Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
+ Các khởi động động cơ ba phase:

+ Các khởi động động cơ ba phase:

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hình 2.10: Nguyên lý hoạt động.

Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển động quay

của rotor.

Pha 2: Rotor tiếp tục quay.

Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor cùng dấu,

trở lại pha 1.

Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài, động cơ

sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều và tạo ra một sức điện động cảm ứng

Electromotive force (EMF). Khi vận hành bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một

điện áp gọi là sức phản điện động counter-EMF (CEMF) hoặc sức điện động đối

kháng, vì nó đối kháng lại điện áp bên ngoài đặt vào động cơ. Sức điện động này

tương tự như sức điện động phát ra khi động cơ được sử dụng như một máy phát điện

(như lúc ta nối một điện trở tải vào đầu ra của động cơ, và kéo trục động cơ bằng một

ngẫu lực bên ngoài). Như vậy điện áp đặt trên động cơ bao gồm 2 thành phần: sức

phản điện động, và điện áp giáng tạo ra do điện trở nội của các cuộn dây phần ứng.

Dòng điện chạy qua động cơ được tính theo biều thức sau:

I = (VNguon − VPhanDienDong) / RPhanUng



(2.10)



Công suất cơ mà động cơ đưa ra được, được tính bằng:

P = I * (VPhanDienDong)



`



(2.11)



17



2.4.2 Cơ chế sinh lực quay của động cơ điện một chiều .



Hình 2.11: Cơ chế sinh lực của động cơ.

Khi có một dòng điện chạy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt non, cạnh

phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối diện lại bị tác

động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming. Các lực này gây

tác động quay lên cuộn dây, và làm cho rotor quay. Để làm cho rotor quay liên tục và đúng

chiều, một bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển mạch dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ.

Chỉ có vấn đề là khi mặt của cuộn dây song song với các đường sức từ trường. Nghĩa là lực

quay của động cơ bằng 0 khi cuộn dây lệch 90o so với phương ban đầu của nó, khi đó rotor

sẽ quay theo qn tính.

Trong các máy điện một chiều lớn, người ta có nhiều cuộn dây nối ra nhiều

phiến góp khác nhau trên cổ góp. Nhờ vậy dòng điện và lực quay được liên tục và hầu

như không bị thay đổi theo các vị trí khác nhau của rotor.

Phương trình cơ bản của động cơ 1 chiều:

E=K Φ.omeg.

V=E+Rư.Iư.

M=KΦ Iư.

Với:

Φ: Từ thông trên mỗi cực( Wb).

Iư: dòng điện phần ứng (A).

V : Điện áp phần ứng (V).

Rư: Điện trở phần ứng (Ohm).

`



18



(2.12)



Omega : tốc độ động cơ(rad/s).

M: moment động cơ (Nm).

K: hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ.

2.5 Tổng quan về PLC.

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại PLC của các hãng khác nhau với đầy

đủ kích cỡ, chủng loại cũng như chức năng khác nhau như Omron, mitsubisi, siemens



PLC (viết tắt của cụm từ Programmable Logic Controller) là thiết bị cho

phép thực hiện các phép tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho

việc điều khiển thực tốn đó bằng các mạch số. Như vậy với chương trình điều khiển

trong mình, PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật toán và

đặc biệt dễ dàng trao đổi thông tin với môi trường xung quanh.

Tồn bộ chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng chương

trình con hoặc chương trình ngắt ( khối chính OB1). Trường hợp dung lượng nhớ của

PLC khơng đủ cho việc lưu trữ chương trình thì ta có thể sữ dụng thêm bộ nhớ ngồi

hỗ trợ cho việc lưu chương trình và lưu dữ liệu . Để có thể thực hiện một chương trình

điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có bộ vi

xử lý CPU, một hệ điều hành, một bố nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và

tất nhiên phải có các cổng vào ra để giao tiếp với các thiết bị điều khiển và để trao đổi

thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó nhằm phục vụ các bài tốn điều

khiển số, PLC còn cần những chức năng đặc biệt như bộ điếm (Counter), bộ định thời

gian (Timer)… Và những khối hàm chuyên dùng.

