Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương I : Cơ sở lý thuyết

Chương I : Cơ sở lý thuyết

Tải bản đầy đủ - 0trang

1.2.Tìm hiểu về PLC S7-300

1.2.1.Khái quát về PLC S7-300

PLC S7 – 300: Loại trung bình, thích hợp cho những ứng dụng vừa phải.

Định nghĩa: Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic

controller) là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển

số thơng qua một ngơn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực hiện thuật tốn đó

bằng mạch số.

Ưu điểm:

- Nhỏ gọn.

- Dễ thay đổi thuật tốn.

- Dễ trao đổi thơng tin với môi trường xung quanh (với PLC

khác hoặc với máy tính).

Các bộ phận chính của PLC:

- Bộ xử lí trung tâm (CPU)

- Hệ điều hành.

- Bộ nhớ chương trình.

- Các cổng vào ra …



Hình 1.1: Ngun lí chung về cấu trúc của một bộ điều khiển logic khả trình

(PLC).







Cấu trúc bộ nhớ của CPU. Bộ nhớ của S7 – 300 được chia làm 3 vùng







chính:

Vùng chứa chương trình ứng dụng: được chia làm 3 miền:



- OB (Organization 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.

 Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng.

- 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 các biến cờ. Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này

để lưu giữ các tham số cần thiết và có thể truy nhập nó theo bit (M),

byte (MB), bit (M), byte (MB), từ (MW) hay (MW) hay từ kép (MD).

- T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (Timer) (Timer) bao gồm việc lưu

giữ giá trị thời gian đặt trước (PV: Preset value), (PV: Preset value),

giá trị đếm thời gian tức thời (CV: Current value) (CV: Current value).

- C: Miền nhớ phục vụ bộ đếm (Counter), (Counter), bao gồm việc lưu

giữ giá trị đặt trước, giá trị đếm tức thời, giá trị logic đầu ra của bộ

đếm.

- PI: Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự.

- PQ: Miền địa chỉ cổng ra cho các module tương tự.

 Vùng chứa các khối dữ liệu. Được chia thành 2 loại:

- DB (Data block): Miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối.

Kính thước và số lượng khối do người sử dụng quy định, phù hợp với

từng bài toán điều khiển.

- L (Local data block): Miền dữ liệu địa phương, được các khối chương

trình OB, FC, FB OB, FC, FB tổ chức, sử dụng cho các biến nháp tức

thời và trao đổi dữ liệu của biến hình thức với những khối chương

trình đã gọi nó. Nội dung của một số dữ liệu trong miền nhớ này sẽ bị

xóa khi kết thúc chương trình tương ứng trong OB, FC, FB.



1.2.2.Các modul mở rộng

Được chia thành 5 loại chính sau:

- Nguồn ni (PS: Power Supply): Cung cấp nguồn cho CPU và các

module khác.

- SM (Signal Module): Module tín hiệu vào ra, bao gồm:

+ DI: Digital Input

+ DO: Digital Output

+ DI/DO: Digital In/Output



+ AI: Analog Input

+ AO: Analog Output

+ AI/AO: Analog In/Output

- IM (Interface Module): Module ghép nối.

- FM (Function Module): Module điều khiển riêng: điều khiển Servo,



- CP (Communication Module): Module truyền thơng.



Hình 2.1: Hình ảnh thực tế các module mở rộng của PLC S7-300.

Tuỳ theo q trình tự động hố đòi hỏi số lượng đầu vào và đầu ra ta

phải lắp thêm bao nhiêu module mở rộng cũng như loại module cho phù hợp.

Tối đa có thể gá thêm 32 module vào ra trên 4 panen (rãnh), trên mỗi panen

ngoài module nguồn, CPU và module ghép nối còn gá được 8 các module về

bên phải. Thường Step 7-300 sử dụng các module sau:

- Module nguồn PS (3 loại: 2A, 3A, 5A)

- Module ghép nối IM (Intefare Module): Hệ thu thập dữ liệu

và truyền số liệu.

- Module tín hiệu SM (Signal Module):

+ Vào số: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh.

+ Ra số: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh.

+ Vào, ra số: 8 kênh vào 8 kênh ra, 16 kênh vào 16 kênh ra.

