Nghiên cứu ứng dụng PLC s7 1200 điều khiển mức chất lỏng trong dây chuyền sản xuất hóa chất công nghiệp

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
B NỌNG NGHI P VÀ PTNT
TR
NG
I H C TH Y L I

TR NăNG CăTH

NG

NGHIểN C U NG D NG PLC S7-1200 I U KHI N M C
CH T L NG TRONG DỂY CHUY N S N XU T HịA CH T
CỌNG NGHI P

LU NăV NăTH CăS

NINHăTHU N, N Mă2017


B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
B NỌNG NGHI P VÀ PTNT
TR
NG
I H C TH Y L I

TR NăNG CăTH

NG

NGHIểN C U NG D NG PLC S7-1200 I U KHI N M C
CH T L NG TRONG DỂY CHUY N S N XU T HịA CH T
CỌNG NGHI P

K ăThu tă i n

Chuyên ngành:
Mưăs :

NG

IăH

NGăD NăKHOAăH C

60520202

TSăV ăMinhăQuang

NINHăTHU N,ăN Mă2017


L I CAM OAN
Tácăgi ăxinăcamăđoanăđơyălƠăcơngătrìnhănghiênăc uăc aăb năthơnătácăgi .ăCácăk tăqu ă
nghiênăc uăvƠăcácăk tălu nătrongălu năv n lƠătrungăth c, khôngăsaoăchépăt ăb tăk ăm tă
ngu nănƠoăvƠăd
đ

iăb tăk ăhìnhăth cănƠo. Vi căthamăkh oăcácăngu nătƠiăli uă(n uăcó) đưă

căth căhi nătríchăd năvƠăghiăngu nătƠiăli uăthamăkh oăđúngăquyăđ nh.
Tác gi lu n v n

Tr năNg căTh

i

ng


L I CÁM

N

Trongăqătrìnhăth căhi năđ ătƠiăemăg păkhơngăítănh ngăkhóăkh n,ănh ngăv iăs ăh
d năt nătìnhăc aăth yăh

ngă

ngăd năcùngăcácăth yăcơ trongăkhoaăđ nănayăđ ătƠiăc aăemăđưă

hoƠnăthƠnhăđúngăth iăgianăquyăđ nh.
Emăxinăg iăl iăc mă năchơnăthƠnhăđ năTS.ăV ăMinhăQuang,ăgi ngăviênăb ămônăắăK ă
thu tă đi n ” Khoaă N ngă L
h

ngă ậ Tr

ngă Hă Th yă L i, ng

iă đưă t nă tìnhă ch ă b oă

ngăd năemătrong quá trình làm lu năv n.

Emă xină chơnă thƠnhă c mă nă quýă Th y Cô tr
nh ngăng

ngă Hă Th yă L i,ă giaă đìnhă vƠă b nă bè,ă

i đưălnăt oăđi uăki n,ăquanătơm,ăgiúpăđ ,ăđ ngăviênăemătrongăsu tăquáă

trìnhăh căt păvƠăhoƠnăthƠnhălu năv n.
Dùăđưăc ăg ngănh ngăđ ătƠiăc ngăkhôngăth tránhăkh iănh ngăkhi măkhuy t,ăr tămongă
nh năđ

căs ăđóngăgópăýăki năc aăqăTh yăCơăđ ăđ ătƠiăc aăemăđ

n a.ăă
EmăxinăchơnăthƠnhăc mă n!

ii

căhoƠnăthi năh nă


M CL C
DANHăM CăCÁCăHÌNHă NH...................................................................................... v
DANHăM CăB NGăBI U .......................................................................................... vii

DANHăM CăCÁCăT ăVI TăT T ............................................................................. viii
M ă

U: .......................................................................................................................ix

1.ăTínhăc păthi tăc aă
2.ăM căđíchăc aă

ătƠi:............................................................................................ix

ătƠi: ....................................................................................................x

CH NG 1
T NGăQUANăV ăDỂYăCHUY NăCUNGăC PăVĨăS NăXU Tă
HịAăCH TăTRONGăCỌNGăNGHI P ..........................................................................1
1.1

Gi iăthi uăv ădơyăchuy năs năxu tăvƠăcungăc păhốăch tăcơngănghi pă: ...........1

1.2

Ph

1.3

Dơyăchuy năs năxu tăhóaăch tătrongăcơngănghi păđi năhình ............................. 3

ngăphápăs năxu tăhóaăch tăcơngănghi pă: ...................................................2

1.3.1

S ăđ : ..........................................................................................................3

1.3.2

NguyênălíălƠmăvi că: ....................................................................................3

NGă2

CH
2.1

Gi iăthi uăt ngăquanăv ăPLCă: ...........................................................................8

2.1.1
2.2

Kháiăni măv ăPLCă: .....................................................................................8

Gi iăthi uăPLCăS7-1200 : ................................................................................11

2.2.1
2.3

GI IăTHI UăPLCăS7ăậ 1200 ............................................................... 8

Ph năc ngăPLCăS7-1200 ...........................................................................13

Ph năm măđi uăkhi năvƠăl pătrìnhă: .................................................................15

2.3.1

Gi iăthi u: .................................................................................................15

2.3.2

ngăd ngă: .................................................................................................16

2.3.3

Kh ăn ngălƠmăvi că:...................................................................................17

CH

NGă3

3.1

Xơyăd ngămơăhìnhătốnăh căb ăđi uăkhi năm căch tăl ng .............................. 18

3.1.1
3.2

XỂYăD NGăB ă I UăKHI N ........................................................ 18
nhăngh aăv ăcácăb ăđi uăch nhăPID ....................................................... 18

Mơăhìnhătốnăh căb ăđi uăkhi năm căch tăl ng...............................................22

3.2.1

Mơăhìnhăb ăđi uăkhi năm căch tăl ng ...................................................... 22

3.2.2

iăt

ngăvanătuy nătính: .........................................................................23

3.2.3

iăt

ngăbìnhăm c: .................................................................................23

3.2.4

iăt

ngăc măbi năsiêuăơm: ....................................................................25

iii


3.2.5

S ăđ ămơăhìnhătốnăh căb ăđi uăkhi năm căch tăl ng .............................. 25

