Điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều ba pha sử dụng plc và biến tần

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
---------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU
BA PHA SỬ DỤNG PLC VÀ BIẾN TẦN

Giảng viên hƣớng dẫn : ThS. Đinh Văn Nam
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Việt Hùng

MSSV

: 135D5103010091

Lớp

: 54K1 - CNKT Điện, Điện tử

Vinh, tháng 05 năm 2018


TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
---------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài:

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU
BA PHA SỬ DỤNG PLC VÀ BIẾN TẦN

Giảng viên hƣớng dẫn : ThS. Đinh Văn Nam
Cán bộ phản biện

: ThS. Phạm Hoàng Nam

Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Việt Hùng

MSSV

: 135D5103010091

Lớp

: 54K1 - CNKT Điện, Điện tử

Vinh, tháng 05 năm 2018


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC

DANH MỤC VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
LỜI NĨI ĐẦU ................................................................................................................9
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................10
CHƢƠNG 1. PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ ..1
1.1. Động cơ khơng đồng bộ ba pha ..............................................................................1
1.1.1. Định nghĩa ......................................................................................................1
1.1.2. Cấu tạo. ...........................................................................................................1
1.1.3. Nguyên lý hoạt động. ......................................................................................3
1.2. Phương pháp điều khiển tốc độ động cơ ................................................................ 3
1.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số nguồn điện cung cấp f1 ....................4
1.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi số đôi cực ...................................................6
1.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp nguồn cung cấp ............................. 7
1.2.4. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở mạch roto ......................................8
1.2.5 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp ở mạch roto ....................................9
CHƢƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ PLC, BIẾN TẦN ....................................................11
2.1. PLC S7 - 300 ..........................................................................................................11
2.1.1. Giới thiệu bộ điều khiển lập trình loại Simatic S7-300 ................................ 13
2.1.2. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ .................................................................15
2.1.3. Vịng qt chương trình PLC S7-300 ........................................................... 16
2.1.4. Cấu trúc chương trình của PLC S7- 300 ......................................................17
2.1.5. Ngơn ngữ lập trình của PLC S7-300 ............................................................ 19
2.1.6. Quy trình thiết kế một hệ điều khiển PLC S7-300 ........................................26
2.2. Biến tần Siemens MM420 .....................................................................................31
2.2.1. Đặc tính cơ bản của Micromaster MM420. .................................................31
2.2.2. Chế độ điều khiển động cơ. ..........................................................................33
2.2.3. Đấu nối biến tần. .......................................................................................... 34
2.2.4. Sử dụng biến tần. .......................................................................................... 36
CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

XOAY CHIỀU BA PHA ............................................................................................. 37
3.1. Hệ thống điều khiển tốc độ động cơ ba pha .........................................................37
3.1.1. Sơ đồ khối .....................................................................................................37

SVTH: Nguyễn Việt Hùng

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

3.1.2. Chức năng các khối ......................................................................................37
3.2. Các thiết bị điều khiển trong hệ thống. ................................................................ 38
3.2.1. Động cơ và thông số kĩ thuật .......................................................................38
3.2.2. Các khí cụ điện ............................................................................................. 39
3.2.3. Sơ đồ mạch động lực ....................................................................................45
3.3. Chương trình điều khiển hệ thống .......................................................................46
3.3.1. Sơ đồ thuật toán ............................................................................................ 46
3.3.2. Sơ đồ hệ thống .............................................................................................. 47
3.3.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ............................................................... 47
3.3.4. Các bước cài đặt biến tần siemen MM420 và kết nối PLC siemen S7 300 ..48
3.3.6. Khai báo biến Symbols .................................................................................53
3.3.7. Chương trình điều khiển hệ thống điều khiển tốc độ động cơ ......................54
3.4. Chế tạo, vận hành mơ hình hệ thống điều khiển tốc độ động cơ ba pha ...........58
3.4.1. Một số hình ảnh của mơ hình .......................................................................58
3.4.2. Vận hành, nhận xét .......................................................................................60
KẾT LUẬN ...................................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO: ............................................................................................ 62

SVTH: Nguyễn Việt Hùng

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC VIẾT TẮT

Q (Process Output Image)
M: Miền các biến cờ
Phần tĩnh (Stato)
Phần quay (Roto)
PLC (Programmabble Logic Control)
PS (Power Supply)
DI (Digital Input)
DO (Digital Output)
DI/DO (Digital Input /Digital Output)
AI (Analog Input)
AO (Analog Output)
AI/AO (Analog Input/Analog Output)
IM (Interface Module)
FM (Function Module)
CP (Communication Module)
I (Process Input Image)
T (Timer)
C (Counter)
PI (I/O External Input)

PQ (I/O External Output)
DB (Data block)
L (Local Data block)
OB (Oganization block)
FC (Function)
FB (Function block)
DB (Data block)
SFC (System function)
SFB (System function block)
SDB (System data block)
STL (Statement List)
FBD (Function Block Diagram)
LAD (Ladder diagram)
RESET (R)

SVTH: Nguyễn Việt Hùng

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. So Sánh số nguyên tố 16 bit .......................................................................25
Bảng 2.2. So sánh số nguyên 32 bit ............................................................................25
Bảng 2.3. So sánh số thực 32 bit .................................................................................26
Bảng 2.4. Một số tham số cơ bản ................................................................................32
Bảng 3.1. Bảng cài đặt biến tần ..................................................................................48

Bảng 3.2. Chức năng, địa chỉ ......................................................................................53

