zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Giáo trình Điều khiển lập trình PLC: Phần 2 - CĐ Giao thông Vận tải

Chia sẻ: Bautroimaudo Bautroimaudo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:73

Báo xấu

54
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiếp nội dung phần 1, Giáo trình Điều khiển lập trình PLC: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Xử lý tín hiệu Analog EM235; Thao tác trên phần mềm S7 – 200; Các họ PLC khác. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung giáo trình!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điều khiển lập trình PLC: Phần 2 - CĐ Giao thông Vận tải

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5: XỬ LÝ TÍN HIỆU MODUL ANALOG EM235 5.1. Tín hiệu Modul Analog Hãy so sánh việc cộng hai tín hiệu tƣơng tự (Modul Analog) với việc cộng hai tín hiệu số (digital), công việc nào đơn giản hơn khi mà kỹ thuật số phát triển nhƣ hiện nay? Ta cần điều khiển nhiệt độ của một lò nung sao cho đạt đƣợc chất lƣợng nào đó, làm thế nào để đo nhiệt độ về và xử lý nhiệt độ đó nhƣ thế nào trong bài toán điều khiển? Một trong những công cụ đƣợc sử dụng là module Modul Analog: Module Modul Analog là một công cụ để xử lý các tín hiệu tƣơng tự thông qua việc xử lý các tín hiệu số. 5.1.1. Analog input Thực chất nó là một bộ biến đổi tƣơng tự - số (A/D). Nó chuyển tín hiệu tƣơng tự ở đầu vào thành các con số ở đầu ra. Dùng để kết nối các thiết bị đo với bộ điều khiển: chẳng hạn nhƣ đo nhiệt độ. 5.1.2. Analog output Modul Analog output cũng là một phần của module Modul Analog. Thực chất nó là một bộ biến đổi số - tƣơng tự (D/A). Nó chuyển tín hiệu số ở đầu vào thành tín hiệu tƣơng tự ở đầu ra. Dùng để điều khiển các thiết bị với dải đo tƣơng tự. Chẳng hạn nhƣ điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0-50Hz. 5.1.3. Nguyên lý hoạt động chung của các cảm biến và các tín hiệu đo chuẩn trong công nghiệp. Thông thƣờng đầu vào của các module Modul Analog là các tín hiệu điện áp hoặc dòng điện. Trong khi đó các tín hiệu tƣơng tự cần xử lý lại thƣờng là các tín hiệu không điện nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lƣu lƣợng, khối lƣợng . . . Vì CHƢƠNG 5 47
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC vậy ngƣời ta cần phải có một thiết bị trung gian để chuyển các tín hiệu này về tín hiệu điện áp hoặc tín hiệu dòng điện – thiết bị này đƣợc gọi là các đầu đo hay cảm biến. Để tiện dụng và đơn giản các tín hiệu vào của module Modul Analog Input và tín hiệu ra của module Modul Analog Output tuân theo chuẩn tín hiệu của công nghiệp. Có 2 loại chuẩn phổ biến là chuẩn điện áp và chuẩn dòng điện.  Điện áp : 0 – 10V, 0-5V,  5V…  Dòng điện : 4 – 20 mA, 0-20mA,  10mA. Trong khi đó tín hiệu từ các cảm biến đƣa ra lại không đúng theo chuẩn. Vì vậy ngƣời ta cần phải dùng thêm một thiết chuyển đổi để đƣa chúng về chuẩn công nghiệp. Kết hợp các đầu cảm biến và các thiết bị chuyển đổi này thành một bộ cảm biến hoàn chỉnh , thƣờng gọi tắt là thiết bị cảm biến, hay đúng hơn là thiết đo và chuyển đổi đo ( bộ transducer). Module Modul Thiết bị cảm biến Analog 0 – 10V Thiết bị chuyển Modul Analog Input Đầu đo đổi ( A/D) Tín hiệu vào 4-20 mA Các con số không điện Modul Analog Tín hiệu ra tƣơng tự Output 0 – 10 V ( D/A) 4 – 20 mA Các con số Hình 5.1: Sơ đồ khối của tín hiệu 5.2. Biểu diễn giá trị Modul Analog EM235 EM 235 là một module tƣơng tự gồm có 4AI và 1AO 12bit (có tích hợp CHƢƠNG 5 48
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC các bộ chuyển đổi A/D và D/A 12bit ở bên trong). Hình 5.2: Cấu trúc modul analog EM235 5.2.1. Các thành phần của module Modul Analog EM235. Thành phần Mô tả 4 đầu vào tƣơng tự A+ , A- , RA Các đầu nối của đầu vào A đƣợc kí hiệu bởi B+ , B- , RB Các đầu nối của đầu vào B các chữ cái C+ , C- , RC Các đầu nối của đầu vào C A,B,C,D D+ , D- , RD Các đầu nối của đầu vào D 1 đầu ra tƣơng tự (MO,VO,IO) Các đầu nối của đầu ra Gain Chỉnh hệ số khuếch đại Offset Chỉnh trôi điểm không Switch cấu hình Cho phép chọn dải đầu vào và độ phân giải Hình 5.3: Các thành phần của modul analog EM235 CHƢƠNG 5 49