3.2.6

Tìmăthơngăs ăPID ...................................................................................... 25

CH

NG 4

L PăTRÌNHă I UăKHI N ............................................................... 28

4.1

Bi uăđ ăch căn ng............................................................................................ 28

4.2

Ch

CH

NGă5

ngătrìnhăđi uăkhi n: .................................................................................30
THI TăK ăGIAOăDI NăGIÁMăSÁTăHMI. ......................................45

5.1

Gi iăthi uăv ăgiaoădi năgiámăsátăHMI. ............................................................ 45

5.2

Gi iăthi uăv ă inccăPro essional ....................................................................47

5.2.1

T ngăquanăv ă inăCC: .............................................................................47

5.2.2

Ch căn ngăph ăbi năc aă inăCC .............................................................. 48

5.3
CH

Thi tăk ăgiaoădi n............................................................................................. 50
NGă6

MỌăPH NGăVĨăK TăLU N ........................................................... 52

6.1

Môăph ngă ăch ăđ ăt ăđ ng .............................................................................52

6.2

Môăph ngă ăch ăđ ăTay: ..................................................................................57

6.3

K tălu n ............................................................................................................58

TĨIăLI UăTHAMăKH O ............................................................................................. 59

iv


DANH M C CÁC HÌNH NH
Hình 1.1: Bình ch aăđ ng hố ch t trong cơng nghi p ...................................................1
Hình 1.2: Trung tâm v n hành dây chuy n s n xu t hóa ch t.........................................2
Hìnhă1.3:ăS ăđ dây chuy n s n xu t hóa ch t trong cơng nghi p .................................3
Hìnhă1.4:ăVanăđi u khi n tuy n tính b ngăđi n Ginice Korea. .......................................5
Hình 1.5: C m Bi n siêu âm............................................................................................ 6
Hìnhă2.1:ăS ăđ kh i c a h th ngăđi u khi n l p trình ..................................................9
Hìnhă2.2:ăS ăđ kh i t ng quát c a CPU ......................................................................10
Hình 2.3: PLC S7 – 1200 .............................................................................................. 13
Hình 2.4: PLC S7 - 1200 nhìn t phíaătr c .................................................................14
Hình 2.5: Giao di n làm vi c c a TIA Portal................................................................ 15
Hình 3.1: B đi u khi n PID khơng ph thu c ............................................................. 18
Hình 3.2: B đi u khi n PID ph thu c ........................................................................19
Hình 3.3: Bông th căxácăđ nh giá tr các h s Ki, Kp, Kd...........................................21
Hình 3.4: Mơ hình b đi u khi n m c ch t l ng ........................................................... 22
Hình 3.5: Mơ hình hàm truy năđ t ................................................................................23
Hìnhă3.6:ăS ăđ kh i mơ hình tốn h c b đi u khi n m c ch t l ng .......................... 25
Hìnhă3.7:ă ápă ng ngõ ra ng v i h s Ku = 0.043, Ki=Kp=0 ...................................26
Hìnhă3.8:ă ápă ng ngõ ra ngăkhiăxácăđ nhăđ c thơng s PID ...................................26
Hìnhă3.9:ă ápă ng ngõ ra khi ngõ vào t ngăgiáătr ........................................................ 27
Hìnhă3.10:ă ápă ng ngõ ra khi ngõ vào gi m giá tr ..................................................... 27
Hình 4.1: Bi uăđ ch căn ng ......................................................................................... 29
Hình 4.2: Kh i PID trong S7-1200................................................................................30
Hình 4.3: B ngăcƠiăđ t thơng s PID .............................................................................31
Hình 4.4: B ng nh p thơng s PID ................................................................................32
Hình 5.1: Ki m tra l i sai sót khi thi t k HMI. ............................................................ 46
Hình 5.2: T o và gán thu c tính cho nút STOP ............................................................ 50

Hình 5.3: T o và gán thu cătínhăchoăđ ngăc ăPumpă1 ..................................................50
Hình 5.4: T o và gán thu c tính cho I/O field............................................................... 51
Hình 5.5: T o và gán thu c tính cho Bi uăđ . ............................................................... 51
Hìnhă6.1:ăB mă1ăvƠă2ăđangăch y ...................................................................................52
Hìnhă6.2:ăBìnhă1ăđ yămƠăbìnhă2ăch aăđ y. ....................................................................53
Hình 6.3: H th ng gia nhi t ho tăđ ng ........................................................................53
Hìnhă6.4:ăGiaăđ nhi t,ăb mă3ăb mă4ăho tăđ ng. .......................................................... 54
Hìnhă6.5:ăKhiăb mă3,ă4ăng ngăb m,ăkhu y ho tăđ ng 90s. ..........................................54
Hìnhă6.6:ăB mă5ăho tăđ ngăđ y s n ph m vào bình ch a 4. ........................................55
Hình 6.7: Van tuy nătínhăđangăm ................................................................................55
Hình 6.8: B PIDăđangăho t đ ng khi có hóa ch t ........................................................ 56
Hình 6.9: B PIDăđangăho tăđ ngăkhiăđ m c hóa ch t ...............................................56
v


Hình 6.10: Mơ ph ng

ch đ tay khi nh năB Mă5 .................................................... 57

vi


DANH M C B NG BI U
B ngă1:ă nhăngh aăcácăbi n vào ra s d ng trong bài . ...............................................32
Ch ngătrìnhăđi u khi n ................................................................................................ 45

vii


DANH M C CÁC T

VI T T T

(X pătheoăth ăt ăA,B,C c aăch ăcáiăđ uăvi tăt t)
HTL

iăh căTh yăl i

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
LVThS Lu năv năTh căs

viii


M
1. Tính c p thi t c a

U:

tƠi:

Trongăth iăđ iăngƠyănayăkhiăcơngăngh ăthơngătinăngƠyăcƠngăphátătri n,ăcùngăhoƠănh pă
v iăch ătr
T ă

ngăcơngănghi păhốăhi năđ iăhốăđ tăn

c,ăngƠnhăk ăthu tăđi uăkhi năvƠă

ngăHóaălƠăngƠnhăkhoaăh căphátătri năc căk ăm nhăm ,ă ăm iăl nhăv căc aăđ iă

s ngăg nănh ăt ăđ ngăhóaăđưăgiúpăchoăchúngătaăr tănhi uăngƠnhăngh ăkhácănhau.ăHi nă
nay,ăPLCălƠăthi tăb ăt ăđ ngăhóaăđ

căs ăd ngăph ăbi n.

