Chương 21:Một số hệ thống điều khiển

Chia sẻ: Doan Van Dien | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

65
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Rơ -le là một công tắc điện có khả năng chịu được dòng cao, được tác động gián tiếp bởi dòng điện điều khiển có cường độ thấp. Nó là thành phần quan trọng trong các hệ thống điều khiển hiện đại. Rơ le lúc đầu được sử dụng trong hệ thống đơn giản dùng vào việc khuyếch đại công suất các tín hiệu điện tín để truyền đi xa. Sau này rơ le cho phép thực hiện các hệ thống tinh vi hơn và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp với nhiệm vụ là...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 21:Một số hệ thống điều khiển

Chương 21: Moät soá heä thoáng ñieàu khieån 2.1.Heä thoáng ñieàu khieån duøng rô le. Rô -le laø moät coâng taéc ñieän coù khaû naêng chòu ñöôïc doøng cao, ñöôïc taùc ñoäng giaùn tieáp bôûi doøng ñieän ñieàu khieån coù cöôøng ñoä thaáp. Noù laø thaønh phaàn quan troïng trong caùc heä thoáng ñieàu khieån hieän ñaïi. Rô le luùc ñaàu ñöôïc söû duïng trong heä thoáng ñôn giaûn duøng vaøo vieäc khuyeách ñaïi coâng suaát caùc tín hieäu ñieän tín ñeå truyeàn ñi xa. Sau naøy rô le cho pheùp thöïc hieän caùc heä thoáng tinh vi hôn vaø ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc thieát bò coâng nghieäp vôùi nhieäm vuï laø taïo söï giao tieáp giöõa caùc tín hieäu ôû möùc ñieän aùp thaáp vaø (5-24 V) töø caùc boä ñieàu khieån ñeán caùc thieát bò coâng suaát hoaëc cô caáu taùc ñoäng laøm vieäc vôùi ñieän aùp vaø doøng cao. Taát caû caùc rô le ñeàu coù caáu taïo veà cô ñeå ñoùng/ mô ûtieáp ñieåm. Chính caáu taïo naøy laøm haïn cheá toác ñoä taùc ñoäng, tuoåi thoï vaø ñoä tin caäy. Moät soá nhöôïc ñieåm nöõa laø rô le coàng keành, chieám nhieàu khoâng gian trong tuû ñieàu khieån vaø khoâng kinh teá trong tröôøng hôïp chæ laøm caùc nhieäm vuï nhö moät coâng taéc ñôn giaûn. Moät heä thoáng ñieàu khieån duøng rô le coù theå coù ñeán vaøi traêm rô le, trong ñoù moät rô le coù theå ñoùng/ môû nhieàu tieáp ñieåm ñoàng thôøi. Ñaëc ñieåm chung cuûa heä thoáng naøy laø deã thieát keá vaø laép ñaët.
Toaøn boä coâng vieäc ñieàu khieån ñöôïc thöïc hieän thoâng qua phoái hôïp trình töï hoaït ñoäng cuûa caùc rô le. Baèng caùch keát noái caùc tieáp ñieåm ôû ngoõ vaøo vaø ngoõ ra cuûa caùc rô le theo kieåu noái tieáp hoaëc song song coù theå taïo ra caùc logic ñieàu khieån. Vieäc toå hôïp caùc phaàn töû logic khaùc nhau coù theå duøng ñeå taïo ra caùc chöông trình ñieàu khieån phöùc taïp. Tuy nhieân caùch thöùc keát noái nhö vaäy thaønh maïch ñieàu khieån khoù coù theå thay ñoåi ñöôïc hoaït ñoäng ñieàu khieån. Ñaây laø moät trong nhöõng nhöôïc ñieåm cuûa rô le. 2.2.Heä thoáng ñieàu khieån duøng maùy tính Maùy tính soá laø moät boä maùy ñieän töû xöû lyù thoâng tin ôû daïng nhò phaân. Noù raát phuø hôïp ñeå tính toaùn vaø löu tröõ löôïng thoâng tin lôùn. Sô löôïc veà öùng duïng maùy tính trong ñieàu khieån. Maùy tính ñöôïc öùng duïng trong ñieàu khieån quaù trình töø giöõa thaäp nieân 1950. Caùc haõng cheá taïo maùy tính ñaõ coá gaéng öùng duïng nhöõng öu ñieåm cuûa noù vaøo vieäc ñieàu khieån caùc