chương 3 - các thiết bị và phần mềm sử dụng

Chương III: Thiết Bị Và Phần Mềm Sử Dụng

Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 8

CHƢƠNG III:

THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM SỬ DỤNG

3.1.Thiết bị điều khiển

3.1.1.PLC CompactLogix 1769-L32E

CompactLogix 1769 – L32E là một sản phẩm trong dòng sản phẩm 1769 – L3x của

hãng Allen Bradley, cung cấp một giải pháp Logix cho các ứng dụng từ nhỏ đến trung bình.

Thôn thường những ứng dụng này yêu cầu hạn chế số lượng I/O và khả năng giao tiếp, các

Module được gắn tiếp theo bên phải, Module gắn vào đầu tiên có tên là Local 1 và tăng dần

lên.

CompactLogix 1769 – L32E cung cấp bộ điều khiển tích hợp cổng giao tiếp Ethernet

IP, RS 232, module 1769 SDN DeviceNet dùng để giao tiếp với mạng DeviceNet, module I/O

Digital, Analog.

Hình 3.1: Cấu trúc một bộ CompactLogix 1769 – L32E

1. 1769-L32E Controller (Compact Bus).

2. Source.

3. DeviceNet (Local 1).

4. 1769-IQ32 Sinking/Sourcing 24VDC Input (Local 2).

5. 1769-OB32 Current Sourcing 24VDC Output (Local 3).

6. 1769-IF4 Analog Input (Local 4).

7. 1769-OF2 Analog Output (Local 5).

Module 1769 – IQ32 Sinking/Sourcing 24VDC Input

www.dienvietnam.vn



Hình 3.2: Module 1769 – IQ32 Sinking/Sourcing Input

Các thông số:

Điện áp nhỏ nhất: 10V, điện áp lớn nhất: 30V.

Số lượng ngõ vào: 32, thời gian chuyển trạng thái ON/OFF: 8ms.

Giá trị dòng điện: 1,5mA khi ở trạng thái OFF và 2mA ở trạng thái ON.

Module 1769 – OB32 Current Sourcing 24VDC Output

Hình 3.3: Module 1769-OB32 Current Sourcing Output.

www.dienvietnam.vn



Các thông số:

Số lượng ngõ ra: 32.

Điện áp ngõ ra: nhỏ nhất: 20,4 VDC, lớn nhất: 26,4 VDC.

Dòng điện ngõ ra: nhỏ nhất 1mA, lớn nhất 1A.

Thời gian chuyển trạng thái từ OFF sang ON: 0,1ms; ON sang OFF 1ms.

Modele 1769 – IF4 Analog Input

Hình 3.4: Module 1769 –IF4 Analog Input.

Các thông số:

Số ngõ vào: 4 tín hiệu điện áp, 4 tín hiệu dòng điện.

Có 4 kênh lựa chọn mức điện áp: -10 ÷ 10VDC, 0 ÷ 10 VDC, 0 ÷ 5 VDC,

1 ÷ 5 VDC. Giá trị dòng điện tại 5V là 105mA.

Có 2 kênh lựa chọn mức dòng điện: 0 ÷ 20 mA, 4 ÷ 20mA.

Modele 1769 – 0F2 Analog Output

www.dienvietnam.vn



Hình 3.5: Module 1769 –OF2 Analog Output.

Các thông số:

Số lượng ngõ ra: 2 ngõ ra điện áp, 2 ngõ ra dòng điện.

Có 4 kênh lựa chọn mức điện áp: -10 ÷ 10 VDC, 0 ÷ 10 VDC, 0 ÷ 5 VDC,

1 ÷ 5 VDC. Giá trị dòng điện tại 5V là 120mA.

Có 2 kênh lựa chọn mức dòng điện: 0 ÷ 20 mA, 4 ÷ 20 mA.

3.2. Phần mềm lập trình

3.2.1- Phần mềm lập trình RsLogix 5000

RsLogix 5000 Enterprise Series được thiết kế để

làm việc với các nền tảng bộ điều khiển Logix 5000. Đây

là phần mềm nhỏ gọn tuân thủ theo tiêu chuẩn IEC

61131-3 với phương pháp lập trình dạng bậc thang

(ladder), văn bản có cấu trúc (structured text), sơ đồ khối

chức năng (function block diagram) và trình bày chức

năng một cách tuần tự để phát triển trong các chương

trình ứng dụng.

www.dienvietnam.vn



Hình 3.6: Giao diện phần mềm RsLogix 5000 Enterprise

Một số tập lệnh trong RSLogix 5000.