2.5.1 Đặc điểm của điều khiển logic khả trình của PLC.

Những đặc điểm làm cho PLC có tính năng ưu việt và thích hợp trong mơi

trường cơng nghiệp.

+ Khả năng kháng nhiễu rất tốt.

+ Cấu trức dạng modul rất thuận tiện cho việc thiết kế, mở rộng, cải tạo nâng

cấp,...

+ Có những modul chuyên dụng để thực hiện những chức năng đặc biệt hay

những modul truyền thông để kết nối PLC với mạng công nghiệp hoặc mạng

Internet,...

`



19



+ Khả năng lập trình được, lập trình đễ dàng cũng là đặc điểm quan trọng để

xếp hạng một hệ thống điều khiển tự động.

+ u cầu của người lập trình khơng cần giỏi về kiến thức điện tử mà chỉ cần

nắm vững cơng nghệ sản xuất và biết chọn thiết bị thích hợp là có thể lập trình được.

+ Thuộc vào hệ sản xuất linh hoạt do tính thay đổi được chương trình hoặc thay

đổi trực tiếp các thơng số mà khơng cần thay đổi lại chương trình.

2.5.2 Thành phần bộ điều khiển logic khả trình PLC.

Các thành phần của một PLC thường có các modul phần cứng sau:

+ Modul nguồn.

+ Modul đơn vị xử lý trung tâm.

+ Modul bộ nhớ chương trình và dữ liệu.

+ Modul đầu vào.

+ Modul đầu ra.

+ Modul phối ghép (để hỗ trợ cho vấn đề truyền thông nội bộ).

+ Modul chức năng (để hỗ trợ cho vấn đề truyền thơng mạng).



Hình 2.12: Mơ hình PLC S7200



`



20



2.5.3 Bộ nhớ plc gồm 3 vùng chính.

a. Vùng chứa chương trình ứng dụng.

OB1 (organisation block) : miền chứa chương trình tồ chức, chứa chương trình

chính, các lệnh trong khối này ln ln được qt.

Subroutine (chương trình con): miền chứa chương trình con được tổ chức thành

hàm và có biến hình thức để trao đổi dữ liệu , chương trình con này sẽ được thực thi

khi nó được gọi trong chương trình chính .

Interrup (chương trình ngắt) : Miền chứa chương trình ngắt được chứa thành

hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ 1 khối chương trình nào khác. Chương

trình này sẽ được thực hiện khi có chương trình ngắt xảy ra.

b. Vùng chứa tham số của hệ điều hành.

I ( process image input ): Miền dữ liệu các cổng vào số, trước khi bắt đầu thực

hiện chương trình, PLC sẽ đọc được giá trị logic của tất cả các cổng đầu vào và cất

giữ chúng trong vùng nhớ I. Thơng thường chương trình ứng dụng khơng đọc trực tiếp

trạng thái logic của cổng vào số mà chỉ lấy dữ liệu của cổng vào từ bộ đệm I.

Q (process image ouput): Miền dữ liệu các cổng ra số. Kết thúc giai đoạn thực

hiện chương trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số. Thơng

thường chương trình khơng trực tiếp gán giá trị tới tận cổng ra mà chỉ chuyển chúng

tới bộ đệm Q.

M ( Miền các biến cờ ): chương trình ứng dụng sữ dụng các biến này để lưu trữ

các tham số cần thiết và có thể truy nhập nó theo Bit (B), byte (MB) từ (MW) hay từ

kép (MD).

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

thời gian đặt trước (PV – preset Value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV – current

Value) cũng như giá trị lọc logic đầu ra của bộ thời gian.

