Quá trình hình thành cân kính part7

Chia sẻ: Vanthi Bichtram | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

81
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sơ đồ nối thiết bị vào/ra Module EM235 Module đầu vào/ra analog EM231 RTD - Kích thước (dài x rộng x cao): 90 x 80 x 62mm - Khối lượng: 0,2kg - Công suất: 2W - 3 đầu vào analog - EM231 RTD thu nhận tín hiệu nhiệt độ dưới dạng analog dễ dàng với tính chính xác cao bằng việc sử dụng cặp nhiệt ngẫu chuẩn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Quá trình hình thành cân kính part7

§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A EM235 H×nh 3.12: S¬ ®å nèi thiÕt bÞ vµo/ra Module EM235 Module ®Çu vµo/ra analog EM231 RTD - KÝch th−íc (dµi x réng x cao): 90 x 80 x 62mm - Khèi l−îng: 0,2kg - C«ng suÊt: 2W - 3 ®Çu vµo analog - EM231 RTD thu nhËn tÝn hiÖu nhiÖt ®é d−íi d¹ng analog dÔ dµng víi tÝnh chÝnh x¸c cao b»ng viÖc sö dông cÆp nhiÖt ngÉu chuÈn. §−îc thiÕt kÕ gièng nh− nh÷ng thiÕt bÞ kh¸c cña dßng S7 - 22x, chóng ®−îc liªn kÕt víi nhau qua c¸c Bus d÷ liÖu vµ ®−îc ®Æt trªn mét gi¸ treo DIN phÝa bªn ph¶i CPU - KÕt nèi module EM231TC, EM231 RTD: Cã thÓ m¾c trùc tiÕp víi S7- 200 hoÆc cã thÓ sö dông d©y dÉn phô cã b¶o vÖ ®Ó h¹n chÕ tiÕng ån mét c¸ch tèt nhÊt. Cã thÓ m¾c thiÕt bÞ EM231 RTD víi c¶m biÕn theo 3 c¸ch: 4 d©y, 3 d©y vµ 2 d©y. C¸ch chÝnh x¸c nhÊt lµ sö dông 4 d©y, c¸ch Ýt chÝnh x¸c nhÊt lµ sö dông 2 d©y chØ ®−îc sö dông nÕu sai sè do m¾c d©y ®−îc bá qua trong c¸c øng dông. Module ®Çu vµo/ra analog EM235 - §Æc tÝnh vËt lý: - 55 - Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A KÝch th−íc (dµi x réng x cao): 90 x 80 x 62mm Khèi l−îng: 0,2kg C«ng suÊt tiªu thô: 2W Sè dÇu vµo/ra: 3 ®Çu vµo analog, 1 ®Çu ra analog - §Æc tÝnh ®Çu ra: D¶i tÝn hiÖu ra: §iÖn ¸p ±10V, dßng ®iÖn 0 ÷ 20mA KiÓu d÷ liÖu: L−ìng cùc: - 32000 ÷ 32000 vµ ®¬n cùc: 0 ÷ 32000 Thêi gian æn ®Þnh: §iÖn ¸p 100μs, dßng ®iÖn 2μs - §Æc tÝnh ®Çu vµo: D¹ng ®Çu vµo kiÓu vi ph©n §iÖn trë vµo 100MΩ §iÖn ¸p vµo cùc ®¹i: 30V Dßng ®iÖn vµo cùc ®¹i: 32mA Dßng ®iÖn nguån 5VDC, 70mA tõ khèi c¬ së Nguån cung cÊp më réng: 60mA, céng víi dßng ®iÖn ra 20mA tõ khèi c¬ së hay nguån më réng. C¸ch sö dông EM235: - §¶m b¶o nguån cung cÊp 24VDC kh«ng cã nhiÔu vµ æn ®Þnh - §iÒu chØnh Module - Sö dông d©y c¶m biÕn cµng ng¾n cµng tèt - Nèi ng¾n m¹ch nh÷ng ®Çu vµo kh«ng sö dông - Tr¸nh lµm ngËp d©y - Sö dông cïng lo¹i cho mét tuyÕn d©y ThiÕt bÞ RTD cung cÊp tÝn