quaù trình saûn xuaát hoaù chaát vaø ñaõ ñaït ñöôïc keát quaû töông ñoái khaû quan. Tuy nhieân, thôøi ñieåm ñoù phaàn cöùng cuûa maùy tính coøn ñaét tieàn, toác ñoä xöû lyù chaäm vaø caáu taïo raát coàng keành. Sau naøy cuøng vôùi söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa kyõ thuaät ñieän töû, caùc maùy tính ngaøy caøng nhoû hôn vaø toác ñoä xöû lyù nhanh hôn, giaù thaønh haï giuùp cho vieäc öùng duïng maùy tính trong ñieàu khieån coù hieäu quaû kinh teá vaø haáp daãn caùc nhaø thieát keá heä thoáng ñieàu khieån. Beân caïnh ñoù
ngoân ngöõ laäp trình cho maùy tính cuõng ngaøy caøng phong phuù, thuaän lôïi cho caùc öùng duïng ñieàu khieån. Hoaït ñoäng cuûa maùy tính. Caáu taïo cuûa maùy tính goàm coù : khoái xöû lyù trung taâm, boä nhôù vaø caùc khoái vaøo /ra. Boä xöû lyù trung taâm coù chöùc naêng giaùm saùt vaø ñieàu khieån moïi hoaït ñoäng beân trong cuûa maùy tính baèng caùch thöïc hieän tuaàn töï caùc leänh ñaõ ñöôïc löu tröõ trong boä nhôù cuûa maùy tính. Boä nhôù cuõng ñöôïc duøng ñeå löu tröõ nhöõng giöõ lieäu taïm thôøi trong khi thöïc hieän chöông trình. Maùy tính lieân caùc vôùi caùc thieát bò beân ngoaøi nhö caùc boä chuyeån ñoåi tín hieäu vaø caùc cô caáu taùc ñoäng thoâng qua caùc khoái vaøo ra. Caùc khoái vaøo ra hoaëc laø coù saün treân heä thoáng maùy tính nhö caùc maùy in, baøn phím chuoät.. hoaëc laø caùc maïch vaøo ra ñöôïc thieát keá chuyeân duøng phuø hôïp cho vieäc giao tieáp vôùi caùc thieát bò beân ngoaøi theo töøng öùng duïng cuï theå. Boä nhôù döõ lieäu Boä chuyeån ñoåi Khoái xuaát tín Ñôn vò xöû lyù soá tín hieäu ngoõ vaøo hieäu ra hoïc vaø logic Chöông trình Caáu truùc maùy tính cô baûn.
Khoái vaøo ra duøng ñeå ñöa döõ lieäu cuûa quaù trình ñieàu khieån vaøo boä xöû lyù trung taâm. Boä xöû lyù trung taâm seõ xöû lyù caùc tín hieäu nhaän ñöôïc theo chöông trình ñaõ laäp saün ñeå ñöa ra nhöõng tín hieäu leänh töông öùng vaø ñeán töøng ñòa chæ ngoõ ra cuï theå ñeå khoái ngoõ ra thöïc hieän. Söï phaùt trieån cuûa caùc boä vi xöû lyù coù vai troø nhö laø chaát xuùc taùc cho söï vöôn leân cuûa ñieàu khieån baèng maùy tính, mang laïi keát quaû khoâng chæ ôû vieäc laøm giaûm chi phí vaø kích thöôùc cuûa phaàn cöùng moät caùch ñaày aán töôïng maø coøn cung caáp khaû naêng xöû lyù maïnh cho caùc maùy tính. Boä vi xöû lyù cuûa maùy tính coù khaû naêng thöïc hieän caùc logic caàn thieát ñeå nhaän daïng vaø thöïc thi caùc leänh cuûa chöông trình. Khaû naêng cuûa maùy tính trong ñieàu khieån Hieän nay maùy tính vôùi caáu hình maïnh, giaù reû cho pheùp öùng duïng vaøo nhöõng coâng vieäc ñieàu khieån heä thoáng theo trình töï vaø ñieàu khieån lieân tuïc vôùi nhöõng thuû tuïc truyeàn thoâng ñôn giaûn, deã aùp duïng. Ôû nhöõng quaù trình saûn xuaát lôùn daàn daàn caùc maùy vi tính ñaõ ñöôïc söû duïng thay theá cho caùc maùy tính lôùn maø vaãn ñaûm baûo ñöôïc ñoä tin caäy vaø hieäu quaû thöïc hieän. Moãi maùy vi tính coù theå ñieàu khieån toát cho töøng thieát bò vaø thöïc hieän ñöôïc khaû naêng giao tieáp truyeàn thoâng bao goàm truyeàn vaø nhaän döõ lieäu vôùi maùy chuû laø maùy thöïc hieän vai troø giaùm saùt . 2.3. Heä thoáng ñieàu khieån duøng PLC.