+ Vào tương tự: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh.

+ Ra tương tự: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh.

+ Vào, ra tương tự: 2 kênh vào 2 kênh ra, 4 kênh vào 4 kênh ra.

- Module hàm FM (Function Module).

+ Đếm tốc độ cao.

+ Truyền thông CP 340, CP340-1, CP341.

- Module điều khiển CP (Control Module):

+ Module điều khiển PID.

+ Module điều khiển Fuzzy.

+ Module điều khiển rô bot.



+ Module điều khiển động cơ bước.

Trong PLC có những bộ phận được gán địa chỉ đơn như bộ thời gian (T),

bộ đếm (C)... chỉ cần một chữ cái đó kèm theo một số là đủ, ví dụ: T1, C32...

Các địa chỉ đầu vào và đầu ra cùng với các module chức năng có cách gán địa

chỉ giống nhau. Địa chỉ phụ thuộc vào vị trí gá của module trên Panen. Chỗ gá

module trên panen gọi là khe (Slot), các khe đều có đánh số, khe số 1 là khe

đầu tiên của và cứ thế tiếp tục.

Khi gá module số vào, ra lên một khe nào lập tức nó được mạng địa chỉ

byte của khe đó, mỗi khe có 4 byte địa chỉ.

Trên mỗi module thì mỗi đầu vào, ra là một kênh, các kênh đều có địa

chỉ bit là 0 đến 7.

Địa chỉ của mỗi đầu vào, ra là số ghép của địa chỉ byte và địa chỉ kênh,

địa chỉ byte đứng trước, địa chỉ kênh đứng sau, giữa hai số có dấu chấm. Khi

module gá trên khe thì địa chỉ được tính từ byte đầu của khe, các đầu vào và

ra của một khe có cùng địa chỉ.

Địa chỉ khe và kênh trên module số.

Ví dụ: Module 2 đầu vào, 2 đầu ra số gá vào khe số 5 rãnh 0 có địa chỉ là

I4.0, I4.1 và Q4.0, Q4.1.

Module số có thể được gá trên bất kỳ khe nào trên panen của PLC.

Địa chỉ vào ra trên module tương tự Trong PLC S7-300 người ta dùng 16

bit (một word) cho một kênh. Một khe có 8 kênh với địa chỉ đầu tiên là

PIW256 hoặc PQW256 (byte 256 và 257) cho đến PIW766 hoặc PQW766.

Module tương tự có thể được gá vào bất kỳ khe nào trên panen của PLC,

các khe trống bao giờ cũng có trạng thái tín hiệu “0”.

Ví dụ: Một module tương tự 2 vào, 1 ra gá vào khe số 6 rãnh 0 có địa chỉ

là PIW288, PIW290, PQW288.



1.3.Tìm hiểu về HMI (Wincc của simen)

1.3.1

Giới thiệu phần mềm Wincc.



Phần mềm WinCC của Siemens là một phần mềm chuyên dụng để xây

dựng giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) cũng như phục vụ

việc xử lý và lưu trữ dữ liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory Control

And Data Aquisition) thuộc chuyên ngành tự động hóa.

WinCC là chữ viết tắt của Windows Control Center (Trung tâm điều khiển

chạy trên nền Windows), nói cách khác, nó cung cấp các cơng cụ phần mềm để

thiết lập một giao diện điều khiển chạy trên các hệ điều hành của Microsoft

như Windows NT hay Windows 2000, XP, Vista 32bit (Not SP1). Trong dòng

các sản phẩm thiết kế giao diện phục vụ cho vận hành và giám sát, WinCC

thuộc thứ hạng SCADA (SCADA class) với những chức năng hữu hiệu cho

việc điều khiển.

WinCC là một hệ thống HMI (Human Machine Interface: tức là giao diện

giữa người và máy) cho phép các hoạt động và chấp hành của các quy trình

chạy trong máy. Truyền thơng giữa WinCC và máy diễn ra thông một hệ thống

tự động.

