Thiết kế thay thế hệ thống điều khiển role có sử dụng bộ PLC

THIẾT KẾ THAY THẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN RƠLE CO SỬ DỤNG BỘ PLC Để khắc phục các nhược điểm của hệ điều khiển bằng rơle, nâng cao mức độ an toàn, độ tin cậy, chính xác khi lam việc, ta thay thế các tiếp điểm rơle ở mạch lực bằng các van bán dẫn công suất lớn và ứng dụng bộ khả lập trình PLC để điều khiển hoạt động của cầu trục. I -1 Lý do sử dụng các phần tử không tiếp điểm (Thyristor) là vì nó có những ưu điểm hơn hẳn so với hệ điều...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế thay thế hệ thống điều khiển role có sử dụng bộ PLC THIẾT KẾ THAY THẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN RƠLE CO SỬ DỤNG BỘ PLC I - VẤN ĐỀ NÂNG CẤP ĐIỀU KHIỂN CHO CẦU TRỤC: Để khắc phục các nhược điểm của hệ điều khiển bằng rơle, nâng cao mức độ an toàn, độ tin cậy, chính xác khi lam việc, ta thay thế các tiếp điểm rơle ở mạch lực bằng các van bán dẫn công suất lớn và ứng dụng bộ khả lập trình PLC để điều khiển hoạt động của cầu trục. I -1 Lý do sử dụng các phần tử không tiếp điểm (Thyristor) là vì nó có những ưu điểm hơn hẳn so với hệ điều khiển rơle: - Hệ đơn giản - Thảo mãn yêu cầu về kỹ thuật - Dễ vận hành - Độ nhậy cao - Kích thước và trọng lượng nhỏ - Đóng mở an toàn và tin cậy - Không phát sinh hồ quang - Chịu được tần số đóng cắt lớn - Có tuổi thọ cao. * Đối với hệ dùng tiếp điểm thì khối lượng công tắc tơ và tiếp điểm là khá lớn nên rất cồng kềnh, phức tạp: I -2 Lý do sử dụng bộ điều khiển khả lập trình PLC - Chuẩn bị vào hoạt động nhanh: Thiết kế module cho phép thích nghi đơn giản với bất kỳ mọi chức năng điều khiển. Khi bộ điều khiển và các phụ kiện đã được lắp ghép thì bộ PLC sẵn sàng vào tư thế làm việc ngay - Độ tin cậy cao - Dễ dang thay đổi và soạn thảo chương trình: Những thay đổi cần thiết cả ở khi bắt đầu khởi động hoặc những lúc tiếp sau đều có thể thực hiện dễ dàng mà không cần có bất kỳ một thao tác nào ở phần cứng. - Xử lý dữ liệu tự động - Tiết kiệm không gian: PLC đòi hỏi ít không gian hơn so với hệ điều khiển Relay tương đương. 56 Trang - Sự cải biến thuận lợi: Những bộ điều khiển nếu chỉ muốn cải biến 1 phần nhỏ trong dãy chức năng, có thể được tái tạo 1 cách đơn giản bằng sao chép, cải biên hoặc thêm vào những phần mới. Những phần, trong chương trình, vẫn sẵn sàng sử dụng được thì vẫn được dùng lại không cần thay đổi gì. So với kỹ thuật Relay, ở đây có thể giảm phần lớn tổng thời gian lắp ráp bởi vì có thể lập trình các chức năng điều khiển trước hoặc trong khi lắp ráp bảng điều khiển. - Khả năng tái tạo - Nhiều chức năng: Người ta thường dùng PLC cho tự động hoá linh hoạt bởi vì dễ dàng thuận tiện trong tính toán , so sánh các giá trị tương quan, thay đổi chương trình và thay đổi các thông số. - Từ đó ta có thể rút ra ưu điểm của PLC như sau: + Thời gian lắp đặt ngắn + Dễ dàng thay đổi thiết kế mà không gây tổn thất + Dễ dàng thay đổi thiết kế bằng phần mền + ứng dụng điều khiển phạm vi rộng + Dễ dàng bảo chì bảo hành nhờ khả năng tín hiệu hoá và lưu giữ mã lỗi +Độ tin cậy cao + Chuẩn hoá được phần cứng + Thích ứng với môi trường khắc nghiệt + Thích ứng với sản xuất linh hoạt +Kích thước nhỏ II - THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC II -1 – Tổng quan về PLC II.1 - 1- Khái niệm chung: PLC ( Programmable Logic Controller ) là bộ điều khiển logic khả lập trình và cũng còn gọi là PC ( Programmable Controller ). Bản chất: PLC là một máy tính công nghiệp đặt tại nơi sản xuất, chương trình điều khiển do người lập trình nạp vào bộ nhớ của PLC để thực hiện các quá trình điều khiển. So với các phần tử logic thông thường thì các phần tử logic trong PLC được định nghĩa bằng chương trình . PLC thực chất là sự module hoá của bộ điều khiển bằng vi mạch ( IC - Intergrated Current ) .Về mặt kiến trúc PLC được thiết kế dựa trên những nguyên tắc của kiến trúc máy tính . 57 Trang Đặc điểm của PLC - Logic các quá trình điều khiển được thực hiện bằng chương trình. - Độ mềm dẻo cao . - Tốc độ xử lý của PLC khá cao. - Năng lượng tổn hao nhỏ. - Dễ dàng sử dụng , dễ dàng ghép nối . - Việc lập trình tương đối đơn giản nhờ sự trợ giúp của thiết bị lập trình hoặc các phần mềm lập trình chuyên dụng . II.1-2 Thiết bị điều khiển logic khả trình S7-200. 1 - Cấu hình cứng S7-200 là thiết bị điều khiển logic lập trình được loại nhỏ của hãng Siemens (CHLB Đức ) có cấu trúc theo kiểu module và có các module mở rộng. Các module này được sử dụng cho những ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU212 hoặc CPU214. Về hình thức bên ngoài , sự khác nhau của 2 loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp. • CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra có khả năng mở rộng bằng 2 module mở rộng • CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra có khả năng mở rộng thêm 7 module mở rộng. Hình 4.1 - Mô hình cấu hình cứng CPU212 bao gồm : 58 Trang + 512 từ đơn (word) tức là 1K byte để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc\ghi được và không mất dữ liệu nhờ có giao diện với EEPROM. Vùng nhớ với tính chất như vậy được gọi là non-rolatile. + 512 từ đơn để lưu dữ liệu trong đó có 100 từ nhớ đọc\ghi thuộc miền non-rolatile. + 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic. + Có thể ghép nối thêm 2 module mở rộng số cổng vào\ ra bao gồm cả module tương tự (analog) +Tổng số cổng logic vào\ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. + 64 bộ tạo thời gian trễ (timer) trong đó 2 Timer có độ phân giải 1 ms và 8 Timer có độ phân giải 10 ms và 54 Timer có độ phân giải 100 ms +64 bộ đếm (couter)chia làm 2 loại: loại bộ đếm chỉ đếm tiến loại bộ đếm vừa đếm tiến vừa đếm lùi + 368 bit nhớ đặc biệt, sử dụng làm các bít trạng thái hoặc các bit đặt chế độ làm việc + Có các chế độ ngắt và sử lý tín hiệu ngắt khác nhau bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao + Bộ đếm không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC mất nguồn nuôi. CPU214 bao gồm : + CPU-214 bao gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra, có khả năng thêm 7 modul mở rộng. + 2.048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc / ghi non-volatile để ...