm trung gian
xây dựng giao diện, lập trình bằng WinCC.
- Module mở rộng EM321 và cảm biến TC (Thermocouple) dùng để
thu thập nhiệt độ.
- Module mở rộng EM241 dùng để cảnh báo sự cố.
3. Lò nhiệt: cung cấp nhiệt và hồi tiếp nhiệt về PLC.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-4-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………..

Ngày …tháng…năm 2011

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-5-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………..……………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………..

Ngày …tháng…năm 2011

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-6-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

MỤC LỤC
PHẦN I

TỔNG QUAN

………………………………………………………..9

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI …………………………………………………….10
PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT ……………………………………………11
PHẦN II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ………………………………………………….13

CHƯƠNG 1:
Giới thiệu về tín hiệu analog – thu thập nhiệt độ……………..14
1.1 Tín hiệu analog và bộ A/D ....................................................................14
1.2
Biến đổi A/D trong PLC S7-200……………………………………15
1.2.1 Cấu trúc dữ liệu của bộ A/D trong PLC S7 200 ………………….15
1.2.2 Một số module analog của S7 200 thường được sử dụng ….…16
1.2.2.1 Module analog EM231……………………………………….16
1.2.2.2 Module analog EM235..............................................................19
1.2.2.3 Module analog EM232………………………………………22
1.2.2.4 Module analog mở rộng đặc biệt - Module analog EM231 TC
và Module analog EM231 RTD ............................................23
1.3
EM 231 Thermocouple Module – Thermocouple……………........25
1.3.1 Cảm biến cặp nhiệt điện – Thermocouple (TC) ..........................26
1.3.2 Cấu hình EM 231 Thermocouple Module……………………….28

1.4 Thu thập nhiệt độ trên Step7 Microwin……………………………….30
CHƯƠNG 2: Thiết kế bộ điều khiển PID…………………………………….32
2.1 Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ…………………………………32
2.1.1 Hiệu chỉnh nối tiếp ……………………………………………….32
2.1.2 Điều khiển hồi tiếp trạng thái …………………………………….33
2.2 Hiệu chỉnh PID……………………………………………………......34
2.2.1 Hiệu chỉnh tỉ lệ P (proportional) …………………………………34
2.2.2 Hiệu chỉnh vi phân tỉ lệ PD (Proportional Derivative) ………….35
2.2.3 Hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ PI (Proportional Integral) ……………37
2.2.4 Hiệu chỉnh vi tích phân tỉ lệ PID (Proportional integral
Derivative)………………………………………………………...38
2.3 Thiết kế bộ điều khiển PID trên S7-200………………………………..39
2.3.1 Giới thiệu …………………………………………………………39
2.3.2 Thiết lập cấu hình PID Wizard ......................................................41
2.3.3 Lập trình PID trên Step 7 Microwin ……..………………………46
2.3.4 Thuật toán trong PID ………………………………………………49
CHƯƠNG 3: Truy xuất dữ liệu bằng excel và web navigator…………………56
3.1 Truy xuất dữ liệu bằng excel…………………………………………..56
3.2 Quan sát hệ thống bằng web navigator………………………………..59
3.2.1 Cách thiết lập Web Navigator ……………………………………59
3.2.2 Phân quyền truy cập vào hệ thống bằng Web Navigator ………64
3.2.3 Truy cập vào hệ thống bằng Web Navigator …………………66
GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-7-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình

Luận văn tốt nghiệp
PHẦN III

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

THIẾT KẾ…………………………………………...………………..68

CHƯƠNG 1: Lưu đồ giải thuật………………………………………………69
1.1 Giới thiệu hệ thống……………………………………………………69
1.2 Chương trình chính……………………………………………………70
CHƯƠNG 2: Giao diện điều khiển……………………………………………75
2.1 Màn hình giới thiệu…………………………………………………...75
2.2 Màn hình giao diện điều khiển PID…………………………………...77
CHƯƠNG 3: Kết quả thực thi…………………………………………………81
3.1 Nhiệt độ đặt là 45 độ………………………………………………….81
3.1.1 Dạng đồ thị …………………………………………………….81
3.1.2 Dạng bảng ……………………………………………………….81
3.2 Nhiệt độ đặt là 50 độ………………………………………………….82
3.2.1 Dạng đồ thị ……………………………………………………..82
3.2.2 Dạng bảng ………………………………………………………82
3.3 Nhiệt độ đặt là 60 độ………………………………………………….83
3.3.1 Dạng đồ thị ……………………………………………………..83
3.3.2 Dạng bảng ……………………………………………………..83
CHƯƠNG 4: Kết luận và hướng phát triển…………………………………....85
4.1 Kết quả của đề tài……………………………………………………..85
4.2 Hướng phát triển mới…………………………………………………86
PHỤ LỤC …………………………………………………………………………..87
CHƯƠNG 1: MODEM MODULE THOẠI EM 241………………………..88
1.1
Giới thiệu …………………………………………………………….88

1.2
Thông số kỹ thuật ……………………………………………………89
1.3
Thiết lập kết nối modem EM 241 vơi PLC S7-200 ………………....90
1.4
Chương trình ứng dụng module modem EM 241 …………………..100
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PLC S7-200.…………………………………..102
2.1
Đại cương về S7-200………………………………………………..102
2.1.1
Giới thiệu…………………………………………………….102
2.1.2
Cấu trúc bên ngoài…………………………………...……...102
2.1.3
Cấu trúc bên trong………………. …………………………..107
2.1.4
Hoạt động của PLC…………………………………………..109
2.1.5
Các loại PLC S7-200 (Siemens)……………………………..109
2.1.6
Cấu trúc chương trình………………………………………..110
2.1.7
Phương pháp lập trình………………………………………..112
2.2
CPU của S7-200……………………………………………………..115
2.3
Cách giao tiếp giữa máy tính và PLC….……………………………117
2.4
Tập lệnh PLC S7-200………………………………………………..121
2.4.1

Lệnh logic…………………………………………………….121
2.4.2
Real Time Clock (RTC)……………………………………...121
2.4.3
Các lệnh so sánh……………………………………………..122
2.4.4
Bộ đếm – Counter……………………………………………124
2.4.5
Các lệnh di chuyển…………………………………………..126
2.4.6
Các lệnh dịch và quay………………………………………..129
2.4.7
Các lênh chuyển đổi………………………………………….131
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………135
GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-8-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

PHẦN I
TỔNG QUAN

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-9-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Yêu cầu đặt ra của đề tài:
1. Liên kết xuất dữ liệu lên máy tính.
2. Thu thập được nhiệt độ bên ngoài.
3. Giữ nhiệt độ ổn định bằng giải thuật PID.
4. Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định.
5. Thiết kế lò cung cấp nhiệt.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-10-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT
Từ yêu cầu đặt ra như trên, sơ đồ tổng quát cho hệ thống cảnh báo sự cố bằng
điện thoại như sau:

GIAO DIỆN NGƯỜI
DÙNG TRÊN MÁY TÍNH
PHẦN MỀM
TRÊN PC

NHẬN DỮ LIỆU TỪ PLC

KẾT NỐI VỚI MÁY TÍNH
PHẦN CỨNG
(PLC SEIMENS)

NHẬN DỮ LIỆU TỪ CẢM
BIẾN VÀ XỬ LÝ XUẤT DỮ
LIỆU LÊN GIAO DIỆN

XỬ LÝ VÀ CẢNH BÁO

LÒ NHIỆT

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

CUNG CẤP NHIỆT
HỒI TIẾP NHIỆT VỀ PLC

-11-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

1. PHẦN MỀM TRÊN MÁY TÍNH: đây là giao diện người dùng, giao diện
được viết bằng Wincc. Cho phép người dùng giám sát và điều khiển hệ
thống.
2. MẠCH PHẦN CỨNG (PLC SEIMENS): giao tiếp với máy tính thông qua
cổng nối tiếp, để truyền và nhận dữ liệu từ PLC lên PC và ngược lại. Phần
cứng gồm : PLC S7-200, module Analog EM 231, modem module thoại
EM 241.
3. LÒ NHIỆT: sử dụng Đèn AC để cung cấp nhiệt và dùng quạt để làm mát
hệ thống.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-12-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