WinCC được dùng để hiện thị quá trình và cấu hình một giao diện đồ hoạ

người dùng. Bạn sẽ sử dụng giao diện người dùng để hoạt động và quan sát quá

trình. WinCC cung cấp các khả năng sau:

- WinCC cho phép bạn quan sát quá trình. Quá trình này được hiển thị

đồ hoạ trên màn hình. Màn hình hiển thị được cập nhật mỗi lần một

trạng thái trong quá trình thay đổi.

- WinCC cho phép bạn vận hành quy trình. Ví dụ, bạn có thể chỉ ra một

điểm đặt từ giao diện người dùng hoặc bạn có thể mở một van

- WinCC cho phép bạn giám sát quá trình. Một cảnh báo sẽ báo hiệu

một cách tự động trong sự kiện của một trạng thái quá trình nghiêm

trọng. Nếu một giá trị được định nghĩa trước bị vượt quá, một thơng

báo sẽ xuất hiện trên màn hình.



- WinCC cho phép bạn lưu trữ quá trình. Khi làm việc với WinCC,

những giá trị q trình có thể hoặc được in ra hoặc được lưu trữ theo

kiểu điện tử. Điều này tạo điều kiện cho thu thập thơng tin của quy

trình và cho phép truy cập tiếp theo đến dữ liệu sản sinh ra trong quá

khứ.

WinCC sử dụng công nghệ phần mềm mới nhất. Nhờ sự cộng tác chặt chẽ

giữa Siemens và Microsoff, người dùng có thể yên tâm với sự phát triển của

công nghệ phần mềm mà Microsoft là người dẫn đầu.

 Hệ thống khách/chủ với các chức năng SCADA.

- Ngay từ hệ thống WinCC cơ sở đã có thể cung cấp tất cả các chức

năng để người dùng có thể khởi động các yêu cầu hiển thị phức tạp.

Việc gọi những hình ảnh (picture), các cảnh báo (alarm), đồ thị trạng

thái (trend), các báo cáo (report) có thể dễ dàng được thiết lập.

 Có thể nâng cấp mở rộng dễ dàng từ đơn giản đến phức tạp.

- WinCC là một mơ đun trong hệ thống tự động hóa, vì thế, có thể sử

dụng nó để mở rộng hệ thống một cách linh hoạt từ đơn giản đến phức

tạp từ hệ thống với một máy tính giám sát tới hệ thống nhiều máy giám

sát, hay hệ thống có cấu trúc phân tán với nhiều máy chủ (server).

 Có thể phát triển tùy theo từng lĩnh vực công nghiệp hoặc từng yêu cầu

công nghệ.

- Một loạt các mô đun phần mềm mở rộng định hướng cho từng loại ứng

dụng đã được phát triển sẵn để người dùng lựa chọn khi cần.

 Máy tính (Computer): Quản lý tất cả các trạm (WorkStation) và trạm chủ

(Server) nằm trong Project

 Quản lý tag (Tag Managerment): Là khu vực quản lý tất cả các kênh, các

quan hệ Logic, các tag (biến) quá trình (Tag process), tag (biến) trung

gian trong PLC (Tag Internal) và nhóm các nhóm tag (Tag Groups).

 Loại dữ liệu (Data Types): Chứa các loại dữ liệu được gán cho các Tag và

các kênh khác nhau.

 Các trình soạn thảo Editor: Các trình soạn thảo được liệt kê trong vùng

này dùng để soạn thảo và điều khiển một dự án hoàn chỉnh, chức năng các

bộ soạn thảo cho như bảng sau:



Tất cả các Modul này đều thuộc hệ thống WinCC nhưng nếu không cần

thiết thì khơng nhất thiết phải cài đặt hết.

Tag (Biến) Tags WinCC là phần tử trung tâm để truy nhập các giá trị quá

trình. Trong một dự án, chúng nhận một tên và một kiểu dữ liệu duy nhất. Kết

nối logic sẽ được gán với WinCC. Kết nối này xác định rằng kênh nào sẽ

chuyển giao giá trị quá trình cho các biến.

Các biến được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu toàn dự án. Khi một chế độ của

WinCC khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và cấu trúc Run –

time tương ứng được thiết lập. Mỗi biến được lưu trữ trong quản lí dữ liệu

theo một kiểu dữ liệu chuẩn.

