Đồ án Giám sát và điều khiển tháp điều hòa nhiệt độ trong hệ thống xử lý nước thải (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Giám sát và điều khiển tháp điều hòa nhiệt độ trong hệ thống xử lý nước thải (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THÁP ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. TẠ VĂN PHƯƠNG SVTH: NGUYỄN HẢI TRIỀU MSSV: 11241023 SVTH: NGUYỄN BÁ TUẤN MSSV: 11241028 S K L 0 0 4 5 5 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2017
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THÁP ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Tạ Văn Phương SVTH: Nguyễn Hải Triều MSSV: 11241023 SVTH: Nguyễn Bá Tuấn MSSV: 11241028 Tp. Hồ Chí Minh - 1/2017
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THÁP ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Tạ Văn Phương SVTH: Nguyễn Hải Triều MSSV: 11241023 SVTH: Nguyễn Bá Tuấn MSSV: 11241028 Tp. Hồ Chí Minh - 1/2017
4. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày 9 tháng 1 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Hải Triều MSSV: 11241023 Nguyễn Bá Tuấn MSSV: 11241028 Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông Mã ngành: 01 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2011 Lớp: 112410 I. TÊN ĐỀ TÀI: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THÁP ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI II. NHIỆM VỤ 1. Mục đích của đề tài: Thiết kế và thi công tháp điều hòa nhiệt độ ổn định được nhiệt độ nước thải theo yêu cầu, điều khiển và giám sát trên màn hình HMI, tiết kiệm năng lượng. 2. Nội dung thực hiện: Đặt ra yêu cầu cho hệ thống. Lựa chọn phương án thực hiên. Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển. Thi công mô hình. Viết chương trình điều khiển. Chạy thử, kiểm tra, hiệu chỉnh. Viết báo cáo. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/10/2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 6/01/2017 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S Tạ Văn Phương CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Th.S Tạ Văn Phương TS. Nguyễn Thanh Hải i
5. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày 9 tháng 1 năm 2017 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Hải Triều Lớp: 112410A MSSV: 11241023 Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Bá Tuấn Lớp: 112410A MSSV: 11241028 Tên đề tài: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THÁP ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD Tuần 6 Nhận đề tài Tìm tài liệu liên quan đưa ra hướng thực hiện đề Tuần 7-8 tài, thiết kế sơ đồ khối Tuần 9-10 Thiết kế sơ đồ nguyên lý Tuần 11-12 Viết chương trình giao tiếp với cảm biến nhiệt độ Tuần 13-15 Thiết kế hệ thống điều khiển 10/12/2016 Viết báo cáo nộp lần 1 11/12/2016 – Thi công mô hình 20/12/2016 21/12/2016 – Lắp đặt hệ thống, chạy thử, hiệu chỉnh 31/12/2016 1/1/2017 – Kiểm tra chỉnh sửa lần cuối, hoàn thiện hệ thống 5/1/2017 tháp giải nhiệt 6/1/2017- Viết báo cáo hoàn tất. 9/1/2017 GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) Th. S Tạ Văn Phương ii
