Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động

Tải bản đầy đủ - 0trang

- Đầu ra NPN

- Nhiệt độ: -40 oC – 70oC

- Chiều dài dây: 1m

Sơ đồ đấu đây:



Hình 2.9 Sơ đồ đấu dây cảm biến[4]

Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4 sử dụng để phát hiện xe.





Cơng tắc hành trình



Cơng tắc hành trình là thiết bị chuyển đổi chuyển động cơ thành tín hiệu điện.

Tín hiệu của cơng tắc hành trình phục vụ cho q trình điều khiển và giám sát. Có

nhiều chủng loại cơng tắc hành trình tùy theo ứng dụng riêng biệt có thể phù hợp

với từng ứng dụng về kích thước, chức năng, và môi trường hoạt động. Việt Nam

phổ biến 2 hãng cơng tắc hành trình là: Omron, Hanyoung[6].

Cơng tắc hành trình Omron:

Ưu điểm:

- Có mặt trên thị trường sớm, phổ biến trong cơng nghiệp

15



- Có nhiều loại cơng tắc hành trình với kích thước khác nhau

- Độ an tồn cao, tuổi thọ cao, xuất xứ Nhật

Cơng tắc hành trình hãng Hanyoung:

Ưu điểm:

- Giá thành rẻ

- Dòng sản phẩm này mới thâm nhập vào thị trường Việt Nam

- Độ bền tương đối tốt, xuất xứ Hàn Quốc

Nhược điểm:

- Ít mẫu mã

- Thị trường nhỏ

Cách đấu dây và sơ đồ cơng tắc hành trình



Hình 2.10 Sơ đồ đấu dây cơng tắc Omron[6]

Ngun lý hoạt động của cơng tắc hành trình:

Dùng để đóng cắt mạch dùng ở lưới điện hạ áp. Nó có tác dụng giống như nút ấn

động tác ấn bằng tay được thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí,

làm cho q trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện.

Trên đế cách điện 1 được lắp các cặp tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động. Vỏ và đầu

hành trình đều được làm bằng kim loại nên chịu lực va đập cao. Hành trình của

công tắc này đạt 10mm. Khi tác động lên đầu hành trình 6 , trục 3 sẽ bị đẩy xuống

dưới làm mở cặp tiếp điểm thường đóng phía trên và cặp tiếp điểm thường mở phía

dưới . Khi hết tín hiệu hành trình (khơng còn lực ấn lên đầu hành trình) lò xo nhả sẽ

đưa phần động về vị trí ban đầu. Tiếp điểm động có lò xo tiếp điểm, đảm bảo tiếp

xúc điện tốt.

16



Cơng tắc hành trình sử dụng trong mơ hình thuộc hãng Omron.



Hình 2.11 Cơng tắc hành trình OMRON có bánh xe V 156 1C25[6]



2.2.3 Nguồn điện và mạch công suất

 Nguồn điện

Hệ thống được thiết kế gồm 2 động cơ điện 24VDC.

Để cung cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống, hệ thống sẽ được trang bị một bộ

nguồn chuyển đổi điện từ 220VAC thành 24VDC với dòng là 5A.



Hình 2.12 Bộ nguồn[14]

Để đóng ngắt và đổi chiều quay của 2 động cơ điện 24V này ta dùng relay đóng

ngắt 24 để điều khiển 2 động cơ, tín hiệu điều khiển được gửi đến relay, và cuộn hút

của relay sẽ sinh ra lực để hoạt động relay.

Đầu vào của hệ thống điều khiển là nút nhấn, cảm biến và cơng tắc hành trình.

Nút nhấn gồm 18 nút nhấn, được nối trực tiếp vào các đầu vào của bộ điều khiển

PLC, bao gồm: nút nhấn tầng, nút nhấn khoang, nút nhấn gửi xe, nút nhấn lấy xe.

Hệ thống bao gồm 4 tầng, tại vị trí mỗi tầng, đều có các cảm biến cảm nhận vị trí

tầng chứa xe.

17



Đèn báo tín hiệu gồm có đèn xanh và đèn đỏ. Đèn xanh báo hiệu rằng hệ thống

vẫn còn chỗ chứa xe, đèn đỏ báo hiệu hệ thống đã hết chỗ chứa xe.

 Mạch công suất

Theo nghĩa rộng, nhiệm vụ của điện tử công suất là xử lý và điều khiển dòng

năng lượng điện bằng cách cung cấp điện áp và dòng điện ở dạng thích hợp cho các

tải. Tải sẽ quyết định các thơng số về điện áp, dòng điện, tần số, và số pha tại ngõ ra

của bộ biến đổi. Thơng thường, một bộ điều khiển có hồi tiếp sẽ theo dõi ngõ ra của

bộ biến đổi và cực tiểu hóa sai lệch giữa giá trị thực của ngõ ra và giá trị mong

muốn (hay giá trị đặt).



Hình 2.17

Hình 2.13 Mạch công suất[14]



2.2.4 Các thiết bị điện





Rơ le



Khái niệm

Rơ le trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp

điểm. Rơ le trung gian còn gọi là rơ le kiếng là một cơng tắc chuyển đổi hoạt động

bằng điện. Gọi là một công tắc vì rơ le có hai trạng thái ON và OFF. Rơ le ở trạng

thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua rơ le hay khơng.



