Đồ án giám sát và điều khiển nhiệt độ lò nhiệt

MỤC LỤC
Trang
3

LỜI MỞ ĐẦU
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ……………….…………..
1.1. Thành phần ………………………………………………..…
1.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia……………………….……
1.3. Sơ đồ khối công nghệ sản xuất bia…………………….…….
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-300
VÀ PHẦN MỀM WINCC……………………………………….…….
A. Thiết bị PLC S7-300 ……………………………………...…….
2.1. Giới thiệu chung ………………………………………...….
2.2. Các module PLC S7-300……………………………………
2.3. Ngơn ngữ lập trình ……………………………………..….
2.4. Tập lệnh ……………………………………………………
2.5. Bộ nhớ ………………………………………….…………
2.6. Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng …..….
2.7. Bộ thời gian (Timer) ………………………………………
2.8. Bộ đếm (Counter) ……………………………….….……..
2.9.
Module PID
……………………………………………….
2.10.
Khối hàm FC105
………………………………………….
2.11. Các bước thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC
……
2.12.
Soạn thảo một Project
…………………………………….

2.13. Truyền thông trên MPI …………………………..……….
B. Phần mềm WinCC ………….…………………..…………..
……
2.1. Tổng quan về hệ SCADA ………………………...……….
2.2. Tổng quan về phần mềm thiết kế WinCC ……….………..
2.3.
Truyền thông trong môi trường WinCC ………….….
…….
Chương 3: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ TANK NẤU...
3.1. Mơ hình tốn học ………………………………..……..…
3.2. u cầu cơng nghệ ……………….…………….…………
3.3. Lưu đồ thuật tốn ……………………..……….………….
3.4. Chương trình trên phần mềm PLC S7-300 ……..……..….
3.5. Chương trình trên phần mềm WinCC …………………….
1

4
4
5
6
10
10
10
11
12
13
14
15
15
16

17
22
24
24
24
25
25
26
33
36
36
43
44
45
47


3.6. Kết quả mô phỏng ………………………………………...
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Chương trình mơ phỏng trên PLC S7-300

2

48


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, dưới sự phát triển của khoa học kĩ thuật, con người địi hỏi về
trình độ tự động hóa ngày càng phát triển hơn nữa để đáp ứng nhu cầu của

mình. Tự động hóa ngày càng phát triển mạnh mẽ trong các lĩnh vực kinh tế,
đời sống xã hội, tự động hóa trở thành mũi nhọn cho sự phát triển của thế giới
nói chung và trong cơng nghiệp nói riêng. Trình độ tự động hóa của mỗi quốc
gia đánh giá sự phát triển nền kinh tế của quốc gia đó. Chính vì lẽ đó mà việc
phát triển tự động hóa là một việc hết sức cần thiết.
Trong các ngành công nghiệp sản xuất như chế biến thực phẩm, hóa chất, đồ
uống, luyện gang, thép, … vấn đề cần điều khiển nhiệt độ lò nhiệt cần đáp ứng
với độ chính xác cao để phục vụ q trình sản xuất đạt hiệu quả tốt hơn, đảm
bảo quá trình sản xuất không bị gián đoạn, tăng tuổi thọ thiết bị, người vận hành
không cần phải trực tiếp kiểm tra trong các lò nhiệt.
Từ những thực tế trên, chúng em đã lựa chọn đề tài “Giám sát và điều khiển
nhiệt độ lò nhiệt” trong đồ án này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Th.S Phan Văn Dư đã hướng dẫn nhiệt
tình để em hoàn thành đề tài này. Trong bài làm sẽ khơng tránh khỏi sự sai lầm
và thiếu xót nên em rất mong nhận được sự đánh giá và phê bình của các thầy
để chúng em có thế rút được kinh nghiệm và bổ sung kiến thức cho mình.

3


Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
1.1.

Thành phần
Nguyên liệu dùng để sản xuất bia bao gồm: gạo, malt, H20, men, hoa

hupblon. Trong đó malt và hoa hupblon là hai nguyên liệu chính dùng để sản
xuất bia, nó có chất lượng cao của các hãng cung cấp hàng đầu thế giới. Việc
sản xuất dựa trên nền tảng công nghệ tiên tiến và tn thủ nghiêm ngặt theo
đúng các quy trình cơng nghệ cũng như các tiêu chuẩn của Việt Nam -Thế giới.