C (counter) : Miền nhớ phục vụ bộ đếm bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt trước

(PV preset – Value), giá trị đếm tức thời (CV Current – Value) và giá trị logic đầu ra

của bộ đệm.

c. Vùng chứa các khối dữ liệu.

DB (Data Block): Miền chứa dữ liệu được tổ chức thành khối. Kích thước cũng

như số lượng khối do người sữ dụng quy định, phù hợp với từng bài toán điều khiển.

`



21



Chương trình có thể truy nhập miền này theo từng bit (DBX), byte (DBB), từ (DBW)

hay từ kép (DBD).

L (Local Data Block): Miền dữ liệu địa phương, được các khối chương trình

OB1, chương trình con, chương trình ngắt được tổ chức và sữ dụng cho các biện pháp

tức thời và trao đổi dữ liệu của biến hình thức với những chương trình gọi nó. Nội

dung của khối dữ liệu trong miền nhớ này sẽ bị xóa khi kết thúc chương trình tương

ứng trong OB1, chương trình con, chương trình ngắt. Miền này có thể được truy nhập

từ chương trình theo bit (L), theo byte (LB) từ (LW) hay từ kép (LD).

2.5.4 Vòng qt chương trình.

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng

qt được bắt đầu từ giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng đệm ảo I,

tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng qt chương trình thực

hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB (Block End). Sau giai đoạn thực

hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra

số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Chú ý

rằng bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào ra tương tự nên các lệnh truy

nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ

đệm.

Thời gian cần thiết kế để PLC thực hiện một vòng quét gọi là thời gian vòng

quét (Scan Timer). Thời gian vòng qt khơng cố định, tức là khơng phải vòng quét

nào cũng thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vòng qt thực hiện lâu,

có vòng quét thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện

và khối dữ liệu truyền thơng trong vòng qt đó.

Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lí, tính tốn và việc gửi tín

hiệu điều khiển đến đối tượng có 1 khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian quét. Nói

cách khác, thời gian vòng qt quyết định tính thời gian thực của chương trình điều

khiển trong PLC. Thời gian vòng qt càng ngắn tính thời gian thực của chương trình

càng cao .

Nếu sử dụng khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt (OB40 , OB80 …),

chương trình của khối đó sẽ thực hiện trong vòng qt khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt

cùng chủng loại. Các khối chương trình có thể thực hiện tại mọi điểm trong vòng qt

`



22



chứ khơng bị gò ép là phải ở trong giai đoạn thực hiện chương trình. Chẳng hạn nếu 1

chương trình báo ngắt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra

nội bộ, PLC sẽ ngừng công việc truyền thơng , kiểm tra để thực hiện khối chương trình

tương ứng với tín hiệu báo ngắt đó. Với hình thức sữ lí tín hiệu ngắt như vậy, thời gian

vòng qt sẽ càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng qt. Do đó

để nâng cao tình thời gian thực của chương trình điều khiển, tuyệt đối khơng nên viết

chương trình xử lí ngắt q dài hoặc quá lạm dụng chương trình ngắt trong quá trình

điều khiển.

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào ra, thông thường lệnh không làm trực tiếp với

cổng vào ra mà chỉ thông qau bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số.Việc truyền

thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU

quản lí, ở 1 số modul CPU khi gặp lệnh vào ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi

cơng việc khác ngay cả chương trình xử lí ngắt, để thực hiện lệnh trực tiếp của cổng

vào ra.

2.5.5 Cấu trúc chương trình.

Chương trình trong S7-200 được lưu trữ trong bộ nhớ của PLC ở vùng giành riêng cho

chương trình và có thể lập trình ở 2 dạng cấu trúc khác nhau.

a. Lập trình tuyến tính:

Tồn bộ chương trình nằm trong một khối trong bộ nhớ. Loại hình cấu trúc tuyến

tính này phù hợp với những bài tốn tự động nhỏ, không phức tạp. Khối được chọn

phải lả khối OB1, là khối mà PLC luôn quét và thực hiện các lệnh trong đó thường

xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lại lệnh đầu tiên.