Nhóm lệnh về bit: tiếp điểm thường đóng, thường hở, cuộn dây, set, reset, xung cạnh

lên, cạnh xuống…

Nhóm lệnh về Timer/Counter: TON, TOFF, CTU, CTD…

Nhóm lệnh so sánh:

Nhóm lệnh các phép toán logic:

Nhóm lệnh toán học:

www.dienvietnam.vn



3.2.2- Phần mềm liên kết RsLinx

RsLinx là phần mềm do hãng Allen Bradley phát triển để

giao tiếp với các thiết bị mà hãng sản xuất thông qua các phần

mềm như: RsLogixTM

5/500/5000, RsView 32, Factory Talk…,

ngoài ra phần mềm này còn dùng để giao tiếp với các phần mềm

của hãng thứ ba. RsLinx Classic có thể hỗ trợ nhiều ứng dụng

đồng thời, giao tiếp đến một loạt các thiết bị trên các mạng khác

nhau.

Vì đây là phần mềm hỗ trợ kết nối nên có giao diện tương đối đơn giản, khi click vào

biểu tượng RSWho thì một giao diện có dạng 2 cửa sổ mở ra. Ở khung bên trái hiển thị hệ

thống phân cấp của mạng lưới, ở khung bên phải hiển thị biểu tượng của thiết bị cùng với tình

trạng của thiết bị.

Hình 3.7: Giao diện RsLinx Classic

Menu bar

Tập hợp hầu hết các tính năng của phần mềm RsLinx:

www.dienvietnam.vn



Bảng 3.1: Menu bar của RsLinx

Tool bar

Truy cập nhanh đến các chức năng, bao gồm các biểu tượng cơ bản sau:

www.dienvietnam.vn



Bảng 3.2: Tool bar của RsLinx

3.2.3- Phần mềm OPC Kepserver

3.2.3.1. OPC

3.2.3.1.1. Tại sao cần đến OPC

Ngày nay, các thiết bị tự động hóa hết sức đa dạng và phong phú phù hợp với từng yêu

cầu của việc sản xuất. Chính từ đó trong một hệ thống SCADA có thể tồn tại nhiều thiết bị

của các nhà sản xuất khác nhau.

Nhưng các nhà sản xuất lại thường có một phần mềm SCADA của riêng mình, cũng

như thiết bị chỉ giao tiếp với chính phần mềm SCADA của nhà sản xuất.

www.dienvietnam.vn



Từ đó có các vấn đề được đặc ra:

Tương tác giữa các thiết bị tự động hóa của nhiều nhà sản xuất khác nhau.

Kết nối giữa các ứng dụng cơ sở với các ứng dụng SCADA, HMI, hệ thống

điều hành MES.

Vì vậy việc sử dụng một chuẩn giao diện trở thành điều kiện tiên quyết. Tiêu

biểu là chuẩn OPC : OLE (Object Linking and Embedding) for Process Control.

3.2.3.1.2. Giới thiệu về OPC và các ƣu điểm

OPC (OLE for Process Control) là một chuẩn giao diện dựa trên mô hình đối

tượng thành phần (D)COM của hãng Microsoft.

Cho phép các ứng dụng khai thác, truy nhập dữ liệu theo một cách đơn giản,

thống nhất, đạt độ linh hoạt và hiệu suất cao.

Hỗ trợ truy nhập dữ liệu theo cơ chế hỏi tuần tự (polling) hoặc theo sự kiện

(event - driven).

Được tối ưu cho việc sử dụng trong mạng công nghiệp.

Kiến trúc không phụ thuộc vào nhà cung cấp thiết bị.

Sử dụng được từ hầu hết các công cụ phần mềm SCADA thông dụng, hoặc

bằng một ngôn ngữ lập trình bậc cao (C++, Visual Basic, Delphi,...).

3.2.3.1.3. Các thành phần của OPC

Một giao thức OPC gồm 2 thành phần chính là: OPC Server (OPC quản lý) và OPC

Client (OPC trạm).

OPC Server:

OPC Server đóng vai trò cốt lõi, đó là một chương trình phần mềm phục vụ,

đảm nhiệm vai trò giao tiếp trực tiếp với các thiết bị.

Một OPC Server chứa các mục dữ liệu (OPC Items) được tổ chức thành các

nhóm (OPC Group). Thông thường một OPC Server sẽ đại diện cho một thiết bị

thu thập dữ liệu như PLC, RTU, I/O hoặc một cấu hình mạng truyền thông. Các

OPC Item sẽ đại diện cho các biến quá trình, các tham số điều khiển.

3.2.3.2. Phần mềm kepserver

Một phần mềm OPC Server phổ biến hiện nay là KEPServerEx của hãng phần

mềm Kepware. Với ưu điểm là phạm vi ứng dụng rộng rãi. Hỗ trợ đến hơn 160 thiết bị

tự động hóa của các nhà sản xuất. Xây dựng ứng dụng nhanh, đơn giản và mạnh mẽ.