6. LỜI CẢM ƠN Đầu tiên nhóm em xin cảm ơn chân thành đến đến tất cả các quý thầy cô giáo tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã giảng dạy và cung cấp những kiến thức cho nhóm em thực hiện đề tài này. Trong quá trình thực hiện đồ án nhóm em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình từ các quý Thầy Cô trong khoa Điện – Điện Tử và các bạn cùng thực hiện đồ án tại tại phong thực hành. Nhờ sự giúp đỡ đó mà nhóm em đã hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình. Nhóm em xin gủi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn Th.S Tạ Văn Phương, người đã trực tiếp hướng dẫn và hỗ trợ nhóm em thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp. Nhóm em cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn lớp 112410 đã chia sẻ trao đôi kiến thức cũng như những kinh ngiệm quý báu trong thời gian thực hiện đề tài. Cảm ơn đến cha mẹ, những người thân đã góp ý kiến, giúp đỡ và động viên nhóm em thực hiện đề tài này. Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực hiện đề tài Nguyễn Hải Triều Nguyễn Bá Tuấn iv
7. MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp i Lịch trình thực hiện đồ án tốt nghiệp ii Lời cam đoan iii Lời cảm ơn iv Mục lục v Liệt kê hình viii Liệt kê bảng x Tóm tắt xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.2 MỤC TIÊU 1 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1 1.4 GIỚI HẠN 2 1.5 BỐ CỤC 2 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3 2.1 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG THÁP GIẢI NHIỆT 3 2.1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHIỆT 3 2.1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA THÁP GIẢI NHIỆT 3 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 4 2.2.1 PLC S7 - 1200 5 2.2.1.1 PHÂN LOẠI 5 2.2.1.2 CẤU TRÚC BÊN TRONG 5 2.2.1.3 SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY PLC 6 v
8. 2.2.2 MODULE MỞ RỘNG 7 2.2.3 BIẾN TẦN 9 2.2.4 HMI 11 2.2.5 TRANSMITER T120 11 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 12 3.1 GIỚI THIỆU 12 3.2 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG 12 3.2.1 SƠ ĐỒ KHỐI 12 3.2.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 16 3.2.2.1 SƠ ĐỒ KẾT NỐI 16 3.2.2.2 THI CÔNG TỦ ĐIỀU KHIỂN 17 3.2.2.3 THI CÔNG MÔ HÌNH 18 CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 20 4.1 YÊU CẦU HỆ THỐNG 20 4.2 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 20 4.3 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CHO PLC VÀ HMI 22 4.3.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM LẬP TRÌNH 22 4.3.2 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 22 4.4 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH HỆ THỐNG 22 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 24 5.1 KẾT QUẢ 24 5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 26 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 27 6.1 KẾT LUẬN 27 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 28 vi
9. TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 PHỤ LỤC 30 vii
10. LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của tháp giải nhiệt 3 Hình 2.2: Cấu trúc bên trong 6 Hình 2.3: Sơ đồ đấu dây S7 - 1200 7 Hình 2.4: CPU 1200 và module mở rộng 7 Hình 2.5: Sơ đồ kết nối Module Analog SM 1234 8 Hình 2.6: Sơ kết nối biến tần MM 440 10 Hình 2.7: Hình ảnh HMI 11 Hình 2.8: Hình ảnh T120 11 Hình 3.1: Sơ đồ khối 12 Hình 3.2: Sơ đồ đấu dây S7 - 1200 13 Hình 3.3: Bộ nguồn SITOP 13 Hình 3.4: Sơ đồ kết nối Pt100 14 Hình 3.5: Hình ảnh HIM 14 Hình 3.6: Biến tần MM440 14 Hình 3.7: Nhiệm vụ các chân kết nối 15 Hình 3.8: Hình ảnh thực tế 15 Hình 3.9: Sơ đồ kết nối T120 16 Hình 3.10: Sơ đồ kết nối 16 Hình 3.11: Hình ảnh kết nối thực tế 17 Hình 3.12: Hình ảnh lắp đặt bên trong tủ điều khiển 17 Hình 3.13: Mặt trước tủ điều khiển 18 Hình 3.14: Đế tháp 18 Hình 3.15: Thân tháp 19 Hình 3.16: Tháp giải nhiệt hoàn chỉnh 19 Hình 4.1: Luu đồ giải thuật 21 Hình 5.1: HMI hiển thị nhiệt độ và tần số 24 Hình 5.2: Nhiệt độ nước đầu vào 24 Hình 5.3: Nhiệt độ nước sau khi xử lý 25 Hình 5.4: Tháp giải nhiệt đang hoạt động 25 Hình 6.1: Tháp giải nhiệt hoàn chỉnh 27 Hình 6.2: HMI hiển thị nhiệt độ và tần số 28 viii