Trongăth căt ,ăv năđ ăđi uăkhi năm căchi măm tăt ăl ăr tăl nătrongăcácăl nhăv căv ăd uă
m ,ă hóaă ch t,ă cơngă nghi pă th că ph m,ầă khiă th că hi n phaă ch ă theoă m tă t ă l ă nh tă
đ nhă nƠoă đó.ă VƠă v nă đ ă đi uă khi nă đ iă t
cƠngăngƠyăcƠngăhi năđ iăvƠăkíchăth

ngă chínhă xácă lƠă r tă c nă thi t.ă Cácă thi tă b ă

căc ngănh ăh nănênăcácăthaoătácătrongăqătrìnhă

s năxu tăđịiăh iăđ ăchínhăxácăcao.ăM tăsaiăsótănh ăcóăth ă nhăh
s nă ph m.ă ă Doă đó,ă ngƠyă cƠngă nhi uă ph

ngăx uăđ nătoƠnăb ă

ngă phápă đi uă khi nă chínhă xácă đ

cănghiênă

c uă phátă tri n,ă nh ă đi uă khi nă m ă vƠă thíchă nghi,ă đi uă khi nă PIDầTrongă vi că đi uă
khi năm căch tăl ngăthìăthu tătoánăđi uăkhi năPIDălƠăphùăh p.
H ă th ngă đi uă khi nă dùngă gi iă thu tă PIDă ngă d ngă m tă trongă nh ngă thu tă toánă đi uă
khi năquáătrìnhănh ă:ă i uăkhi năm c,ăđi uăkhi năl uăl

ng,ăđi uăkhi năv năt c,ăđi uă

khi năv ătrí.ăVi că ngăd ngăgi iăthu tăđi uăkhi năchínhăxácănƠyăvƠoăth căt ănh mălƠmă
gi mă saiă s ă trongă k tă qu ă đi uă khi n. V iă vi că chi mă t ă l ă caoă soă v iăcácă gi iă thu tă
đi uă khi nă khácă (>ă 80%),ă gi iă thu tă đi uă khi nă PIDă chi mă m tă v ă tríă vơă cùngă quană
tr ngă trongă cácă gi iă thu tă đi uă khi nă dùngă trongă côngă nghi p b iă yêuă c u chính xác
(accurate), đápă ngănhanhă( astăresponse),ă năđ nhă(smallăovershot).
Hi nă nay,ă PLC S7-1200ă cóă thêmă ch că n ngă truy nă thôngă và giámă sátă quaă m ngă nênă
vi căvi căk tăn iăm ăr ng ch căn ngăgiámăsátăt ăxaăd ădƠngăh n vƠăd năthayăth ăchoă
PLC S7-200, S7-300.
V iănh ngătínhăn ngăv

tătr iăsoăv iăPLCăS7-200ăvƠăS7-300 nênăđ ătƠiăemăch nălƠăă

ix


“NGHIểN C U

NG D NG PLC S7-1200

I U KHI N M C CH T L NG

TRONG DỂY CHUY N S N XU T HịA CH T CỌNG NGHI P ”
2. M c đích c a

tài:

- Tìmăhi u vƠă ngăd ng ph

ngăphápăđi uăkhi năPIDătrongăPLC S7-1200 đi uăkhi nă

vƠăgiámăsátăm căch tăl ng trongădơyăchuy năs năxu tăhóaăch tăcơngănghi p.
- C ngăc ăvƠăv năd ngăki năth căđưăh căđ ăápăd ngăvƠoămơăhìnhăth căt .
3.

it

ng vƠ ph m vi nghiên c u:

- Ph năm măl pătrìnhăTIAăPORTALăchoăPLCăS7-1200 và mơăhìnhăđi uăkhi năgiámăsátă
m căch tăl ng.
- Hi uă qu ă c aă vi că s ă d ngă ph

ngă phápă đi uă khi nă PIDă trongă ph nă m mă TIAă

PORTAL cho PLC S7-1200ăđi uăkhi năm căch tăl ng.
4. Cách ti p c n vƠ ph

ng pháp nghiên c u:

- Nghiênăc uămơăhìnhăđi uăkhi năgiámăsátăm căch tăl ngăb ngămáyătínhăvƠăPLCăS71200.
- Nghiênăc uăvi căs ăd ngă inCCătrongăđi uăkhi năgiámăsát.
- Nghiênăc uăvi căđi uăkhi năm căch tăl ngăs ăd ngăb ăđi uăkhi năkinhăđi năPID
- Giámăsátăđ

cătrênăgiaoădi nă inăCC.

x

CH
NG 1
T NG QUAN V DÂY CHUY N CUNG C P VÀ S N
XU T HĨA CH T TRONG CƠNG NGHI P
1.1 Gi i thi u v dây chuy n s n xu t và cung c p hoá ch t cơng nghi p :
căđi măc aăngƠnhăcơngănghi păhóaăch tălƠăđaăđ ngăv ăs năph măph căv ăchoăt tăc
cácă ngƠnhă kinhă t ă k ă thu t.ă T ă đóă ngƠnhă cơngă nghi pă nƠyă cóă th ă khaiă thácă m iă th ă
m nhătƠiăngunăc aăđ tăn

căt ăkhốngăs n,ăd uăkhíăt iăs năph m,ăph ăph măvƠăth mă

chíăc ăph ăth iăc aăcơngănghi p,ănơngănghi p...ăCơngănghi păhốăch tăđóngăvaiătrịăc că
k ăquanătr ngătrongăn năkinhăt ăc aăm tăn
l căc aăđ tăn

c.ă óălƠăm tăngƠnhăkinhăt ăậ k ăthu tăch ă

c.ăVi tăNamăth căhi năcôngăcu căđ iăm i,ănh ngăc iăcáchăkinhăt ăđưă

thúcă đ yă s ă t ngă tr

ngă kinhă t ,ă phátă tri nă côngă nghi pă - nôngă nghi p.ă Nhuă c uă v ă

nguyênă li uă hóaă ch tă c ngă ngƠyă cƠngă t ngă v iă t că đ ă t ngă tr

ngă s nă xu tă hóaă ch tă

h ngă n mă lƠă 15%.ă T ă th că ti nă đó,ă emă ch nă đ ă tƠiă ắNGHIểN C U
PLC S7-1200

NG D NG

I U KHI N M C CH T L NG TRONG DỂY CHUY N S N

XU T HịA CH T CỌNG NGHI P”ălƠmăđ ătƠiănghiênăc uăc aămình.

