B¸o c¸o tãm t¾t

NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A

NhËp d÷ liÖu tõ ngo¹i vi vµo bé ®Öm ¶o

ChuyÓn d÷ liÖu tõ bé ®Öm ¶o ra ngo¹i vi

* S¬ ®å nèi thiÕt bÞ vµo ra

Thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh

TruyÒn th«ng vµ tù kiÓm tra lçi

H×nh 2.2: S¬ ®å vßng quÐt trong PLC S7 - 200

H×nh 2.3: S¬ ®å nèi vµo ra CPU 224 kiÓu AC/DC/RELAY

2.2 Tr×nh tù thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC

1. X¸c ®Þnh quy tr×nh ®iÒu khiÓn.

2. X¸c ®Þnh tÝn hiÖu vµo ra.

3. So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh.

4. N¹p ch−¬ng tr×nh vµo bé nhí.

5. Ch¹y ch−¬ng tr×nh.

- 8 -

B¸o c¸o tãm t¾t

NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A

2.3 Khèi më réng analog EM 235

* §Æc tÝnh chung

Modul vµo/ra EM 235 lµ lo¹i modul më réng víi ®Çu vµo analog tèc ®é

cao. Nã cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®æi mét tÝn hiÖu vµo analog thµnh gi¸ trÞ sè t−¬ng

®−¬ng trong 171 μs ®èi víi CPU 212 vµ 139 μs ®èi víi tÊt c¶ c¸c CPU S7- 200

kh¸c. ViÖc chuyÓn ®æi tÝn hiÖu vµo analog ®−îc thùc hiÖn mçi khi ®Çu vµo

®−îc truy cËp bëi ch−¬ng tr×nh.

EM235

H×nh 2.4: S¬ ®å khèi vµ s¬ ®å nèi thiÕt bÞ vµo/ra Module EM235

- Sè ®Çu vµo/ra: 4 ®Çu vµo analog, 1 ®Çu ra analog.

- D¶i tÝn hiÖu: §iÖn ¸p ±10 V, Dßng ®iÖn 0 ÷ 20 mA.

- KiÓu d÷ liÖu l−ìng cùc: -32000 ÷ 32000.

§¬n cùc: 0 ÷ 32000.

- §iÖn ¸p cung cÊp: 24 V.

- §é ph©n gi¶i: Bé chuyÓn ®æi A/D 12 bits.

- 9 -

B¸o c¸o tãm t¾t

NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A

* §iÒu chØnh ®Çu vµo

B¶ng2.1: C¸c gi¸ trÞ ®Çu vµo EM235

§¬n cùc D¶i ®iÖn ¸p §é ph©n gi¶i SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6

ON OFF OFF ON OFF ON 0-50 mV 12,5 μV

OFF ON OFF ON OFF ON 0-100 mV 25 μV

ON OFF OFF OFF ON ON 0-500 mV 125 μV

OFF ON OFF OFF ON ON 0-1 V 250 μV

ON OFF OFF OFF OFF ON 0-5 V 1,25 μV

ON OFF OFF OFF OFF ON 0-20 mA 5 μA

OFF ON OFF OFF OFF ON 0-10 V 2,5 μV

L−ìng cùc D¶i ®iÖn ¸p §é ph©n gi¶i SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6

ON OFF OFF ON OFF OFF ±25 mV 12,5 μV

OFF ON OFF ON OFF OFF ±50 mV 25 μV

OFF OFF ON ON OFF OFF ±100 mV 50 μV

ON OFF OFF OFF ON OFF ±250 mV 125 μV

OFF ON OFF OFF ON OFF ±500 mV 250 μV

OFF OFF ON OFF ON OFF ±1 V

ON OFF OFF OFF OFF OFF 500 μV 1,25 mV ±2,5 V

OFF ON OFF OFF OFF OFF 2,5 mV ±5 V

OFF OFF ON OFF OFF OFF 5 mV ±10 V

2.4 KÕt nèi PLC S7- 200 víi m¸y tÝnh PC

H×nh 2.5: Sö dông c¸p PC/PPI kÕt nèi víi mét CPU S7- 200

- 10 -

B¸o c¸o tãm t¾t

NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A

Ch−¬ng 3

phÇn mÒm Step7 - Micro Win32 vµ ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn pid sè