SVTH: Nguyễn Việt Hùng

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Động cơ khơng đồng bộ ba pha ...................................................................1
Hình 1.2. Cấu tạo động cơ khơng đồng bộ ..................................................................2
Hình 1.3. Điều chỉnh tốc độ động cơ dị bộ ..................................................................3
Hình 1.4. Đặc tính cơ khi điều chỉnh tần số ................................................................ 6
Hình 1.5. Cách đổi nối cuộn dây ..................................................................................6
Hình 1.6. Đổi nối cuộn dây ............................................................................................ 7
Hình 1.7. Đặc tính cơ của động cơ dị bộ khi thay đổi điện áp nguồn .......................8
Hình 1.8. Đặc tính cơ của động cơ dị bộ khi thay đổi điện áp nguồn .......................8
Hình 1.9. Sơ đồ tƣơng đƣơng mạch roto khi đƣa thêm sđđ vào ............................. 10
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống ............................................................................................. 11
Hình 2.2. Giao diện vào ra của PLC ..........................................................................12
Hình 2.3. Cách ghép nối các modul trên 1 rack........................................................13
Hình 2.4. Cách ghép nối rack trong hệ PLC S7-300 ................................................13
Hình 2.5. Địa chỉ mặc định của các modul trong hệ PLC S7-300 ........................... 14
Hình 2.6. Miêu tả cách thức lập trình ........................................................................17
Hình 2.7. Miêu tả cách thức lập trình có cấu trúc .....................................................19
Hình 2.8. Các ngơn ngữ lập trình ...............................................................................19
Hình 2.9. Tại htời điểm sƣờn lên của tín hiệu SET ..................................................21

Hình 2.10. Khi có tín hiệu RESET xuống 0 Timer đang chạy ................................ 22
Hình 2.11. Khi có tín hiệu RESET xuống 0 Timer dừng .........................................22
Hình 2.12. Khi có tín hiệu RESET lên 1 Timer đang chạy ......................................23
Hình 2.13. Bộ đếm S_CU (UP_COUNTER) ............................................................. 24
Hình 2.14. Bộ đếm xuống S_CUD ..............................................................................24
Hình 2.15. Khai báo Project .......................................................................................27
Hình 2.16. Mở một project đã có................................................................................27
Hình 2.17. Sau khi khai báo xong sẽ hiện lên project rỗng .....................................28
Hình 2.18. Khai báo cầu hình cứng cho trạm PLC ..................................................28
Hình 2.19. Màn hình khai báo cầu hình cứng cho trạm PLC .................................29
Hình 2.20. Project chứa tệp thơng tin về cấu hình cứng của trạm .........................29
Hình 2.21. Đƣa trạng thái CPU về STOP ..................................................................30
Hình 2.22. Sơ đồ phản hồi ........................................................................................... 33
Hình 2.24. Các đầu mạch lực ......................................................................................34
Hình 2.25. Các đầu dây ............................................................................................... 35
Hình 2.26. Sơ đồ nguyên lý của bộ biến tần .............................................................. 35
Hình 2.27. Các đầu vào tƣợng tự và số ......................................................................36
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.1. Sơ đồ khối ....................................................................................................37
Hình 3.2. Động cơ khơng đồng bộ ..............................................................................39
Hình 3.3. Cấu tạo của Áp tơ mát ................................................................................39
Hình 3.4. Sơ đồ ngun lý hoạt động của Áp tơ mát dịng điện cực đại .................39

Hình 3.5. Mặt trƣớc và ký hiệu Áp tơ mát 3 pha ......................................................40
Hình 3.6. Cấu tạo của cơng tắc tơ ..............................................................................40
Hình 3.7. Sơ đồ chân và ký hiệu tiếp điểm của Cơng tắc tơ ....................................41
Hình 3.8. Kết cấu của rơle nhiệt .................................................................................42
Hình 3.9. Cấu tạo và dạng thực tế của rơ le nhiệt ....................................................42
Hình 3.10. Sơ đồ chân và ký hiệu tiếp điểm của rơle nhiệt .....................................43
Hình 3.11. Rơ le điện từ 24V ......................................................................................44
Hình 3.12. Nút nhấn ....................................................................................................45
Hình 3.13. Sơ đồ mạch động lực .................................................................................45
Hình 3.14. Sơ đồ thuật tốn ........................................................................................46
Hình 3.15. Sơ đồ hệ thống ........................................................................................... 47
Hình 3.16. Kết nối biến tần với PLC ..........................................................................53
Hình 3.17. Khai báo biến Symbols .............................................................................54
Hình 3.18. Bảng điều khiển .........................................................................................58
Hình 3.19. Một số hình ảnh về mơ hình.....................................................................58
Hình 3.20. Hình ảnh về mơ hình ................................................................................59
Hình 3.21. Mặt trƣớc mơ hình ....................................................................................59

SVTH: Nguyễn Việt Hùng

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật và công nghệ, các thiết bị điện –
điện tử được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các