Hình 1.1:ăBìnhăch aăđ ngăhốăch tătrongăcơngănghi p

1


Hình 1.2:ăTrungătơmăv năhƠnhădơyăchuy năs năxu tăhóaăch t
1.2 Ph

ng pháp s n xu t hóa ch t cơng nghi p :

TrongăngƠnhăcơngănghi pănóiăchungăvƠăngƠnhăđ căthùăcơngănghi păhốăch tănóiăriêngă
thìătr nălƠăm tăkhơuăr tăquanătr ngăđ ăt oăraăs năph m.ăTr năhaiăhayănhi uăch tăđ ăt oă
thƠnhăh năh păđòiă h iăm tăt ăl ăchu nănh tă đ nhăvƠănghiêmăng tătrongăqătrìnhăv nă
hành,ăkhơngăđ ăcóăs ăsaiăsót.ăVƠănh tălƠăcóănh ngăqătrìnhăconăng
thamăgiaătayăchơnăhayăthamăgiaăđ

iăkhơngătr căti pă

căđ ăđ măb oăanătoƠnălaoăđ ng,ăquyătrìnhălƠăhoƠnă

tồn khép kín.

2

1.3 Dây chuy n s n xu t hóa ch t trong cơng nghi p đi n hình
1.3.1 S đ :

Hình 1.3:ăS ăđ ădơyăchuy năs năxu tăhóaăch tătrongăcơngănghi p
1.3.2 Ngun lí làm vi c :
Hìnhă1.4ă mơăt ădơyăchuy năs năxu tătheoă m ăbaoăg mă5ăbìnhăch aăvƠăcácăb măluơnă
chuy nădungăd chătrongăh ăth ng.ăM iăbìnhăch aăđ uăcóăc măbi năphátăhi nătìnhătr ngă
đ yăvƠăc nătrongăbìnhăch a.ăBìnhăch aă2ăcóăthêmăb ăph năgiaănhi tăvƠăc măbi nănhi t.ă
Bìnhăch aă3ăcóăb ăph năkhu yăđ ătr năhaiăch tăl ngăđ

căb măt ăbìnhăch aă1ăvƠă2ăv iă

nhau.ăBìnhăch aă3ăvƠă4ăcóădung tíchăg păđơiăbìnhăch aă1ăvƠ 2.
Ho tăđ ngăc aăh ăth ngănh ăsau:
- Bìnhăch aă1ăvƠă2ăđ

căc păđ ngăth iăalkaliăvƠăpolymerăb ngăcácăđ ngăc ăb m.ăB mă

1ăvƠă2ăng ngăho tăđ ngăkhiăc măbi năđ yăphátăhi nătr ngătháiăđ yăc aăbìnhăch a.ă
- B ăph năgiaănhi tă ăbìnhăch aă2ăho tăđ ng,ăt ngănhi tăchoăpolymerăt iă60°C,ăng ngă
giaă nhi tă khiă c mă bi nă nhi tă tácă đ ng.ă Sauă đóă b mă 3ă vƠă 4ă ho tă đ ngă b mă ch tă l ngă

3


sangăbìnhăch aă3.ăKhiăcóăch tăl ngătrongăbìnhăch aă3,ăb ăph năkhu yăho tăđ ng.ă

ngă

c ăb mă3ăng ngăho tăđ ngăkhiăbìnhăch aă3ăđ yăho căbìnhăch aă1ăc n.
-T

ngăt ,ă đ ngă c ăb mă 4ă ng ngă ho tă đ ngă khiă bìnhă ch aă 3ă đ yă ho că bìnhă ch aă 2ă

c n.ă

ngăc ăkh yăng ngăho tăđ ngăsauăkhiăng ngăđ ngăc ă3ăvƠă4ăm tăkho ngălƠă90ă

giây.
-

ngăc ăb mă5ăho tăđ ngăb măch tăl ngăsangăbìnhăch aă4.ă

ngăc ăb mă5ăng ngă

ho tăđ ngăkhiăbìnhăch aă4ăđ yăho căbìnhăch aă3ăc n.ă
- Ch tăl ngăđ

căđ aăvƠoăbìnhăch aă4ăđ ăcungăc păngunăli uăchoăqătrìnhălƠmăvi că

đ ăđ măb oăbìnhăch aăT-304ălnăcóăngunăli uăho tăđ ng.
- M că ch tă l ngă luônă cƠiă đ tă tr

că m tă giáă tr ă nh tă đ nh.ă M că ch tă l ng trong bình

ch aă5ăvƠoăth iăđi măhi năt iăs ăđ

căg iăv ăPLCăS7-1200ăb ngătínăhi uăanalog.ăPLCă

s ăsoăsánhăm căch tăl ngăv iăgiáătr ăđ tătr
đóngăm ăVanătuy nătínhăăb ngăph

c,ăvƠăkhiăcóăs ăsaiăl ch,ăPLCăs ăđi uăkhi nă

ngăphápăPID đ ăcơnăb ngăsaiăl ch.

- Khiăgiáătr ăSetpointăth păh năgiáătr ăm căhi năt i,ăVanăx ăs ăđ

căkíchăho tăđ ăx ăb tă

ch tăl ngăraăngoƠi.
- H ăth ngăho tăđ ngăt ăđ ngăl păl i,ăbìnhăch aăT304ălúcănƠoăc ngăcóăngunăli uăđ ă
ho tăđ ng.ă
Van XV303 là van đi uăkhi nătuy nătínhăậ van analog, vanăđ
nhi tă đ ,ă ápă su t,ă l uă l

ngătrongă đ

ngă ng.ă

căthi tăk ăđ ăđi uăkhi nă

căs ă d ngă nhi uătrongă cácă lòă s y,ă

s yă cám,ă s yă tr u,ă seoă gi y,ă s yă d aầVană đi uă khi nă tuy nă tínhăho tă đ ngă nă đ nh,ă
chínhăxácăvƠăđ ăb năcao.

