intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình PLC: Bài 5 - Sử dụng Module Analog

Chia sẻ: Hoc Hoc | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:19

Thêm vào BST
Báo xấu
441
lượt xem 98
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giới thiệu chung về Module Analog, giới thiệu về Module Analog Em235, một số ứng dụng Module Analog,... là những nội dung chính của bài 5 "Sử dụng Module Analog" thuộc Giáo trình PLC. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn chuyên ngành Vật lý.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình PLC: Bài 5 - Sử dụng Module Analog

  1. BÀI 5: SỬ DỤNG MODULE ANALOG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MODULE ANALOG. Trước hết bạn hãy so sánh việc cộng hai tín hiệu tương tự (analog) với việc   cộng hai tín hiệu số  (digital), công việc nào đơn giản hơn khi mà kỹ  thuật số  phát   triển như hiện nay?  Hay ta lấy một ví dụ  đơn giản như  sau :  Ta cần điều khiển nhiệt độ  của  một lò nung sao cho đạt được chất lượng nào đó. Làm thế nào để đo nhiệt độ về và  xử lý nhiệt độ đó như thế nào trong bài toán điều khiển?  Một trong những công cụ được sử dụng là module analog. ­ Vậy Module analog là gì? ­ Các bạn đã biết được những gì về module analog ? ­ Bạn đã từng sử dụng chưa ? ­ Nguyên lý hoạt động chung của module analog là gì ? 1.1  Khái niệm về module analog. Module analog là một công cụ để xử lý các tín hiệu tương tự thông qua việc  xử lý các tín hiệu số. 1.2 Analog input Thực chất nó là một bộ  biến đổi tương tự  ­ số   (A/D). Nó chuyển tín hiệu   tương 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 như đo nhiệt độ. 1.3 Analog output Analog output cũng là một phần của module analog. Thực chất nó là một bộ  biến đổi số  ­ tương tự    (D/A). Nó chuyển tín hiệu số   ở  đầu vào thành tín hiệu   tương tự ở đầu ra. Dùng để điều khiển các thiết bị với dải đo tương tự. Chẳng hạn  như điều khiển Van mở với góc từ 0­100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0­50Hz. 1.4   Nguyên lý hoạt động chung của các cảm biến và các tín hiệu đo chuẩn  trong công nghiệp. Thông thường đầu vào của các module analog là các tín hiệu điện áp hoặc   dòng điện. Trong khi đó các tín hiệu tương tự  cần xử  lý lại thường là các tín hiệu  không điện như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, khối lượng . . . Vì vậy người   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 được gọi là các đầu đo hay cảm biến.   Để  tiện dụng và đơn giản các tín hiệu vào của module Analog Input và tín   hiệu ra của module 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, 0­5V,  5V… ­ Dòng điện : 4 – 20 mA, 0­20mA,  10mA. Trong khi đó tín hiệu từ các cảm biến đưa ra lại không đúng theo chuẩn . Vì  vậy người ta cần phải dùng thêm một thiết chuyển đổi để  đưa chúng về  chuẩn   công nghiệp.  Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  99 ­
  2. Kết hợp các đầu cảm biến và các thiết bị chuyển đổi này thành một bộ cảm   biến hoàn chỉnh , thường gọi tắt là thiết bị  cảm biến,  hay đúng hơn là thiết đo và   chuyển đổi đo ( bộ transducer). Module analog Thiết bị cảm biến 0 – 10V Thiết bị  Analog Input  Đầu đo chuyển    ( A/D)  đổi Các con số Tín hiệu  4­20  mA vào  không  điện Analog Output Tín hiệu ra tương  ( D/A) tự Các con số         0 – 10 V         4 – 20 mA   2. GIỚI THIỆU VỀ MODULE ANALOG EM235. EM 235 là một module tương tự  gồm có 4AI và 1AO 12bit (có tích hợp các  bộ chuyển đổi A/D và D/A 12bit ở bên trong). Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  100 ­
  3. 2.1 Các thành phần của module analog EM235. Thành phần Mô tả 4 đầu vào tương tự  A+ , A­ , RA Các đầu nối của đầu vào A được 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 tương 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 Sơ đồ khối của đầu vào Analog. Sơ đồ khối đầu ra Analog Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  101 ­
