Hệ Thống Đo - Điều Khiển Trên Hệ Điều Hành Của Máy Nén UK135/8T Phần 4

Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

50
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Về mặt điều khiển toàn bộ hệ thống hoạt động là các thiết bị rất cũ của nga, vận hành đều bằng tay, tác động trực tiếp lên thiết bị điều khiển, độ chính xác điều chỉnh không cao vì tất cả các thao tác đều là do trực quan quan sát sau đó điều khiển, độ linh hoạt hệ thống chưa cao, chủ yếu dựa vào chủ quan của người vận hành máy.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hệ Thống Đo - Điều Khiển Trên Hệ Điều Hành Của Máy Nén UK135/8T Phần 4

CHƯƠNG 4 Những hạn chế trong đo lường và điều khiển máy nén khí UK135/8T và phương hướng nâng cấp hệ thống. 4.1. Những hạn chế Về mặt điều khiển toàn bộ hệ thống hoạt động là các thiết bị rất cũ của nga, vận hành đều bằng tay, tác động trực tiếp lên thiết bị điều khiển, độ chính xác điều chỉnh không cao vì tất cả các thao tác đều là do trực quan quan sát sau đó điều khiển, độ linh hoạt hệ thống chưa cao, chủ yếu dựa vào chủ quan của người vận hành máy. Do điều chỉnh thủ công nên hiệu suất làm việc của máy chưa cao, đảm bảo máy hoạt động cần có công nhân kỹ sư nhiều kinh nghiệm nên rất khó, vì điều chỉnh thủ công bằng các tiếp điểm cơ khí rất cồng kềnh. Về hệ thống đo chưa được số hoá, các đầu ra của thiết bị đo là các tín hiệu chưa được chuẩn hoá để đưa đi điều khiển chỉ dừng lại ở mức độ đo để kiểm tra các thông số và sau đó điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí, chưa tự động hoá được quá trình đo và điều khiển hệ thống. 4.2. Ý tưởng nâng cấp hệ thống và các phuơng án nâng cấp 4.2.1 Các phương án nâng cấp hệ thống Dựa vào yêu cầu điều khiển của bài toán và các yêu cầu kỹ thuật đặt ra, dựa vào số đầu vào điều khiển và số đầu ra điều khiển em xin đưa ra các phương án có thể thực hiện nhiệm vụ đặt ra như sau: 1.Phương án 1: Sử dụng LOGO230RLC để viết chương trình và điều khiển máy nén khí đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật của hệ thống, sử dụng một Screen để theo dõi hoạt động hệ thống bằng chương trình riêng. 28
+)Ưu điểm của phương án : -Giá thành nâng cấp rẻ. -Ngôn ngữ lập trình khá đơn giản. +)Nhược điểm của phương án: -Độ tin cậy hoạt động không cao, không linh hoạt trong việc viết chương trình điều khiển. -Hoạt động của hệ thống chưa được tối ưu hoá. -Không thể tiến hành điều khiển trực tiếp trên một màn hình máy tính vì không có phần mềm tích hợp các chương trình điều khiển giám sát hệ thống. 2.Phương án 2: Sử dụng PLCS7-200 để viết chương trình và điều khiển hệ thống theo đúng yêu cầu đặt ra vì số đầu vào và đầu ra của hệ thống không quá lớn và chương trình điều khiển cũng không quá phức tạp. +)Ưu điểm của phương án: -Giá thành nâng cấp khá rẻ. -Chương trình điều khiển linh hoạt khắc phục được các lỗi điều khiển và các sự cố được khắc phục và cảnh báo hoàn toàn. -Có phần mềm theo dõi và giám sát hoạt động hệ thống trực tiếp được trên một máy tính trung tâm. +)Nhược điểm của hệ thống: -Chỉ ứng dụng được trong các hệ thống điều khiển nhỏ không đáp ứng được cho các hệ thống lớn. 3.Phương án 3: Sử dụng PLCS7-300 để viết chương trình điều khiển cho máy nén, toàn bộ quá trình giám sát và điều khiển có thể được tiến hành trên máy tính trung tâm bằng phần mềm công nghiệp tích hợp cho hệ thống PCS7. 29
