Đồ án ĐQA - Phân Tích Yêu Cầu và Thiết Kế Hệ Thống Tự Động | Đại Học Nội Vụ Hà Nội

lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Mục lục PHẦN 1: PHÂN TÍCH YÊU CẦU VÀ PHƯƠNG ÁN THỰC
HIỆN ................................................................................................................ 4
1.1 Phân tích yêu cầu công nghệ hệ thống .............................................................. 4
1.1.1 Giới thiệu chung ............................................................................................ 4
1.1.2 Phân tích yêu cầu công nghệ ......................................................................... 4
1.1.2.1. Các trạng thái của hệ thống .................................................................... 4
1.2 Phương án thực hiện và thiết bị sử dụng .......................................................... 5
1.2.1 Sơ đồ mô tả hệ thống ..................................................................................... 5
1.2.2 Phương án và thiết bị thực hiện ..................................................................... 5
1.2.2.1. Phương án thực hiện ............................................................................... 5
1.2.2.2. Lựa chọn nút bấm ................................................................................... 5
1.2.2.3. Lựa chọn đèn báo trạng thái ................................................................... 8
1.2.2.4. Chọn aptomat đóng cắt cho PLC và cấp nguồn cho nguồn tổ ong (24V)
............................................................................................................................. 8
1.2.2.5. Chọn bộ nguồn 1 chiều 24VDC ............................................................. 9
1.2.2.6. Van điện từ ............................................................................................ 10
1.2.2.7. Chọn động cơ chuyền động cho vật M và thiết bị bảo vệ động cơ ...... 11
1.2.2.8. Chọn cảm biến báo mức trong bình ..................................................... 15
PHẦN 2: PHÂN TÍCH CHỌN BIẾN VÀO - RA, MÔ TẢ HỆ THỐNG, 17
THIẾT KẾ HÀM LOGIC ............................................................................ 17
2.1. Phân tích chọn biến vào/ra .............................................................................. 17
2.1.1. Biến vào ...................................................................................................... 17
2.1.2. Biến ra......................................................................................................... 17
2.2. Mô tả hệ thống và thiết kế hàm logic.............................................................. 18
2.2.1. Các phương pháp mô tả hệ thống ............................................................... 18
2.2.1.1. Phương pháp bảng chuyển trạng thái ................................................... 18
2.2.1.2. Phương pháp đồ hình trạng thái ........................................................... 19
2.2.1.3. Phương pháp GRAFCET ..................................................................... 19
2.2.2. Mô tả hệ thống và thiết kế hàm logic ......................................................... 20 SVTH: Đặng Quang Anh 1 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
PHẦN 3 : PHÂN TÍCH CHỌN PLC, ĐẶT ĐỊA CHỈ, THIẾT KẾ SƠ
ĐỒ .................................................................................................................... 24
NGUYÊN LÝ................................................................................................. 24
3.1. Phân tích chọn PLC ......................................................................................... 24
3.1.1. Giới thiệu chung về PLC ............................................................................ 24
3.1.2. Tổng quan về PLC Siemens S7 - 1200 ....................................................... 27
3.1.2.1. Giới thiệu PLC S7 1214C DC/DC/DC ................................................ 28
3.1.3. Tổng quan PLC Mitsubishi FX Seris ......................................................... 29
3.1.3.1. Giới thiệu PLC Mitsubishi FX3G-24MT/ES-A ................................... 31
3.1.4. Kết luận chọn PLC ..................................................................................... 32
3.2. Đặt địa chỉ ......................................................................................................... 32
3.3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý .................................................................................. 33
PHẦN 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ........................................................ 33
4.1. Chương trình điều khiển dạng ngôn ngữ LADDER ..................................... 33
PHẦN 5: THUYẾT MINH NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KIỂM TRA . 40
KẾT QUẢ ...................................................................................................... 40
5.1. Thuyết minh nguyên lý .................................................................................... 40
5.2. Chạy thử hệ thống ............................................................................................ 40 LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, một trong những tiêu chí
để đánh giá để đánh giá sự phát triển công nghiệp của mỗi quốc gia là mức độ tự
động hóa trong quá trình sản xuất. Sự phát triển nhanh chóng của máy tính điện
tử, công nghệ thông tin và những thành tựu của lý thuyết điều khiển tự động đã
làm cơ sở cho sự phát triển tương xứng của lĩnh vực tự động hóa. Ngày nay tự
động hóa điều khiển các quá trình sản xuất đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực, trong tất
cả các khâu của quá trình sản xuất.