Ngồi ra có thể thay thế malt bằng ngun liệu phụ như bột mì, gạo ngơ hay
malt chưa nảy mầm. Tuy vậy cho đến nay bia trên thế giới được sản xuất chủ
yếu với công thức cổ điển:
BIA = MALT + HOA HUPBLON + NƯỚC
1.1.1. Gạo
Chỉ là nguyên liệu phụ (chiếm 30% thành phần nguyên liệu sản xuất bia),
nguyên liệu dùng để thay thế nhằm giảm giá thành sản phẩm. Ở nồi gạo, gạo
dạng tấm được hoà tan bằng nước ở 770C và hỗn hợp đó được hồ hố ở 1000C.
1.1.2. Malt
Là loại hạt ngũ cốc hay thường gọi là lúa mạch (chiếm 70% thành phần
nguyên liệu sản xuất bia). Chất lượng malt được đảm bảo theo tiêu chuẩn quy
định đối với nguyên liệu sản xuất bia. Malt dạng hạt sau khi xay được hoà tan
bằng nước ở 370C và cho vào nồi malt (tank nấu malt).
1.1.3. Men
Là chất xúc tác có nguồn gốc prơtêin, đó là những phân tử có cấu tạo từ axit
amin và có cấu trúc khơng gian xác định của mạch polypeptit.
1.1.4. Hoa Hupblon
Dùng để tạo vị đắng cho bia. Cây hupblon là một loại dây leo, thích hợp khí
hậu ơn đới, được trồng nhiều ở Anh, Mỹ. Có 2 loại hupblon là: hupblon
bittermiss và hupblon Aroma.
1.1.5. Nước
4


Nguồn nước sử dụng của bia được lấy từ nhà máy nước, phải đảm bảo các
chỉ số kỹ thuật phù hợp cho việc sản xuất bia.
1.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất Bia

Hình 1.1: Quy trình cơng nghệ sản xuất Bia.
Trên thực tế, sản xuất bia có thể điều khiển theo một trong 3 hình thức như sau:

+ Bằng tay
5


+ Bán tự động
+ Tự động hoàn toàn
Khi nền kinh tế phát triển dẫn tới đời sống người dân ngày càng phát triển,
cũng từ đó các yêu cầu của người tiêu thụ càng khắt khe hơn, không những yêu
cầu về giá cả mà còn cả về chất lượng sản phẩm. Chất lượng sản phẩm bia phụ
thuộc rất lớn vào chế độ điều khiển. Chẳng hạn nếu điều khiển ở chế độ tự
động, không những giảm đáng kể thời gian, giảm bớt số lượng cơng nhân mà
cịn đảm bảo hệ thống làm việc chính xác với các yêu cầu về thời gian, nhiệt
độ... một cách đồng bộ theo đúng quy trình cơng nghệ.
Từ quy trình cơng nghệ sản xuất bia để đơn giản ta khái quát thành sơ đồ
khối.
1.3. Sơ đồ khối công nghệ sản xuất bia

6


Hình 1.2: Sơ đồ khối cơng nghệ sản xuất Bia
Trong đồ án này sẽ trình bày quy trình cơng nghệ sản xuất bia ở chế độ tự
động hoàn toàn trong khâu ở nhà nấu.
Nhà nấu gồm có hai tank lớn, trong đó một tank để nấu gạo và một tank để
nấu malt. Gạo và malt từ nhà nghiền sẽ được đưa đến hai tank này có pha trộn
với nước nhờ bơm M2, quá trình bơm nhiên liệu kết thúc khi cảm biến báo mức

7

đầy trong tank có tín hiệu. Nhiệt để cung cấp cho nhà nấu là hơi nước nóng
được gia nhiệt tại khu vực cung cấp nhiệt và CO2.
Quy trình nấu địi hỏi yêu cầu kỹ thuật về thông số nhiệt độ là rất cao, độ
chính xác nhiệt độ trong tank nấu là yếu tố góp phần quyết định chất lượng sản
phẩm bia. Quá trình trao đổi nhiệt nhờ hệ thống ống dẫn hơi nước nóng, nguyên
liệu đi từ trên xuống và hơi nước nóng đi theo chiều ngược lại từ dưới lên.

