PLC thiết kế mạch điều khiển động cơ đơn giản

Chia sẻ: Nguyen Binh | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

1.193
lượt xem 201
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trước sự ra đời của mạch logic, hệ thống kiểm soát hợp lý được thiết kế và chế tạo độc quyền bằng rơ le cơ điện. Relays đã quá cũ trong thiết kế hiện đại, nhưng đã được thay thế trong nhiều nhiều mạch điều khiển logic như là thiết bị kiểm soát mức độ, mặt hạn chế nhất cho nhữ

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: PLC thiết kế mạch điều khiển động cơ đơn giản

Ví dụ PLC thiết kế mạch điều khiển động cơ đơn giản Trước sự ra đời của mạch logic, hệ thống kiểm soát hợp lý được thiết kế và chế tạo độc quyền bằng rơ le cơ điện. Relays đã quá cũ trong thiết kế hiện đại, nhưng đã được thay thế trong nhiều nhiều mạch điều khiển logic như là thiết bị kiểm soát mức độ, mặt ahnj chế nhất cho những ứng dụng đòi hỏi yêu cầu cao hiện nay và / hoặc chuyển mạch điện áp cao. Hệ thống và các quá trình đòi hỏi phải "bật / tắt" nhiều kiểm soát trong thương mại và công nghiệp hiện đại, nhưng hệ thống kiểm soát như vậy là rất hiếm khi được xây dựng từ rơle điện hoặc cổng logic rời rạc. Thay vào đó, máy tính kỹ thuật số cần điền vào chương trình trình để làm một loạt các chức năng hợp lý. Vào cuối những năm 1960 của một công ty Mỹ có tên là Bedford Associates phát hành một thiết bị máy tính mà họ gọi là MODICON. Là từ viết tắt Modular Digital Controller và sau đó trở thành tên của một bộ phận công ty với mục đích dành cho việc thiết kế, sản xuất, và bán các máy tính kiểm soát đặc biệt Các công ty kỹ thuật khác phát triển các phiên bản riêng của thiết bị này, và cuối cùng đã được biết đến ở không phải điều khoản độc quyền như là một PLC, hoặc Programmable Logic Controller. PLC đã trực tiếp thay thế rơ le cơ điện là yếu tố logic, thay thế thay vì một máy tính trạng thái rắn kỹ thuật số với một chương trình được lưu trữ, có thể giả lập kết nối của nhiều chuyển tiếp để thực hiện nhiệm vụ nhất định hợp lý PLC A đã được nối vào "nhiều" thiết bị đầu cuối, thông qua đó nó diễn giải hợp lý từ các cảm biến và chuyển mạch "cao" và "thấp". Nó cũng được nối với các đầu ra, qua đó kết quả đầu ra "cao" và "thấp" tín hiệu đèn sáng, Solenoids, công tắc, động cơ nhỏ, và các thiết bị khác tự nó làm nhiệm vụ bật / tắt kiểm soát. Trong một nỗ lực để làm cho chương trình PLC dễ dàng, ngôn ngữ lập trình của họ đã được thiết kế để cho giống như biểu đồ logic thang. Vì vậy, một thợ điện công nghiệp, kỹ sư điện quen với việc đọc sơ đồ thang logic sẽ cảm thấy dễ dàng lập trình PLC để thực hiện chức năng kiểm soát như nhau. PLC được chế tạo để làm trong công nghiệp, và như vậy tín hiệu đầu vào và đầu ra thường là 120 volts AC, giống như bộ điều khiển điện rơ le đã được thiết kế để thay thế. Mặc dù một số PLC có khả năng tín hiệu đầu vào và đầu ra điện thế ở cấp thấp DC của cường độ sử dụng trong các mạch cổng logic, đây là trường hợp ngoại lệ và không phải là quy luật Tín hiệu kết nối và lập trình tiêu chuẩn hơi khác nhau giữa các nhà sản xuất PLC, nhưng cũng có những cái chung nhất đủ để cho phép giới thiệu về PLC lập trình tại đây. Các minh hoạ sau đây cho thấy một PLC đơn giản, vì nó có thể xuất hiện từ một lần xem trước. Hai vit cấp kết nối tới 120 volt AC cho SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