Nhu caàu veà boä ñieàu khieån deã söû duïng, linh hoaït vaø coù giaù thaønh thaáp ñaõ thuùc ñaåy söï phaùt trieån nhöõng heä thoáng ñieàu khieån laäp trình. Heä thoáng söû duïng CPU vaø boä nhôù ñeå ñieàu khieån maùy moùc hay quaù trình hoaït ñoäng. Trong boái caûnh ñoù, boä ñieàu khieån laäp trình PLC ñöôïc thieát keá nhaèm thay theá phöông phaùp ñieàu khieån truyeàn thoáng duøng rô le vaø thieát bò rôøi coàng keành, vaø noù taïo ra khaû naêng ñieàu khieån thieát bò deã daøng vaø linh hoaït döïa treân vieäc laäp trình treân caùc leänh logic cô baûn. Ngoaøi ra PLC coøn coù theå thöïc hieän caùc taùc vuï khaùc nhö ñònh thì, ñeám … laøm taêng khaû naêng ñieàu khieån cho nhöõng hoaït ñoäng phöùc taïp. Hoaït ñoäng cuûa PLC laø kieåm tra taát caû caùc tín hieäu ngoõ vaøo, ñöôïc ñöa veà töø quaù trình ñieàu khieån, thöïc hieän logic ñöôïc laäp trình trong chöông trình vaø kích ra tín hieäu ñeå ñieàu khieån thieát bò beân ngoaøi töông öùng. Vôùi caùc maïch giao tieáp chuaån ôû khoái vaøo vaø khoái ra cuûa PLC cho pheùp noù keát noái tröïc tieáp ñeán cô caáu taùc ñoäng coù coâng suaát nhoû ôû ngoõ ra vaø nhöõng maïch chuyeån ñoåi tín hieäu ôû ngoõ vaøo maø khoâng caàn caùc maïch giao tieáp hay rô le trung gian. Tuy nhieân khi ñieàu khieån nhöõng thieát bò coù coâng suaát lôùn thì caàn phaûi coù maïch ñieän töû coâng suaát trung gian. Maïch giao tieáp Pa-nen Boä nhôù Khoái ngoõ vaø caûm bieán laäp trình chöông trình vaøo Ñôn vò ñieàu khieån Boä nhôù Khoái ngoõ Maïch coâng suaát vaø döõ lieäu ra cô caáu taùc ñoäng Nguoàn caáp ñieän
Sô ñoà khoái beân trong PLC Vieäc söû duïng heä thoáng PLC cho pheùp chuùng ta hieäu chænh heä thoáng ñieàu khieån maø khoâng caàn coù söï thay ñoåi naøo veà maët keát noái daây, söï thay ñoåi chæ laø thay ñoåi chöông trình trong boä nhôù thoâng qua thieát bò laäp trình chuyeân duøng. Hôn nöõa, chuùng coøn coù öu ñieåm laø thôøi gian laép ñaët vaø ñöa vaøo hoaït ñoäng nhanh hôn so vôùi nhöõng heä thoáng ñieàu khieån truyeàn thoáng maø ñoøi hoûi caàn phaûi thöïc hieän vieäc noái daây phöùc taïp giöõa caùc thieát bò rôøi. Veà phaàn cöùng, PLC töông töï nhö maùy tính vaø chuùng coù ñaëc ñieåm thích hôïp cho muïc ñích ñieàu khieån trong coâng nghieäp:  Khaû naêng choáng nhieãu toát.  Caáu truùc daïng moâ ñun deã daøng thay theá, taêng khaû naêng ( noái theâm moâñun môû roäng vaøo/ ra ) vaø coù theâm chöùc naêng ( noái theâm moâñun chuyeân duøng ).  Vieäc keát noái daây vaø möùc ñieän aùp tín hieäu ôû ngoõ vaøo vaø ngoõ ra ñöôïc chuaån hoaù.  Ngoân ngöõ laäp trình chuyeân duøng – ladder, instruction deã hieåu vaø deã söû duïng.  Thay ñoåi chöông trình ñieàu khieån deã daøng. Nhöõng ñaëc ñieåm treân laøm cho PLC ñöôïc söû duïng nhieàu trong vieäc ñieàu khieån caùc maùy moùc coâng nghieäp vaø trong ñieàu khieån quaù trình.