Hình 1.3: Quá trình trao đổi nhiệt ở Tank nấu gạo

8


Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Tank nấu
Các thiết bị trong tank nấu :
•
•
•
•

Ba cảm biến báo mức S1, S2 ( mức thấp và mức cao)
2 van: van đưa nguyên liệu vào và van xả
Thiết bị gia nhiệt.
Cảm biến đo nhiệt độ.

b) Nguyên lý hoạt động
Yêu cầu công nghệ tank nấu như sau:
Ấn START hệ thống bắt đầu hoạt động. Đầu tiên, van sẽ được mở cấp
nguyên liệu vào bình chứa, khi nguyên liệu đầy cảm biến S2 báo thì van cung
cấp ngun liệu đóng lại.
Khi van cung cấp nguyên liệu sẽ đóng lại, thiết bị gia nhiệt được bật để nấu

nguyên liệu, quá trình điều khiển nhiệt độ lị nhiệt được thực hiện.
Q trình nấu ngun liệu kết thúc, tắt thiết bị gia nhiệt và van xả được mở
đưa nguyên liệu ra ngoài, khi nguyên liệu trong bình hết thì cảm biến S1 sẽ báo,
van xả sẽ đóng lại. Q trình được lặp lại.
Khi ấn STOP hệ thống sẽ dừng. Nút RESET dùng để đặt lại mức nguyên liệu
trong bồn.
9


Ở trong đồ án này chúng ta sẽ đi tìm hiểu và thiết kế bộ điều khiển ổn định
nhiệt độ của tank nấu (lị nhiệt) và mơ phỏng hoạt động của tank nấu trên phần
mềm winCC và PLC S7-300.

10


Chương 2: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-300
VÀ PHẦN MỀM WinCC
A- Thiết bị PLC S7-300
2.1. Giới thiệu chung
Để đáp ứng yêu cầu tự động hoá ngày càng tăng địi hỏi kỹ thuật điều khiển
phải có nhiều thay đổi về thiết bị cũng như về phương pháp điều khiển. Vì vậy
người ta phát minh ra bộ điều khiển lập trình rất đa dạng như: PLC…
Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác
máy trở nên nhanh nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn. PLC có tính năng ưu việt và
thích hợp trong môi trường công nghiệp là:khả năng chống nhiễu tốt; cấu trúc
dạng modul rất thuận tiện cho việc thiết kế mở rộng, cải tạo nâng cấp; có những
modul chuyên dụng để thực hiện chức năng đặc biệt, khả năng lập trình được,
lập trình dễ dàng cũng là đặc điểm quan trọng để xếp hạng một hệ thống điều
khiển tự động.

11


Nguyên lý chung về cấu trúc của một bộ điều khiển logic khả trình PLC

Hình 2.1: Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC
Hiện nay trên thị trường có các loại PLC của các hãng sản xuất như: Omron,
Mitsubishi, Siemens, ABB…
S7- 300: Dòng sản phẩm cao cấp, được dùng cho những ứng dụng lớn với
những yêu cầu I/O nhiều và thời gian đáp ứng nhanh, yêu cầu kết nối mạng và
có khả năng mở rộng, nâng cấp.
Ngơn ngữ lập trình đa dạng cho phép người sử dụng có quyền chọn lựa. Đặc
điểm nổi bật của S7_300 đó là ngơn ngữ lập trình cung cấp những hàm tốn đa
dạng cho những u cầu chun biệt như: Hàm SCALE...
Ngồi ra S7-300 cịn xây dựng phần cứng theo cấu trúc modul, nghĩa là đối
với S7-300 sẽ có những modul tích hợp cho những ứng dụng đặc biệt như
modul PID, modul đọc xung tốc độ cao, modul truyền thông để kết nối PLC với
12


mạng cơng nghiệp hoặc mạng internet….Vì vậy ngày nay S7-300 được ứng
dụng rất rộng rãi.
Với mục đích điều khiển, giám sát nhiệt độ của hệ thống tank nấu và các hệ
thống tự động khác trong nhà máy bia, với điều kiện thực tế thông thường người
ta sử dụng PLC S7-200, 300. Trong nội dung đồ án, việc điều khiển giám sát
cũng thông qua PLC S7-300.
2.2. Các modul PLC S7-300
Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng vào thực tế phần lớn các đối tượng
điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra

khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế khơng bị cứng hố về cấu
hình. Chúng được sử dụng theo kiểu các modul, số lượng modul nhiều hay ít
tuỳ vào yêu cầu thực tế, xong tối thiểu bao giờ cũng có một modul chính là
CPU, các modul cịn lại nhận truyền tín hiệu với các đối tượng điều khiển, các
modul chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ, van thuỷ khí …
Chúng gọi chung là modul mở rộng. Cấu hình của một trạm PLC S7-300 như
sau :