Trong học kỳ này, để áp dụng lý thuyết với thực tế chúng em được giao đồ án môn
học Điều khiển Logic và PLC với đề tài là:” Thiết kế hệ thống điều khiển logic sử
dụng PLC để điều khiển hệ thống đóng gói sản phẩm trong công nghiệp”. Với sự
nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn “TRƯƠNG SVTH: Đặng Quang Anh 2 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
THỊ QUỲNH NHƯ” và các thầy cô giáo trong bộ môn, đến nay đồ án của em đã
được hoàn thành. Bản đồ án em gồm 2 phần chính: Phần thuyết minh gồm:
Phân tích yêu cầu và lựa chọn phương án thực hiện
Phân tích chọn biến vào/ra, mô tả hệ thống, thiết kế hàm logic
Phân tích chọn PLC, các thiết bị phụ trợ, đặt địa chỉ, thiết kế sơ đồ nguyên lý
Lập trình điều khiển và kiểm tra kết quả
Thuyết minh nguyên lý và kiểm tra kết quả Các bản vẽ: 1. Mô tả hệ thống 2. Sơ đồ nguyên lý
3. Chương trình điều khiển
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn, cảm ơn thầy giáo:
“TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ” đã giúp đỡ em để bản thiết kế hoàn thành đúng thời hạn.
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thiết kế Anh Đặng Quang Anh SVTH: Đặng Quang Anh 3 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
PHẦN 1: PHÂN TÍCH YÊU CẦU VÀ PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN
1.1 Phân tích yêu cầu công nghệ hệ thống. 1.1.1 Giới thiệu chung.
Ngày nay trong công cuộc đổi mới khoa học kỹ thuật tiến bộ thì việc sử dụng các
loại máy móc đang dần thay thế sức lao động của con người. Khoa học kỹ thuật áp dụng
trong hầu hết các lĩnh vực từ sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, y tế, học đường…Trong
đó công nghệ tự động hóa được chú trọng hàng đầu. Qua quá trình nghiên cứu của các
nhà khoa học thì việc sản xuất ra những thiết bị hiện đại đem lại hiệu quả cao.
Đối với ngành công nghiệp sản xuất, chế tạo ta có thể thấy rất rõ các thành tựu đã
đạt được của khoa học kỹ thuật nói chung và tự động hóa nói riêng.
Trong các xí nghiệp sản xuất, chế tạo thì đều được chia ra làm nhiều công đoạn,
dây truyền khác nhau. Một trong những công đoạn khuấy trộn nguyên liệu.
Mục đích hàng đầu của các xí nghiệp, doanh nghiệp là đạt chỉ tiêu về số lượng
cũng như về chất lượng. Vì vây, mỗi công đoạn cần tính toán thiết kế đảm bảo năng
suất, giảm thời gian quá độ giữa các công đoạn. Từ đó tiết kiệm chị phí sản xuất, tăng
năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm chất lượng sản phẩm.
Do vậy, trong sản xuất công nghiệp nói chung và công nghệ chế tạo nói riêng thì
công đoạn khuấy trộn nguyên liệu là rất quan trọng.