powering mạch nội bộ của PLC, có nhãn L1 và L2. Sáu vít bên trái cung cấp kết nối đến các thiết bị đầu vào, mỗi nhà sản xuất cho đầu vào khác nhau đại diện cho một "kênh của riêng mình X" nhãn. vít thấp còn lại kết nối chung, kết nối với L2 (trung tính) của các nguồn điện 120 VAC. Bên trong của PLC, kết nối giữa các thiết bị đầu vào và các đầu ra bằng vít , thường là một thiết bị cách quang (light-emitting diode) cung cấp một điện tử bị cô lập "tín hiệu cao logic" để mạch của máy tính (ảnh-transistor diễn giải ánh sáng của đèn LED ) khi có điện 120 VAC giữa các thiết bị đầu vào, ra tương ứng và các thiết bị đầu, cuối thường áp dụng. Đèn LED trên mặt trước của PLC cho chỉ thị trực quan của một "đầu vào" SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Tín hiệu đầu ra được tạo ra bởi mạch máy tính của PLC kích hoạt một thiết bị chuyển mạch (bán dẫn, TRIAC, hoặc thậm chí một relay cơ điện), kết nối các nguồn "" thiết bị đầu, cuối bất kỳ của Y "," có ghi các thiết bị vào, ra. Nguồn thiết bị đầu, cuối tương ứng, thường được kết nối với bên L1 của nguồn điện 120 VAC. Cũng như với mỗi đầu vào, một cho thấy đèn LED trên mặt trước của PLC cho chỉ thị trực quan của một "đầu ra" Bằng cách này, các PLC có khả năng giao diện với các thiết bị bên ngoài-chẳng hạn như công tắc và Solenoids. SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Logic thực tế của hệ thống kiểm soát được thiết lập bên trong PLC bằng phương tiện của một chương trình máy tính. Chương trình này ra các đầu ra được yêu cầu theo các điều kiện đầu vào. Mặc dù chương trình chính nó dường như là một sơ đồ thang logic, với các biểu tượng chuyển đổi và chuyển tiếp, không có địa chỉ liên lạc chuyển đổi thực tế hoặc cuộn dây relay hoạt động bên trong PLC để tạo ra các mối quan hệ hợp lý giữa đầu vào và đầu ra. Bạn sẽ tưởng tượng đây là những địa chỉ liên lạc giữa công tắc và cuộn dây, Chương trình này đã nhập và xem thông qua một máy tính cá nhân kết nối với cổng lập trình của PLC Xem xét các mạch sau đây và chương trình PLC: Khi nút bấm không hoạt động (unpressed), không có nguồn được gửi đến đầu vào X1 của PLC. Sau chương trình, trong đó cho thấy tiếp điểm thường mở X1 được nối với cuộn dây Y1, không có "điện" sẽ được gửi đến các cuộn dây Y1. Vì vậy, đầu raY1 của PLC vẫn không hoạt động, và đèn báo kết nối đến nó không sáng SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Nếu nút nhấn được nhấn, thì tín hiệu sẽ được gửi đến đầu vào X1 của PLC. Bất kỳ và tất cả các tín hiệu X1 xuất hiện trong chương trình sẽ thay đổi trạng thai (không bình thường), mặc dù tiếp điểm của relay được tác động bởi cuộn dây mang tên X1. Trường hợp này tiếpđiểm thường mở X1 sẽ đóng lại cấp tín hiệu cho Y1 làm sáng ngọn đèn được kết nối với Y1 Nó phải được hiểu rằng các liên hệ với X1, Y1 cuộn dây kết nối, và nguồn xuất hiện trong các hiển thị của máy tính cá nhân đều là ảo. Nó không tồn tại như là các thành phần điện thực. Chúng tồn tại như các lệnh trong một chương trình máy tính - một phần mềm duy nhất - đó chỉ xảy ra với giống với một sơ đồ. Không kém phần quan trọng, để hiểu được rằng các máy tính cá nhân được sử dụng để hiển thị và chỉnh sửa các chương trình của PLC là không cần thiết cho hoạt động tiếp tục của PLC. Sau khi chương trình đã được nạp vào PLC từ máy SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