4

Hình 1.4:ăVanăđi uăkhi nătuy nătínhăb ngăđi năGiniceăKorea.
B ăđi uă khi nă vanătuy nătínhălƠălo iă đi uăkhi năb ngă motoră s ăkéoă c năvanălênăho că
xu ng,ă nh nă tínă hi uă đi uă khi nă t ă đ ngă h ă đi uă khi nă (4-20mA, 0-10Vdc, on/off).
Tùy vào kích th

căvanăvƠăápăsu tăho tăđ ngăs ăch năb ăđi uăkhi năcóăl căkéoăthíchă

h p.ă
B ăđi uăkhi nătíchăh păcácăcơngăt căch năch ăđ ăth

ngăđóngăvƠăth

ngăm ,ăch ăđ ă

d ngăt iăch ăkhiăm tătínăhi uăđi uăkhi năho căt ăđ ngăđóngăvan.
Tíchăh păc năquayătayăkhiăvanăcóăs c ,ăcóăth ăđi uăch nhăđóngăm ămƠăkhơngăc nătínă
hi uăđi n.ăB ăkéoăvanăv iăl căkéoă2000NăvƠă3500N.
Thông s k thu t b đi u khi n van tuy n tính, Actuator.
Model: GEA-20P, GEA-35P, GEA-20A, GEA-35A, GEA-15P, GEA-15A.
 L căkéo:ă2000Nă(GEA-20P), 3500N (GEA-35P).


i uăkhi n:ăTuy nătínhăho căON-OFF (GEA-20A, GEA-35A).

 Ngu năc p:ă110~220VACăho că24VAC.
 Tínăhi uăđi uăkhi n:ă4-20mAăho că0-10VDC.
 Tínăhi uăoutput:ă4-20mA, lƠmătínăhi uăhi năth ăhƠnhătrìnhăho căđ aăv ăPLCăx ălý.
 Th iăgianăhƠnhătrình:ă50ăgiơyă(GEA-20P), 100 giây (GEA-35P).
 Nhi tăđ ăho tăđ ng:ă-15~60ăđ ăC.

5




ă m:ă5~95%.

 IP: 54.
 HƠnhătrình:ă20mmăho că40mm.
Thi t b đo m c : là c măbi năsiêuăơm cóăph măviăho tăđ ngăt ă350mmăđ nă6000mm,ă
ph mă viă ho tă đ ngă cóă th ă thayă đ iă d ă dƠngă thôngă quaă ch că n ngă Teach-in trên nút
nh nă(ph măviăt ă400mmăđ nă500mm,ă1000mmăđ nă3000mmăt

ngă ngăv iăngõăra 4-

20mA ho c 0-10Vdcă ho că 20-4mA, 10-0Vdc,ă vƠă c ngă cóă th ă tùyă ch nă ph mă viă s ă
d ngăb tăk ămi nălƠătrongăgi iăh năho tăđ ngăc aăc măbi n.
C m bi n siêu ơm UA30CAD60PGTI

Hình 1.5:ăC măBi năsiêuăơm
Dùngă đ ă đo m că n

c,ă đoă m că ch tă l ng,ă báoă m că ch tă r n,ă ki mă soátă level,ă

đo kho ngăcách,ăth ătích,ăkh iăl

ngălƠănh ngănhuăc uăvơăh năvƠăngƠyăcƠngăt ngăc a

ngƠnhăcơngănghi p,ăth măchíălƠăcácănhuăc uădơnăd ng,ăcu căs ngăh ngăngƠy,ăh ăth ngă

th yăl i, th yăđi nầ
C măbi năsiêuăơm cóăth ăđápă ngăđ

căcácănhuăc uănêuătrên,ăv iănguyênăt căho tăđ ngă

lƠăphátăraăsóngăsiêuăơmătácăđ ngălênăv tăc năvƠănh nătínăhi uăh iăti păv ăđ ăbi tăđ

că

kho ngăcách soăv iăv tă(chínhăxácălƠăm tăph ng).
V iănguyênăt căphátăhi năb ăm tăkhôngăc năti păxúcănênăc măbi năkhôngăquanătơmăđ nă
d ngăch tăl ngănƠoăhayăch tăr nănƠo.ăKhi kho ngăcách soăv iăm tăph ngăthayăđ iăthìă
tínăhi uăngõăraăc ngăthayăđ iătheoăt ă4-20mAăho că0-10VDC,ălúcănƠyătaăs ăd ngătínă

6


hi uă ngõă raă c aă c mă bi nă đ ă quy v ă th ă tích, kh iă l

ng,ă kho ngă cáchầă thôngă quaă

PLCăhayă m tăđ ngă h ă hi nă th ă(cóă th ă thamă kh oă thêmă đ ngă h ă hi nă th ăt i đơyă c aă
Shihlin Taiwan).
Thôngăs ăk ăthu tăC măbi năsiêuăơmăUA30CAD60PGTI
 Ngu năc păchoăc măbi nă:ă15-30VDC.
 Output: 4-20mmăho că0-10VDC,ătíchăh păthêmăngõăra NPN/PNP.
 IP: 67.
 Cápăk tăn iăv iăc măbi năm căđ nh:ădƠiă2măPVC.
 Th iăgianăđápă ng:ăNh ăh nă500ms
 Power on delay: <300ms.

 Nhi tăđ ăho tăđ ng:ă-20~70ăđ ăC.
 Gócăphátăsóng:ă7ăđ ăho că8ăđ .


ăphơnăgi i:ă2ămm.