11. Hình 6.3: PC hiển thị nhiệt độ và tần số 28 ix
12. LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1: Các đặc điểm cơ bản của S7 - 1200 4 Bảng 2.2: Thông số các module 7 Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật biến tần MM 440 9 x
13. TÓM TẮT Cùng với sự phát triển sản xuất không ngừng trong công nghiệp, hệ thống SCADA ra đời nhằm đáp ứng những vấn đề vô cùng quan trọng, bảo đảm an toàn cho người vận hành và nhà máy. Trên nhiều nước trên thế giới có nền công nghiệp phát triển như Mỹ, Đức, Anh, Nhật. Hệ thống SCADA đã được đưa vào ứng dụng trong các nhà máy từ lâu, đặc biệt các thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực tự động hóa cũng đã được ứng dụng và đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế vô cùng to lớn. Nhiều hãng đi đầu trong lĩnh vực này như SIEMEN, ABB, MITSUBISHI, đã đưa ra hệ thống SCADA hiện đại. Có thể nói hệ thống SCADA đã đạt đến mức cao, công việc giám sát, điều khiển có thể thực hiện tại một trung tâm. Tại đây người vận hành có thể điều khiển, giám sát trên PC, được hổ trợ những công cụ đơn giản, dễ sử dụng. Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và viễn thông, cho phép người vận hành có thể điều khiển từ khoảng cách xa hàng ngàn Km chỉ với một PC. Nhằm vận dụng kiến thức đã được trang bị trong quá trình học tập tại nhà trường vào trong thực tế nhóm em đã chọn đề tài “GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THÁP ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI”. Nội dung chính của hệ thống là xử lý tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ đưa về điều khiển hoạt động của quạt để hút hơi nóng từ nước thải để giảm nhiệt độ. Nhóm em đã vận dụng kiến thức, năng lực đã đạt được trong quá trình học tập ở trường sẽ được đánh giá qua đợt bảo vệ đồ án tốt nghiệp. Nhóm đã cố gắng tận dụng những kiến thức đã được học cùng với sự tìm hiểu, nghiên cứu và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn cùng với các Thây/Cô thuộc Khoa Điện – Điện Tử để hoàn thành tốt đồ án này. Trong quá trình thực hiện đề tài chắc chắn sẽ không tránh khỏi thiếu sót, mong các quý Thầy/Cô và các bạn thông cảm. Nhóm em mong nhận được những ý kiến đóng góp từ các quý Thầy/Cô và các ban. Xin chân thành cảm ơn! xi
14. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đất nước ta hiện nay đang trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Dưới tốc độ phát triển không ngừng của công nghiệp, đô thị hóa và sự gia tăng dân số, tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ chịu ảnh hưởng nặng nề. Hệ quả là môi trường nước tại nhiều khu đô thị, công nghiệp ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp đóng vai trò lớn trong ô nhiễm môi trường nước, bên cạnh nước thải sinh hoạt. Chính vì vậy, chúng em chọn đề tài “GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THÁP ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI”. Với yêu cầu ứng dụng thực tế trên, đối tượng đề tài thực hiện ở đây là tháp giải nhiệt. Điều khiển tốc độ quạt của tháp giải nhiệt để thay đổi lưu lượng gió, ổn định nhiệt độ môi trường nước thải sau khi qua tháp giải nhiệt. Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đặc biệt là ngành tự động hóa, nó được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, công nghiệp. Vì vậy cần có những bộ điều khiển chính xác đáng tin cậy, PLC là một trong những lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng trong công nghiệp với độ chính xác và độ tin cậy cao. 1.2. MỤC TIÊU Ổn định được nhiệt độ nước thải theo yêu cầu của hệ thống xử lý nước thải trong công nghiệp dựa trên mô hình thực tế. 