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 5.3. Kết nối ngõ vào ra của Modul Analog 5.3.1. Sơ đố khối ngõ vào Modul Analog Hình 5.4: Sơ đồ kết nối vào ra của modul analog EM235 Đầu vào tƣơng tự:  Với thiết bị đo đầu ra kiểu điện áp RA A+ Điện áp + - A- CHƢƠNG 5 50
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC  Với thiết bị đo tín hiệu đầu ra dòng điện: RA + A+ PS 4-20 - mA A- PS M Hoặc: RA + A+ L+ 4-20 - mA A- M 5.3.2. Sơ đồ khối ngõ ra Modul Analog CHƢƠNG 5 51
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Hình 5.5: Sơ đồ khối ngõ ra của modul analog Đầu ra tƣơng tự: MO VO Tải điện áp IO Tải dòng điện 5.3.3. Cấp nguồn cho Modul Analog: CHƢƠNG 5 52
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC M Nguồn 24 VDC L+ Hình 5.6: Sơ đồ cấp nguồn của modul analog 5.3.4. Tổng quát cách nối dây: Hình 5.7: Sơ đồ nối dây của modul analog 5.4. Hiệu chỉnh giá trị Modul Analog 5.4.1. Định dạng dữ liệu a. Dữ liệu ngõ vào: Ký hiệu vùng nhớ: AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2…) CHƢƠNG 5 53
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Định dạng:  Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,0-20mA): MSB LSB 15 14 3 2 1 0 0 Dữ liệu 12 bit 0 0 0 Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào (áp, dòng) thành giá trị số từ 0  32000.  Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ  10V,  10mA,): MSB LSB 15 4 3 2 1 0 Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0 Modul Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào áp, dòng) thành giá trị số từ -32000  32000. b. Dữ liệu ngõ ra: Ký hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2…) Định dạng dữ liệu + Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,4-20mA): MSB LSB 15 14 4 3 2 1 0 0 Dữ liệu 11 bit 0 0 0 0 Modul Modul Analog output của S7-200 chuyển đổi con số 0  32000 thành tín hiệu điện áp đầu ra 0  10V. + Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ  10V,  10mA,): Kiểu này các CHƢƠNG 5 54
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC module Modul Analog output của S7-200 không hỗ trợ. MSB LSB 15 4 3 2 1 0 Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0 c. Bảng tổng hợp: Định dạng dữ liệu Giá trị chuyển đổi Kiểu tín hiệu đối xứng (  - 32000 đến +32000 10V,  10mA,) Tín hiệu không đối xứng 0 đến +32000 (0  10V, 4  20mA) 5.4.2. Cài đặt dải tín hiệu vào. Module EM 235 cho phép cài đặt dải tín hiệu và độ phân giải của đầu vào bằng switch: On Off Sau đây là bảng cấu hình : CHƢƠNG 5 55
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Dải không đối xứng Dải đầu vào Độ phan giải SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON 0 – 50 mV 12.5 uV OFF ON OFF ON OFF ON 0 – 100 mV 25 uV ON OFF OFF OFF ON ON 0 – 500 mV 125 uV OFF ON OFF OFF ON ON 0–1V 250 uV ON OFF OFF OFF OFF ON 0–5V 1.25 mV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 – 20 mA 5 uA OFF ON OFF OFF OFF ON 0 – 10 V 2.5 mV Dải đối xứng Dải đầu vào Độ phân giải SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF OFF ± 25 mV 12.5 uV OFF ON OFF ON OFF OFF ± 50 mV 25 uV OFF OFF ON ON OFF OFF ± 100 mV 50 uV ON OFF OFF OFF ON OFF ± 250 mV 125 uV OFF ON OFF OFF ON OFF ± 500 mV 250 uV OFF OFF ON OFF ON OFF ± 1V 500 uV ON OFF OFF OFF OFF OFF ± 2.5 V 1.25 mV OFF ON OFF OFF OFF OFF ±5V 2.5 mV OFF OFF ON OFF OFF OFF ± 10 V 5 mV 5.4.3. Trình tự thiết lập và căn chỉnh cho module Modul Analog . a. Căn chỉnh đầu vào cho module Modul Analog  Hãy tắt nguồn cung cấp cho module  Gạt switch để chọn dải đo đầu vào  Bật nguồn cho CPU và module. Để module ổn định trong vòng 15 phút. CHƢƠNG 5 56