 Bánăkínhăho tăđ ng:ă450mm.
Nútă cƠiă đ tă đ
ch năđ

că tíchă h pă trênă thơn c mă bi n,ă v iă nh ngă thaoă tác đ nă gi n lƠă cóă th ă

căph măviăho tăđ ngăthíchăh păchoă ngăd ngăc aămình.

uătiênălƠăc păngu năt ă10-30VDCăchoăc măbi nă(dơyăxanhăơm,ădơyănơuăd

ng,ădơyă

đenă4-20mAăho că0-10V,ădơyătr ngăoutputăPNPăho căNPN).
Ch năph măviăho tăđ ngăchoăc măbi n,ăvíăd ă400mmăđ nă800mm.
tăc măbi năvngăgócăv iăm tăph ngăth tăl năcó bánăkínhă500mmătr ălênăvƠăkhơngă
cóăb tăk ăv tăc nătrênăđ

ngăđiăc aăsóngăv iăng

ngăxaătr

că800mmă(r tăquanătr ng).ă

Nh nănútăm tăcáiăr iăth ăra,ălúcănƠyăhaiăđènătrênăc măbi năs ăch păliênăt că(ng

ngăxaă

đưăOK),ăkéoăc măbi năl iăg năv i kho ngăcáchlƠă400mmă(nhanhănh tălƠăquayăc măbi nă
xu ngăđ tăph ngăv iăkho ngăcáchălƠă400mm,ăkéo t i,ăkéoăluiăm tăcông)ănh nănútăm tă
cáiă r iă th ă ra,ă haiă đènă đangă ch pă s ă t tă vƠă ch pă 5ă l nă n aă r iă t tă l iă v yă lƠă OKă choă
ng

ngăg n.

7


CH

NG 2

GI I THI U PLC S7 ậ 1200

2.1

Gi i thi u t ng quan v PLC :

2.1.1

Khái ni m v PLC :

PLCăvi tăt tăc aăProgrammableăLogicăController,ălƠăthi tăb ăđi uăkhi năl pătrìnhăđ

că

(kh ătrình)ăchoăphépăth căhi nălinhăho tăcácăthu tătốnăđi uăkhi nălogicăthơngăquaăm tă
ngơnăng ăl pătrình.ăNg
ki n.ăCácăs ăki nănƠyăđ

iăs ăd ngăcóăth ăl pătrìnhăđ ăth căhi năm tălo tătrìnhăt ăcácăs ă
căkíchăho tăb iătácănhơnăkíchăthích(ăngõăvƠo)ătácăđ ngăvƠoă

PLCăho căquaăcácăho tăđ ngăcóătr ănh ăth iăgianăđ nhăth iăhayăcácăs ăki năđ

căđ m.ă

PLCădùngăđ ăthayăth ăcácăm chăr ăleătrongăth căt .ăPLCăho tăđ ngătheoăph

ngăth că

quétăcácătr ngătháiătrênăđ uăraăvƠăđ uăvƠo.ăKhiăcóăs ăthayăđ iă ăđ uăvƠoăthìăđ uăraăc ngă
thayăđ iătheo.
Ngơnăng ăl pătrìnhăc aăPLCăcóăth ălƠăLadderăhayăStateăLogic.ăHi nănayăcóăr tănhi uă
hưngă s nă xu tă raă PLCă nh ă Siemens,ă Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General
Electric,ăOmronầă
M tăkhiăs ăki năđ
ngoƠiă đ
ch

căkíchăho tăth căs ,ănóăb tăONăhayăOFFăthi tăb ăđi uăkhi năbênă

că g iă lƠă thi tă b ă v tă lý.ă M tă b ă đi uă khi nă l pă trìnhă s ă liênă t că l pă trongă

ngătrìnhădoăng

iăs ăd ngăl păraăch ătínăhi uă ăngõăvƠoăvƠăxu tătínăhi uă ăngõăraă

t iăcácăth iăđi măđưăl pătrình.ă
ăkh căph cănh ngănh
b ngăRelay)ăng

căđi măc aăb ăđi uăkhi nădùngădơyăk tăn iă(b ăđi uăkhi nă

iătaăđưăch ăt oăraăb ăPLCănh măth aămưnăcácăuăc uăsau:ă

- L pătrìnhăd ădƠng,ăngơnăng ăl pătrìnhăd ăh c.ă
- G nănh ,ăd ădƠngăb oăqu n,ăs aăch a.ă
- Dungăl

ngăb ănh ăl năđ ăcóăth ăch aăđ

- HoƠnătoƠnătinăc yătrongămơiătr
- Giaoăti păđ

cănh ngăch

ngătrìnhăph căt p.ă

ngăcơngănghi p.ă

căv iăcácăthi tăb ăthơngăminhăkhácănh :ămáyătính,ăn iăm ng,ăcácăModulă

m ăr ng.ă

8


- Giáăc ăcóăth ăc nhătranhăđ

c.ă

Cácăthi tăk ăđ uătiênălƠănh măthayăth ăchoăcácăph năc ngăRelayădơyăn iăvƠăcácăLogică
th iăgian.ăTuyănhiên,ăbênăc nhăđóăvi căđịiăh iăt ngăc

ngădungăl

ngănh ăvƠătínhăd ă

dƠngăchoăPLCămƠăv năđ măb oăt căđ ăx ălýăc ngănh ăgiáăc ầChínhăđi uănƠyăđưăgơyă
raăs ăquanătơmăsơuăs căđ năvi căs ăd ngăPLCătrongăcơngănghi p.ăCácăt păl nhănhanhă
chóngăđiăt ăcácăl nhălogicăđ năgi năđ năcácăl nhăđ m,ăđ nhăth i,ăthanhăghiăd chầsauă
đóălƠăcácăch căn ngălƠmătốnătrênămáyăl nầS ăphátătri năcácămáyătínhăd năđ năcácăb ă
PLCăcóădungăl

ngăl n,ăs ăl

ngăI/Oănhi uăh n.ă

TrongăPLC,ăph năc ngăCPUăvƠăch

ngătrìnhălƠăđ năv ăc ăb năchoăquáătrìnhăđi uăkhi nă

ho căx ălýăh ăth ng.ăCh căn ngămƠăb ăđi uăkhi năc năth căhi năs ăđ
m tăch

ngătrình.ăCh

ngătrìnhănƠyăđ

hi năvi căđi uăkhi năd aăvƠoăch

căxácăđ nhăb iă

căn păs năvƠoăb ănh ăc aăPLC,ăPLCăs ăth că

ngătrìnhănƠy.ăNh ăv yăn uămu năthayăđ iăhayăm ă

r ngăch căn ngăc aăquyă trìnhăcơngăngh ,ătaăch ăc năthayă đ iăch
c aăb ănh ăPLC.ăVi căthayăđ iăhayăm ăr ngăch căn ngăs ăđ