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU NỘI DUNG 1: Thu thập số liệu của quy trình hệ thống xử lý nước thải trong công nghiệp. NỘI DUNG 2: Các giải pháp phát triển tháp giải nhiệt trong hệ thống xử lý nước thải trong công nghiệp. NỘI DUNG 3: Thi công tháp giải nhiệt. NỘI DUNG 4: Điều khiển vận hành mô hình tháp giải nhiệt. NỘI DUNG 5: Nhận xét, đánh giá kết quả thực hiền đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 1
15. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.4. GIỚI HẠN Chưa áp dụng được các giải thuật thông minh vào việc điều khiển tháp giải nhiệt. 1.5. BỐ CỤC Chương 1: Tổng quan Chương này đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Nội dung trong chương 2 trình bày các lý thuyết có liên quan đến các vấn đề mà đề tài sẽ dùng để thực hiện thiết kế, thi công cho đề tài. Chương 3: Thiết kế và thi công Trong chương này chúng ta đặt ra yêu cầu cho hệ thống, lựa chọn phương án thiết kế và thi công hệ thống hoàn thiện. Chương 4: Thi công và điều khiển hệ thống Chương này trình bày quá trình thi công mô hình, phần cứng và chương trình xử lý tháp giải nhiệt. Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá Phần này trình bày kết quả của quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài, nhận xét và đánh giá sản phẩm mô hình có đạt hay không, có ứng dụng vào thực tế được hay không. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Chương này kết luận sản phẩm mô hình có đạt được mục tiêu đề ra hay không, đưa ra hướng giải quyết, khắc phục và phát triển của đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2
16. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG THÁP GIẢI NHIỆT 2.1.1 Các phương pháp giải nhiệt - Phương pháp sục khí trực tiếp. - Phương pháp tưới mưa. - Phương pháp dùng tháp giải nhiệt 2.1.2 Nguyên lý làm việc của tháp giải nhiệt Tháp giải nhiệt làm một thiết bị làm giảm nhiệt độ của nước dựa trên nguyên tắc tạo mưa và làm mát bằng gió. Nguyên lý làm việc của tháp như sau: Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của tháp giải nhiệt [5] Tháp giải nhiệt được thiết kế luồng không khí được đưa từ bên ngoài theo hướng ngược với lưu lượng nước. Ban đầu nguồn không khí tiếp xúc với môi trường màng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3
17. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT giải nhiệt, sau đó luồng khống khí kéo lên theo phương thẳng đứng. Lưu lượng nước được phun xuống do áp suất không khí và lưu lượng nước rơi xuống qua bề mặt tấm giải nhiệt, lưu lượng gió theo hướng ngược lại. 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 PLC S7-1200 2.2.1.1 Phân loại Việc phân loại S7 – 1200 dựa vào loại CPU mà nó trang bị. Các loại PLC thông dụng: CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C. Thông thường S7 – 1200 được phân ra làm 2 loại chính: Loại cấp điện 220VAC: - Ngõ vào: Kích hoạt lên mức 1 ở cấp điện áp +24VDC (từ 15VDC ÷ 30VDC). - Ngõ ra: Relay - Ưu điểm của loại này là dùng ngõ ra Relay. Do đó có thể sử dụng ngõ ra ở nhiều cấp điện áp khác nhau (có thể sử dụng ngõ ra 0V, 24V, 220V) - Tuy nhiên, nhược điểm của nó là do ngõ ra Relay nên thời gian đáp ứng không nhanh cho ứng dụng thay đổi độ rộng xung, hoặc Output tốc độ cao. Loại cấp điện áp 24VDC: - Ngõ vào: Kích hoạt lên mức 1 ở cấp điện áp +24VDC (từ 15VDC ÷ 30VDC). - Ngõ ra: Transistor - Ưu điểm: của loại này là dùng ngõ ra transistor. Do đó có thể sử dụng ngõ ra này để thay đổi độ rộng xung, Output tốc độ cao. - Tuy nhiên, nhược điểm của loại này là do ngõ ra transistor nên chỉ có thể sử dụng một cấp điện áp duy nhất là 24VDC, do vậy sẽ rắc rối trong những ứng dụng có cấp điện áp khác nhau. Trong trường hợp này, phải thông qua qua một Relay 24VDC đệm. Bảng 2.1 Các đặc điểm cơ bản của S7 – 1200 [6] Đặc trưng CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C Kích thước (mm) 90 x 100 x 75 110 x 100 x 75 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4
18. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bộ nhớ người dùng - Bộ nhớ làm việc - 25 Kbytes - 50 Kbytes - Bộ nhớ tải - 1 Mbytes - 2 Mbytes - Bộ nhớ sự kiện - 2 kbytes - 2 Kbytes Phân vùng I/O - Digital I/O - 6 inputs / 4 outputs - 8 inputs / 6 - 14 inputs / 10 - Analog I - 2 inputs outputs outputs - 2 inputs - 2 inputs Tốc độ xử lý ảnh 1024 bytes (inputs) and 1024 bytes (outputs) Modul mở rộng None 2 8 Mạch tín hiệu 1 Modul giao tiếp 3 (left – side expansion) Bộ đếm tốc độ cao 3 4 6 Trạng thái đơn 3-100 kHz 3-100 kHz 3-100 kHz Trạng thái đôi 3-80 kHz 1-30 kHz 3-30 kHz 3-80 kHz 3-80 kHz 1-20 kHz 3-20 kHz Mạch ngõ ra 2 Thẻ nhớ Thẻ nhớ Simatic (tùy chọn) Thời gian lưu trữ khi 240h mất điện PROFINET 1 cổng giao tiếp Ethernet Tốc độ thực thi phép 18us toán số thực Tốc độ thi hành 0,1us 2.2.1.2 Cấu trúc bên trong. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5
19. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Sensor SW Hình 2.2: Cấu trúc bên trong Cũng giống như các PLC cùng họ khác, PLC S7-1200 gồm 4 bộ phận cơ bản: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, giao tiếp xuất / nhập. - Bộ xử lý còn được gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), chứa bộ vi xử lý, biên dịch các tín hiệu nhập và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình được lưu trong bộ nhớ của PLC. Truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị xuất. - Bộ nguồn có nhiệm vụ đổi điện áp AC thành điện áp DC (24V) cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện trong các module giao tiếp nhập và xuất hoạt động. - Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều khiển dưới sự giám sát của bộ vi xử lý. - Các thành phần nhập và xuất (input / output) là nơi bộ nhớ nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin đến các thiết bị điều khiển. Tín hiệu nhập có thể từ các công tắc, các bộ cảm biến. Các thiết bị xuất có thể là các cuộn dây của bộ khởi động động cơ, các van solenoid. - Chương trình điều khiển được nạp vào bộ nhớ nhờ sự trợ giúp của bộ lập trình hay bằng máy tính. 2.2.1.3 Sơ đồ đấu dây PLC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6
20. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.3: Sơ đồ đấu dây S7 – 1200 [6] 2.2.2 Module mở rộng. Hình 2.4: CPU 1200 và module mở rộng [6] Họ PLC S7-1200 cung cấp nhiều nhất 8 module tín hiệu đa dạng và 1 mạch tín hiệu cho bộ xử lý có khả năng mở rộng. Ngoài ra cũng có thể cài đặt thêm 3 module giao tiếp nhờ vào các giao thức truyền thông. Bảng 2.2: Thông số các module [6] BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7
21. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Module Ngõ vào Ngõ ra Ngõ vào/ra 8 X DC 8 X DC/ 8 X DC 8 X DC 8 X Relay 16 X DC/ 16 X Relay Module tín Digital 16 X DC 16 X DC/ 16 X DC hiệu (SM) 16 X DC 16 X Relay 16 X DC/ 16 X Relay Analog 4 X Analog 2 X Analog 4 X Analog/2 X Analog Board tín hiệu Digital - - 2 X DC/ 2 X DC (SB) Analog - 1 X Analog - Module giao tiếp (CM) - RS485 - RS232  Sơ đồ kết nối Hình 2.5: Sơ đồ kết nối Module Analog SM 1234 [6] BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 8
22. S K L 0 0 2 1 5 4