Chính töø khaû naêng öùng duïng roäng raõi cuûa PLC , caùc nhaø nghieân cöùu ñaõ tieáp tuïc ñöa theâm moät soá yeâu caàu caàn phaûi coù trong chöùc naêng cuûa PLC : caùc leänh veà taùc vuï ñònh thì, taùc vuï ñeám, sau ñoù laø caùc leänh xöû lyù toaùn hoïc, xöû lyù baûng döõ lieäu, xöû lyù xung toác ñoä cao…song song ñoù söï phaùt trieån veà phaàn cöùng cuõng ñaït ñöôïc nhieàu keát quaû : boä nhôù lôùn hôn, soá löôïng ngoõ vaøo /ra nhieàu hôn, nhieàu moâ ñun chuyeân duøng hôn. Caùc hoï PLC phaùt trieån töø loaïi laøm vieäc ñoäc laäp, chæ vôùi 20 ngoõ vaøo/ra vaø boä nhôù chöông trình 500 böôùc, ñeán caùc PLC caáu truùc moâñun nhaèm deã daøng môû roäng theâm khaû naêng vaø chöùc naêng chuyeân duøng. So saùnh vôùi hai heä thoáng ñieàu khieån treân. Chæ tieâu so saùnh Rô-le Maùy tính PLC Giaù thaønh töøng Khaù thaáp Cao Thaáp chöùc naêng Kích thöôùc vaät lyù lôùn Khaù goïn Raát goïn Toác ñoä ñieàu khieån Chaäm Khaù nhanh Nhanh Khaû naêng choáng Xuaát saéc Khaù toát toát nhieãu Laép ñaët Maát thôøi gian thieát Maát nhieàu Laäp trình vaø keá vaø laép ñaët thôøi gian laäp laép ñaët ñôn trình giaûn Khaû naêng ñieàu Khoâng Coù Coù
khieån taùc vuï phöùc taïp Deã thay ñoåi ñieàu Raát khoù Khaù ñôn Raát ñôn giaûn khieån giaûn Keùm-coù raát nhieàu Keùm – coù Toát – caùc moâ coâng taéc nhieàu maïch ñun ñöôïc Coâng taùc baûo trì ñieän töû tieâu chuaån chuyeân duøng hoùa Baûng so saùnh ñaëc tính kyõ thuaät giöõa nhöõng heä thoáng ñieàu khieån. Tuyø theo yeâu caàu thieát keá, giaù thaønh maø nhaø thieát keá, cheá taïo löïa choïn cho mình heä thoáng ñieàu khieån phuø hôïp. Ñoái vôùi nhöõng coâng vieäc caàn ñieàu khieån caùc coâng vieäc ñôn giaûn thì chæ caàn duøng rô le laø ñuû. Trong ñeà taøi luaän vaên, vieäc ñieàu khieån ñoàng thôøi 3 cuïm : chieát, ñònh löôïng, ñoùng naép khaù phöùc taïp neân löïa choïn heä thoáng ñieàu khieån duøng PLC laø phuø hôïp.