hiÖu vµo PLC víi nh÷ng gi÷ liÖu cho biÕt nhiÖt ®é hoÆc ®iÒu kiÖn sai sè. C¸c bit tr¹ng th¸i cho biÕt kho¶ng sai sè vµ t×nh tr¹ng kh«ng ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ/nguån cung cÊp ®ang sö dông. LEDs cho biÕt t×nh tr¹ng cña thiÕt bÞ. - 56 - Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A H×nh 3.13: S¬ ®å nèi thiÕt bÞ vµo Module EM231TC, H×nh 3.14: S¬ ®å nèi d©y c¶m biÕn RTD §Þnh cÊu h×nh cho EM231: §Ó ®Þnh cÊu h×nh cho module EM231 RTD sö dông c«ng t¾c DIP, c¸c c«ng t¾c (SW1…SW3) dïng ®Ó x¸c ®Þnh ®é lín tÝn hiÖu ®Çu vµo Analog. Nªn n¹p ®iÖn theo chu kú cho PLC hoÆc sö dông nguån nu«i 24V Trung t©m nghiªn cøu Bß vµ §ßng cá BA V× B¶ng 3.3: §Þnh cÊu h×nh cho Module EM 231 Nguån ®¬n cùc §é lín §é tÝn hiÖu vµo ph©n gi¶i SW1 SW2 SW3 0 ÷10V OFF ON 2,5mV ON 0 ÷ 5V 1,25mV ON OFF 0÷ 20mA 5μA §Þnh cÊu h×nh cho EM235: Sö dông c«ng t¾c DIP (SW1…SW6) ®Õ x¸c ®Þnh c¸c gi¶i ph¸p tÝn hiÖu vµo Analog. TÊt c¶ c¸c ®Çu vµo ®−îc ®Æt ë cïng mét ph¹m vi tÝn hiÖu ®Çu vµo Analog. - 57 - Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A B¶ng 3.4: §Þnh cÊu h×nh cho Module EM235 Nguån ®¬n cùc §é lín §é tÝn hiÖu vµo ph©n gi¶i SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 12,5μV ON OFF OFF ON OFF ON 0 - 50mV 25μV OFF ON OFF ON OFF ON 0 - 100mV 125μV ON OFF OFF OFF ON ON 0 - 500mV 250μV OFF ON OFF OFF ON ON 0 - 1V ON OFF OFF OFF OFF ON 0 - 5V 1,25 mV 5μV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 - 20mA OFF ON OFF OFF OFF ON 0 - 10V 2,5 mV H×nh3.15: Bé ®Þnh cÊu h×nh DIP cho module EM231, EM235 C¸c module EM231 & EM235 cã chi phÝ thÊp tèc ®é cao 12 bit. Chóng cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®æi ®Çu vµo analog thµnh tÝn hiÖu digital t−¬ng øng víi 149μs. Qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi tÝn hiÖu ®Çu vµo analog ®−îc thùc hiÖn mçi khi tÝn hiÖu analog ®−îc truy cËp bëi ch−¬ng tr×nh cña ng−êi sö dông. EM231 & EM235 cung cÊp tÝn hiÖu digital ch−a ®−îc xö lý (kh«ng läc hoÆc tuyÕn tÝnh ho¸) ®óng víi ®iÖn ¸p analog hay gi¸ trÞ thùc ®−îc thÓ hiÖn ë c¸c cùc ®Çu vµo cña thiÕt bÞ. V× lµ thiÕt bÞ tèc ®é cao nªn chóng cã thÓ thay ®æi nhanh chãng theo tÝn hiÖu ®Çu vµo analog. - 58 - Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A 3.3. ThiÕt bÞ nhËp - xuÊt [8] ThiÕt bÞ - xuÊt phæ biÕn ®−îc sö dông trong PLC. C¸c thiÕt bÞ nhËp ®−îc ®Ò cËp gåm c¶ Digital va Analog, ch¼ng h¹n c«ng t¾c dß t×m vÞ trÝ, c¸c c«ng t¾c Proximity, c¸c c«ng t¾c quang ®iÖn, c¸c bé m· ho¸, c¸c c«ng t¾c nhiÖt vµ ¸p suÊt, c¸c ®ång hå ®iÖn ¸p, c¸c biÕn ¸p vi sai tuyÕn tÝnh, c¸ ®ång hå biÕn d¹ng, c¸c Tranzistor nhiÖt, c¸c cÆp nhiÖt ®iÖn. C¸c thiÕt bÞ xuÊt gåm r¬le thiÕt bÞ tiÕp xóc, c¸c van Solenoid, vµ c¸c ®éng c¬. C¶m biÕn ®ãng vai trß qu¹n träng trong bÊt kú hÖ thèng ®iÒu khiÓn nµo. Nã lµ c¬ quan c¶m nhËn cña bé ®iÒu khiÓn, cung cÊp th«ng tin vÒ t×nh tr¹ng cña ®èi t−îng tíi bé ®iÒu khiÓn ®Ó bé ®iÒu khiÓn cã quyÕt ®Þnh phï hîp víi thùc tÕ. C¸c bé c¶m biÕn cung cÊp tÝn hiÖu Digital/rêi r¹c (cã - kh«ng), c¸c ngâ ra cã thÓ ®−îc kÕt nèi dÔ dµng víi cæng nhËp cña PLC. Bé c¶m biÕn lµ thiÕt bÞ biÕn ®æi ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn cÇn ®o thµnh ®¹i l−îng ®iÖn tû lÖ víi nã. BÊt kú bé c¶m biÕn nµo ®Òu cã tÝn hiÖu vµo lµ mét hµm liªn tôc cã tÝn hiÖu vµo X, Y = F(x). Trong thùc tÕ ®Ó cã ®−îc ®Æc tÝnh Êy ng−êi ta ph¶i lµm thùc nghiÖn ®Ó t×m ra mçi quan hÖ gi÷a X vµ Y. Mçi quan hÖ nµy lµ phi tuyÕn, nh−ng ®Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c cho thiÕt bÞ ®o c¸c nhµ s¶n xuÊt ®· ®−a ra nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Ó phÇn nµo lµm gi¶m c¸c sai sè ®ã. Chóng ta cÇn l−u ý r»ng trong thùc tÕ tÝn hiÖu ra cña bé c¶m biÕn kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo X mµ cßn phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn bªn ngoµi Z khi ®ã hµm phi tuyÕn trë thµnh Y = F(x,z). §Æc tÝnh cña bé c¶m biÕn - Ph¶i xÐt ®Õn kh¶ n¨ng thay thÕ cho c¸c bé c¶m biÕn. NghÜa lµ c¶m biÕn cïng lo¹i cã cïng ®Æc tÝnh nh− nhau, nh− thÕ míi cã kh¶ n¨ng thay thÕ khi bÞ h− háng vµ kh«ng m¾c ph¶i sai sè. - C¶m biÕn ph¶i cã ®Æc tÝnh ®¬n trÞ, nghÜa lµ víi hµm Y = F(x), øng víi mét gi¸ trÞ X th× cã mét gi¸ trÞ Y t−¬ng øng. §−¬ng cong bé c¶m biÕn ph¶i æn ®Þnh nghÜa lµ kh«ng thay ®æi theo thêi gian. - 59 - Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A - TÝn hiÖu ra cña bé c¶m biÕn th−êng rÊt nhá, vµ vËy ®Ó tiÖn cho viÖc ghÐp nèi dông cô ®o, hÖ thèng ®o… tÝn hiÖu ra th−êng ph¶i ®−îc chuÈn ho¸. - §Æc tÝnh quan träng cña bé c¶m biÕn lµ sai sè. Sai sè cña bé c¶m biÕn gåm hai thµnh phÇn: + Sai sè c¬ b¶n: lµ sai sè g©y ra do nguyªn t¾c c¶m biÕn, tõ kh«ng hoµn thiÖn cÊu tróc vµ yÕu kÐm cña c«ng nghÖ chÕ t¹o. + Sai sè phô: lµ sai sè g©y ra do sai sè bªn ngoµi kh¸c víi ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn. VÝ dô nh− nhiÖt ®é m«i tr−êng thay ®æi sÏ g©y ra sai sè cña c¶m biÕn ®iÖn c¶m . VËy ®Ó n©ng cao ®é tin