tính cá nhân, máy tính cá nhân có thể được cắm phít từ PLC, và PLC sẽ tiếp tục thực hiện theo các lệnh lập trình. Nó bao gồm màn hình máy tính cá nhân trong các minh họa cho lợi ích sử dụng của bạn, để có thể hiểu được điều kiện thực và chương trình Sức mạnh thực sự và tính linh hoạt của một PLC được tiết lộ khi chúng tôi muốn thay đổi hoạt động của một hệ thống kiểm soát. Kể từ PLC là một thiết bị lập trình, chúng tôi có thể làm thay đổi hoạt động theo ý mình bằng cách thay đổi các câu lệnh chúng tôi cung cấp cho nó, mà không cần phải thay đổi các cơ cấu chấp hành được nối kết với nó Ví dụ, giả sử chúng tôi muốn thực hiện chuyển đổi công tắc-và-đèn mạch chức năng đảo ngược. nhấn nút làm đèn tắt và nhả ra làm cho nó sáng. giải pháp Phần cứng sẽ yêu cầu nhấn tiếp điểm thường đóng được thay thế cho tiếp điểm thường mở tại thời điểm đó. Phần mềm là giải pháp dễ dàng hơn nhiều, chỉ cần thay đổi chương trình sao cho X1 là thường đóng đúng hơn là thường mở. Trong ví dụ minh họa dưới đây, chúng tôi thay đổi hiển thị ở nút ấn là: SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Trong minh họa tiếp theo, chuyển đổi được hiển thị: SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Một trong những ưu điểm của việc thực hiện kiểm soát tốt trong phần mềm hơn là trong phần cứng là do tín hiệu đầu vào có thể được tái sử dụng nhiều lần trong chương trình. Ví dụ, theo mạch và chương trình sau đây, thiết kế thêm các tiếp điểm, ít nhất hai trong ba tiếp điểm chuyển mạch được nhấn đồng thời SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Để xây dựng một mạch tương đương bằng cách sử dụng rơ le cơ điện, ba rơle với hai tiếp điểm thường-mở đã có thể được sử dụng, cung cấp hai tiếp điểm cho mỗi đầu vào Sử dụng một PLC, tuy nhiên, chúng tôi có thể có nhiều chương trình như địa chỉ liên hệ như chúng tôi muốn cho ngõ vào X mà không cần thêm phần cứng bổ sung, từ các đầu vào và đầu ra không tốn nhiều bộ nhớ của PLC(hoặc 0 hoặc 1) , và có thể nhớ lại nhiều lần nếu cần thiết. Hơn nữa, vì mỗi đầu ra trong PLC không chiếm nhiều trong bộ nhớ của PLC, chúng tôi có thể gán các địa chỉ liên lạc trong một chương trình PLC bởi một đầu ra (Y) trạng thái. Hãy ví dụ hệ thống này, khởi động- ngưng điều khiển mạch: SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Khi nhấn nút Start được nối với ngõ vào X1, khi nhấn nút Stop thì sẽ ngắt ngõ vào X2. Mọi liên lạc trong chương trình được đặt tên là Y1, ngõ ra sử dụng các cuộn dây như là một công tắc. vì vậy mà các contactor, motor sẽ được khởi động khi nhấn nút Start. Bạn có thể thấy tiếp điểm thường đóng X2 được đặt trong khối màu cho thấy rằng nó là tiếp điểm thường đóng Nếu ta nhấn nút Start ngõ vào X1 sẽ đổi trạng thái, như vậy X1 sẽ đóng liên tục trong chương trình. Gửi tín hiệu tới cuộn dây ngõ ra Y1 và dùng điện áp 120VAC để cấp cho cuộn dây của contactor làm động cơ hoạt động. SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Bây giờ, nếu chúng ta bắt đầu nhấn nút,tiếp điểm thường mở sẽ trở lại trạng thái thường mở, nhưng các động cơ vẫn tiếp tục chạy, vì khi đó cuộn dây Y1 điều khiển tiếp điểm Y1 làm nhiệm vụ duy trì cho ngõ ra Y1 SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Muốn dừng động cơ chúng ta phải nhấn nút Stop, lúc này X2 sẽ mở ra ngắt cuộn dây Y1 làm hở mạch. Động cơ sẽ ngừng chạy. SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Kji nút Stop được nhấn song, X2 sẽ trở về trạng thái ban đầu của nó nhưng động cơ vẫn không quay vì lúc đó cuộn dây Y1 đã bị ngắt tín hiệu từ ngõ vào. Muốn động cơ hoatk động trở lại thì phải nhấn Start. SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Một điểm quan trọng nữa ở đây là an toàn sự cố trong thiết kế hệ thống điều khiển PLC, nó đóng vai trò như các tiếp điểm Relay điều