lịch vực kinh tế, kĩ thuật, cũng như trong đời sống xã hội. Công nghệ thông tin và các
chương trình ứng dụng đã giúp ngành tự động hóa góp phần khơng nhỏ trong q trình
phát triển chung của đất nước.
Dùng máy tính để hiển thị trạng thái làm việc được sử dụng rộng rãi. Trong lĩnh
vực tự động hóa trong cơng nghiệp, STEP 7 là một trong những phần mềm chuyên
dùng của hãng Siemens để quản lý, thu thập dữ liệu và điều khiển q trình cơng
nghiệp. Xuất phát từ thực tế đó, băng những kiến thức đã được học và được học ở
trường cùng với những kiến thức tìm tịi từ báo chí, sách, vở và Internet. Thì trong đồ
án này chúng tơi tìm hiểu một ứng dụng của nghành điện tử đặc biệt là lĩnh vực tự
động hóa, nhằm mục đích mơ phỏng các hệ thống đó dưới những linh kiện mà mình đã
được học vì vậy tơi đã quyết định tìm hiểu về đề tài: “Điều khiển tốc độ động cơ
xoay chiều ba pha sử dụng PLC và biến tần”
Đồ án gồm có 3 chương với nội dung như sau:
Chƣơng 1: Phương pháp điều khiển động cơ.
Chƣơng 2: Giới thiệu về PLC, biến tần.
Chƣơng 3: Thiết kế hệ thống điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều ba pha.
Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáo
của thầy giáo “ThS. Đinh Văn Nam” em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Do thời
gian làm đồ án có hạn và trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi những
thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô cũng như của các bạn
sinh viên để đề tài này hoàn thiện hơn nữa.

SVTH: Nguyễn Việt Hùng

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài này chúng em đã được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo
hướng dẫn và sự giúp đỡ của các bạn trong lớp. Nhân đây chúng em xin trân trọng
cảm ơn thầy giáo ThS. Đinh Văn Nam và các thầy cô giáo trong Viện Kỹ Thuật và
Công Nghệ đã trực tiếp hướng dẫn chúng em trong đồ án này. Chúng em cũng xin cảm
ơn nhà trường và gia đình đã tạo mọi điều kiện cho em có thể hoàn thành đề tài này.
Sinh viên

Nguyễn Việt Hùng

SVTH: Nguyễn Việt Hùng

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

CHƢƠNG 1. PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ
1.1. Động cơ khơng đồng bộ ba pha
1.1.1. Định nghĩa
Động cơ không đồng bộ ba pha là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý
cảm ứng điện từ, có tốc độ của roto khác với tốc độ từ trường quay trong máy.
Động cơ không đồng bộ ba pha được dùng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt và
chế tạo đơn giản, hiều suất cao, và gần như khơng cần bảo trì.

Hình 1.1. Động cơ không đồng bộ ba pha
Truyền động điện không đồng bộ: Dùng động cơ điện xoay chiều không đồng bộ.

Động cơ khơng đồng bộ ba pha có ưu điểm là có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận
hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha. Tuy nhiên,
trước đây các hệ truyền động động cơ không đồng bộ lại chiếm tỷ lệ rất nhỏ do việc
điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ có khó khăn hơn động cơ điện một chiều.
Trong những năm gần đây, do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp chế tạo các thiết
bị bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử tin học, truyền động không đồng bộ phát triển
mạnh mẽ và được khai thác các ưu điểm của mình, đặc biệt là các hệ có điều khiển tần
số. Những hệ này đã đạt được chất lượng điều chỉnh cao.
1.1.2. Cấu tạo.
Cơ cấu động cơ không đồng bộ tùy theo kiểu loại vỏ bọc kín hoặc hở, là do hệ
thống làm mát bằng cánh quạt thơng gió đặt ở bên trong hay bên ngồi động cơ.
Nhìn chung Mortor giảm tốc có hai phần chính là phần tĩnh và phần quay.
* Phần tĩnh (Stato)
- Lõi thép: Là bộ phận dẫn từ của máy có dạng hình trụ rổng, lõi thép được làm
bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 đến 0,5mm, được dập theo hình vành khăn,
phía trong có sẻ rãnh để đặt day quấn và được sơn phủ trước khi ghép lại.
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

1

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.2. Cấu tạo động cơ không đồng bộ
- Dây quấn: Dây quấn stato làm bằng dây đồng hoặc dây nhôm (loại dây email)
đặt trong các rãnh của lõi thép.

Hai bộ phận chính trên cịn có các bộ phận phụ bao bọc lõi thép là vỏ máy được
làm bằng nhôm hoặc gang dùng để giữ chặt lõi thép phía dưới là chân đế để bắt chặt
vào bệ máy, hai đầu có hai nắp làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, trong nắp có ổ
đỡ (hay cịn gọi là bạc) dùng để đỡ trục quay của roto.
* Phần quay (Roto)
Hay còn gọi là Roto, gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.
- Lõi thép: Có dạng hình trụ đặc làm bắng các là thép kỹ thuật điện, dập thành
hình đĩa và ép chặt lại, trên mặt có các đường rãnh để đặt các thanh dẫn hoặc dây
quấn. lõi thép được ghép chặt với trục quay và đặt trên hai ổ đỡ của stato.
- Dây quấn: Trên roto có hai loại: roto lồng sóc và roto dây quấn.
Loại roto dây quấn có dây quấn giống như stato, loại này có ưu điểm là có
mơment lớn nhưng kết cấu phức tạp, giá thành tương đối cao.
Loại roto lồng sóc: kết cấu của loại này rất khác với dây quấn của stato. Nó được
chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh của roto, tạo thành các thanh nhôm và được
nối ngắn mạch ở hai đầu và có đúc thêm các cánh quạt để làm mát bên trong khi roto
quay.
Phần dây quấn được tạo từ các thanh nhơm và hai vịng ngắn mạch có hình dạng
như một cái lồng nên gọi là roto lồng sóc. Các đường rãnh trên roto thông thường
được dập xiên với trục, nhằm cải thiện tính mở máy và giảm bớt hiện tượng rung
chuyển do lực điện từ tác dụng lên roto không liện tục.
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