ngătrìnhăbênătrongă

căth căhi năm tăcáchăd ă

dàngămƠăkhơngăc năm tăs ăcanăthi păv tălýănƠoăsoăv iăs ăd ngăcácăb ădơyăn iăhayăr ă
le.
 C uătrúcăchungăc aăPLCă:ă
M tăh ăth ngăđi uăkhi năl pătrìnhăc ăb năph iăg măcóăhaiăph n:ăkh iăx ălýătrungătơm
(ăCPU:ăCentralăProcessingăUnit)ăvƠăh ăth ngăgiaoăti păvƠo/ra(I/O).

Hình 2.1:ăS ăđ ăkh iăc aăh ăth ngăđi uăkhi năl pătrình
Kh iăđi uăkhi nătrungătơmă(CPU)ăg măbaăph n:ăb ăx ălý,ăh ăth ngăb ănh ăvƠăh ăth ngă
ngu năcungăc p.

9


Hình 2.2:ăS ăđ ăkh iăt ngăquátăc aăCPU
 Ho tăđ ngăc aăm tăPLCă:ă
V ă c ăb nă ho tă đ ngă c aă m tă PLCă c ngă kháă đ năgi n.ă

uă tiên,ă h ă th ngă cácă c ngă

vƠo/raă(ăInput/Output,ă cònăg iălƠăcácă Moduleăxu t/nh p)ădùngăđ ăđ aăcácătínăhi uăt ă
cácăthi tăb ăngo iăviăvƠoăCPUă(ănh ăcácăsensor,ăcơngăt c,ătínăhi uăt ăđ ngăc ầ).ă
Sauăkhiănh năđ

cătínăhi uă ăngõăvƠoăthìăCPUăs ăx ălýăvƠăđ aăcácătínăhi uăđi uăkhi nă

quaăModuleăxu tăraăcácăthi tăb ăđ

căđi uăkhi n.ăTrongăsu tăquáătrìnhăho tăđ ng,ăCPUă

đ căho căquét(ăscan)ăd ăli uăho cătr ngătháiăc aăthi tăb ăngo iăviăthơngăquaăngõăvƠo,ă
sauăđóăth căhi năcácăch
M tăb ăđ măch

ngătrìnhătrongăb ănh ănh ăsau:ă

ngătrìnhăs ănh tăl nhăt ăb ănh ăch

ngătrìnhăđ aăraăthanhăghiăl nhăđ ă

thi hành.

Ch

ngătrìnhă ăd ngăSTLă(StatemenListăậ D ngăl nhăli tăkê)ăs ăđ

máyăc tătrongăb ănh ăch

ngătrình.ă

Sauăkhiăth căhi năxongăch
b ,ăđ

căd chăraăngơnăng ă

ngătrình,ăCPUăs ăg iăho căc pănh t(Update)ăt iăcácăthi tă

căth căhi năthôngăquaămoduleăxu t.ă

M tăchuăk ăg măđ cătínăhi uă ăngõăvƠo,ăth căhi năch
ngõăraăđ

ngătrìnhăvƠăc pănh pătínăhi uă ă

căg iălƠăm tăchuăk ăqt.ă

Th căt ăkhiăPLCăth căăhi năch
hi uăhi nănayăkhơngăđ

ngătrình,ăPLCăkhiăc pănh pătínăhi uăngõăvƠo,ăcácătínă

cătruyăxu tăt căth iăđ ăđ aăraă ăngõăraămƠăqătrìnhăc pănh pă

tínă hi uă ă ngõă raă ph iă theoă haiă b
chuy nă đ iă cácă b

că logică t

c:ă khiă x ă lýă th că hi nă ch

ngă ngă ă ngõă raă trongă ch

10

ngă trình,ă viă x lýă s ă

ngă trìnhă n i(ă đưă đ

că l pă


trình),ăcácăb

căl pătrìnhănƠyăs ăchuy năđ iăON/OFF.ăTuyănhiênălúcănƠyăcácătínăhi uă ă

ngõăra(ăt cătínăhi uăđ

căđ aăraăt iămoduleăout)ăv năch aăđ

Khiă x ă lýă k tă thúcă ch

căđ aăra.ă

ngă trìnhă x ă lý,ă vi că chuy nă đ iă cácă m că logic (c aă cácă ti pă

đi m)ăđưăhoƠnăthƠnhăthìăvi căc pănh tăcácătínăhi uă ăngõăraăm iăth căs ătácăđ ngălênă
ngõăraăđ ăđi uăkhi năcácăthi tăb ă ăngõăra.ăTh

ngăvi căth căthiăm tăvòngăquétăx yăraă

v iăm tăth i gianăr tăng n,ăm tăvịngăqtăđ n (singleăscan)ăcóăth iăgianăth căhi năm tă
vòngă quétă t ă 1msă t iă 100ms.ă Vi că th că hi nă m tă chuă k ă quétă dƠiă hayă ng nă cònă ph ă
thu căvƠoăđ ădƠiăc aăch

ngătrìnhăvƠăc ă m căđ ăgiaoăti păgi aăPLCăv iăcácăthi tăb ă

ngo iăviă(mƠnăhình hi năth ầ).ă
Viă x ă lýă cóă th ă đ că đ

că tínă hi uă ă ngõă vƠoă ch ă khiă nƠoă tínă hi uă nƠyă tácă đ ngă v iă

kho ngăth iăgianăl năh năm tăchuăk ăquétăthìăviăx ălýăcoiănh ăkhơngăcóătínăhi uănƠy.ă
Tuyănhiênătrongăth căt ăs năxu t,ăth

ngăcácăh ăth ngăch păhƠnhălƠăcácăh ăth ngăc ă

khíăn uăcóăt căđ ăqtănh ătrênăcóăth ăđápă ngăđ

căcácăch căn ngăc aădơyăchuy năs nă

xu t.ă
ăkh căph căth iăgianăquétădƠi,ă nhăh

ngăđ năchuătrìnhăs năxu tăcácănhƠăthi tăk ăcònă

thi tăk ăh ăth ngăPLCăc pănh tăt căth i,ăcácăh ăth ngănƠyăth
cácăPLCăl năcóăs ăl

ngăI/Oănhi u,ătruyăc păvƠăx ălýăl

ngăđ

c ápăd ngăchoă

ngăthơngătinăl n.