1.1.2 Phân tích yêu cầu công nghệ. -
Ấn “Start”, van cấp nước V1 mở. Sau 5s van cấp bột V2 mở đồng thời động
cơkhuấy bắt đầu chạy. Hai sensor S1 và S2 để báo mức cao và mức thấp của nguyên liệu trong bình. -
Khi nguyên liệu trong bình đạt đến mức cao S1 thì van V1 và V2 đóng, động
cơkhuấy dừng lại. Sau 1s van xả V3 mở bắt đầu quá trình tháo nguyên liệu. Khi nguyên
liệu trong bình tụt xuống mức thấp S2 báo thì van xả V3 khóa lại. Sau 5s, quá trình làm việc được lặp lại. -
Nút “Stop’ là nút ấn dừng tại mọi thời điểm. Quá trình trộn sẽ tự động dừng lạikhi
đã trộn được 3 mẻ, khi đó đèn báo hết ca sáng lên. Khi nào nút “Start” được ấn đèn báo
sẽ tắt và hệ thống làm việc lại từ đầu.
1.1.2.1. Các trạng thái của hệ thống
Với yêu cầu công nghệ trên ta xác định được các trạng thái làm việc của hệ thống như sau:
- Trạng thái 0 (TT0): Trạng thái không hoạt động, sau khi hệ thống được cấpnguồn.
- TT1: Ấn nút “Start” van cấp nước V1 mở.
- TT2: Sau 5s van cấp bột V2 mở và động cơ khuấy đồng thời chạy. SVTH: Đặng Quang Anh 4 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
- TT3: Sau 5s loại điện trở phụ để thay đổi tốc độ động cơ khuấy.
- TT3: Khi S1 báo mức cao trong bình thì van V1, V2 và động cơ dừng.
- TT4: Sau 1s van xả V3 mở xả nguyên liệu trong bình.
- TT5: Khi S2 báo mức thấp trong bình thì van xả V3 đóng. Sau 5s quá trình lặp lạitrạng thái 1.
-TT6: Đèn báo ca sáng khi trộn đủ 3 mẻ.
-TT7: Đèn báo lỗi khi cạn nước.
- Các trạng thái tạm dừng khi ấn STOP
1.2 Phương án thực hiện và thiết bị sử dụng.
1.2.1 Sơ đồ mô tả hệ thống
Hình 1.1: Sơ đồ mô tả hệ thống
1.2.2 Phương án và thiết bị thực hiện
1.2.2.1. Phương án thực hiện
- Sử dụng PLC làm bộ điều khiển.
- Động cơ KĐB để khuấy trộn nguyên liệu.
- Van điện từ 24VDC (NC) để đóng/mở các van cấp liệu và van xả.
- Các nút bấm điều khiển hệ thống và đèn báo trạng thái làm việc của hệ thống.
1.2.2.2. Lựa chọn nút bấm
Nút nhấn (nút ấn) là một loại khí cụ dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện, máy
móc hoặc một số loại quá trình trong điều khiển. SVTH: Đặng Quang Anh 5 lOMoARcP SD| 58886 076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Nút nhấn (nút ấn) thường đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn,
… Khi thao tác với nút nhấn cần dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện.
Hình 1.2: Các loại nút bấm thông dụng
Trong hệ thống điện gia dụng hay công nghiệp ta thường gặp 2 loại nút nhấn chính
đó là: Nút nhấn tự giữ ( nút nhấn giữ) và nút nhấn nhả. - Nút ấn tự giữ:
Thường được sử dụng như một nút nguồn, công tắc nguồn chức năng trong các
thiết bị như các hệ thống tủ điện điều khiển và tinh chỉnh trong công nghiệp như hệ
thống chiếu sáng, bơm, quạt, máy nén,...
+ Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn vào đầu nút nhấn tiếp điểm điểm đóng lại hoặc
mở ra tùy vào loại thường mở hay thường đóng, khi tay thả tay ra thì cơ cấu tổ chức tự
giữ của nút nhấn được gài lại nhờ vào đó mà tiếp điểm giữ được trạng thái khi buông
tay. Khi muốn đổi khác trạng thái nút nhấn ta liên tục nhấn vào nút nhấn thêm lần nữa
lúc này cơ cấu gài được mở ra lò xo bên trong bung ra làm nút nhấn ra trở lại vị trí ban đầu.
⇒ Tóm lại thì nút nhấn kiểu này đơn thuần là một công tắc với nhấn lần 1 thì đóng
công tắc và nhấn lần 2 thì công tắc mở ra với loại tiếp tiếp điểm thường mở (NO), và
ngược lại với loại tiếp điểm thường đóng (NC).