b. Lập trình có cấu trúc:

Chương trình được chia thành những phần nhỏ và mỗi phần thực thi những nhiệm

vụ chuyên biệt riêng của nó, từng phần này nằm trong những khối chương trình khác

nhau. Loại hình cấu trúc này phù hợp với những bài toán điều khiển nhiều nhiệm vụ và

phức tạp. Trong s7-200 có 3 loại khối cơ bản sau:

Loại khối OB1 (Organization Block): Khối tổ chức và quản lý chương trình

điều khiển, khối này ln ln được thực thi và ln được qt trong mỗi chu kì qt.

Loại khối SBR (khối chương trình con): Khối chương trình với những chức

năng riêng giống như một chương trình con hoặc 1 hàm (chương trình con có biến



`



23



hình thức). Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều chương trình con và các khối

chương trình con này có thể được phân biệt với nhau bẳng tên của chương trình đó.

Loại khối INT (Khối chương trình ngắt): là loại khối chương trình đặc biệt có

khả năng trao đổi 1 lượng dữ liệu lớn với các khối chương trình khác. Chương trình

này sẽ được thực thi mỗi khi có các chương trình ngắt xảy ra.

c. Cách lập trình:

Trong s7-200 có 3 cách lập trình chính:

+ Phương pháp lập trình hình thang (Ladder logic) có dạng các biểu đồ nút

bấm, các phân tử cơ bản hay ở trạng thái các hộp mô tả các quá hàm đặc biệt.



Hình 2.13: Các phần tử cơ bản trong lập trình ladder.

Phương pháp Ladder là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn chỉnh,

theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới. Mỗi một nấc thang xác định một số

quá trình hoạt động của điều khiển. Trên mỗi phần tử của biểu đồ hình thang LAD có

các tham số xác định tùy thuộc vào kí hiệu của từng hãng sản xuất plc.



Hình 2.14: Phương pháp lập trình dạng LAD.

+ Phương pháp liệt kê lệnh STL (Statement List).

Phương pháp STL gần với biểu đồ logic. Ở phương pháp này các lệnh được liệt

kê thứ tự. Tuy nhiên để phân biệt các đoạn chương trình người ta dùng các mã nhớ,

mỗi mã nhớ tương ứng với một nấc thang của biểu đồ hình thang. Để khởi đầu mỗi

đoạn ta sử dụng các lệnh khởi đầu như LD,L,A,O…. Kết thúc mỗi đoạn thường là lệnh

gán cho đầu ra.



`



24



Ví dụ một đoạn STL:



0



LD



I 0.1



1



A



I 0.2



2



=



Q 1.0



Hình 2.15: Phương pháp lập trình dạng STL.

+ Phương pháp lập trình theo phương pháp CSF (Control System Flow).

Phương pháp lưu đồ điều khiển CSF trình bày các phép tốn logic với các kí hiệu đồ

họa đã được tiêu chuẩn hóa.



Hình 2.16: Phương pháp lập trình dạng.

2.5.6 Các vùng nhớ trong S7200.

I: Input, các ngõ vào số.

Q: Output, các ngõ ra số.

M: Internal Memory, vùng nhớ nội.

V: Variable Memory, vùng nhớ biến.

AIW: Analog input, ngõ vào analog.

AQW: Analog ouput, ngõ ra analog.

T: timer.

C: counter.

AC: Con trỏ địa chỉ.

Giới hạn vùng nhớ trong S7-200.



`



25



Hình 2.17: Giới hạn vùng nhớ trong PLC s7200

2.6 Modul mở rộng analog (modul EM235).

Tín hiệu Analog là tín hiệu tương tự (0-10VDC , hoặc 4-20mA …), hầu hết các

ứng dụng của chương trình PLC nói riêng hay các ứng dụng khác đều cần phải đọc các

tín hiệu analog. Tín hiệu Analog có thể từ các cảm biến đo khoảng các, cảm biến đo áp

suất, cảm biến đo trọng lượng.