3.1 Giíi thiÖu phÇn mÒm Step7 - Micro Win32

PhÇn mÒm Step7 - Micro Win32 cã 3 d¹ng so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh:

LAD, STL, FBD. Trong sè nµy LAD lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh b»ng ®å häa dÔ

hiÓu nhÊt. Nh÷ng thµnh phÇn c¬ b¶n cña ch−¬ng tr×nh trong LAD t−¬ng øng

víi c¸c thµnh phÇn cña b¶ng ®iÒu khiÓn b»ng r¬ le. C¸c thµnh phÇn c¬ b¶n

biÓu diÔn c¸c lÖnh logic nh− sau: tiÕp ®iÓm, cuén d©y, hép.

3.2 Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PID sè vµ ®iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao

PWM

* Ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn PID sè

- Nguyªn lý lµm viÖc cña bé ®iÒu khiÓn PID dùa vµo biÓu thøc (1.1).

Trong m¸y tÝnh sè, hµm sè ®Çu ra ë d¹ng liªn tôc ph¶i ®−îc chuyÓn t−¬ng

®−¬ng thµnh gi¸n ®o¹n theo chu kú trÝch mÉu cã d¹ng:

+

e

0U

Un = Kc.en+

+ KD.(en- en-1) (3.1)

.K I

n

n ∑ 1

CPU cña PLC tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ ®Çu ra theo m« h×nh c¶i biÕn: Un = UPn + UIn + UDn (3.2) Ph−¬ng tr×nh thµnh phÇn tØ lÖ trong CPU lµ: UPn = Kc.(Svn - Pvn) = Kc.en (3.3)

Ph−¬ng tr×nh cña thµnh phÇn tÝch ph©n:

UIn = Kc.Ts / Ti.(Svn - Pvn) + UX = Kc.Ts / Ti.en + UX (3.4) Ph−¬ng tr×nh biÓu diÔn thµnh phÇn vi ph©n: UDn = Kc.TD/TS.(Pvn-1 - Pvn) (3.5)

* §iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao PWM

Trong CPU 224 hai cæng ra Q0.0 vµ Q0.1 cã thÓ ®−îc sö dông ph¸t d·y

xung tèc ®é cao PTO (pulse train output) vµ tÝn hiÖu ®iÒu chÕ ®é réng xung

PWM (pulse with modulation). PWM lµ mét d·y xung kiÓu tuÇn hoµn, cã chu

- 11 -

B¸o c¸o tãm t¾t

NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A

kú lµ mét sè nguyªn trong kho¶ng 250μs ÷ 65553μs. NÕu ®é réng xung ®−îc

quy ®Þnh lín h¬n chu kú xung cña PWM th× d·y xung sÏ lµ mét tÝn hiÖu ®Òu

cã gi¸ trÞ logic b»ng 1, ng−îc l¹i khi quy ®Þnh ®é réng xung b»ng 0 th× d·y

xung sÏ lµ mét tÝn hiÖu ®Òu cã gi¸ trÞ logic b»ng 0.

Tx

Tx - §é réng xung T - Chu kú d·y xung

T

H×nh 3.1: D¹ng xung kiÓu PWM

* L−u ®å ®iÒu khiÓn PID sè vµ ®iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao PWM

B¾t ®Çu

§äc Pv

PID

PWM

Bé t¹o Èm

ChuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i

H×nh 3.2: L−u ®å ®iÒu khiÓn PID vµ ®iÒu chÕ PWM trªn PLC

- 12 -

B¸o c¸o tãm t¾t

NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A

* Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PID sè vµ ®iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao PWM

Ch−¬ng tr×nh chÝnh

Ch−¬ng tr×nh con

- 13 -

B¸o c¸o tãm t¾t

NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A

Ch−¬ng tr×nh ng¾t

- 14 -