+ Ứng dụng: Tắt mở máy, đường dây điện... Nếu muốn có thời hạn tác động ảnh
hưởng lâu hơn theo ý muốn, bạn sẽ dùng loại nút nhấn tự giữ. - Nút nhấn nhả:
+ Nguyên lý hoạt động: Khác với loại tự giữ khi nhấn vào đầu nút nhấn nhả thì
tiếp điểm đóng lại loại NO hoặc mở ra loại NC, chính do không có cơ cấu tự giữ nên
khi ta buông tay thì lò xo sẽ bung ra nút nhấn trở về trạng thái ban đầu.
⇒ Nút nhấn nhả chúng chỉ có dụng trong một khoảng chừng thời gian ngắn khi
chúng ta nhấn vào thả ra.
+ Ứng dụng: Dùng làm nút đề động cơ, thế cho nên nút này còn có tên là nút nhấn đề.
- Các phân loại nút nhấn khác: SVTH: Đặng Quang Anh 6 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Nút nhấn có nhiều cách phân loại như:
Theo tiếp điểm đi chung: nút nhấn tiếp điểm thường mở (NO), Nút nhấn tiếp điểm thường đóng (NC)
Cấu tạo đầu nhấn: đầu phẳng, đầu lồi
Cấu tạo thân: economy (tích hợp tiếp điểm vào thân nút nhấn) hoặc standar (tiếp điểm rời)…
Khả năng chiếu sáng: có đèn, không đèn Chất liệu: nhựa, inox,...
Nút nhấn giử và nút nhấn nhã (nút nhấn đề) khác nhau ở trạng thái sau khi dừng tác động. → Lựa chọn nút ấn.
+ Nút ấn Start (m) thường mở.
+ Nút ấn Stop (d) thường mở.
→ Từ yêu cầu công nghệ, ta chọn cụ thể nút ấn như sau:
- Nút ấn Start (m), là nút thường mở (nút nhấn nhả) – màu xanh
- Nút ấn Stop (d) là nút thường mở (nút nhấn nhả) – màu đỏ
→ Chọn nút nhấn LA38-11 22mm(nút nhấn nhả)
Link sản phẩm: Nút nhấn LA38-11 22mm màu xanh lá -J5H15 | Công ty cổ phần Linh
Kiện Việt Nam (linhkienvietnam.vn)
Hình 1.3: Nút nhấn LA38-11 22mm
Link sản phẩm: Nút nhấn LA38-11 22mm màu đỏ -J5H13 | Công ty cổ phần Linh
Kiện Việt Nam (linhkienvietnam.vn) SVTH: Đặng Quang Anh 7 lOMoARcP SD| 58886 076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Hình 1.4: Nút nhấn LA38-11 22mm màu đỏ
1.2.2.3. Lựa chọn đèn báo trạng thái
+ Đèn báo RUN (hệ đang làm việc), màu xanh lá (NO)
+ Đèn báo STOP (hệ tạm dừng), màu đỏ (NO)
+ Đèn báo CA (báo trộn xong 3 mẻ), màu vàng (NO)
Hình 1.6: Đèn báo trạng thái 24VDC 22mm
Link sản phẩm: Đèn báo trạng thái 24VDC 22mm | Công ty cổ phần Linh Kiện Việt Nam (linhkienvietnam.vn)
1.2.2.4. Chọn aptomat đóng cắt cho PLC và cấp nguồn cho nguồn tổ ong (24V)
Do aptomat này chỉ dùng để đóng cắt mạch điện cấp cho mạch điều khiển PLC
nên công suất thấp nên ta chọn aptomat 1 pha mã hiệu BKN 2P 6A
Link sản phẩm: Aptomat LS MCB 2P 6 A LS SVTH: Đặng Quang Anh 8 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Hình 1.6: Aptomat BKN 2P 6A +
Thông số kỹ thuật MCB BKN 2P 6A LS
- Tên sản phẩm: MCB BKN 2P 6A LS - Số cực: 2
- Dòng định mức In (A): 6A
- Dòng ngắn mạch Icu (kA): 6kA
- Điện áp cách điện định mức Ui (V): (2-4 pole) 400VAC 50/60Hz
- Điện áp chịu xung định mức Uimp (kV): 6kV
- Phụ kiện: Shuntrip, tiếp điểm phụ, tiếp điểm cảnh báo, cáp điện - Tiêu chuẩn: IEC 60898
- Hãng sản xuất: LS - Korea
1.2.2.5. Chọn bộ nguồn 1 chiều 24VDC
Để giữ ổn định và tăng độ bền cho PLC ta sử dụng nguồn nuôi các công tắc và các
Rơ le trung gian. Ta chọn bộ nguồn tổ ong tạo điện áp 1 chiều 24V.