2

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

1.1.3. Nguyên lý hoạt động.
Muốn động cơ làm việc, stato của động cơ cần được cấp dòng điện xoay chiều.
Dòng điện qua dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ:
n = 60 f/p (vịng/ phút)
Trong đó: f – là tần số nguồn điện
P – là số đôi cực của dây quấn stato
Trong quá trình quay từ trường này sẽ quét qua các thanh dẫn của roto, làm xuất
hiện suất điện động cảm ứng. Vì dây quấn roto là kín mạch nên sức điện động này tạo
ra dòng điện trong các thanh dẫn của roto.
Các thanh dẫn có dịng điện lại nằm trong từ trường, nên sẽ tương tác với nhau,
tạo ra lực điện từ đặc vào các thanh dẫn.
Tổng hợp các lực này sẽ tạo ra môment quay đối với trục roto, làm cho roto quay
theo chiều của từ trường.
Khi động cơ làm việc, tốc độ của roto (n) luôn nhỏ hơn tốc tộ của từ trường (n1).
Kết quả là roto quay chậm lại nên ln nhỏ hơn n1, vì thế động cơ được gọi là động cơ
không đồng bộ.
Độ sai lệch giữa tốc độ roto và tốc độ từ trường được gọi là hệ số trượt, ký hiệu
là: S
Thông thường hệ số trượt vào khoảng 2% đến 10%
1.2. Phƣơng pháp điều khiển tốc độ động cơ
Trong thực tế sản xuất tiêu dùng, các khâu cơ khí sản xuất cần có tốc độ thay đổi.
Song khi chế tạo, mỗi động cơ điện lại được sản xuất với một tốc độ định mức, vì vậy
vấn đề điều chỉnh tốc độ các động cơ điện là rất cần thiết. Khi moment cản trên trục
động cơ thay đổi, thì tốc độ động cơ thay đổi, nhưng sự thay đổi tốc độ như thế thì
khơng gọi là điều chỉnh tốc độ.

Hình 1.3. Điều chỉnh tốc độ động cơ dị bộ
a) Khi mô men cản không đổi, b) Khi mô men cản thay đổi.
Điều chỉnh tốc độ động cơ khơng đồng bộ là q trình thay đổi tốc độ động cơ

theo ý chủ quan của con người phục vụ các yêu cầu về công nghệ. Phụ thuộc vào đặc
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

3

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

tính cơ của cơ khí sản xuất mà q trình thay đổi tốc độ xảy ra khi mơ men cản khơng
đổi (Hình 1.3a) hoặc khi mo men cản thay đổi (Hình 1.3b).
Khi điều chỉnh tốc độ động cơ cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
Phạm vi điều chỉnh, sự liên tục trong điều chỉnh và tính kinh tế trong điều chỉnh.
Với các thiết bị vận chuyển, phải điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng, cịn thiệt bị dệt
hay giấy thì lại địi hỏi tốc độ khơng đổi với độ chính xác cao.
Để nghiên cứu các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ta dựa
vào các biểu thức sau:
n=ntt(1-s)
(1)
60 f
p

(2)

E1
f
hoặc s= 1

E2
f2

(3)

ntt=
s=
Mặt khác ta lại có:

E2=I2 R22  ( X 20 )2

(4)

S

Vậy:

s=

R2 I 2

(5)

E202  ( X 20 I 2 )2

Từ các công thức (1-5) ta rút ra các phương pháp điều chỉnh tốc độ sau đây:
+ Thay đổi tần số nguồn cung cấp f1
+ Thay đổi số đôi cực P
+ Thay đổi điện trở R2 ở mạch rôto
+ Thay đổi điện áp nguồn cung cấp E20 U1

+ Thay đổi điện áp mạch rôto E2
+ Thay đổi tần số f2
1.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số nguồn điện cung cấp f1
Phương pháp này chỉ sử dụng được khi nguồn cung cấp có khả năng thay đổi tần
số. Ngày nay, do sự phát triển của công nghệ điện tử các bộ biến tần tĩnh được chế tạo
từ các van bán dẫn công suất đã đảm nhiệm được nguồn cung cấp năng lượng điện có
tần số thay đổi, do đó phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số đang được
áp dụng rộng rãi và cạnh tranh với các hệ thống truyền động điện dòng một chiều.
Nếu bỏ qua tổn hao điện áp ở mạch stato ta có:
U1=E1=4,44f1W1kcd1ϕ

(6)

Hay:
U1=kf1 ϕ
(7)
Từ biểu thức này ta thấy nếu thay đổi f1 mà giữ U1=const thì từ thơng sẽ thay đổi.
Việc thay đổi từ thông làm giảm điều kiện công tác của máy điện, thay đổi hệ số cosφ,
thay đổi hiệu suất và tổn hao lõi thép, do đó yêu cầu khi thay đổi tần số phải giữ cho từ
thông thay đổi.
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

4

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Mặt khác trong điều chỉnh tốc độ phải đảm bảo khả năng quá tải của động cơ
khơng đổi trong tồn bộ phạm vị điều chỉnh, điều đó có nghĩa phải giữ cho
Mmax=const. Muốn giữ cho Mmax=const thì phải giữ cho từ thơng khơng đổi. Muốn giữ
cho từ thơng khơng đổi thì khi thay đổi tần số ta phải thay đổi điện áp đảm bảo sự cân
bằng của (7).
Mơ men cực đại có thể biểu giễn bởi biểu thức:
U 
Mmax=C  1 
 f1 

2

(8)

Nếu hệ số q tải khơng đổi, thì tỷ số của mô men tới hạn ở 2 tốc độ khác nhau
phải bằng tỷ số mô men cản ở 2 tốc độ đó tức là:
M th' M c' U1'2

M th" M c" f1'2

Từ đây ta có:

(9)

M c'
M c"

U1'
f1'



U1" f1"

(10)

Trong đó M’th và Mc’ là mô men tới hạn và mô men cảm ứng với tần số nguồn
nạp f’1, điện áp U’1 còn M”th và M”c là mô mem tới hạn và mô men cảm ứng với tần số
nguồn nạp f”1 và điện áp U”1. Nếu điều chỉnh theo công suất không đổi P2= const thì
mơ men động cơ tỷ lệ nghịch với tốc độ do vậy:

Do đó:

M c' f1"

M c" f1'

(11)

U1'

U1"

(12)

f1'
f1"

Trong thực tế ta thường gặp điều chỉnh với Mc=const do đó:
U1

=const
f1

(13)

Khi giữ cho ϕ=const thì cosφ=const, hiệu suất khơng đổi, I0=const. Nếu mơ men
cản có dạng quạt gió thì:
U1'  f1' 
 
U1"  f1" 

2

(14)

Theo các biểu thức trên đây thì khi thay đổi tần số, mơ men cực đại khơng đổi.
điều đó chỉ đúng trong phạm vi tần số định mức, khi tần số vượt ra ngoài phạm vi định
mức thì tần số giảm, mơ men cực đại cũng giảm do từ thơng giảm, sở dĩ như vậy vì để
nhận được các biểu thức trên ta đã bỏ qua độ sụt áp trên các điện trở thuần, điều đó
đúng khi tần số lớn, nhưng khi tần số thấp thì giá trị X giảm, ta không thể bỏ qua độ
sụt áp trên điện trở thuần nữa, do đó từ thơng sẽ giảm và mơ men cực đại giảm. trên
hình 1.4 biểu diễn đặc tính cơ khi điều chỉnh tần số với f1>f2>f3.
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

5

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Ưu điểm của phương pháp điều chỉnh tần số là phạm vi điều chỉnh rộng, độ điều
chỉnh láng, tổn hao điều chỉnh nhỏ.

Hình 1.4. Đặc tính cơ khi điều chỉnh tần số
1.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi số đôi cực
Nếu động cơ dị bộ có trang bị thiết bị đổi nối cuộn dây để thay đổi số đơi cực thì
ta có thể điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi sô đôi cực.
Để thay đổi số đơi cực ta có thể:
Dùng đổi nối một cuộn dây. Giả sử lúc đầu cuộn dây được nối như hình 1.5a, khi
đó số cặp cực là p, nếu bây giờ đổi nối như hình 1.5b ta được số cặp cực p/2.
Đặc tính cơ khi thay đổi số đơi cực biểu giễn trên hình 1.5c

Hình 1.5. Cách đổi nối cuộn dây
a). Mắc nối tiếp, số đôi cực là p
b). Mặc song song số đôi cực là p/2
c). Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi số đơi cực
Để thay đổi cách nối cuộn dây ta có những phương pháp sau:
Đổi từ nối sao sang sao kép hình 1.6a
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

6

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.6. Đổi nối cuộn dây
Với cách nối này ta có: Giả thiết rằng hiệu suất và hệ số cosφ khơng đổi thì cơng
suất trên trục động cơ ở sơ đồ Y sẽ là: Py= 3 UdIpηcosφ1
Cho sơ đồ YY ta có:
Pyy= 3 Ud2Ipηcosφ1, do đó
Py/Pyy=2.
Ở đây Ip-dịng pha. Như vậy khi thay đổi tốc độ hai lần thì cơng suất cũng thay
đổi với tỷ lệ ấy. Cách đổi nối này gọi là cách đổi nối có M=const.
Người ta cịn thực hiện đổi nối theo ngun tắc Δ sang YY(sao kép) hình 1.6b.
Ta có:
Py= 3 UdIpηcosφ1
Pyy= 3 Ud2Ipηcosφ1, do đó
Pyy/PΔ=2/ 3 =1,15 thực tế coi như khơng đổi. Đây là cách đổi nối có P=const.
Dùng cuộn dây độc lập với những số cực khác nhau, đó là động cơ dị bộ nhiều
tốc độ. Với động cơ loại này stato có 2 hoặc 3 cuộn dây, mỗi cuộn dây có số đơi cực
khác nhau. Nếu ta trang bị thiết bị đổi nối cuộn dây thì ta được 6 số cặp cực khác nhau
ứng với 6 tốc độ.
Đặc điểm của phương pháp thay đổi tốc độ băng thay đổi số đôi cực: rẻ tiền, dễ
thực hiện. tuy nhiên do P là một số nguyên nên thay đổi tốc độ có tính nhảy bậc và
phạm vi thay đổi tốc độ không rộng.
1.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp nguồn cung cấp
Thay đổi điện áp nguồn cung cấp làm thay đổi đặc tính cơ (hình 1.7). Vì mơ men
cực đại Mmax=cU12, nên khi giảm điện áp thì mơ men cực đại cũng giảm mà khơng
thay đổi độ trượt tới hạn (vì sth ≈ R2/X2). Nếu mơ men cản khơng đổi thì giảm điện áp
từ Uđm tới 0,9Uđm tốc độ sẽ thay đổi, nhưng khi điện áp giảm tời 0,7Uđm thì mơ men
của động cơ nhỏ hơn mô men cản, động cơ sẽ bị dừng dưới lưới điện.
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