Hình 2.2 : Cấu hình một thanh rack các modul của một trạm PLC S7-300

13


Hình 2.3: Một số modul mở rộng của PLC S7-300
2.3. Ngơn ngữ lập trình
PLC S7-300 có 3 ngơn ngữ lập trình cơ bản sau:
Ngơn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement List). Đây là dạng ngơn
ngữ lập trình thơng thường của máy tính. Một chương trình được ghép bởi
nhiều câu lệnh theo 1 thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm 1 hàng và đều có cấu
trúc chung là “tên lệnh”+”tốn hạng”.
Ngơn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder Logic). Đây là dạng ngơn
ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển logic.
Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram). Đây là
dạng ngơn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển
số.
Trong đồ án sử dụng ngơn ngữ LAD để lập trình.
2.4. Tập lệnh
- Nhóm lệnh logic tiếp điểm
- Nhóm lệnh so sánh với số nguyên và số thực
14

- Các lệnh toán học
- Lệnh đổi kiểu dữ liệu
2.5. Bộ nhớ
Dung lượng bộ nhớ nói lên khả năng nhớ của PLC đo bằng đơn vị Kbyte
nhưng cũng có thể là số tối đa dịng lệnh có khi được viết chương trình.
* Bộ nhớ của S7 -300 nhớ được chia làm ba vùng:
2.5.1. Vùng nhớ chương trình
Là miền nhớ để lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu nonvolatile đọc ghi được. Vùng nhớ chương trình được chia thành 3 miền:
- OB (Organisation block): Miền chứa chương trình tổ chức
- FC (Function): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm có
biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó.
- FB (Function block): Miền chưa chương trình con được tổ chức thành hàm
và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chương trình nào khác. Các
dữ liệu này phải được xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (gọi là DB).
2.5.2. Vùng nhớ hệ thống
Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được phân
chia thành 7 miền khác nhau:
•
•
•
•
•
•
•

I (Process image input): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số
Q (Process image output): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số
M: Miền biến cờ

T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (timer)
C: Miền nhớ phục vụ bộ đếm (counter)
PI: Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự (I/O External input)
PQ: Miền địa chỉ cổng ra cho các module tương tự (I/O External output)

2.5.3. Vùng nhớ dữ liệu
Là miền để sử dụng để cất giữ các khối dữ liệu của chương trình bao gồm
kết quả của các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình bộ đệm
truyền thơng. Một phần của bộ nhớ này thuộc kiểu đọc ghi được.

15


Hình 2.4: Phân chia các vùng ơ nhớ trong CPU
2.6. Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các modul mở rộng
Trong trạm PLC ln có sự trao đổi dữ liệu giữa CPU với các modul mở
rộng thông qua bus nội bộ. Ngay tại đầu vòng quét, các dữ liệu tại cổng vào của
các modul số (DI) sẽ được CPU chuyển tới bộ đệm vào số (process image input
table-I). Cuối mỗi vòng quét, nội dung của bộ đệm ra (process image output
table-Q) lại được CPU chuyển tới cổng ra của các module ra số (DO). Việc thay
đổi nội dung hai bộ đệm này được thực hiện bởi chương trình ứng dụng. Nếu
trong chương trình ứng dụng có nhiều lệnh đọc cổng vào số thì cho dù giá trị
logic thực có của các cổng vào này có thể bị thay đổi trong q trình thực hiện
vịng qt, chương trình sẽ vẫn ln đọc được cùng một giá trị từ I và giá trị đó
chính là giá trị của cổng vào có tại thời điểm đầu vịng qt. Cũng như vậy, nếu
chương trình ứng dụng nhiều lần thay đổi giá trị cho một cổng ra số thì do nó
chỉ thay đối nội dung bit nhớ tương ứng trong Q nên chỉ có giá trị thay đổi cuối
cùng mới thực sự đưa tới cổng ra vật lý của module DO.