Để xây dựng một kết nối với thiết bị phần cứng, ta cần xây dựng một kênh kết nối,

chọn thiết bị tương ứng muốn kết nối. Tùy vào thiết bị được chọn khi đó sẽ có các

kiểu dữ liệu liên kết khác nhau như: các biến I/O, các vùng nhớ …

Trong đồ án, nhóm thực hiện sử dụng phần mềm KEPServerEX 4.0 để làm OPC

Server. Phần mềm Intouch đóng vai trò OPC Client.

www.dienvietnam.vn



3.2.4- Phần mềm giám sát và điều khiển Intouch

Intouch là phần mềm thiết kế các ứng dụng giao diện người và máy (HMI) trong môi

trường Windows. Intouch có 3 thành phần chính là: Intouch Application Manager, Window

Maker và Window Viewer.

Intouch Application Manager

Intouch Application Manager tạo các ứng dụng mới, mở các ứng dụng đã tạo trong cả

Window Maker hay Window Viewer, xóa các ứng dụng và chạy các chương trình tiện ích

Intouch DBDump và DBLoad Tagname Dictionary.

Hình 3.8: Giao diện chương trình

WindowMaker

WindowMaker là môi trường phát triển các ứng dụng của Intouch. Đây là nơi người

dùng thiết kế giao diện mong muốn, liên kết các hình ảnh trong ứng dụng với các thiết bị

ngoại vi và các phần mềm ứng dụng khác.

WindowViewer

Là môi trường chạy các ứng dụng mà người dùng tạo ra trong WindowMaker. Khi

chạy chương trình này người sử dụng có thể điều khiển và giám sát các thiết bị, dây chuyền

sản xuất mà người trước đó đã thiết kế và kết nối giao tiếp thiết bị.

3.2.5- Phần mềm xử lý mờ FuzzyDesigner

Fuzzydesigner là phần mềm xử lý mờ dùng cho PLC logix5000. Phần mềm cho phép

người thiết kế tạo ra một khối xử lý mờ do mình tự thiết kế và khố xử lý mờ này có thể giao

tiếp được với phần mềm Rslogix5000 tạo ra một chương trình điều khiển mờ cho PLC.

Các phần chính của chương trình:

www.dienvietnam.vn



Hình 3.9: Giao diện chính chương trình FuzzyDesigner

Cũng giống như những chương trình thiết kế mờ khác Fuzzydesigner bao gồm các thành

phần cơ bản sau để người thiết kế tạo ra một bộ mờ hoàn chỉnh:

Ngõ vào của đối tượng cần điểu chình mờ

Các quy luật mờ cua ngõ vào

Khâu mờ hóa và giải mờ

Các quy luật ngõ ra

Các quy luật hợp thành hệ mờ

Hình 3.10: Giao diện thiết kế luật ngõ vào

www.dienvietnam.vn



Hình 3.11: Giao diện thiết kế luật ngõ ra

Hình 3.12: Giao diện lựa chọn các nguyên tắc hợp thành của ngõ vào ra

www.dienvietnam.vn



Hình 3.13: Giao diện quá trình mô phỏng kết quả huấn luyện

3.3. Thiết bị chấp hành

3.3.1 - Cảm biến PSA – 01

PSA – 01 là một cảm biến áp suất dương, dùng để đo áp suất chất khí với các thông

số cơ bản:

Tầm đo: 0 ÷ 1 Bar (0 ÷100Kpa).

Điện áp nguồn cung cấp: 12 - 24 VDC

Điện áp ngõ ra analog: 1 ÷ 5 VDC.

Hình 3.14: Cảm biến áp suất PSA – 01

www.dienvietnam.vn



Ý nghĩa các dây tín hiệu của cảm biến:

Hình 3.15: Sơ đồ nối dây cảm biến

Brown: Nguồn cung cấp 24 VDC.

White: Ngõ ra số (ON/OFF).

Black : Ngõ ra số (ON/OFF).

Orange: Ngõ ra tương tự (tuyến tính 1 ÷ 5 VDC).

Blue: Nối mass 0V.

3.3.2- BIẾN TẦN PANASONIC VF0

VF0 200V – 0,4KW là một biến tần công suất nhỏ của hãng Panasonic, thường được

ứng dụng cho việc điều khiển tốc độ đơn giản như băng tải nhỏ, động cơ, bơm tốc độ thấp…

Hình 3.16: Biến tần VFO

www.dienvietnam.vn



Các thông số:

Điện áp ngõ vào: 1 pha 220V.

Điện áp ngõ ra: 3 pha 220V.