Link sản phẩm: Nguồn tổ ong 24V 10A - Nshop (nshopvn.com) SVTH: Đặng Quang Anh 9 lOMoARcP SD| 58886 076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Hình 1.7: Bộ nguồn tổ ong 24VDC-10A 1.2.2.6. Van điện từ
Lựa chọn van điện từ, là thiết bị cơ điện dùng để kiếm soát dòng chảy chất khí
hoặc lỏng dựa vào nguyên lý đóng mở do tác động của cuộn dây điện từ
Hình 1.8: Van điện từ thường đóng
Lựa chọn van điện từ thường đóng (NC): Là van điện từ mà khi chưa cấp điện thì
van luôn ở trạng thái đóng, khi được cấp điện van sẽ mở. Lúc này van sẽ sinh ra lực từ
trường từ cuộn hút làm cho mở, để duy trì mở chúng ta phải duy trì điện cấp vào. Khi
muốn đóng van thì ngưng cấp điện, van sẽ tự động trở về trang thái ban đầu (trạng thái đóng )
→ Qua tìm hiểu em đã lựa trọn loại Van điện từ ATA phi 42 (DN-35) 24VDC SVTH: Đặng Quang Anh 10 lOMoARcP SD| 58886 076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Hình 1.9: Van điện từ ATA phi 42 (DN-35) 24VDC
Link sản phẩm: Van điện từ phi 42mm ATA DN-35 24VDC
+ Thông số kỹ thuật van solenoid valve ATA DN-35 phi 42mm: – Nguồn: 24VDC
– Thương hiệu: ATA Việt Nam
– Loại van: thường đóng (NC)
– Cuộn điện: đồng 100% – Ron cao su: thiên nhiên – Thành van: đồng 100%
– Đường cấp nước vào: ren trong 42mm
– Đầu nước ra: ren trong 42mm – Công suất: 30 watt
– Áp lực chịu tải: 10kg/cm2
– Sử dụng: nước, hơi và khí
– Nhiệt độ nước: thường (không dùng nước sôi)
1.2.2.7. Chọn động cơ chuyền động cho vật M và thiết bị bảo vệ động cơ 1.2.2.7.1. Chọn động cơ
→ Dựa vào yêu cầu công nghệ ta chọn động cơ 3 phase như sau: SVTH: Đặng Quang Anh 11 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Hình 1.10: 1LE1002-0CB22-2NB4 – Động cơ 0.25kW 1AV1072B SIMOTICS GP | Siemens
Link sản phẩm: Động cơ 0.25kW 1AV1072B SIMOTICS GP | Siemens +
Tổng quan về SIMOTICS GP 1LE1002-0CB22-2NB4:
Mô tả tóm tắt: Động cơ SIMOTICS GP – động cơ điện hạ thế loại 1AV1072B, roto
lồng sóc (IEC), tự làm mát, IP 55, cấp nhiệt độ 155 (F) theo 130 (B), vỏ nhôm, IE1, 4
cực, kích thước khung 71M, 0.25 kW (50 Hz) 0.29 kW (60 Hz), màu tiêu chuẩn RAL
7030 (nếu không có mã đặt hàng nào được chỉ định để chọn màu khác), 3 AC 50 Hz 230
VD/400 VY, 3 AC 60 Hz 460 VY IM B 34, mặt bích tiêu chuẩn FT85 (C105), 1 PTC
nhiệt điện trở để ngắt kết nối (2 đầu nối), hộp đấu dây ở trên cùng. + Thông số kỹ thuật: - Điện áp: 220∆/400Y - Dòng: 1.40/0.80 - Tần số: 50Hz - Công suất: 0.25 kW - Tốc độ: 1635 rpm/min - Momen: 1.8 [Nm] - Cosφ: 0.73 - Tiêu chuẩn: IE1