  4. 2.2 Định dạng dữ liệu a/ Dữ liệu đầu vào:  ­ Kí hiệu vùng nhớ : AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2…) ­ Định dạng: + Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0­10V,0­20mA):          MSB                                                                    LSB            15  14                                          3     2        1       0 0 Dữ liệu 12 bit 0 0 0 Modul Analog Input của S7­200 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 Analog Input của S7­200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào  áp,  dòng) thành giá trị số từ ­32000 32000.  b/ Dữ liệu đầu ra:  ­ Kí hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2…) ­ Định dạng dữ liệu + Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0­10V,4­20mA):          MSB                                                                    LSB          15      14                              4     3       2        1       0 0 Dữ liệu 11 bit 0 0 0 0 Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  102 ­
  5. Modul Analog output của S7­200 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  module Analog output của S7­200 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) 2.3  Cách nối dây  a/ Đầu vào tương tự: ­ Với thiết bị đo đầu ra kiểu điện áp: RA A+   + Điện     ­ áp  A­   ­ Với  thiết bị đo tín hiệu đầu ra dòng điện:  Hoặc : RA + A+ PS 4­20 ­ mA A­ PS M Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  103 ­
  6. RA + A+ L+ 4­20 ­ mA A­  M b/ Đầu ra tương tự: MO VO Tải điện áp IO Tải dòng điện c/ Cấp nguồn cho Module:  M Nguồn 24 VDC L+ Tổng quát cách nối dây: Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  104 ­
  7. 2.4  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 : 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 – 1 V 250 uV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 – 5 V 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 Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  105 ­
  8. 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 ± 5 V 2.5 mV OFF OFF ON OFF OFF OFF ± 10 V 5 mV 2.5 Trình tự thiết lập và căn chỉnh cho module analog . a/ Căn chỉnh đầu vào cho module 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. ­ Sử  dụng các bộ  truyền, nguồn áp, hoặc nguồn dòng, cấp giá trị  0 đến một  trong những đầu vào. ­ Đọc giá trị nhận được trong CPU. ­ Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh OFFSET để đưa 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 được trong CPU. ­ Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh GAIN để đọc được giá trị  là 32000, hoặc giá  trị số cần thiết kế. ­ Lặp lại các bước chỉnh OFFSET và GAIN nếu cần thiết. Chú ý : ­ Phải chắc chắn nguồn cung cấp cho cảm biến phải được loại bỏ  nhiễu và   phải ổn định. ­ Dây dẫn tín hiệu phải có lớp bảo vệ chống nhiễu. ­ Các đầu vào analog không sử dụng phải được nối ngắn mạch (ví dụ A+ nối  với A­) 3. MỘT SỐ ỨNG DỤNG . 3.1 Viết chương trình con tính toán giá trị điện áp đo từ chiết áp. a/Hãy lắp mạch theo sơ đồ sau :    …………………………………. b/ Xây dựng công thức tính toán: ­ Dải điện áp đầu ra của chiết áp : 0 – 10V ­ Với dải điện áp này module analog sẽ  chuyển đổi sang dải giá trị  từ  0 –  32000. Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  106 ­
  9. ­ Vậy nếu ta đọc được giá trị trên CPU là 24000 thì giá trị analog ở đầu vào là  bao nhiêu Volt ? Đầu vào  analog      ( y ) ­ V 10   ? V Đầu ra số  0       (x) 0 24000 32000 Sự  biến đổi từ giá trị  tương tự  đầu vào sang các con số là sự  biến đổi 1­1 ,   và hoàn toàn tuyến tính. Vì vậy mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra là mối quan hệ  tuyến tính có dạng đường thẳng đơn giản y = ax + b. Có thể thấy ngay phương trình trên có dạng y = x/3200. Do đó nếu biết được   giá trị số là 24000 ta tính được ngay đầu ra là 7.5 V. Ta hãy tổng quát hóa công thức tính toán để có thể xây dựng chương trình con: Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  107 ­