16

Hình 2.5: Nguyên lý trao đổi dữ liệu giữa CPU và các modul mở rộng
2.7. Bộ thời gian (Timer)
Bộ thời gian là bộ tạo thời gian trễ t mong muốn giữa tín hiệu logic đầu vào
u(t) và tín hiệu logic đầu ra y(t).
U(t)

Y(t)
TIMER
T-bit

PV

CV
Hình 2.6: Sơ đồ khối bộ thời gian.

S7_300 có 5 loại Timer khác nhau. Thời gian trễ t mong muốn được khai báo
với Timer bằng 1 giá trị 16 bits trong đó 2 bits cao nhất khơng sử dụng, 2bits
cao kế tiếp là độ phân giải của Timer, 12 bits thấp là 1 số nguyên BCD trong

17


khoảng 0 999 được gọi là PV(Preset Value). Thời gian trễ t chính là tích:

2.8. Bộ đếm (Counter)
Counter là bộ đếm có chức năng đếm sườn xung của tín hiệu đầu vào. Có tối
đa 256 Counter được kí hiệu từ C0 - C255.

Hình 2.7: Sơ đồ khối bộ đếm Counter
Trong đó:
CU: Tín hiệu đếm lên (BOOL)
18


CD: Tín hiệu đếm (BOOL)
S: Tín hiệu đặt (BOOL)
PV: Giá trị đặt (WORD)
R: Tín hiệu xố (BOOL)
Q: Ngõ ra
CV : Giá trị hiện tại của bộ đếm dạng Integer
CV_BCD: Giá trị hiện tại của bộ đếm dạng BCD.
2.9. Module PID
Phần mềm Step7 cung cấp các module mềm PID để điều khiển các đối tượng
có mơ hình liên tục như lị, động cơ,mức… Đầu ra của đối tượng được đưa vào
đầu vào của các bộ điều khiển qua các cổng vào tương tự của các module vào
tương tự của Simantic s7-300/400. Tín hiệu ra của bộ điều khiển có nhiều dạng
và được đưa đến các cơ cấu chấp hành qua những module vào ra khác nhau
như:
Qua cổng ra tương tự của các module ra tương tự (AO) hoặc
Qua các cổng ra số của module ra số (DO) hoặc
Qua các cổng phát xung ra tốc độ cao

•
•
•

Ba module PID được tích hợp trong phần mềm Step7 phù hợp với ba kiểu cơ
cấu chấp hành nêu trên, đó là:

•
•

Điều khiển liên tục với module mềm FB41 (tên chính thức CONT_C)
Điều khiển bước với module mềm FB42 (tên chính thức CONT_S)
Điều khiển kiểu phát xung với khối hàm hỗ trợ FB43 (tên chính thức



PULSEGEN)
Điều khiển liên tục với FB41 (CONT_C)

•

FB41(CON_T) được sử đụng để điều khiển các quá trình kĩ thuật với các
biến đầu vào và đầu ra tương tự trên cơ sở thiết bị khả trình Simantic.
Module mềm PID bao gồm tín hiệu chủ đạo SP_INT, tín hiệu ra của đối
tựơng PV_PER , tín hiệu giả để mơ phỏng tín hiệu ra của đối tượng PV_IN , các

19


biến trung gian trong quá trình thực hiện luật và thuật điều khiển PID như
PVPER_ON,P_SEL,I_SEL , D_SEL , MAN_ON…..

Hình 2.8: Sơ đồ cấu trúc module FB41
Tín hiệu ra của đối tượng PV_PER: Thơng qua hàm nội của FB41 có tên
CRP_IN, tín hiệu ra của đối tượng có thể đựơc nhập dưới dạng số nguyên có
dấu hoặc số thực dấu phẩy động. Chức năng của CRP_IN là chuyển đổi kiểu
biểu diễn của PV_PER từ dạng số nguyên sang số thực dấu phẩy động có giá trị

nằm trong khoảng -100 đến 100% theo cơng thức:
Tín hiệu ra của CRP_IN = PV_PER*100/27648
Chuẩn hóa : chức năng của hàm chuẩn hóa PV_NORM tín hiệu ra của đối
tượng là chuẩn hóa tín hiệu ra của hàm CRP_IN theo công thức

20


Tín hiệu ra của PV_NORM = (tín hiệu ra của CRP_IN) * PV_FAC_OFF
Hai tham trị khống chế giải giá trị cho phép của PV_NORM là PV_FAC và
PV_OFF . Mặc định PV_FAC của hàm PV_NORM có giá trị bằng 1 và
PV_OFF có giá trị bằng 0.