PHẦN II
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-13-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU VỀ TÍN HIỆU
ANALOG - THU THẬP NHIỆT
ĐỘ
1.1

TÍN HIỆU ANALOG VÀ BỘ A/D
Khác với tín hiệu số, ngõ vào và ngõ ra chỉ có hai trạng thái là ON hoặc OFF

(mức1 hoặc 0), tín hiệu analog có biên độ liên tục theo thời gian.

Hình : Sự khác biệt giữa tín hiệu số và tín hiệu tương tự.
Phần lớn những hiện tượng xãy ra trong thực tế đều ở dạng analog. Các cảm
biến có tín hiệu ra dạng analog như: Cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến

dòng chảy, cảm biến mức ... Những cơ cấu chấp hành có tín hiệu điều khiển dạng
analog: Vale tuyến tính, biến tần ...
Đối với ngõ vào của PLC hay máy tính, tín hiệu analog không được đọc liên
tục mà sẽ được lấy mẫu vào những khoảng thời gian nhất định. Sau đó tín hiệu analog
được chuyển đổi sang tín hiệu số nhờ bộ A/D. Trong một khoảng thời gian nhất định,
nếu số mẫu lấy càng nhiều thì độ chính xác càng tăng. Tuy nhiên mỗi bộ A/D chỉ có
thể thu thập được một số mẫu nhất định trong một giây. Đối với PLC thì tần số lấy
mẫu có thể đạt 20hz.
Chất lượng của bộ A/D: Một bộ A/D được đánh giá dựa vào các thông số như:
Số bit chuyển đổi, thời gian lấy mẫu, tốc độ chuyển đổi, sai số chuyển đổi, tầm điện
GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-14-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

áp hoặc dòng điện mà bộ A/D có thể chuyển đổi. Các thông số này thường được cho
bởi nhà sản xuất.
1.2 BIẾN ĐỔI A/D TRONG PLC S7 200
Ngoại trừ CPU 224XP có tích hợp sẵn 2 ngõ vào và một ngõ ra analog (2AI/1AO) để
kết nối với ngoại vi nhận và phát hiện tín hiệu analog thì hầu hết các CPU khác của
họ S7 200 đều không có tích hợp sẵn. Vì vậy khi điều khiển với analog thì yêu cầu
người điều khiển phải gắn thêm các khối analog.
 Khối ngõ vào tương tự AI (Analog Input): Tín hiệu analog ngõ vào có thể là