1.2.2.7.2. Chọn Aptomat đóng cắt cho mạch động lực
Do aptomat này chỉ dùng để đóng cắt mạch điện cấp cho mạch động lực cấp cho
động cơ băng tải nên công suất thấp nên ta chọn Aptomat BKN 3P 10A LS
Link sản phẩm: Aptomat BKN 3P 10A LS SVTH: Đặng Quang Anh 12 lOMoARcP SD| 58886 076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Hình 1.11: Aptomat BKN 3P 10A LS Thông số kĩ thuật:
- Tên sản phẩm: MCB BKN 3P 10A LS - Số pha: 3P
- Dòng định mức In (A): 10A
- Dòng ngắn mạch Icu (kA): 6kA
- Điện áp cách điện định mức Ui (V): (2-4 pole) 400VAC 50/60Hz
- Điện áp chịu xung định mức Uimp (kV): 6kV
- Phụ kiện: Shuntrip, tiếp điểm phụ, tiếp điểm cảnh báo, cáp điện - Tiêu chuẩn: IEC 60898
- Hãng sản xuất: LS – Korea
1.2.2.7.3. Chọn công tắc tơ đóng cắt cho động cơ
Chọn Contactor 3 pha của LS: SVTH: Đặng Quang Anh 13 lOMoARcP SD| 58886 076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Hình 1.12: Contactor 3 pha LS ( AC Coil ) MC – 9a
Link sản phẩm: Contactor 3 pha LS ( AC Coil ) MC – 9a + Thông sơ kỹ thuật: - Mã sản phẩm: MC-9a - Số cực: 3 - Dòng định mức: 9A - Công suất: 4kW
- Tiếp điểm phụ: 1a- Cuộn hút: 220V, 380V,... - Kích thước:
- Điện áp hoạt động: 690VAC
- Điện áp thử nghiệm xung (Uimp): 6kV
- Độ bền cơ học: 2.5 triệu lần đóng cắt - Tiêu chuẩn: IEC 60947
- Tương thích rơ le nhiệt: MT-12 - Xuất xứ: LS Hàn Quốc - Bảo hành: 12 tháng
1.2.2.7.4. Chọn Rơ le nhiệt 3 pha cho động cơ Chọn Rơ le nhiệt LS:
Hình 1.13: Rơ le nhiệt LS MT - 12 (9-13A)
Link sản phẩm: Rơ le nhiệt LS MT – 12 (9-13A) + Thông số kỹ thuật:
- Mã sản phẩm: MT-12 (9-13A) - Số cực: 3 SVTH: Đặng Quang Anh 14 lOMoARcP SD| 58886 076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
- Dải điều chỉnh: 9-13A
- Điện áp hoạt động: 690V
- Điện áp thử nghiệm xung (Uimp): 6kV
- Chức năng: Bảo vệ quá tải cho động cơ
- Dùng cho contactor: MC-6a, MC-9a, MC-12a, MC-18a
- Cách lắp: Lắp trực tiếp vào contactor- Kích thước: - Tiêu chuẩn: IEC 60529 - Xuất xứ: LS Hàn Quốc
1.2.2.7.5. Chọn Rơ le trung gian
Link sản phẩm: Rơ le trung gian 8 chân Omron MY2N-GS 24VDC
Hình 1.14: Rơ le trung gian 8 chân Omron MY2N-GS 24VDC
1.2.2.8. Chọn cảm biến báo mức trong bình
Theo yêu cầu công nghệ ta chọn cảm biến tiệm cận điện dung:
Hình 1.15: Cảm biến tiệm cận điện dung CA18CLF08NA + Thông số kỹ thuật: - Input:10~40vdc SVTH: Đặng Quang Anh 15 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ - Output: NPN- NO/NC
- Trạng thái hiện thị: Led hiện thi trạng thái tác động.