2.2 Gi i thi u PLC S7-1200 :
 T ngăquanăv ăS7-1200 :
N mă2009,ăsiemensăđưăraădòngăs năph măS7-1200ădùngăđ ăthayăth ăd năchoăS7-200 và
S7-300ă;ăSoăv iăs7-200 và S7-300 thì S7-1200ăcóănh ngăătínhăn ngăn iătr i:
- S7-1200ălƠăm tădịngăc aăb ăđi uăkhi nălogicăl pătrìnhă(PLC)ăcóăth ăki măsốtănhi uă
ngăd ngăt ăđ ngăhóa.ăThi tăk ănh ăg n,ăchiăphíăth p,ăvƠăm tăt păl nhăm nhălƠmăchoă
chúngătaăcóănh ngăgi iăphápăhoƠnăh oăh năchoă ngăd ngăs ăd ngăv iăS7- 1200. - S71200ăbaoăg măm tăb ăviăx ălýă(microprocessor),ăm tăngu năcungăc păđ

căkíchăho tă

s n,ăcácăđ uăvƠo/raă(DI/DO).
- M tăs ătínhăn ngăb oăm tăgiúpăb oăv ăquy nătruyăc păvƠoăc ăCPUăvƠăch
đi uăkhi n:ă
11

ngătrìnhă

+ăT tăc ăcácăCPUăđ uăcungăc păb oăv ăb ngăpasswordăch ngătruyăc păvƠoăPLC.ă
+ăTínhăn ngăắknow-howăprotection”ăđ ăb oăv ăcácăblockăđ căbi tăc aămình.
- S7-1200ăcungăc păm tăc ngăPROFINET,ăh ătr ăchu năEthernetăvƠăTCP/IP:ă
+ăDùngăđ ăk tăn iămáyătính,ăv iămƠnăhìnhăHMIăhayătruy năthơng PLC-PLC
+ăDùngăk tăn iăv iăcácăthi tăb ăkhácăcóăh ătr ăchu năethernetăm .
+ă

uăn iăRJ45ăv iătínhăn ngăt ăđ ngăchuy năđ iăđ uăchéo.ă

+ăT căđ ătruy nă10-100 Mbits/s.
+ăH ătr ă16ăk tăn iăEthernet.ă
+ TCP/IP, ISO on TCP, và S7 protocol.
- Cácătínhăn ngăv ăđoăl

ng,ăđi uăkhi năv ătrí,ăđi uăkhi năqătrình:ă

+ă6ăb ăđ măt căđ ăcaoădùngăchoăcácă ngăd ngăđ măvƠăđoăl

ng,ătrongăđóăcóă3ăb ăđ mă

100kHzăvƠă3ăb ăđ mă30kHz.
+ă2ăngõăPTOă100kHzăđ ăđi uăkhi năt căđ ăvƠăv ătríăđ ngăc ăb

căhayăb ăt iăservoă+ă

Ngõăraăđi uăr ngăxungăP M,ăđi uăkhi năt căđ ăđ ngăc ,ăv ătríăvalve,ăhayăđi uăkhi nă
nhi tăđ ầă
+ă16ăb ăđi uăkhi năPIDăv iătínhăn ngăt ăđ ngăxácăđ nhăthơngăs ăđi uăkhi n.ăNgoƠiăraă

b năcóăth ădùngăcácămoduleătruy năthơngăm ăr ngăk tăn iăb ngăRS485ăho căRS232.ă
- Ph năm mădùngăđ ăl pătrìnhăchoăS7-1200ălƠăStep7ăBasic.ăStep7ăBasicăh ătr ăbaăngơnă
ng ăl pătrìnhălƠăFBD,ăLADăvƠăSCL.ăPh năm mănƠyăđ

cătíchăh pătrongăTIAăPortală11ă

c aăSiemens.ă
- V yăđ ălƠmăm tăd ăánăv iăS7-1200ăch ăc năcƠiăTIAăPortalăvìăph năm mănƠyăđưăbaoă
g măc ămơiătr

ngăl pătrìnhăchoăPLCăvƠăthi tăk ăgiaoădi năHMI.ă

12


2.2.1 Ph n c ng PLC S7-1200
2.2.1.1 Các thành ph n c a PLC S7-1200 :

Hình 2.3: PLC S7 – 1200
- 3ăb ăđi uăkhi nănh ăg năv iăs ăphơnălo iătrongăcácăphiênăb năkhácănhauăgi ngănh ă
đi uăkhi năACăho căDCăph măviăr ng.
- 2ăm chăt

ngăt ăvƠăs ăm ăr ngăđi uăkhi nămodumătr căti pătrênăCPUălƠmăgi măchiă

phíăs năph m.
- 13ămoduleătínăhi uăs ăvƠăt

ngăt ăkhácănhauă

- 2ă moduleă giaoă ti pă RS232/RS485ă đ ă giaoă ti pă thôngă quaă k tă n iă PTPă - B ă sungă 4ă
c ngăEthernet
- Moduleăngu năPSă1207ă năđ nh,ădòngăđi năápă115/230 VACăvƠăđi năápă24VDCă
 C uăt oăc aăCPUă:
1.ăB ăph năk tăn iăngu n.
2.ăCácăb ăph năk tăn iăn iădơyăc aăng
Kheăc măth ănh ăn măd

iădùngăcóăth ătháoăđ

iăc aăphíaătrên.

3.ăCácăLEDătr ngătháiădƠnhăchoăI/Oătíchăh p.
4.ăB ăph năk tăn iăPROFINET(phíaătrênăc aăCPU).

13

c(phíaăsauăcácăn păche).ăă