WinCC làm việc với 3 loại Tag:

- Tag nội (Internal Tag): Là Tag không được kết nối với quá trình

dùng để quản lý dữ liệu bên trong 1 project.

- Tag quá trình (Process Tag): Là Tag được dùng để trao đổi dữ liệu

giữa WinCC và q trình tự động. Thuộc tính của Tag phụ thuộc

vào driver sử dụng.

- Tag hệ thống (System Tag): Bắt đầu với ký tự , dùng để quản lý

Project, không thể xóa hay chỉnh sửa System Tag.

WinCC quản lý các tag này theo 2 kiểu:

- Kiểu nhóm (Tag group)

- Kiểu cấu trúc (Structure Type)



Nhóm biến chứa tất cả các biến có kết nối logic lẫn nhau. Các kiểu dữ

liệu biến phải gán một trong các kiểu dữ liệu sau cho mỗi biến được định cấu

hình. Việc gán kiểu dữ liệu cho biến được thực hiện trong khi tạo một biến

mới. Kiểu dữ liệu của một biến độc lập với kiểu biến (biến nội hay biến quá

trình). Trong WinCC, một kiểu dữ liệu nào đó cũng đều có thể được chuyển

đổi thành kiểu khác bằng cách điều chỉnh lại dạng. Các kiểu dữ liệu (data

Types) có trong WinCC:

- Binary Tag: kiểu nhị phân.

- Signed 8 – Bit Value: kiểu 8 bit có dấu.

- Unsigned 8 – Bit Value: kiểu 8 bit không dấu.

- Signed 16 – Bit Value: kiểu 16 bit có dấu.

- Unsigned 16 – Bit Value: kiểu 16 bit không dấu.

- Signed 32 – Bit Value: kiểu 32 bit có dấu.

- Unsigned 32 – Bit Value: kiểu 32 bit không dấu.

- Floating Point Number 32 bit IEEE 754: kiểu số thực 32 bit theo

tiêu chuẩn IEEE 754.

- Floating Point Number 64 bit IEEE 754: kiểu số thực 64 bit theo

tiêu chuẩn IEEE 754.

- Text Tag 8 bit character set: kiểu ký tự 8 bit.

- Text Tag 16 bit character set: kiểu ký tự 16 bit.

1.3.2



Những ưu điểm của Wincc.



WinCC kết hợp các bí quyết của Siemens, cơng ty hàng đầu trong tự

động hóa q trình, và năng lực của Microsoft, công ty hàng đầu trong việc

phát trỉên phần mềm cho PC. Ngồi khả năng thích ứng cho việc xây dựng các

hệ thống có quy mơ lớn nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp

với những ứng dụng có quy mơ tồn cơng ty như việc tích hợp với những hệ

thống cấp cao như MES (Manufacturing Excution System - Hệ thống quản lý

việc thực hiện sản suất) và ERP (Enterprise Resource Planning). WinCC cũng

có thể sử dụng trên cơ sở quy mơ tồn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của Siemens

có mặt khắp nơi trên thế giới. Ở Việt Nam hệ thống của Siemens được tài trợ

đưa vào hệ đào tạo chính thức.



Chương II : Thiết kế hệ thống.

Lựa chọn thiết bị



1





PLC.



Hình 2.1.1: PLC S7-300 với CPU 314 IFM

Trong nội dung của đề tài này nhóm chúng em chọn PLC S7-300 của

simen với CPU 314 IFM, gồm 20 đầu vào số,16 đầu ra số, 4 ngõ vào tương tự

tích hợp sẵn PIW128, PIW130, PIW132, PIW134 1 ngõ ra tương tự tích hợp

sắn.

 Động cơ điện.



Hình 2.1.2: Động cơ không đồng bộ ba pha

Với đề tài này em chọn động cơ khơng đồng bộ 3 pha có

thơng số sau:

- Hãng sản xuất: Seimens

- Điện áp định mức :

400(V)

- Dòng điện định mức

0.56A

- Cơng suất định mức của động cơ:

0.18(kW).

- Hệ số công suất Cosphi=0,77.

- Tần số định mức :50Hz



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương I : Cơ sở lý thuyết

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×