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC  Sử dụng các bộ truyền, nguồn áp, hoặc nguồn dòng, cấp giá trị 0 đến một trong những đầu vào.  Đọc giá trị nhận đƣợc trong CPU.  Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh OFFSET để đƣa giá trị về 0 (căn chỉnh điểm không) , hoặc giá trị số cần thiết kế.  Sau đó nối một trong những đầu vào với giá trị lớn nhất của dải đo.  Đọc giá trị nhận đƣợc trong CPU.  Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh GAIN để đọc đƣợc giá trị là 32000, hoặc giá trị số cần thiết kế.  Lặp lại các bƣớc chỉnh OFFSET và GAIN nếu cần thiết.  Chú ý :  Phải chắc chắn nguồn cung cấp cho cảm biến phải đƣợc loại bỏ nhiễu và phải ổn định.  Dây dẫn tín hiệu phải có lớp bảo vệ chống nhiễu.  Các đầu vào Modul Analog không sử dụng phải đƣợc nối ngắn mạch (ví dụ A+ nối với A-) Ví dụ: Viết chƣơng trình con tính toán giá trị điện áp đo từ chiết áp. Xây dựng công thức tính toán:  Dải điện áp đầu ra của chiết áp : 0 – 10V  Với dải điện áp này module Modul Analog sẽ chuyển đổi sang dải giá trị từ 0 – 32000.  Vậy nếu ta đọc đƣợc giá trị trên CPU là 24000 thì giá trị Modul Analog ở đầu vào là bao nhiêu Volt ? CHƢƠNG 5 57
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Đầu vào Modul Analog (y)-V 10 ?V Đầu ra số 0 (x) 0 24000 32000 Sự biến đổi từ giá trị tƣơng tự đầu vào sang các con số là sự biến đổi 1-1 , và hoàn toàn tuyến tính. Vì vậy mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra là mối quan hệ tuyến tính có dạng đƣờng thẳng đơn giản y = ax + b. Có thể thấy ngay phƣơng trình trên có dạng y = x/3200. Do đó nếu biết đƣợc giá trị số là 24000 ta tính đƣợc ngay đầu ra là 7.5 V. Ta hãy tổng quát hóa công thức tính toán để có thể xây dựng chƣơng trình con: CHƢƠNG 5 58
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 24000 Chƣơng trình con 0 tính toán 32000 7.5 (V) y = x/3200 0.0 (V) 10.0 (V) Tổng quát hóa D_Out Chƣơng trình con D_Min tính toán D_Max A_In y = ax + b A_Min A_Max Các kí hiệu :  A_In : Giá trị Modul Analog đầu vào cần xác định.  A_Min : Giá trị giới hạn dƣới của giá trị đầu vào tƣơng tự.  A_Max : Giá trị giới hạn trên của giá trị đầu vào tƣơng tự.  D_out : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_In.  D_Min : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Min.  D_Max : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Max. Từ đây ta xác định đƣợc công thức tính toán cho giá trị đầu vào. CHƢƠNG 5 59
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC A _ Max  A _ Min A _ In  ( D _ Out  D _ Min)  A _ Min D _ Max  D _ Min Viết chƣơng trình :  Chƣơng trình con : Khai báo các biến vào ra và biến tạm thời Các chú thích : CHƢƠNG 5 60
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Chƣơng trình con : CHƢƠNG 5 61
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Gọi chƣơng trình con Tiến hành biên dịch, download, và debug chƣơng trình  CHƢƠNG 5 62
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP Câu 1: Hãy cho biết các thành phần của module Modul Analog EM235 trong PLC S7-200? Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ khối ngõ vào, ngõ ra của Modul analog EM 235? Câu 3: Viết chƣơng trình đo nhiệt độ môi trƣờng. o  Dải tín hiệu đo 0-150 C  Đầu ra 0-10V  Cần tính nhiệt độ thực tế môi trƣờng là bao nhiêu. CHƢƠNG 5 63
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6: THAO TÁC TRÊN PHẦN MỀM S7-200-SIMULATIE 6.1. Khởi động:  Cách 1: Start -> Simatic -> Step7 MicroWin -> Step7 -> MicoWin32.  Cách 2 : nhấp đúp vào biểu tƣợng Step7 MicroWin trên nền Desktop của Window. Hình 6.1: Biểu tƣợng phần mềm S7-200 Simulatie 6.2. Giao diện màn hình Navigation Intruction Symbol Table Status Chart Data Bock Bar Tree Output Status Bar Program editor Local Variable Cross Reference Windown Table Hình 6.2: Giao diện phần mềm S7-200 Simulatie CHƢƠNG 6 64