7

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.7. Đặc tính cơ của động cơ dị bộ khi thay đổi điện áp nguồn
Đặc điểm của phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng điều chỉnh điện áp nguồn
cung cấp là phạm vị điều chỉnh hẹp, rất dễ bị dừng máy, chỉ điều chỉnh theo chiều
giảm tốc độ. Mặt khác vì Pđt=CE20I2cosφ2=C1U1I2cosφ1=const nên khi giảm điện áp
U1, mà mô men cản không đổi sẽ làm tăng dòng trong mạch stato và roto làm tăng tổn
hao trong các cuộn dây.
Để thay đổi điện áp ta có thể dùng bộ biến đổi điện áp khơng tiếp điểm bán dẫn,
biến áp hoặc đưa thêm điện trở hoặc điện kháng vào mạch stato. Đưa thêm điện trở
thuần sẽ làm tăng tổn hao, nên người ta thường đưa điện kháng vào mạch stato hơn.
Để mở rộng phạm vi điều chỉnh và tăng độ cứng của đặc tính cơ, hệ thống điều chỉnh
tốc độ bằng điện áp thường làm việc ở hệ thống kín.
1.2.4. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở mạch roto
Phương pháp điều chỉnh này chỉ áp dụng cho động cơ dị bộ roto dây quấn. Đặc
tính cơ của động cơ dị bộ roto dây quấn khi thay đổi điện trở roto biểu giễn trên hình
1.8. Bằng việc tăng điện trở roto, đặc tính cơ mềm đi nhiều, nếu mơ men cản khơng
đổi ta có thể thay đổi tốc độ động cơ theo chiều giảm.

Hình 1.8. Đặc tính cơ của động cơ dị bộ khi thay đổi điện áp nguồn
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

8

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Nếu điện trở phụ thay đổi vô cấp ta thay đổi được tốc độ vô cấp, tuy nhiên việc
thay đổi vô cấp tốc độ bằng phương pháp điện trở rất ít dùng mà thay đổi nhảy bậc do
đó các điện trở điều chỉnh được chế tạo làm việc ở chế độ lâu dài và có nhiều đầu ra.
Giá trị điện trở phụ đưa vào roto có tthể tính bằng cơng thức:
 s2 
 1 R2 trong đó s1 và s2 ứng với tốc độ n1 và n2.
 s1 

Rp= 

Khi Mc= const thì phạm vi điều chỉnh tốc độ sẽ tăng lên. Khi mô men cản khơng
đổi thì cơng suất nhận từ lưới điện khơng đổi trong tồn phạm vi điều chỉnh tốc độ.
Cơng suất hữu ích P2=Mω2 ở trên trục động cơ sẽ tăng khi độ trượt giảm.Vì ΔP=PđtP2=M(ω1-ω2) là tổn hao roto nên khi độ trượt lớn tổn hao sẽ lớn.
Đặc điểm của phương pháp điều chỉnh điện trở roto là điều chỉnh láng, dễ thực
hiện, rẻ tiền nhưng không kinh tế do tổn hao ở điện trở chính, phạm vi điều chỉnh phụ
thuộc vào tải. Không thể điều chỉnh ở tốc độ gần tốc độ không tải.
1.2.5 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp ở mạch roto
Trước khi bước vào nghiên cứu phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng đưa thêm
suất điện động vào mạch roto, ta thực hiện việc thống kê công suất ở máy điện không
đồng bộ khi có đưa điện trở phụ vào mạch roto.
Cơng suất nhận vào:
P1=m1U1I1cosφ1

Cơng suất điện từ hay cịn gọi là cơng suất từ trường quay:
PđtP1-ΔP1=P1-(ΔPCu1+ΔPFe1)
Đây là công suất chuyển qua từ trường sang roto.
Công suất điện từ được chia ra công suất điện và cơng suất cơ:
Pđt=Pcơ+Pđiện
Trong đó:
Pđiện=ΔPCu2+P2
Ở đây P2 là tổn hao điện trở phụ đưa vào mạch roto, còn ΔPCu2 là tổn hao động
cuộn dây roto do đó:
P2=m2I2Rp, cịn ΔPCu2=m2R2.I22
Công suất cơ học Pcơ: là công suất ở điện trở:
(R’2+R’p)

1 s
do vậy:
s

Pcơ=m1(R’2+R’pI’22

1 s
s

Khi thay đổi tốc độ quay bằng thay đổi điện trở mạch roto, là ta đã làm thay đổi
P2 truyền cho điện trở phụ để công suất cơ khí Pcơ thay đổi vì:
PđtPcơ+ΔPCu2=const trong đó ΔPCu2 = const.
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

9

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT

Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Bây giờ chúng ta nghiên cứu một phương pháp khác thay đổi công suất P2 trong
mạch roto. Đó là phương pháp đưa thêm vào mạch roto một đại lượng: ΔE2 (hình 1.9)
có cùng tần số roto và cũng phải thay đổi theo tốc độ.
Giả thiết rằng điều chỉnh tốc độ theo nguyên tắc: M=const, Pđt=const.
Trong điều kiện đó, thống kê cơng suất như sau (hình 1.8):
Pđt=Pcơ+Pđiện=Pcơ+P2+ΔPCu2=const

(15)

