Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

Nguyên tắc, cấu tạo của cặp nhiệt độ đựa theo cơ sở thực nghiệm

Khi nung nóng một dây dẫn kim loại hay một đoạn dây, tại đó tập chung

điện tử tự do và có khuynh hướng khuếch tán từ nơi tập chung nhiều đến nơi

tập chung ít. Có nghĩa từ đầu nóng(+) sang đầu nguội(-) (hiệu ứng Seebeck)

ở đoạn dây suất diện động thomson thụ thuộc vào bản chất của dây kim loại.

- Cấu tạo: Cặp nhiệt điện được chế tạo bằng 2 sợi kim loại khác nhau, và có ít

nhất là 2 mối nối. Một đầu được giữ ở nhiệt độ chuẩn gọi là đầu ra, đầu còn

lại tiếp xúc với đối tượng đo. Cặp nhiệt điện có cực âm và cực dương(đánh

dấu màu) Tùy theo vật liệu chế tạo, cặp nhiệt điện được chia thành các loại

sau.

+ Loại S: kết hợp giữa sắt và constantan, trong đó sắt là cực dương,

constantan là cực âm. Hệ số seebeck là 51µV/oc ở 20oC

+ Loại T: kết hợp giữa đồng với constantan, đồng là cực dương,

constantan là cực âm. Hệ số seebeck(s) là 40µV/oC ở 20oC

+ Loại E: kết hợp giữa Chromel(+) và constantan(-). S=62µV/oC ở 20 oC

+ Loại S,R,B: dùng hợp kim platinum và rhodirum, có S=7µV/ oC ở

20oC

- Cách sử dụng:

-



+ Cặp nhiệt điện cần có vỏ bảo vệ chống tác nhân bề ngồi. Đặt ở nơi thích

hợp vì nhiệt khơng phân bố đều.



-



-



-



+ Vị trí lắp đặt, tránh có từ trường, điện trường mạnh(trong bài có sử dụng

hệ thống quạt gây nhiễu)

+ Để cặp nhiệt thẳng đứng đề phòng ống bảo vệ biến dạng do nhiệt độ cao.

Quan biểu đồ ở trên, ta sử dụng cặp nhiệt độ K để phù hợp với bài tập lớn.

Có dải đo từ 0 đến 150 oC, và dải điện áp từ 0-55mV

Ta có cơng thức tính U=S(Td-Tq)

S: Độ nhạy cảm của cảm biến. S=40 µV/oC ở 20 oC

Td: Nhiệt độ cần đo

Tq:Nhiệt độ mơi trường

Do tín hiệu của cảm biến phụ thuộc vào giá trị đo và nhiệt độ môi trường

nân cần có biện pháp khử giá trị mơi trường.

Mặt khác, do điện áp thay đổi một lượng rất nhỏ khi nhiệt độ thiết bị thay

đổi từ 0 oC -150 oC nên nó phải được đưa qua một bộ khuếch đại điện áp

trước khi đưa vào ngõ vào analog của PLC.

Cụ thể, ta sử dụng mạch đơn giản để khuếch đại điện áp nó phụ thuộc vào

gia trị của 2 điện trở R1,R2.



2) Bộ khuếch đại khơng đảo.



Vout=VIN(1+)

Tính tốn các đại lượng cần đo.



Điện áp tại đầu ra của cảm biến tại 150 oC là:

40.10-6(150-20)=5,2.10-3(v)

Điện áp đầu vào là 10 oC của cảm biến có giá trị là:

40.10-6(20-10)=4.10-4(V)

Ta có: Cơng thức đầu ra của mạch khuếch đại.

Vout=VIN(1+)

3) Sử dụng moldun Analog EM235 với dải đo đầu vào đơn cực 0-10V



SW1

OFF



SW2

ON



SW3

OFF



SW4

OFF



SW5

OFF



SW6

ON



Bật các Switch như trên bảng qua moldun Analog EM235



0-10V

Đầu đo



Bộ khuếch

đại



Tín hiệu tương tự



Analog input



Analog Output



0 ÷ 32760



Tương ứng với giá trị nhiệt độ là 150oC. Ta chọn giá trị điện áp là 9V(vì có thể

nhiệt độ còn tăng do van vỡ hay nhiều vấn đề khác)

»9=5,2.10-3(1+) » » chọn R1=22,5KΩ, R2=15Ω

» Voutmin=4.10-4(1+)=0.6V

» Đầu ra số tại 0.6V là:

1965.6 ≈ 1966

9V tương đương với 29484.



Trong dải đo từ 0÷150oC

Do nhiệt độ ổn định của hệ thống là 120oC. Ta chọn khoảng dao động từ

120

o

o

C÷150 C, đây là dải ởn định nhiệt độ của lò. Tương tự với cách tính trên ta có:

ở 120 oC → Vout=40.10-6(120-20)(1+)=6(V)

» Tín hiệu output của analog là 19656

19656≤Tổnđịnh ≤29484



II. Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ thuật tốn.

1) Sơ đồ khối.

Cảm biến



Lò nhiệt



VAN



Nhiên

liệu



Bộ khuếch đại



Module

Analog



PLC điều khiển



Chương trình



• Nhiên liệu được đưa vào lò luyện qua van, dưới sự điều khiển của PLC.



Cảm biến nhận tín hiệu nhiệt độ từ lò nhiệt và tín hiệu ra là điện áp. Điện

áp được đưa qua mạch khuếch đại và là đầu vào của module analog



EM235. PLC nhận tín hiệu rồi so sánh “nhiệt độ ” với giá trị và đứa ra

quyết định đóng mở van.

