Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tải bản đầy đủ - 0trang

dựa trên hiệu ứng sự phát sinh dòng xốy khi một vật cản nằm trong lưu chất.

Nguyên nhân gây ra sự dao động này là sự sinh ra và biến mất của các dòng

xốy bên cạnh vật cản. Các dòng xốy ở 2 cạnh bên của vật cản có chiều xốy

ngược nhau.



Hình 17.3. Dòng xốy xuất hiện sau vật cản

Tần số sự biến mất của dòng xốy (và cả sự xuất hiện) là một hiệu ứng dùng

để đo lưu lượng tính bằng thể tích. Liên hệ giữa kích thước hình học vật cản, vận

tốc lưu chất v và tần số biến mất của dòng xốy f- tần số dòng xốy được diễn tả

trong hằng số Strouhal S:

S = f v.b

với:



b - đường kính của vật cản

f - tần số dòng xốy

v - vận tốc dòng xốy



Hình 17.4. Phương pháp đo lưu lượng bằng dòng xốy

Với điều kiện hằng số Strouhal S khơng phụ thuộc vào trị số Reynold ta có

thể tích lưu lượng theo thể tích trên đơn vị thời gian được tính:

Qv = 1 b.A.

fS



với A là diện tích cắt ngang của dòng chảy.

Để hình thành một con đường dòng xốy có tính xác định và lập lại thật

tốt yêu cầu vật cản phải đáp ứng đủ một số điều kiện. Hình dáng một số vật

cản được trình bày dưới đây:



Hình 17.5. Hình dáng một số vật cản

Hình dáng của vật cản phải được cấu tạo sao cho trong một khoảng trị số

Reynold khá rộng mà trị số Strouhal vẫn là hằng số. Với vật cản có hình dạng

lăng kính, ta có trị số S khá ổn định trong suốt một dải trị số Reynold khá

rộng do vậy các thiết bị đo được bán trên thị trường thường có vật cản hình

lăng kính.. Tần số dao động của vận tốc có thể được đo với nhiều phương

pháp khác nhau. Cũng có thể đo sự dao động áp suất với màng sọc co giãn

hoặc đo các dòng xốy với sóng siêu âm. Lực tác dụng lên vật cản có hướng

thẳng góc với

dòng chảy và trục của vật cản và được đo bằng các cảm ứng áp điện.

b) Đặc điểm của phương pháp đo lưu lượng bằng tần số dòng xốy:

- Phương pháp này rất kinh tế và có độ tin cậy cao. Tần số dòng xốy

khơng bị ảnh hưởng bởi sự dơ bẩn hay sự hư hỏng nhẹ của vật cản. Đường

biểu diễn của nó tuyến tính và khơng thay đổi theo thời gian sử dụng. Sai số

phép đo rất bé. Khoảng đo lưu lượng tính bằng thể tích từ 3 đến 100%.

Một tính chất rất đặc biệt của phép đo bằng dòng xốy là nó độc lập với

các tính chất vật lý của mơi trường dòng chảy. Sau một lần chỉnh định, sau đó

ta khơng cần chỉnh định lại với từng loại lưu chất.

Một ưu điểm nữa là các thiết bị đo lưu lượng bằng dòng xốy khơng có

bộ phận cơ học chuyển động và sự đòi hỏi về cấu trúc khá đơn giản.

- Lưu lượng kế kiểu xoáy được dùng để đo các lưu chất là chất lỏng, khí

và hơi (trừ các lưu chất có độ nhớt q lớn) với độ chính xác tương đối cao:

Lưu chất

Độ chính xác



1

%

Chất lỏng

1%

Khí

 1,5 %

Hơi

- Các yếu tố cần quan tâm khi sử dụng lưu lượng kế kiểu xoáy là: cách

lắp đặt, nhiệt độ lưu chất, tỉ trọng và độ nhớt của lưu chất, các yếu tố nhiễu

do rung động



với:



Q - lưu lượng tỉ lệ

d - độ rộng của thanh tạo xốy

D - đường kính bên trong của YEWFLO



Hình 17.6. Lưu lượng kế kiểu xoáy YEWFLO

Cấu trúc của lưu lượng kế này như hình 17.7:



Chiều dòng chảy



Hình 17.7. Cấu trúc của lưu lượng kế kiểu xoáy YEWFLO

1. Bộ chuyển đổi



2. Miếng đệm



3. Thành phần cảm biến

5. Màn hình hiển thị tín hiệu đầu ra



4. Thanh tạo xốy

6. Dây tín hiệu cảm biến.



21



Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội

Thanh tạo xốy sẽ tạo ra các lực nâng có ứng suất thay đổi. Tần số của các

thay đổi về ứng suất này tức là tần số xoáy sẽ được phát hiện bởi các thành phần

áp điện được hàn kín trong trong thanh tạo xốy. Có 2 thành phần áp điện để

phân biệt các lực tạo ra bởi xoáy và các lực tạo ra do những yếu tố khác. Chúng

có nhiệm vụ chuyển đổi các lực xốy thành các tín hiệu điện được đưa tới bộ

chuyển đổi để xử lý. Những thành phần này được đặt trong thanh tạo xốy và

khơng tiếp xúc với lưu chất như hình 17.8:



Điện cực



Cảm biến



Phần tiếp

xúc với lưu

chất



Hình 17.8. Cấu tạo của cảm biến áp điện đo lực tạo xoáy.

1.3.



Tổng quan về PLC S7-1200



PLC viết tắt của Programmable Logic Controller là thiết bị điều khiển lập trình được cho

phép thực hiện linh hoạt các thực toán điều khiển logic thơng qua một ngơn ngữ lập trình.

Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện mơt loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này

được kích hoạt bởi tác nhân kích thích tác động vào plc hoặc qua các hoạt động có trễ như

thời gian định kì hay thời gian được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật

ON hay OFF các thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều

khiển lập trình sẽ liên tục lặp trong chương trình do người sử dụng lập ra chờ tín hiệu ở

ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình. Để khắc phục những



Bài Tập Lớn Điều Khiển Lập Trình PLC



Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối, người ta đã chế tao bộ điều khiển plc nhẳm

thoả mãn các yêu cẩu sau:

+Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học

+Gọn nhẹ, dễ bảo quản, sửa chữa

+Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp

+Hồn tồn tin cậy trong môi trường công nghiệp

+Giao tiếp được với các thiết bị thơng minh khác như máy tính, nối mạng, các module mở

rộng

Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay cho các phần cứng Relay dây nối và các logic thời

gian. Tuy nhiên bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính dễ dàng cho

PLC mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lí cũng như giá cả…. Chính điều này đã tạo ra sự quan

tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp, các tập lệnh nhanh chóng đi từ các

lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm, định thời, thanh ghi dịch…Sự phát triển các máy

tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn, số lượng I/O nhiều hơn. Trong PLC phần

cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho q trình điều khiển và sử lí hệ thống,

chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bằng một chương trình.

Chương trình này sẽ được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển

dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy

trình cơng nghệ. Ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ PLC. Việc thay đổi

hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dễ dàng mà khơng cần một sự can

thiệp vật lí nào so với các bộ dây nối hay Relay



Bài Tập Lớn Điều Khiển Lập Trình PLC



21



Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội



1.3.1. Các dòng sản phẩm của SIEMENS



1.3.2. Cấu hình và điều hành SIMATIC S7-1200



Bài Tập Lớn Điều Khiển Lập Trình PLC



21



Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

1.3.2.1.



Signal boards



1.3.2.2.



Signal modules



1.3.2.3.



Các mođun truyền thông



1.3.3. Những đặc điểm nổi bật của Simatic S7 – 1200



Bài Tập Lớn Điều Khiển Lập Trình PLC



21



Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội

1.3.3.1.



Thiết kế dạng Module



+ Tích hợp cổng truyền thông Profinet (Ethernet) tạo sự dễ dàng trong kết nối.

+ Simatic S7 – 1200 với Simatic HMI Basic được lập trình chung trên một nền phần mềm

là TIA Portal V10.5 (Simatic Step 7 Basic, WinCC Basic) hoặc version cao hơn. Các thao

tác lập trình thực hiện theo cách kéo – thả, do đó tạo sự dễ dàng cho người sử dụng, lập

trình nhanh chóng, đơn giản, chính xác trong sự truyền thơng kết nối theo tags.

+ Tích hợp sẵn các đầu vào ra, cùng với các board tín hiệu, khi cần mở rộng ứng dụng với

số lượng đầu vào ra ít sẽ tiết kiệm được chi phí, không gian và phần cứng.

+ Dễ dàng cho người sử dụng sản phầm trong việc mua gói thiết bị.

1.3.3.2.



Phạm vi ứng dụng của Simatic S7 1200



– Simatic S7 1200 bao gồm các họ:

 Standard CPUs:CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C, CPU 1215C, CPU

1217C

 SIPLUS standard CPUs:SIPLUS CPU 1211C, SIPLUS CPU 1212C,

SIPLUS CPU 1214C, SIPLUS CPU 1215C

 Fail-safe CPUs: CPU 1212 FC, CPU 1214 FC, CPU 1215 FC

 SIPLUS fail-safe CPUs: SIPLUS CPU 1214 FC

 Mỗi loại CPU có những tính năng khác nhau, thích hợp cho từng loại ứng

dụng.



Bài Tập Lớn Điều Khiển Lập Trình PLC



21



Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội



 Các kiểu cấp nguồn và đầu vào ra có thể là AC/DC/ Rly, DC/DC/DC hay

DC/DC/Rly.

 Đều có khe cắm thẻ nhớ, dùng cho khi mở rộng bộ nhớ cho CPU, copy

chương trình ứng dụng hay cập nhật firmware.

 Chẩn đốn lỗi online/offline.

 Một đồng hồ thời gian thực cho các ứng dụng thời gian thực

1.3.3.3.



Các chức năng nổi bật của CPU 1215C



– Có 6 bộ đếm tốc độ cao HSC dùng cho các ứng dụng đếm và đo lường.

– Có 2 ngõ ra PTO 100kHz để điều khiển tốc độ, động cơ bước hay servo.

– Có ngõ ra PWM điều chế độ rộng xung cho các ứng dụng điều khiển tốc độ động





cơ, valve, nhiệt độ.

Có 16 bộ điều khiển PID với tính năng tự động xác định thơng số cho bộ điều

khiển (Autotuning)



Bài Tập Lớn Điều Khiển Lập Trình PLC



21



Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

1.3.3.4.



Sơ đồ đấu dây PLC CPU 1215C DC/DC/DC



1.3.3.5.



Board tín hiệu của S7-1200



Board tín hiệu – một dạng module mở rộng tín hiệu vào/ra với số lượng tín hiệu ít,

giúp tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng yêu cầu mở rộng số lượng , Gồm các

board: 1 cổng tín hiệu ra analog 12 bit (0-10VDC, 0- 20mA)



Bài Tập Lớn Điều Khiển Lập Trình PLC



21



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×