Đặc điểm:

Kích thước tiết kiệm không gian

Chức năng cho các ứng dụng thực tế

Dễ dàng thiết lập thông số và vận hành điều khiển

Điều khiển theo tốc độ đặt trước

Tích hợp ngõ vào xung điều khiển (PWM)

3.3.2.1 – Chức năng các nút nhấn giao diện BOP

Bảng các phím chức năng

Tên Hình Chức năng

Màn hình hiển thị Hiển thị tần số, dòng, tốc độ, lỗi, dữ liệu cài đặt chức

năng và các tham số (gồm 3 led 7 đoạn).

Phím khởi động Phím điều khiển chạy tại chỗ.

Phím dừng Phím dừng tại chỗ.

Phím chọn chế độ Dùng để thay đổi “tần số ngõ ra, hiển thị dòng”, “cài

đặt tần số”, “cài đặt chiều quay” và “cài đặt chức

năng”.

Phím điểu chỉnh

chương trình

Dùng để thay đổi màn hình hiển thị giữa tham số và

dữ liệu màn hình, và lưu dữ liệu.

Phím tăng Dùng để tăng giá trị cài đặt các thông số, số lượng

thông số.

Phím giảm Dùng để giảm giá trị cài đặt thông số, số lượng thông

số.

Biến trở Núm điều chỉnh tần số (0 ÷ 50 Hz).

Bảng 3.3: Các phím chức năng của POP

3.3.2.2 – Sơ đồ đấu dây

Ngoài chế độ điều khiển trực tiếp thông qua giao diện BOP, VF0 còn được điều khiển

thông qua các thiết bị điều khiển lập trình nhờ việc kết nối các tín hiệu phù hợp.

www.dienvietnam.vn



Hình 3.17: Sơ đồ nối dây biến tần VF0

Lưu ý:

Biến trở ≥ 10kΩ, 0,25W.

Relay Output: 0,5A, 250VAC.

Transistor Output: 50mA, 50VAC.

Chức năng các ngõ điều khiển:

Chân kết nối Chức năng

1 Kết nối biến trở

2 Ngõ vào analog

3 COM chung (cho 1,2,4 đến 9)

4 Ngõ ra đa chức năng (0 – 5 V, PWM)

5 Start/ Stop

6 Chạy thuận/ nghịch

7 Ngõ vào điều khiển đa chức năng (SW1)


Chọn chế độ cho ngõ vào


10 Ngõ vào Transistor (C)

11 Ngõ vào Transistor (E)

A Ngõ ra Relay (NO)

B Ngõ ra Relay (NC)

C Ngõ ra Relay (COM)

Bảng 3.4: Chức năng các ngõ điều khiển

www.dienvietnam.vn



3.3.2.3. Các thao tác cơ bản

www.dienvietnam.vn



3.3.2.4 – Một vài thông số cài đặt cơ bản cho biến tần

Thời gian tăng tốc 1st (Tham số P01)

Cài đặt thời gian tăng tốc của tần số ngõ ra từ 0,5Hz đến Maximum

Dãy dữ liệu cài đặt (giây). 0.1 to 999

Đơn vị điều chỉnh (giây). 0.1 (0.1 to 100) 1 (100 to 999)

Thời gian giảm tốc 1st (Tham số P02)

Cài đặt thời gian giảm tốc của tần số ngõ ra từ maximum đến 0.5Hz

Dãy dữ liệu cài đặt (giây). 0.1 to 999

Đơn vị điều chỉnh (giây). 0.1 (0.1 to 100) 1 (100 to 999)

Dãy tần số hoạt động (Tham số P03)

www.dienvietnam.vn



Điều khiển trong/ngoài (Tham số P08)

Tần số điều khiển trong/ngoài (Tham số P09)

Dùng để chọn tín hiệu điều khiển tần số trong hoặc ngoài biến tần.

www.dienvietnam.vn



Khóa chức năng chạy nghịch (Tham số P10)

Dùng để ngăn cản sự chạy nghịch khi motor chỉ chạy thuận

Chọn chế độ dừng (Tham số P11)

Dùng để chọn chế độ dừng có độ dốc hoặc dừng tức thời khi dừng biến tần.

Cài đặt tần số ngõ ra maximum (Tham số P15)

Dãy dữ liệu cài đặt (Hz). 50.0 đến 250

Cài đặt tần số ngõ ra chuẩn ( tham số P15)

Dãy dữ liệu cài đặt (Hz). 45.0 đến 250

3.4 - BƠM 3 PHA 1DK – 16C

Mô hình sử dụng hai bơm 1DK – 16C với các

thông số chính:

Điện áp ngõ vào: 220 ÷ 240 VAC.

Tần số max: 50 Hz.

Công suất: 0,37 Kw.

Hình 3.18: Bơm 3 pha

www.dienvietnam.vn

chương 3 - các thiết bị và phần mềm sử dụng

Documents