điện áp hoặc dòng điện. Tùy thuộc vào tín hiệu analog cần đọc là loại nào mà
người sử dụng có thể cài đặt cho phù hợp bằng các công tắc (switch) được gắn
trên module.
Hiện có các khối ngõ vào: 4AI, 8AI. Đối với tín hiệu ra bởi Thermocouple
(cặp nhiệt) và RTD thì sử dụng các module chuyên dụng tương ứng.
Thermocouple: module EM231TC.
RTD: module EM231 RTD.
 Khối ngõ ra tương tự AO (Analog Output): Tín hiệu tương tự này có thể là
điện áp hoặc dòng điện tùy theo người dùng cài đặt. Tín hiệu ra là điện áp nằm
trong khoảng +-10VDC tương ứng với giá trị số là -32000 đến +32000 và tín
hiệu dòng điện nằm trong khoảng từ 0 – 20mA tương ứng với giá trị số từ 0
đến +32000.
Ngoài các khối trên còn có các khối có sự kết hợp giữa tín hiệu vào và ra trên
cùng một khối.
Đối với PLC thì bộ chuyển đổi A/D thường sử dụng 8 bit, 12 bit, 16 bit. Tùy theo
yêu cầu kỹ thuật, độ chính xác, tính kinh tế mà người lập trình chọn bộ A/D nào
cho phù hợp.
1.2.1 Cấu trúc dữ liệu của bộ A/D trong PLC S7 200
Các ngõ vào analog của PLC (AIWxx) sẽ được thiết lập cho phù hợp với ngõ ra của
cảm biến analog để có thể nhận được đại lượng điện biến thiên này, đồng thời các
ngõ vào analog sẽ chuyển tín hiệu điện analog này thành một dãy các bit (thường là
12 bit). Dữ liệu 12 bit này sẽ được chứa trong một word. Định dạng và số bit nằm
trong dãy của dữ liệu này tùy thuộc vào từng loại PLC của từng nhà sản xuất và tùy
thuộc vào dạng tín hiệu ở ngõ vào. Người sử dụng cần nghiên cứu kỹ tài liệu kỹ thuật
kèm theo của từng loại PLC để biết dược định dạng của dãy này.
Module analog của họ CPU nào , của hãng nào chỉ dùng được cho loại CPU ấy của
hãng ấy.
Module analog trong S7 200 thường sử dụng loại 12 bit. Tín hiệu vào của module
analog ở dạng điện áp hoặc dòng điện, điện áp có thể dương hoặc âm, dữ liệu chuyển
đổi có thể ở dạng đơn cực hoặc lưỡng cực. Tùy thuộc vào dạng chuyển đổi mà cách

sắp xếp các bit dữ liệu cũng có sự khác nhau. Hình …. Trình bày cách sắp xếp các bit
dữ liệu dạng đơn cực và lưỡng cực.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-15-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

Hình : Cách định dạng các bit dữ liệu trong module analog của S7 200
Unipolar data: dữ liệu đơn cực
Bipolar data: dữ liệu lưỡng cực.
Dễ dàng thấy dữ liệu ở Unipolar có 1 bit có trọng số cao nhất và 3 bit có trọng số thấp
nhất không sử dụng. Muốn lấy dữ liệu thực tế, ta phải dịch trái một bit để xóa dữ liệu
ở bit có trọng số cao nhất, khi đó dữ liệu không có nghĩa sẽ là 4 bit có trọng số thấp
nhất. Để loại bỏ, ta phải dịch phải 4 bit để loại bỏ dữ liệu không cần thiết này.
Khi lập trình, công việc của chúng ta là phải đọc được dữ liệu cần thiết 12 bit đó bằng
tập lệnh của PLC. Khi có dữ liệu chính xác 12 bit rồi, lúc đó ta đưa vào tính toán.
Lệnh đọc dữ liệu ngõ vào12 bit trong module analog của S7 200:

Tóm lại muốn đọc được dữ liệu analog thì công việc của người thiết kế là:
1.
Chọn loại cảm biến thỏa yêu cầu.
2.

Chọn loại PLC có ngõ vào analog chấp nhận được tín hiệu ngõ ra của
cảm biến.
3.
Tiến hành lắp đặt và thiết lập cấu hình..
4.
Tiến hành cân chỉnh dữ liệu.
5.
Lập trình xử lý dữ liệu.
1.2.2 Một số module analog của S7 200 thường được sử dụng.
1.2.2.1 Module analog EM231
Các thông số kỹ thuật

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-16-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

Cách kết nối ngõ vào

Switch chọn giá trị ngõ vào và độ phân giải

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-17-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

Dòng điện ngõ vào: 0 đến 20mA.
Độ phân giải: 5uA hay từ 1,25mV đến 2,5mV.
Giá trị số ngõ vào: -32000 đến 32000(lưỡng cực) hay từ 0 đến 32000(đơn cực).
Mạch ngõ vào của Module EM231.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-18-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