Chọn luật điều khiển trên module FB41 (CONT_C)

Thuật PID được thiết kế theo kiểu song song của 3 thuật điều khiển đơn lẻ :
tỉ lệ P, tích phân I và vi phân D theo sơ đồ cấu trúc (sau khối DEADBAND)
Chính vì cấu trúc song song như vậy nên ta có thể thơng qua các tham trị
P_SEL,I_SEL, hay D_SEL mà tích hợp các thuật điều khiển khác nhau từ bộ
lấy mẫu như thuật điều khiển P , PI , PID


Đặt giá trị

Phần mềm cho phép chọn chế độ tự động ( automatic mode) hoặc chế độ bằng
tay. Ở chế độ bằng tay các giá trị của các biến được chọn bằng tay . Bộ tích
phân (INT) tự thiết lập chế độ LNM_LNM, P-DISV và bộ vi phân (DIF) tự
động về 0. Điều đó đảm bảo cho việc chuyển chế độ từ thiết bị lập giá trị bằng
tay về chế độ tự động không gây nên 1 biến đổi đột ngột nào đối với các biến đã

được thiết lập giá trị bằng tay.
Cũng có thể giới hạn cho các giá trị được thiết lập bằng tay nhờ hàm
LMNLIMIT . Một bit cờ sẽ có giá trị logic bằng 1 khi biến vào có giá trị vượt
qúa giới hạn đã chọn. Hàm LMN_MORM sẽ chuẩn hóa tín hiệu ra của hàm
LMNLIMIT theo công thức :
LMN_PER = LMN *27648/100


Tham biến chính thức đầu vào: Khối FB41(CONT_C) có 26 tham biến
chính thức đầu vào như sau:

Biến

Kiểu dữ
liệu

Mặc định
21

Mơ tả chức năng


COM_RST

BOOL

FALSE

MAN_ON

BOOL

TRUE

PVPER_O
N

BOOL

P_SEL

I_SEL

INT_HOLD

I_ITL_ON

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

Khối có chức năng khởi tạo lại hệ
thống hồn tịan khi đầu
vào”complete restart”.
Khi đầu vào “manual value on” có
giá trị logic TRUE mạch vòng dk

sẽ bị ngắt, các giá trị thiết lập bằng
tay.
Khi đọc biến quá trình từ các cổng
vào/ra đầu vào PV_PER phải được
nối với các cổng vào/ra và đầu vào
“process variable peripheral” có
giá trị logic True.
Hoạt động của bộ dk PID có thể
tích cực hoặc khơng tích cực từng
phần riêng trong thuật dk PID ,
thuật dk tỉ lệ đc kích hoạt khi giá
trị logic True được thiết lập tại
cổng vào “proportional action on”.
Hoạt động của bộ dk PID có thể
tích cực hoặc khơng tích cực từng
phần riêng trong thuật dk PID ,
thuật dk tỉ lệ đc kích hoạt khi giá
trị logic True được thiết lập tại
cổng vào “proportional action on”.
Đầu ra của bộ điều khiển tích phân
có thể bị đông lạnh (not use) khi
thiết lập giá trị logic true cho đầu
vào “intergral action hold”
Đầu ra của bộ đk tích phân có thể
đựơc nối vào cổng vào I_ITL_VAL
nếu như cổng vào “initialization of
the intergral action on” có giá trị
logic true
Hoạt động của bộ dk PID có thể
tích cực hoặc khơng tích cực từng

phần riêng trong thuật dk PID.
Thuật dk vi phân được kích hoạt
khi giá trị logic True được thiết lập
tại cổng vào “derivative action on”
Thời gian lấy mẫu là khoảng thời
gian không đổi giữa các lần khối
được cập nhật.
Đầu vào “internal setpoint” được

FALSE

TRUE

TRUE

FALSE

FALSE

D_SEL

BOOL

FALSE

CYCLE

TIME

T#1s

SP_INT

REAL

0.0
22


sử dụng để thíêt lập tín hiệu chủ
đạo (tín hiệu mẫu)
Giá trị khởi tạo có thể đặt ở đầu
vào “process variable in” hoặc từ
biến q trình được nối với CPU
thơng qua cổng vào tương tự