Hình 1.9. Sơ đồ tƣơng đƣơng mạch roto khi đƣa thêm sđđ vào
a. Mạch lực
b,c : Mạch tương đương đưa về tần số f1
Tổn hao ΔPCu2 trong trường hợp này khơng đổi vì giá trị dịng điện I 2 không phụ
thuộc vào độ trượt. Trong vùng ổn định của đặc tính cơ tồn tại một giá trị dịng điện I 2
và một giá trị hệ số cosφ2 thỏa mãn quan hệ:
Pđt=m2E20I2cosφ ≈ cI2cosφ2 = const
Nếu tăng công suất P2 (công suất phát mạng dấu + trong biểu thức (15) cho một
tải nào đó ở mạch roto sẽ làm giảm cơng suất cơ khí Pcơ vậy khi mơ men cản không
đổi sẽ làm tốc độ thay đổi (n=cPcơ), nếu mạch roto được cấp vào một cơng suất tác
dụng P2 (có dấu âm trong biểu thức (15) thì Pcơ sẽ tăng, đồng nghĩa với tốc độ tăng.
Nếu mạch roto được cung cấp một công suất P2 bằng tổn hao ΔPcu2 lúc này Pđiện=
sPđt=0 có nghĩa là s=0 vậy động cơ quay với tốc độ từ trường.
Nếu bây giờ cấp cho mạch roto một cơng suất P2 > ΔPCu2 thì động cơ quay với
tốc độ lớn hơn tốc độ đồng bộ. Phương pháp thay đổi tốc độ này cho phép thay đổi tốc

độ trong phạm vi rộng (trên và dưới tốc độ đồng bộ). Thay đổi của pha ΔE2 làm thay
đổi hệ số công suất stato và roto, hệ số công suất có thể đạt giá trị cosφ=1 thậm chí có
thể nhận được hệ số công suất âm. Nếu ta đưa vào roto cơng suất phản kháng từ lưới,
lúc này dịng kích từ cần thiết để tạo từ trường động cơ nhận từ mạch roto.
Phương pháp điều chỉnh trên đây gọi là phương pháp nối tầng.
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

10

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

CHƢƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ PLC, BIẾN TẦN
2.1. PLC S7 - 300
Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC (Programmabble Logic Control) được
phát triển từ những năm 1968 - 1970. Trong giai đoạn đầu các thiết bị khả trình yêu
cầu người sử dụng phải có kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao. Ngày nay các thiết bị
PLC đã phát triển mạnh mẽ và có mức độ phổ cập cao.
Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC là loại thiết bị cho phép điều khiển linh
hoạt các thuật tốn điều khiến số thơng qua một ngơn ngữ lập trình, thay cho việc phải
thể hiện mạch tốn đó trên mạch số. Như vậy với chương trình điều khiển, PLC trở
thành bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin
với môi trường xung quanh (với các PLC khác hay với máy tính).
Để có thể thực hiện một chương trình điều khiển, PLC phải có tính năng như một
máy tính. Nghĩa là phải có một bộ vi xử lí trung tâm (CPU), một hệ điều hành, một bộ
nhớ chương trình để lưu chương trình cũng như dữ liệu và tất nhiên phải có các cổng

vào ra để giao tiếp với các thiết bị bên ngồi.
Bên cạnh đó, nhằm phục vụ các bài toán điều khiển số, PLC phải có các khối
hàm chức năng như Timer, Counter, và các hàm chức năng đặc biệt khác. Vì vậy các
PLC được thiết kế:
- Để chịu được các rung động, nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn và tiếng ồn.
- Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra.
- Được lập trình dễ dàng với ngơn ngữ lập trình dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các
phép toán logic và chuyển mạch.
- Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến.
- Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đóng mở
các mạch phù hợp với cơng nghệ.
- Tính toán và soạn thảo các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp.
Các thành phần cơ bản của một bộ PLC:

Hình 2. 1. Sơ đồ hệ thống
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

11

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Hệ thống PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản gồm: Bộ xử lý, bộ nhớ, bộ
nguồn, giao diện vào ra và thiết bị lập trình. Sơ đồ hệ thống như sau:
+ Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU) là linh kiện chứa bộ vi xử lý. Bộ
xử lý nhận các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình

được lưu trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động
đến các thiết bị ra.
+ Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho bộ vi xử
lý (thường là 5VDC) và cho các mạch điện cho các module còn lại (thường là 24V).
+ Thiết bị lập trình được sử dụng để lập các chương trình điều khiển cần thiết sau
đó được chuyển cho PLC. Thiết bị lập trình có thể là thiết bị lập trình chun dụng, có
thể là thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ, có thể là phần mềm được cài đặt trên máy tính
cá nhân.
+ Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình sử dụng cho các hoạt động điều khiển . Các
dạng bộ nhớ có thể là RAM, ROM, EPROM. Người ta luôn chế tạo nguồn dự phịng
cho RAM để duy trì chuơng trình trong trường hợp mất điện nguồn, thời gian duy trì
tuỳ thuộc vào từng PLC cụ thể. Bộ nhớ cũng có thể được chế tạo thành module cho
phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau, khi cần
mở rộng có thể cắm thêm.
+ Giao diện vào là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền
thông tin đến các thiết bị bên ngồi. Tín hiệu vào có thể từ các cơng tắc, các bộ cảm
biến nhiệt độ, các tế bào quang điện.. ..Tín hiệu ra có thể cung cấp cho các cuộn dây
công tắc tơ, các rơle, các van điện từ, các động cơ nhỏ....Tín hiệu vào/ra có thể là các
tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên tục, tín hiệu logic.. ..Các tín hiệu vào/ra có thể thể hiện
như sau:

Hình 2. 2. Giao diện vào ra của PLC
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