1.2.2.2 Module analog EM235
Các thông số kỹ thuật

Cách kết nối ngõ vào, ngõ ra.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-19-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

Chú ý:
Ở các loại module này, ta chú ý đến cách lắp đạt ngõ ra cảm biến analog với ngõ vào
analog. Dễ dàng thấy có 4 ngõ vào, mỗi ngõ vào gồm 3 chân. Nếu ngõ ra cảm biến là
dạng dòng, ta cần lắp đạt trên cả 3 chân (RB, B+, B-); cảm biến có ngõ ra dạng áp thì
chỉ cần trên 2 chân (B+, B-); nếu không dùng chân nào thì nối tắt ở chân + và – của
ngõ vào đó.
Switch chọn giá trị ngõ vào và độ phân giải.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-20-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình

Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

Độ phân giải: 5uA hay từ 12,5uV đến 5mV.
Giá trị số ngõ vào: -32000 đến 32000 hay từ 0 đến 32000.
Mạch ngõ vào của Module EM235

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-21-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

1.2.2.3 Module analog EM232
Các thông số kỹ thuật.

Một vài thông số chi tiết.

Cách kết nối ngõ ra.

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-22-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

Ngoài các module vào ra (AI/AO) analog trên, PLC S7 200 còn có các module
chuyên dụng đó là module ngõ vào nhiệt, cho phép kết nối trực tiếp đầu dò nhiệt cấp
tín hiệu cho PLC.
Như ta đã biết, đầu dò nhiệt có 2 loại: Cặp ngẫu nhiệt (TC) và điện trở nhiệt (RTD).
Ứng với từng loại ta có cách mắc khác nhau.
1.2.2.4 Module analog mở rộng đặc biệt - Module analog EM231 TC và Module
analog EM231 RTD
Thông số kỹ thuật

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-23-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

Hình : bảng các thông số kỹ thuật của EM231 TC và EM231 RTD
Để chọn loại cảm biến ngõ vào, loại tín hiệu, loại thang đo nhiệt độ ... ta dựa vào việc
điều chỉnh các switch trên mỗi module.
Cách kết nối ngõ vào

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-24-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình


Luận văn tốt nghiệp

Cảnh báo sự cố qua điện thoại cố định

Hình : Cách kết nối ngõ vào cho EM231 TC và EM231 RTD.
Chú ý:
Module analog EM231 TC và EM231 RTD được thiết kế để làm việc với CPU 222,
CPU 224, CPU 226 và CPU 226XM.
Các module RTD và Thermocouple được thiết kế để cho hiệu suất tối đa khi được cài
đặt trong một môi trường nhiệt độ ổn định.
Trong đề tài này sử dụng cảm biến Thermocouple (TC) loại K để thu thập nhiệt độ
môi trường vì loại cảm biến này có dãy đo lớn, độ bền cao và thường sử dụng trong
công nghiệp. Để chọn module analog cho phù hợp với tín hiệu ngõ ra của cảm biến
Thermocouple thì module EM 231 Thermocouple (EM 231 TC) là module chuyên
dụng cho cảm biến Thermocouple. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu về cách cấu hình cấu
hình và lập trình cho module chuyên dụng này.
1.3

EM 231 THERMOCOUPLE MODULE – THERMOCOUPLE

Các loại cảm biến nhiệt độ
Sensor
Cặp nhiệt điện (Thermocouples-TC)
Điện trở kim loại (Resistance Temperature
Detectors-RTD)
Nhiệt điện trở (Thermistor)

IC
IR Thermal sensor

Electrical Parameter
Voltage
Resistance
Resistance
Voltage
Current

Quan hệ giữa nhiệt độ Celsius, Fahrenheit và nhiệt độ Kelvin được xác định bằng
biểu thức :

GVHD: Trần Lê Trung Chánh

-25-

SVTH: Trần Tấn Phát
Trương Văn Bình