khiển hệ thống. lúc nào chúng ta cũng nên xem xét các mặt hạn chế của các thiết bị điều khiển để tìn giải pháp khắc phục. Trong ví dụ về mạch điều khiển về động cơ này chung ta thấy nó có vấn đề: nếu X2 (nút Stop) bị lỗi không mở được thì không có cách nào để dừng động cơ được. Một giải pháp cho vấn đề này là chúng ta đảo ngược tiếp điểm thường đóng X2 trong chương trình PLC với nút nhấn Stop ở ngoài. SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Khi tiếp điểm thường đóng mở ra tức là nút nhấn Stop được nhấn thì thiếp điểm thường mở X2 sẽ đóng lại, như vậy khi X2 đóng chương trình trong PCL được thực hiện. Điều này cho phép các động cơ chạy khi ngõ vào X1 được chuyển trạng thai từ thường mở sang đóng, và cho phép nó chạy cho đến khi nút Start bị nhấn. Khi nhấn nút Stop X2 sẽ chuyển trạng thái và ngắt chương trình của PLC và dừng động cơ. Vì vậy chúng ta không thấy khác gì so với thiết kế trước đó. Tuy nhiên, nếu ngõ vào X2 bị lỗi mở, ngõ vào X2 làm nhiệm vụ tương tự nư khi nhấn nút Stop. Cuối cùng kết quả là ngõ vào X2 mất thì ngay lập tức động cơ bị ngắt. Đây là thiết kế an toàn hơn so với thiết kế ở trên. ở đây nếu nút Stop không chuyển đổi thì không có khả năng ngắt động cơ Ngoài các chương trình thành phần ngõ vào X và ngõ ra Y. PLC cugn cấp các cuộn dây để liên kết giữa bên trong PLC với các thiết bị bên ngoài. Nó được sử SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
dụng nhiều giống như điều khiển Relay (CR1,CR2…) được sử dụng trong các mạch relay chuẩn cung cấp tín hiệu logic đảo khi cần thiết Làm thế nào để chứng minh một trong những ngõ vào được chuyển tiếp đươc sử dụng. hãy xem ví dụ về mạch và chương trình thiết kế mô phỏng 3 ngõ vào dùng cổng NAND. Kể từ khi chương trình thiết kế PLC, tôi gọi tiếp điểm điều khiển bên trong C1 hơn là gọi CR1 sẽ có trong mạch điều khiển relay ở mạch này: các đèn sẽ vẫn sáng như bất kì nút nhấn nào không hoạt động. Để chúng sáng ta phải tác động cả 3 công tắc như sau: SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Phần này trên bộ điều khiển logic lập trình được minh hoạ chỉ là một mẫu nhỏ của các khả năng của nó. Như máy tính, PLC có chức năng thời gian( cho tương đương với việc tạo thời gian trễ), tróng, trình tự và các chức năng khác cho độ chính xác và tin cậy hơn so với các thiết bị logic bằng cơ- điện Hầu hết các PLC hiện nay có ít nhất là 6 ngõ vào và 6 ngõ ra. Các bức ảnh sau đây giới thiệu một số mô-đun đầu vào và ra một PLC nhỏ của Allen-Bradley. SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Với mỗi mô-đun có 16 điểm của một trong hai đầu vào hoặc ra để kiểm soát và theo dõi hang chục thiết bị. PLC phù hợp với một tủ điện chiếm diện tích ít, đặc biệt lá xem xét không gian tương đương để dùng các relay điên để thực hiện chức năng tương tự SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
Một lợi thế của PLC hơn hệ thống điều khiển rơ-le là nó có thể giám sát và điều khiển từ xa qua mạng máy tính kỹ thuật số. Bởi vì PLC không khác gì hơn là một máy tính kỹ thuật số, nó có khả năng giao tiếp với máy tính khác khá dễ dàng. Các bức ảnh sau đây cho thấy một máy tính cá nhân hiển thị một hình ảnh đồ họa của cột chất lỏng (một bơm, hoặc "nâng", trạm cho một hệ thống xử lý nước thải đô thị) được điều khiển bởi một PLC. Các trạm bơm thực tế có vị trí cách xa màn hình máy tính cá nhân khoảng một dặm: SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054
SV: Nguyễn văn Bình C3CK1 nguyenbinh.yeui@yahoo.com MSSV:0721005054