18



Hình 2.14 Rơle trung gian[7]

Các loại rơ le trung gian

- Rơ le trung gian 12v

- Rơ le trung gian 8 chân

- Rơ le trung gian 14 chân- Rơ le trung gian 220v

Cấu tạo của rơ le trung gian

Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn

dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc cả cuộn điện

áp và cuộn cường độ. Lõi thép động được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít

điều chỉnh. Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm nghịch và tiếp điểm nghịch.

Ngun lí hoạt động

Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong

và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong

làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơ

le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.

Rơ le có 2 mạch độc lập nhau họạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn dây

của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay khơng, hay có nghĩa là điều khiển rơ le

ở trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm sốt có qua

được rơ le hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le.

Công dụng của rơ le trung gian

Công dụng của Rơ le trung gian là làm nhiệm vụ "trung gian" chuyển tiếp mạch

điện cho một thiết bị khác, ví như bộ bảo vệ tủ lạnh chẳng hạn khi điện yếu thì rơ le

sẽ ngắt điện ko cho tủ làm việc còn khi điện hoẻ thì nóp lại cấp điện bình thường.



19



Trong bộ nạp ắc quy xe máy, ơ tơ thì khi máy phát điện đủ khoẻ thì rơ le trung gian

sẽ đóng mạch nạp cho ác quy...

 Nút ấn

Nút ấn là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác

nhau. Là một phần quan trọng trong hệ thống điều khiển hay cũng như là nhập

thông tin, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch diện điều khiển, tín

hiệu kiên động bảo vệ…

Nút ấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường mở - thường đóng và

vỏ bảo vệ. Khi tác động vào nút ấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi khơng còn

tác động, các tiếp điểm trở về vị trí ban đầu.



Hình 2.15 Nút ấn[7]

Một số loại nút ấn thường đóng dùng trong mạch bảo vệ hoặc mạch dừng còn có

chốt khóa.

Phân loại:

Nút ấn được phân loại theo các yếu tố sau:

Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt động của nút ấn, có các loại sau:

o



Nút ấn đơn: mỗi nút ấn chỉ có một trạng thái ( ON hoặc OFF).



o



Nút ấn kép: dễ dàng sử dụng và tháo lắp trong quá trình sửa chữa, ta có thể



dùng nó như là dạng nút ấn ON hay OFF.



2.3 BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC

PLC (Programmable Logic Controller hay Programmable Controller) thực chất là

một máy tính điện tử được sử dụng trong các q trình tự động hóa trong cơng

nghiệp; là thiết bị điều khiển có thể "lập trình mềm", làm việc theo chương trình lưu

trong bộ nhớ (như một máy tính điều khiển chuyên dụng). PLC thích hợp nhất cho

điều khiển logic (thay thế các rơle), song cũng có chức năng điều chỉnh (như PID,

20



mờ,...) và các chức năng tính tốn khác. Lúc đầu, PLC chủ yếu được ứng dụng

trong các ngành công nghiệp chế tạo, điều khiển các quá trình rời rạc. Trong các hệ

SCADA, PLC phát huy được nhiều ưu điểm và thế mạnh.

Nhờ họat động theo chương trình nên PLC có thể được ứng dụng để điều khiển

nhiều thiết bị máy móc khác nhau. Chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển và cách

kết nối thì chính PLC đó để điều khiển thiết bị, hay máy móc khác. Cũng như vậy,

nếu muốn thay đổi quy luật hoạt động của máy móc, thiết bị hay hệ thống sản xuất

tự động, rất đơn giản, chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển. Các đối tượng mà

PLC có thể điều khiển được rất đa dạng, từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt

… đến các hệ thống phức tạp như: băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động (ATS),

thang máy, dây chuyền sản xuất…

PLC có những ưu điểm mà các bộ điều khiển cổ điển dùng dây nối và Rơle

khơng thể nào sánh được:

- Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học.

- Gọn nhẹ nên thuận lợi khi di chuyển, lắp đặt.

- Dễ bảo quản, sửa chữa.

- Bộ nhớ có dung lượng lớn, nạp xóa dễ dàng, chứa được những chương trình

phức tạp.

- Độ chính xác cao.

- Khả năng xử lý nhanh.

- Hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp.

- Giao tiếp được với nhiều thiết bị, máy tính, mạng và các thiết bị điều khiển

khác. Tự động hóa là một thế mạnh của hạng Siemens trên thế giới, ở Việt Nam, các

thiết bị điều khiển của Siemens đã trở nên rất thông dụng trong lĩnh vực tự động

hóa. Thích hợp cho các ứng dụng đơn giản. S7-200 thích hợp cho những ứng dụng

vừa và nhỏ.