cËy cña c¶m biÕn chóng ta cÇn hiÖu chØnh vµ thay ®æi c¸c th«ng sè sao cho phï hîp víi thùc tÕ. - §é nh¹y cña c¶m biÕn còng lµ mét c«ng cô quan träng. Nã cã t¸c dông quyÕt ®Þnh ®Õn cÊu tróc cña m¹ch, ®Ó ®¶m b¶o cho phÐp ®o ®é nh¹y cña nh÷ng biÕn ®éng nhá cña ®¹i l−îng ®o. - §Æc tÝnh ®éng cña c¶m biÕn: Khi ®¹i l−îng ®o t¸c ®éng vµo bé c¶m biÕn th−êng xuÊt hiÖn qu¸ ®é. Qu¸ tr×nh nµy cã thÓ nhanh hay chËm phô thuéc vµo lo¹i c¶m biÕn. §Æc tÝnh nµy lµ ®é t¸c ®éng nhanh, nÕu ®é t¸c ®éng nhanh chËm tøc lµ ph¶n øng cña tÝn hiÖu ra trÔ so víi sù thay ®æi cña tÝn hiÖu vµo. V× vËy, khi lùa chän c¶m biÕn ta ph¶i l−u ý ®Õn ®é t¸c ®éng nhanh cña nã sao cho phï hîp víi sù thay ®æi víi c¸c yªu cÇu kü thuËt cña bµi to¸n ®Æt ra. nÕu kh«ng gi¶i quyÕt ®−îc th× ph¶i cã sù tÝnh to¸n ®Ó bï l¹i nh÷ng ¶nh h−ëng do sù chªnh lÖch ®ã g©y ra. - Sù t¸c ®éng ng−îc l¹i cña c¶m biÕn lªn ®¹i l−îng ®o vµ tiÕp ®Õn g©y ra sù thay ®æi tÝn hiÖu ë ®Çu ra cña c¶m biÕn. V× vËy khi l¾p ®Æt c¶m biÕn ph¶i tÝnh ®Õn ®iÒu nµy. - KÝch th−íc cña c¶m biÕn cµng nhá cµng tèt cã nh− vËy míi ®−a c¶m biÕn vµo ®−îc nh÷ng n¬i chËt hÑp ®Ó ®¶m ®−¬ng ®−îc nh÷ng c«ng viÖc mµ con ng−êi kh«ng thÓ thùc hiÖn ®−îc, h¬n thÕ víi kÝch th−íc nhá ®é chÝnh x¸c cµng tèt. - 60 - Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ngµy nay kü thuËt c¶m biÕn ph¸t triÓn rÊt m¹nh cã rÊt nhiÒu c¶m biÕn ®−îc s¶n xuÊt ra. §Ó s¶n xuÊt ra ®−îc c¶m biÕn ph¶i cã mét tr×nh ®é cao, nã lµ sù kÕt hîp gi÷a khoa häc vËt lý, ®iÖn tö, ho¸ häc vµ vËt liÖu… Tãm l¹i trong mét hÖ thèng tù ®éng ho¸, phÇn tö c¶m biÕn ®ãng vai trß quan träng nã lµ tai m¾t c¶m nhËn sù thay ®æi cña ®èi t−îng. Nhê ®ã mµ thùc hiÖn qu¸ tr×nh tù ®éng ®iÒu khiÓn c¸c th«ng sè theo yªu cÇu cña c«ng nghÖ. 3.3.1. C¶m biÕn nhiÖt ®é [9] Tõ xa x−a con ng−êi ®· nhËn thøc ®−îc hiÖn t−îng nhiÖt ®é vµ ®¸nh gi¸ c−êng ®é cña nã b»ng c¸ch ®o nhiÖt ®é, trong nhiÒu lÜnh vùc s¶n xuÊt c«ng nghiÖp hiÖn nay, nhÊt lµ ngµnh c«ng nghiÖp nhiÖt luyÖn, chÕ biÕn thùc phÈm… VÊn ®Ò ®o vµ khèng chÕ nhiÖt ®é ®−îc ®Æc biÖt chó träng v× nã lµ yÕu tè quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm. Víi môc ®Ých thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn trong ®ã cã sö dông hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é lß nung thuû tinh, chóng t«i tiÕn hµnh t×m hiÓu vµ thiÕt kÕ c¶m biÕn ®o nhiÖt ®é. - §èi t−îng cÇn ®o: NhiÖt ®é lß nung thuû tinh - NhiÖm vô cña c¶m biÕn: §o vµ khèng chÕ nhiÖt ®é trong mét kho¶ng x¸c ®Þnh - C¶m biÕn nhiÖt sö dông ghÐp nèi víi PLC S7 – 200 NhiÖt ®é C¶m biÕn PLC C¬ cÊu M¹ch chÊp hµnh ®éng lùc H×nh 3.16: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng thiÕt kÕ Ho¹t ®éng cña hÖ thèng: §èi t−îng nhiÖt ®é cña lß nung thuû tinh ®−îc thu nhËn qua c¶m biÕn nhiÖt ®é chuyÓn ®æi thµnh tÝn hiÖu ®iÖn lµ tÝn hiÖu Analog vµ ®−îc ®−a tíi cæng nhËp cña PLC. T¹i ®©y tÝn hiÖu ®−îc ®äc vµo vµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn, t¸c ®éng lªn ®èi t−îng th«ng qua m¹ch ®iÒu khiÓn vµ c¬ cÊu chÊp hµnh. - 61 - Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A B¶ng 3.5: B¶ng tr¹ng th¸i cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é C¬ cÊu chÊp hµnh Tr¹ng th¸i ®èi t−îng nhiÖt ®é Lo¹i Tr¹ng th¸i Nguån nhiÖt T¾t Tr¹ng th¸i ban ®Çu cña hÖ thèng Nguån m¸t T¾t Nguån nhiÖt Më TO < = 1100 ± 50C Nguån m¸t T¾t Nguån nhiÖt Më TO >= 1100 ± 5OC Nguån m¸t T¾t C¶m biÕn LM335 lµ linh kiÖn ®Ó giao tiÕp gi÷a nhiÖt ®é phßng va PLC. Lµ c¶m biÕn nhiÖt ®é lo¹i ®ièt. Sau ®©y lµ th«ng sè kü thuËt cña LM335: - §Þnh thang trùc tiÕp theo ®é Kevil, víi ®é chÝnh x¸c 1oC - §iÖn ¸p nguån nu«i 5V - 18V - D¶i lµm viÖc ë chÕ ®é liªn tôc lµ -40oC - 100oC vµ ë chÕ ®é kh«ng liªn tôc lµ 100oC - 125oC. +5VDC 1.82K Vo LM335/TO92 10K H×nh3.17: S¬ ®å nguyªn lý LM335 5 − 2,98 T¹i 25oC, IR = 1mA th× Vo = 2,98V ta cã: = 1mA R = 2,02k, R chän R = 2k Khèi biÕn ®æi chuÈn ho¸ dïng khuyÕch ®¹i thuËt to¸n LM358 Ta chän kho¶ng lµm viÖc tõ 20oC ®Õn 50oC. §Æt møc 0V t¹i 20oC b»ng c¸ch ®Æt vµo ®Çu trõ cña LM 358 mét ®iÖn ¸p V1 = (273 + 20).10mV = 2,93V (víi 20 ë ®©y lµ 20oC ph¶i chuyÓn sang ®é Kevil vµ nh©n víi hÖ sè 10mV/K). M¹ch - 62 - Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A R 2 100 khuyÕch ®¹i thuËt to¸n trªn cã hÖ sè khuyÕch ®¹i K = = = 10 lÇn. Nh− 10 R1 vËy tÝn hiÖu vµo t−¬ng tù t−¬ng øng víi kho¶ng nhiÖt ®é tõ 20oC – 50oC th× t−¬ng øng víi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p tõ 0V ®Õn 3V. M¹ch lÆp: M¹ch lÆp cã t¸c dông chuÈn ho¸, phèi hîp trë kh¸ng gi÷a ®Çu ra vµ ®Çu vµo. Víi ®iÖn ¸p ®µu ra vµ ®Çu vµo lu«n b»ng nhau, chØ kh¸c ë chç trë kh¸ng vµo lín trë kh¸ng ra rÊt nhá. Tãm l¹i m¹ch lÆp cã t¸c dông æn ®Þnh (chuÈn ho¸ vµ phèi hîp trë kh¸ng). V2 +5VDC R2 8 R1 5+ B2 7 6- Vo=R2/R1(V2-V1) R1 4 R2 V1 H×nh3.18: Khèi biÕn ®æi chuÈn ho¸ H×nh3.19: S¬ ®å nguyªn lý LM358 S¬ ®å m¹ch ®iÖn nguyªn lý: H×nh3.20: S¬ ®å m¹ch nguyªn lý c¶m biÕn nhiÖt - 63 - Tr−êng §HNNI - Hµ Néi Khoa C¬ - §iÖn