• Chương trình được lập trình sẵn trên PLC, phần mềm STEP7-Microu rồi

download vào PLC để thực hiện chương trình. Có thể thơng qua hệ thống

SCADA để điều khiển, giám sát hệ thống như trạng thái PLC, trạng thái

của lò…

• Sử dụng van điện từ để đóng cắt nhiên liệu đưa vào lò. Được sử dụng

điều khiển ON-OFF. Khi nhiệt độ lò lớn hơn giá trị đặt, bộ nhiệt sẽ tắt lò,

ngược lại khi nhiệt độ trong lò nhỏ hơn giá trị “Min” đặt thì bộ nhiệt

được bật lên với cơng suất cực đại.

• Cảm biến, mạch khuếch đại, module Analog đã giới thiệu ở phần trên,

2) Sơ đồ thuật tốn.



PC-PLC

BEGIN



Mã hóa các nút

lệnh truyền dữ liệu



Kiểm tra kiều dữ liệu



PLC nhận tín hiệu

xử lý chương trình

• Thuật tốn điều khiển.



Kết thúc



Điều khiển lò đóng hay mở dựa vào chương trình đã lập sẵn.



BEGIN



PLC điều khiển mở

van



Error

Kiểm tra lại cảm biến

và module analog hoặc

van



Nhận tín hiệu từ Module

AnalogEM23



Lỗi van khơng

đóng t0 vẫn

THA



PLC nhận và xử lý

tín hiệu thơng qua

chương trình



Báo mức cao

Báo mức thấp



tăng



Lỗi hết nhiên liệu

hoặc hệ thống

van bị hỏng



Mở van với

công xuất cực

đại



TLA



Đóng van



Kết thúc chương trình



III. Phân tích u cầu cơng nghệ.



- Cấp điện vào hệ thống

- Giả sử lúc đầu nhiệt độ trong lò là là nhiệt đọ mơi trường. ta ấn START hệ thống

bắt đầu hoạt đọng. đèn RUN sáng báo hệ thống đang hợt động. khi nhiệt độ trong

lò < 100 C, cảm biến nhiệt nhận tín hiệu đưa về PLC điều khiển van số 1 mở cực

đại 100%. Đòng thời đèn TLA ( báo mức thấp sáng). Khi nhiệt độ từ 130 0C mở van

số 2 đòng thời đóng van 1( van 2 có đường kính băng 50% van 1) khi nhiệt độ

trong lò lớn hơn 1500C đền đèn báo mức cao THA sáng. Đồng thời van đóng lại.

ngừng cung cấp nhiên liệu.

Khi 2 van cùng mở ( van bị hỏng) hoặc hết nhiên liệu đèn báo sự cố sẽ sáng.

XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG LẬP BẢNG ĐỊA CHỈ



STT Đầu vào



Địa chỉ



Chức năng



1



START



I0.0



Khởi đọng hệ thống



2



STOP



I0.1



Dừng hệ thống



STT Đầu ra



Đại chỉ



Chức năng



1



RUN



Q0.0



Đèn báo hộ thống bắt đầu làm việc



2



TLA



Q0.1



Đèn báo mức thấp, bé hơn 2000C



3



THA



Q0.2



Đèn báo mức cao, lớn hơn 12000C



4



V1



Q0.3



Van 1 mở



5



V2



Q0.4



Van 2 mở



6



E



Q0.5



Đèn báo sự cố



CHƯƠNG III: KẾT LUẬN

Thông qua đề tài này chúng em đã thực hiện được một số nhiệm vụ sau.



1) Về tổng quan.

Hiểu rõ hơn về PLC cũng như cấu tạo, cách thức hoạt động và lập trình của

chúng.

Tìm hiểu được vai trò và ứng dụng của PLC trong thực tế.

Thấy được tính nhanh nhạy, dễ dàng điều khiển và thay đởi chương trình của

PLC mà khơng tốn nhận cơng trong sản xuất cũng như điều khiển. Thấy được

vai trò của tự động hố trong q trình sản xuất

2) Kết quả nghiên cứu thực nghiệm

Được triển khai trên phần mềm mô phỏng của S7-200 các giá trị nhiệt độ được

đề cập trong thuật toán.

Tất cả đều được dựa trên lý thuyết và chưa có cơ sở thực hành, các giá trị,

thang đo đều có giá trị dễ dàng thay đởi trong phần chương trình PLC.

TỔNG KẾT



Thuận lợi: được sự chỉ dẫn tận tình, hướng dẫn chu đáo của cơ giáo hướng dẫn,

nguồn tài liệu tham khảo rộng và phong phú.

Khó khăn: hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm thực tập. Do giá thành của linh

kiện khơng nhỏ nên chưa có mơ phỏng thức tế.

Qua những thuận lợi và khó khă trên cùng thời gian xây dựng và hoàn thiện hệ

thống và hoạn thiện bài tập được giao đã cho chúng e nhưng kỹ năng quá giá

về môn học, đồng thời cũng cho chúng em cái nhìn tởng quan về mơn học . bài

báo cáo tìm hiểu này góp phần cho sinh viên chúng e có cơ hội tiếp cận với

thực tế chuẩn bị hành trang và kiến thức cho nhưng năm tiếp theo.

Cuối cùng chúng em xin trân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình cảu cơ giáo

hướng dẫn đã giúp chúng em hoàn thành bài tập này. Do hạn chế về kiến thức

chưa tiết kiệm được thời gian chưa tận dung tối đa nguồn tài liệu đã có lên bài

tập sau khi hồn thành còn nhiều sai sót mong cơ giáo bở sung giúp chúng em

hồn thành bài tập này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!



Mục lục



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×