- Cấu trúc của S7-200 gồm 1 CPU và các module mở rộng cho nhiểu ứng dụng

khác nhau. S7-200 gồm nhiều loại: CPU 221, 222.224.226,… có nhiều nhất 7

module mở rộng khi có nhu cầu: tổng số ngõ vào/ra, ngõ vào ra analog, kết nối

mạng (AS-I, Profibus).

21



PLC S7-200 CPU 226



Hình 2.16 PLC S7- 200 CPU 226[8]

Thơng số kỹ thuật của S7-200 CPU 226

- Kích thước: Rộng x Cao x Sâu : 196 x 80 x 62 mm

- Dung lượng bộ nhớ chương trình: 4096 words.

- Dung lượng bộ nhớ dữ liệu: 2560 words

- Bộ nhớ loại EEFROM

- Nguồn cung cấp: 220 VAC

- Số I/O: 36

- Có 24 cổng vào, 14 cổng ra.

- Có 256 timer, 256 counter, các hàm số học trên số nguyên và số thực.

- Có 2 kiểu phát xung nhanh kiểu PTO và PWM,

- Có thể gắn thêm 7 module mở rộng.

- Cấp bảo vệ: IP20.

- Hỗ trợ onboard analogue I/O và hai cổng giao tiếp.

- Lập trình qua cổng RS485.

- Thời gian xử lý 1024 lệnh nhị phân : 0.37ms.

- Bit memory/Counter/Timer : 256/256/256.

- Tốc độ đếm cao: 6 x 30 kHz

- Điều khiển PID: có

- Nhiệt độ hoạt động: 0 – 40o.

Các đèn báo trên PLCS7-200 CPU 226:

- SF: đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng (đèn đỏ).

- RUN: PLC đang ở chế ñộ làm việc (đèn xanh).

- STOP: PLC đang ở chế ñộ dừng (đèn vàng).

22



- I x.x, Q x.x: chỉ định trạng thái tức thời cổng (đèn xanh).

Công tắc chọn chế độ làm việcS7-200 CPU 226:

- RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ

RUN qua STOP nếu gặp sự cố.

- STOP: PLC dừng công việc thực hiện chương trình ngay lập tức.

- TERM: cho phép máy lập trình quyết định chế độ làm việc của PLC. Dùng

phần mềm điều khiển RUN, STOP.

Giao tiếp:

PLC S7-200 giao tiếp với PC qua cổng RS485.

Giữa các PLC S7-200 kết nối với nhau theo giao thức Modbus.

Mở rộng vào/ra cho PLC S7-200 CPU 226:

CPU 226 cho phép mở rộng nhiều nhất 16 module kể cả module analog. Các

module mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200[9]



Hình 2.9 Module mở rộng EM235[10]

Có thể mở rộng cổng vào / ra của PLC bằng các ghép nối thêm vào nó các

module mở rộng về phía bên phải của PLC làm thành một mắt xích. Địa chỉ của các

module được xác định bằng kiểu vào/ra và vị trí của module trong móc xích

Nguyên lý hoạt động của PLCS7-200 CPU 226

Đơn vị xử lí trung tâm:CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lí sẽ

đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự

từng lện trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy

được phát tới các thiết bị để thực thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ

thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.



23



Hệ thống Bus: Hệ thống bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm

nhiều điều đường tín hiệu song song.

Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Module khác nhau.

Data Bus: Bus dùng để truyền tín hiệu.

Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì vad điều khiển

đồng bộ các hoạt động trong PLC.

Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các module ra vào thông

qua Data. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép

truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song.

Nếu module đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất

cả trạng thái đầu vào của nó và Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuát

hiện trên Address Bus, module đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data Bus.

Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của

PLC.

Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian

hạn chế.

Hệ thống bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O. Bên

cạnh đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1÷8 MHZ, xung này

quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ

của hệ thống.

Bộ nhớ: PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp này:

Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O.

Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các

Role.

Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong

bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ.

Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm đại chỉ ở bên trong bộ vi

xử lý. Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo.

Với một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, quá trình

này được gọi là quá trình đọc.



24



Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có

khả năng chứa 2000 đến 16000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch. Trong PLC các bộ

nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng.

RAM (Random Access Memory) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ

nội dung bất kì lúc nào. Nơi dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất.

Để tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khơ, có khả năng cung

cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực tế RAM

được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình. Khuynh hướng hiện nay dùng

CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn.

EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory ) là bộ nhớ mà ngay

người sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ khơng thể ghi nội dung vào được. nội

dung của EPSROM không bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã

được nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn. nếu người sử dụng không muốn

mở rộng bộ nhớ chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC. Trên PG ( Programer)

có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM.

Mơi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong

máy lập trình. Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để

lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài.

Kích thước bộ nhớ:

- Các PLC loại nhốc thể chứa từ 300 đến 1000 dòng lệnh tùy vào cơng nghệ chế

tạo.

- Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K đến 16K, có khả năng chứa từ 2000 đến

16000 dòng lệnh.

- Ngồi ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM.

- Các ngõ vào I/O

Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các module (các đầu vào của

PLC ), các cơ cấu chấp hành được nối với các module ra (các đầu ra của PLC).

Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là

12/24VDC hoặc 100/240VAC.



25



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Nguyên lý hoạt động

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×