PV_IN

REAL

0.0

PV_PER

WORD

W#16#000
0

MAN

REAL

0.0

GAIN

REAL

2.0

TI

TIME

T#20s

TD

TIME

T#10s

TM_LAG

TIME

T#2s

DEADB_W

REAL

0.0

LMN_HLM

REAL

100.0

LMN_LLM

REAL

0.0

Biến quá trình được nối với CPU
qua cổng vào tương tự
Cổng vào “manual value” được sử
dụng để đặt giá trị bằng các hàm
giao diện
Đầu vào “proportional gain” được
sử dụng để thiết lập hệ số tỉ lệ cho
bộ điều khiển theo luật tỉ lệ
Cổng vào “reset time” được sử
dụng để thiết lập hằng số thời gian
tích phân cho bộ dk tích phân
Cổng vào “derivate time” được sử
dụng để thiết lập hằng số thời gian

vi phân cho bộ dk vi phân
Thời gian tích cực của luật điều
khiển vi phân được chon thông qua
cổng vào “ time lag of the derivate
action”
Một vùng kém nhạy để xử lý tín
hiệu sai lệch. Độ rộng của vùng
kém nhạy được đặt thông qua cổng
vào “dead band width”
Giới hạn chế trên được thíêt lập
bằng
tay
qua
cổng
vào
“manipulated value high limit”
Giá trị hạn chế dưới được thiết lập
bằng tay thông qua cổng vào
“manipulated value low limit”

23




Tham biến chính thức đầu ra: Khối FB41 (CONT_C) có 9 tham biến
chính thức đầu ra như sau:

Biến

Kiểu dữ
liệu

LMN

REAL

LMN_PER

WORD

QLMN_HL
M

BOOL

QLMN_LLM

BOOL

LMN_P

REAL

0.0

LMN_I

REAL

0.0

LMN_D

REAL

0.0

PV

REAL

0.0

ER

REAL

0.0

Mặc định

Mơ tả chức năng

Giá trị được thiết lập bằng tay
thông qua cổng “manipulated
value”
Giá trị đầu ra thiết lập bằng tay
theo kiểu biểu diễn phù hợp với
W#16#0000

các cổng vào/ra tương tự được
chọn
qua
cổng
ra
the
“manipulated value peripheral”
Cổng ra “high limit of
FALSE
manipulated value reached” thông
báo giá trị biến quá trình vượt quá
giá trị giới hạn trên
Cổng ra “low limit of manipulated
FALSE
value reached” thông báo giá trị
của biến q trình nhỏ hơn giá trị
giới hạn dưới
0.0

Tín hiệu ra của bộ đk tỉ lệ được
xuất qua cổng ra “proportional
component”
Tín hiệu ra của bộ đk tích phân
được xuất qua cổng ra “intergral
component”
Tín hiệu ra của bộ đk vi phân
được xuất qua cổng ra “derivative
component”
Tín hiệu q trình được xuất qua
cổng ra the “process variable”

Tín hiệu sai lệch được xuất qua
cổng ra “ error signal”

2.10. Khối hàm FC105

24


Hình 2.9: Khối hàm FC105
FC105 là hàm chức năng quét tín hiệu số nguyên ở đầu vào ANALOG đưa
vào cổng IN và chuyển đổi nó sang số thực giữa khoảng giới hạn LO_LIM và
HI_LIM.
Kết quả được ghi ra OUT. Đầu ra được tính theo cơng thức:
OUT = [ ((FLOAT (IN) – K1)/(K2–K1)) * (HI_LIM–LO_LIM)] + LO_LIM
Trong đó: K1 và K2 là 2 giá trị được set bởi 2 chế độ:
BIPOLAR: , K1 = –27648.0 and K2 = +27648.0
UNIPOLAR: K1 = 0.0 and K2 = +27648.0
Chức năng các chân của hàm FC105:
- EN = Enable : Cho phép khối hàm hoạt động.
- IN = Địa chỉ ngõ vào Analog
- HI_LIM : Mức cao Analog
- Lo_LIM : Giới hạn mức thấp analog
- ENO = Trạng thái tín hiệu Enable out cùng tín hiệu với EN
- RET_VAL: giá trị trả lại, nếu Ret_val = 0 thì ok nếu = 8 thì bị lỗi (có thể
chạy sai, khai báo chưa đúng.) Kiểu khai báo là Word.
25