  10. 24000 Chương  trình con  0 tính toán 32000 7.5 (V) y = x/3200 0.0 (V) 10.0 (V) Tổng quát hóa D_Out Chương  trình con  D_Min tính toán D_Max A_In y = ax + b A_Min A_Max  Các kí hiệu : ­ A_In : Giá trị analog đầu vào cần xác định. ­ A_Min : Giá trị giới hạn dưới của giá trị đầu vào tương tự. ­ A_Max : Giá trị giới hạn trên của giá trị đầu vào tương 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 được công thức tính toán cho giá trị đầu vào. A _ Max A _ Min A _ In ( D _ Out D _ Min) A _ Min D _ Max D _ Min c/ Tiến hành viết chương trình : + Chương trình con : Khai báo các biến vào ra và biến tạm thời  Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  108 ­
  11. Các chú thích : Chương trình con : Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  109 ­
  12. Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  110 ­
  13. + Trong chương trình chính ta gọi chương trình con này + Tiến hành biên dịch, download, và debug  chương trình 3.2 Viết chương trình con xuất dữ liệu ra đầu ra Analog. ­ Với dải giá trị  từ    0 – 32000, module analog sẽ  biến đổi  ở  đầu ra tín hiệu   tương tự từ 0 – 10V ­ Vậy nếu ta cần điện áp đầu ra là 8 V thì giá trị  bằng số  cần đưa ra là bao  nhiêu ? Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  111 ­
  14. Giá trị bằng số  cần đưa ra      ( y )  32000   ?  Đầu ra  tương tự    0     (x) ­ V 0 8 10 Sự biến đổi từ giá trị số sang tín hiệu tương tự ở đầu ra là sự  biến đổi 1­1 .  Vì vậy mối quan hệ  giữa đầu vào và đầu ra là mối quan hệ  tuyến tính có dạng  đường thẳng đơn giản y = ax + b. Có thể thấy ngay phương trình trên có dạng y = 3200.x. Do đó nếu giá trị đầu   ra là 8 V ta tính được ngay con số cần đưa vào để biến đổi là 25600. Ta hãy tổng quát hóa công thức tính toán để có thể xây dựng chương trình con: Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  112 ­
  15. 8.0 V Chương  trình con  0.0 tính toán 10.0 V 25600 y = x/3200 0 32000 Tổng quát hóa A_Out Chương  trình con  A_Min tính toán A_Max D_In y = ax + b D_Min D_Max  Các kí hiệu : ­ A_Out : Giá trị analog đầu ra mong muốn ­ A_Min : Giá trị giới hạn dưới của tín hiệu ra tương tự. ­ A_Max : Giá trị giới hạn trên của tín hiệu ra tương tự. ­ D_In : Giá trị bằng số tương ứng với A_Out. ­ D_Min : Giá trị bằng số tương ứng với  A_Min. ­ D_Max : Giá trị bằng số tương ứng với  A_Max. Từ đây ta xác định được công thức tính toán cho giá trị đầu vào. D _ Max D _ Min D _ In ( A _ Out A _ Min) D _ Min A _ Max A _ Min c/ Tiến hành viết chương trình : + Khai báo các biến vào ra và biến tạm trong chương trình con. Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  113 ­
  16. + Chú thích : + Chương trình con : Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  114 ­
  17. Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  115 ­
  18. + Chương trình chính gọi chương trình con : + Tiến hành biên dịch, download và debug. 3.3 Ứng dụng đo nhiệt độ môi trường. ­ Dải tín hiệu đo 0­150oC Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  116 ­
  19. ­ Đầu ra 0­10V ­ Cần tính nhiệt độ thực tế môi trường là bao nhiêu. Ov : đầu ra ( 0 đến 400 độ C ) Iv : đầu vào (6400 đến 32000) tương ứng với điện áp của cảm biến nhiệt độ       Từ 0 đến 10 V , hoặc từ 4mA đến 20 mA . Osh : đầu ra max  400 Osh : đầu ra min 0 Ish : đầu vào max 32000 Ish : đầu vào min 6400 Ov =  Giáo trình PLC                               Bài 5: Sử dụng Module Analog ­ Trang  117 ­
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD


ERROR:connection to 10.20.1.98:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.98:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
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.

 

Đồng bộ tài khoản
35=>2