Tín hiệu analog được đọc vào AIW0, AIW2 tương ứng, tùy thuộc tín hiệu đưa

vào modul. Tín hiệu analog là tín hiệu điện áp, tuy nhiên giá trị mà AIW đọc vào

không phải là giá trị điện áp mà là giá trị được qui đổi thành số 16 bit.

Để đọc được tín hiệu Analog ta dùng Modul EM235. Tùy theo Switch chọn trên

modul ta có các thông số.

Đơn cực : 0-50mV , 0-100mV , 0-1V , 0-5VDC, 0-20mA , 0-10VDC.

Lưỡng cực : +-25mV , +-50mV , +-100mV , +-250mV , +-500mV , +-1VDC , +2,5VDC , +-5VDC , +-10VDC.

Giá trị tương ứng cho chế độ đơn cực : Từ 0-64000

Giá trị tương ứng cho chế độ lưỡng cực : -32000 đến 32000.

Ngoài ra Modul EM235 còn có 2 ngõ ra Analog output tương ứng : +-10VDC, 020mA.

2.7 Tổng quan về PC access.

PC access là phần mềm dùng để kết nối giữa PLC S7-200 với các giao diện điều khiển

khác. Các bước thực hiện trong việc giao tiếp giữa PC access với các thiết bị liên quan.

+ Mở phần mềm PC access.

+ Tạo tên và tag liên kết giữa PLC và giao diện điều khiển trong PC access.



`



26



+ Mở phần mềm liên kết tạo mới một chương trình trong nó và Add driver mới

cho việc kết nối PLC.

2.8 Tổng quan về Win CC.

WinCC có thể liên kết trực tiếp với PLC s7300, nhưng ở s7200 không hổ trợ

tính năng ưu việt này nên để liên kết 2 chương trình lại với nhau chương trình PC

access được sữ dụng.

2.8.1 Giới thiệu chung về win cc.

Win cc (viết tắt từ chữ Windows Control Center): Đây là chương trình ứng

dụng của hãng Siemens dùng để giám sát, thu thập dữ liệu và điều khiển một hệ thống

tự động hóa quá trình sản xuất. Theo nghĩa hẹp WinCC là chương trình HMI (Human

Machine Interface) hỗ trợ cho người lập trình thiết kế giao diện Người – Máy.

Win cc là hệ thống trung tâm về công nghệ và kỹ thuật được dùng để điều hành

các màn hình hiển thị và điều khiển hệ thống trong tự động hóa sản xuất và quá trình.

Hệ thống này cung cấp các module chức năng thích ứng trong cơng nghiệp như: Hiển

thị hình ảnh, thơng điệp, lưu trữ và báo cáo. Giao diện điều khiển mạnh, truy cập hình

ảnh nhanh chóng và chức năng lưu trữ an tồn của nó đảm bảo tính hữu dụng cao. Có

thể nói: Win cc là chương trình chun dùng tạo giao diện giữa người và máy trong tự

động hóa cơng nghiệp. Nó đã và đang là chương trình HMI được sữ dụng rộng rãi nhất

tại Việt Nam.

2.8.2Chức năng của trung tâm điều khiển (control center).

Control center chứa tất cả các chức năng quản lý cho toàn hệ thống. Trong

Control center, có thể đặt cấu hình và khởi động module Run-time.

a. Nhiệm vụ quản lý dữ liệu.

Quản lý dữ liệu cung cấp ảnh quá trình với các giá trị của tag. Tất cả các hoạt

động của quản lý dữ liệu điều chạy trên một background (nền).

b. Nhiệm vụ của control center.

+ Lập cấu hình hồn chỉnh.

+ Hướng dẫn giới thiệu việc lập cấu hình.

+ Thích ứng việc ấn định gọi và lưu trữ dự án.

+ Quản lý các dự án.



`



27



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

+ Các khởi động động cơ ba phase:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×