+)Ưu điểm của phương án: -Thoả mãn hoàn toàn yêu cầu của bài toán. -Linh hoạt trong điều khiển. -Có thể ứng dụng cho một hệ thống lớn cho nhiều máy nén. -PLCS7-300 được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong các nhà máy hiện nay nên việc học tập và sử dụng nó cho người điều khiển dễ dàng. +)Nhược điểm hệ thống: -Giá thành đắt hơn các phương án trên. 4.2.2 Lựa chọn phương án nâng cấp Dựa vào các phân tích và yêu cầu đặt ra em chọn phương án 3 để nâng cấp hệ thống bởi các lý do sau: -Bài toán được giải quyết một cách tối ưu. -Tiện lợi trong sử dụng vì các lệnh lập trình không phức tạp, hệ thống đơn giản. -Sử dụng cho một máy nén khí thì giá thành nâng cấp đắt nhưng cho nhiều máy nén thì giá thành lại rẻ. -Để giúp cho việc nghiên cứu và sử dụng nó trong điều khiển bởi nó rất phổ biến hiện nay. -Và mục đích chính là cho việc học tập và tìm hiểu nó trong đề tài tốt nghiệp của em. 4.3. Tổng hợp lại yêu cầu bài toán và các công việc nâng cấp Số đầu vào điều khiển là 22 đầu vào, số đầu ra điều khiển là 31 đầu ra, các công việc cần làm: Thứ nhất: sử dụng hệ lại thống cảm biến cũ nhưng chuẩn hoá các đầu ra cho phù hợp đầu vào PLC, giữ lại mạch điều khiển rơ le, thay bộ chỉnh điện điều chỉnh áp suất bằng chương trình viết sẵn. 30
Thứ hai: thay thế các tiếp điểm cơ khí bằng các tiếp điểm mềm, bằng cách sử dụng PLCS7-300, tự động hoá quá trình vận hành và điều khiển bằng các chương trình phần mềm được viết sẵn. Thứ ba: ngoài chương trình điều khiển viết cho PLC cần phải có một chương trình giúp ta theo dõi hoạt động của máy đồng thời có thể điều khiển máy tại một trung tâm điều khiển xa hiện trường ,bao quát toàn bộ hoạt động của máy tại một máy tính trung tâm. 31
Phần II NÂNG CẤP HỆ THỐNG DÙNG PLCS7-300 CHƯƠNG 1 Xây dựng mô hình hệ thống 1.1. Mô hình hệ thống Hoạt động của hệ thống được mô tả như sau: Tín hiệu đầu vào của PLC được lấy từ thiết bị hiện trường là máy nén khí: bao gồm tín hiệu của các cảm biến, tín hiệu các khoá đóng mở khởi động và dừng máy, các tín hiệu này phải được đưa qua các bộ chuẩn hoá chuẩn điện áp để phù hợp với chuẩn đầu vào của PLC là 24V. Tín hiệu đầu ra của PLC đưa đi điều khiển các quá trình khởi động, dừng máy nén khí, điều chỉnh lưu lượng, đóng mở các van, bảo vệ hay đưa ra các tín hiệu cảnh báo khi có sự cố, khắc phục sự cố bằng chương trình sự cố. Các tín hiệu này được đưa tới mạch điện điều khiển là các mạch rơle. Như vậy hoạt động của máy nén khí được viết sẵn bằng chương trình điều khiển lưu trong bộ nhớ của PLC. Phần giao tiếp giữa PLC và máy tính giám sát (MT) giúp ta theo dõi trạng thái hoạt động của máy nén khí một cách trực tiếp trên màn hình giám sát, phần mềm sử dụng mô phỏng hệ thống được dùng là WCC. 32
CHƯƠNG 2 Giới thiệu tổng quan về họ PLCS7- 300 cùng với ngôn ngữ lập trình của nó Điều khiển dùng PLC nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa vào việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản. Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả trạng thái tín hiệu ngõ vào, được đưa về từ quá trình điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và kích ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng. Với các mạch giao tiếp chuẩn ở khối vào và khối ra của PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tác động có công suất nhỏ ở ngõ ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu ở ngõ vào, mà không cần có mạch giao tiếp hay rơle trung gian. Tuy nhiên cần phải có mạch điện tử công suất trung gian khi PLC điều khiển những thiết bị có công suất lớn. Việc sử dụng PLC cho phép hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà không cần sự thay đổi nào về mặt kết nối dây, sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình điều khiển trong bộ nhớ thông qua lập trình chuyên dùng. Hơn nữa chúng còn có ưu điểm là thời gian lắp đặt và đưa vào sử dụng nhanh hơn so với những hệ thống điều khiển mà đòi hỏi cần phải thực hiện việc nối dây phức tạp giữa các thiết bị rời. 2.1.Giới thiệu thiết bị logic khả trình (PLCS7- 300) Thiết bị điều khiển logic khả trình viết tắt PLC, là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương 33
trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình (khối OB, FC hoặc FB) và được thực hiện lặp theo chu trình của vòng quét (scan). Nguyên lý chung của PLC: Để có thể thực hiện được chương trình điều khiển PLC phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý, một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên là phải có các cổng vào/ra để giao tiếp với các đối tượng điều khiển và để giao tiếp với môi trường xung quanh… 2.1.1. Các module của PLCS7- 300 Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế, PLC được thiết kế sao cho không bị cứng hoá về cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành các module, số các module được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng bài toán, song bao giờ cũng phải có một module chính là module CPU. Các module còn lại là 34
các module truyền/ nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển, các module chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ…Chúng được gọi chung là các module mở rộng. Tất cả các module được gá trên những thanh ray (Rack). Module CPU: Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485)…và có thể có một vài cổng vào ra số được gọi là cổng vào ra onboard. Có rất nhiều loại module khác nhau chúng được đặt theo tên như CPU312, CPU314,… Những module cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý nhưng khác nhau về cổng vào/ra onboard cũng như khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện 35
của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào onboard này sẽ được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ cái IFM (Intergrated Funtion Module) ví dụ CPU312IFM… Ngoài ra còn có các loại module CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán. Các loại module CPU được phân biệt với những module CPU khác bằng thêm cụm từ DP (Distributed Port) trong tên gọi ví dụ CPU315-DP… Các module mở rộng: Các module mở rộng chúng thường được chia làm 5 loại chính: +) Module PS (Power Supply): Module nguồn nuôi. Có 3 loại 2A, 5A, và 10A. +) Module SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm: -DI (Digital Input) Module mở rộng các cổng vào số, tuỳ vào từng loại module số các cổng có thể là 8, 16, hoặc 32. -DO (Digital Output) Module mở rộng các cổng ra số. -DI/DO: Module mở rộng các cổng vào/ra số, số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8/8 hoặc 16/16 tuỳ vào từng loại module. -AI (Analog Input) module mở rộng các cổng vào tương tự, về bản chất chúng chính là những bộ chuyển đổi tương tự/số 12 bits (AD), tức là mỗi tín hiệu được chuyển thành một tín hiệu số có độ dài 12 bits. Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tuỳ từng loại module. -AO (Analog Output) module mở rộng các cổng ra tương tự, chúng chính là các bộ chuyển đổi số tương tự . -AI/AO module mở rộng các cổng vào/ra tương tự. +) Module IM (Interface Module): Module ghép nối. Đây là module chuyên dụng có nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng với nhau thành một 36