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Các thành phần của menu STEP7  Thanh Menu: Cho phép thao tác bằng mouse hay bàn phím. Có thể thay đổi menu công cụ theo ý riêng.  Thanh công cụ: Để giúp truy cập mouse cho các công việc với chƣơng trình STEP 7-Micro/WIN 32 dễ hơn. Có thể thay đổi menu công cụ theo ý riêng, (tuy nhiên vui lòng đừng thay đổi, vì đây là máy của trung tâm Việt Đức, chứ không phải của riêng bạn,)  Thanh điều hƣớng (Navigation): Gồm nhiều nhóm, đƣợc chọn bằng các nút nhấn, để tăng cƣờng các tính năng lập trình:  "View": Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển nhƣ: Khối chƣơng trình (Program Block), Bảng ký hiệu (Symbol Table), bảng trạng thái (Status Chart), khối dữ liệu (Data Block), khối hệ thống (System Block), phần tham khảo trích ngang (Cross Reference), và trạng thái kết nối (Communications).  "Tools": Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển: giải pháp trợ giúp cho các hƣớng dẫn và giải pháp trợ giúp cho chƣơng trình làm việc với TD 200. Lƣu ý: Thanh điều hƣớng có thể trƣợt lên và xuống để giúp ta chọn những chức năng khác.  Phân nhánh các chỉ thị (Instruction Tree): Giúp ta nhìn đƣợc cấu trúc phân nhánh toàn bộ đề án đang soạn và các chỉ thị dùng đƣợc cho việc soạn thảo chƣơng trình đang hiển thị (LAD, FBD, or STL). Có thể bấm chuột phải vào một thành phần của chƣơng trình để điền thêm các khối tổ chức của chƣơng trình (Program Organizational Units -POUs); bạn có thể bấm chuột phải vào từng POU để mở, đổi tên, xoá hay soạn thảo tính chất của chúng. Có thể bấm chuột phải vào thƣ mục hoặc chỉ thị ở cây phân nhánh để che phần này. Khi mở thƣ mục chỉ thị, ta có thể rê và thả hoặc nhấn kép chuột để điền chỉ thị vào vị trí dấu nháy trong cửa sổ soạn thảo chƣơng trình. (Trong CHƢƠNG 6 65
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC chƣơng trình loại STL , các phân nhánh chỉ thị chỉ để tham khảo, phải nhập chỉ thị bằng bàn phím, không thể dùng chuột.)  Bảng ghi biến nội bộ (Local Variable Table): Chứa các chỉ định cho các biến nội bộ (nói cách khác, các biến dùng với các chƣơng trình con hay các ngắt). Các biến này nhớ trong bộ nhớ tạm, địa chỉ do ta qui định trong hệ thống; việc dùng các biến bị giới hạn bởi POU.  Cửa sổ soạn thảo chƣơng trình chứa bảng biến nội bộ và chƣơng trình đang soạn thảo (LAD, FBD, hay STL). Có thể rê thanh tác vụ để mở rộng cửa sổ và che khuất bảng biến nội bộ khi cần thiết. Khi tạo chƣơng trình con hay ngắt thêm vào chƣơng trình chính (OB1), sẽ tạo ra những thanh (tab) xuất hiện ở phía dƣới cửa sổ màn hình soạn thảo. Có thể nhấn chuột vào thanh tab để di chuyển màn hình giữa các chƣơng trình con, các ngắt và OB.  Cửa sổ ngõ ra (Output Window): cung cấp thông báo, thông tin khi biên dịch chƣơng trình. Khi cửa sổ này liệt kê những lỗi sai của chƣơng trình, ta có thể nhấn kép lên thông báo lỗi để làm hiển thị vùng chƣơng trình có thể gây ra lỗi tƣơng ứng.  Thanh trạng thái (Status Bar): Cung cấp thông tin về trạng thái của các toán tử bạn đang làm trong chƣơng trình STEP 7-Micro/WIN 32.  Phần tham khảo trích ngang (Cross Reference ): Cho phép xem các thông tin về phần tử đang dùng trong chƣơng trình.  Cửa sổ bảng ký hiệu/bảng biến toàn cục (Symbol Table/Global Variable Table Window): Cho phép chỉ định và soạn thảo ký hiệu toàn (nói khác đi các giá trị biến có thể đƣợc dùng trong bất kỳ POU, chứ không phải chỉ là những POU có ký hiệu đƣợc tạo ra). Bạn có thể tạo nhiều bảng ký hiệu. Cũng có một bảng ký hiệu/biến toàn cục đƣợc hệ thống định nghĩa dành cho bạn sẵn trong chƣơng trình.  Cửa sổ bảng trạng thái (Status Chart Window): Cho phép theo dõi các CHƢƠNG 6 66

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2430 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.