12

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Tín hiệu vào thường được ghép cách điện (cách ly) nhờ linh kiện quang. Dải tín
hiệu nhận vào cho các PLC cỡ lớn có thể là 5V, 24V, 110V, 220V. Các PLC cỡ nhỏ
chỉ nhận tín hiệu 24V.
Tín hiệu ra cũng được ghép cách ly, tín hiệu ra cũng được cách ly kiểu rơle hay
cách ly kiểu quang như hình. Tín hiệu ra có thể là tín hiệu chuyển mạch 24V, 100mA;
110V,1A một chiều; thậm chí 240V, 1A xoay chiều tuỳ loại PLC. Tuy nhiên, với PLC
cỡ lớn dải tín hiệu ra có thể thay đổi bằng cách lựu chọn các module ra thích hợp.
2.1.1. Giới thiệu bộ điều khiển lập trình loại Simatic S7-300
- Cấu trúc chung
S7-300 là PLC cỡ vừa và một dòng PLC mạnh của hãng Simens, S7-300 phù hợp
cho các ứng dụng vừa và lớn với các yêu cầu cao về chức năng đặc biệt.
S7-300 gồm CPU và các modul sắp trên các rack. Mỗi rack chứa tối đa 8 modul
trừ modul CPU và nguồn. CPU có thể làm việc với tối đa 4 rack (32 modul), các rack
được nối với nhau bằng moudl IM- Interface Modul.

Hình 2. 3. Cách ghép nối các modul trên 1 rack

Hình 2.4. Cách ghép nối rack trong hệ PLC S7-300
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

13

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.5. Địa chỉ mặc định của các modul trong hệ PLC S7-300
- Các module của PLC S7-300
Modul CPU:
Có nhiều loại CPU khác nhau, đặt tên theo bộ vi xử lý: CPU 312, 313, 314, 315,
316, 317, 318, 319. CPU có thêm các hàm chức năng được gọi tên IFM (Integrated
Funtion Module). CPU có thêm cổng để nối mạng trong hệ điều khiển gọi là DP,
CPU, có thêm chữ C thì tích hợp thêm các chức năng đặc biệt (thuật toán PID, điều
chế độ rộng xung, đọc xung tốc độ cao từ Encoder…)
Module nguồn nuôi PS (Power Supply):
Cấp nguồn 24VDC cho CPU và các modul mở rộng. Có loại 2A (PS 307 2A)
hoặc loại 5A (PS 307 5A) hoặc 10A (PS 307 10A). Module nguồn ni có 3 loại với
các thơng số đó là 2A, 5A,10A
Module mở rộng:
Các module mở rộng này được chia thành 4 loại chính bao gồm:
* Module tín hiệu SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra
bao gồm:
DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số.
DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số.
DI/DO (Digital Input /Digital Output): Module mở rộng các cổng vào/ra số.
AI (Analog Input): Module mở rộng các cổng vào tương tự.
AO (Analog Output): Module mở rộng các cổng ra tương tự.
AI/AO (Analog Input/Analog Output): Module mở rộng các cổng vào/ra tương
tự.
* Module ghép nối IM (Interface Module): Với những bài toán nhiều đầu vào/ra,
CPU cần mở rộng từ 2 rack trở lên (q 8 modul tín hiệu) thì cần phải sử dụng modul
ghép nối IM: IM360, IM361, IM365. Đây là loại module chuyên dụng có nhiệm vụ nối
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

14

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT


Trường Đại học Vinh

Đồ án tốt nghiệp

từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung
bởi một module CPU. Các module mở rộng được gá trên một thanh rack.
Trên mỗi rack có thể gá được tối đa 8 module mở rộng (Không kể module CPU
và module nguồn ni). Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp được với
nhiều nhất 4 racks và các rack này phải được nối với nhau bằng module IM.
Các module này ở các rack mở rộng có thể cần được cung cấp nguồn cho hệ
thống rack đó ngoài ra tùy thuộc vào từ loại module IM mà có thể cho phép được mở
rộng tối đa đến 4 rack ví dụ IM 360 chỉ cho mở rộng tối đa là với 1 module.
* Module chức năng FM (Function Module): Bao gồm các modul với khả năng
xử lý đặc biệt: FM355C (điều khiển PID), FM355-2C( điều khiển nhiệt độ), FM350(
đọc xung tốc độ cao), FM351( điều khiển vị trí)….
* Module truyền thông CP (Communication Module): Khi cần nối mạng PLC để
tạo thành một hệ thống mạng PLC, ta cần sử dụng thêm modul truyền thông: CP341
(giao thức Internet); CP342 (giao thức Profibus).
Module truyền thông CP phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với
nhau hoặc giữa PLC với máy tính.
2.1.2. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ
- Kiểu dữ liệu
Trong một chương trình có thể có các kiểu dữ liệu sau:
BOOL: Với dung lượng 1 bit và có giá trị là 0 hay 1.
BYTE: Gồm 8 bit, có giá trị nguyên dương từ 0 đến 255.

WORD: Gồm 2 byte, có giá trị nguyên dương từ 0 đến 65535.
INT: Có dung lượng 2 byte, dùng để biểu diễn số nguyên từ -32768 đến 32767.
DINT: Gồm 4 byte, biểu diễn số nguyên từ -2147463846 đến 2147483647.
REAL: Gồm 4 byte, biểu diễn số thực dấu phẩy động.
S5T: Khoảng thời gian, được tính theo giờ/phút/giây/miligiây.
TOD: Biểu diễn giá trị thời gian tính theo giờ/phút/giây.
DATE : Biểu diễn giá trị thời gian tính theo năm/tháng/ngày.
CHAR: Biểu diễn một hoặc nhiều ký tự (nhiều nhất là 4 ký tự).
- Phân chia bộ nhớ
+ Vùng chứa chương trình ứng dụng
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 chứa chương trình con được tổ chức thành hàm có
khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chương trình nào khác, các dữ liệu này
được xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (DB - Data Block).
SVTH: Nguyễn Việt Hùng

15

Lớp: 54K1 – CNKTĐ, ĐT