- Khoảng cách tác động: 3~8mm. - IP: 67
- Nhiệt độ: -25 đến +85 độ. - Kích thước: M18
- Chất liệu: nhựa- Cable: 2m. SVTH: Đặng Quang Anh 16 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
PHẦN 2: PHÂN TÍCH CHỌN BIẾN VÀO - RA, MÔ TẢ HỆ THỐNG, THIẾT KẾ HÀM LOGIC
2.1. Phân tích chọn biến vào/ra
Từ phân tích yêu cầu công nghệ hệ thống trong mục 1.1.2, ta xác định hệ thống gồm các biến sau: 2.1.1. Biến vào
+) m: Nút ấn khởi động m (thường mở).
m = 1 – nút ấn được ấn.
m = 0 – nút ấn không được ấn.
+) d: Nút ấn dừng d (thường mở). d
= 1 – nút ấn được ấn.
d = 0 – nút ấn không được ấn.
+) S1, S2, : Cảm biến xác định mức cao thấp trong bình.
S1, S2 = 1 báo mức cao/thấp.
S1, S2 = 0 không tín hiệu.
+) S3: Cảm biến báo mức nước. S3 = 1 – báo cạn.
S3 = 0 – không có tín hiệu. 2.1.2. Biến ra Y0: Đèn báo RUN.
Y0 = 1 – đèn báo RUN sáng.
Y0 = 0 – đèn báo RUN tắt. Y1: Đèn báo STOP.
Y1 = 1 – đèn báo STOP sáng.
Y1 = 0 – đèn báo STOP tắt.
Y2: Điều khiển động cơ khuấy trộn.
Y2 = 1 – động cơ làm việc.
Y2 = 0 – động cơ dừng.
Y3: Điều khiển van cấp nước V1. SVTH: Đặng Quang Anh 17 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
Y3 = 1 – van V1 mở cấp nước. Y3 = 0 – van V1 đóng.
Y4: Điều khiển van cấp bột V2. Y4
= 1 – van V2 mở cấp bột. Y4 = 0 – van V2 đóng.
Y5: Điều khiển van xả V3. Y5 = 1 – van xả V3 mở. Y5 = 0 – van V3 đóng. Y6: Báo hết ca. Y6 = 1 – đèn báo bật. Y6 = 0 – đèn báo tắt. Y7: Báo cạn nước. Y7 = 1 – đèn báo bật. Y7 = 0 – đèn báo tắt. Y10: Điện trở phụ.
Y8 = 1 – loại điện trở phụ khi động cơ làm việc.
Y8 = 0 – đóng điện trở phụ vào mạch động cơ.
2.2. Mô tả hệ thống và thiết kế hàm logic
2.2.1. Các phương pháp mô tả hệ thống
Để mô tả hệ thống chúng ta sử dụng các mạch logic trình tự. Các phương pháp mô
tả mạch logic trình tự :
2.2.1.1. Phương pháp bảng chuyển trạng thái
Bảng gồm có số hàng là số trạng thái của hệ số cột là số tổ hợp các biến vào.
Trạng thái là một mệnh đề mô tả một quá trình làm việc của hệ.
Biến vào có thể là 1 tín hiệu từ người điều khiển thiết bị chương trình hoặc là do công nghệ.
Bảng đầu ra : Các hàng là các trạng thái các cột là các tín hiệu vào, các ô giao nhau
giữa các hàng và các tổ hợp biến vào sẽ ghi trạng thái đích, còn các ô giao nhau giữa
các hàng với các cột của đầu ra sẽ ghi kết quả đầu ra của trạng thái đó. SVTH: Đặng Quang Anh 18 lOMoARcP SD| 58886 076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
2.2.1.2. Phương pháp đồ hình trạng thái
Đồ hình trạng thái là hình vẽ mô tả các trạng thái chuyển của một hệ logic trình tự,
đồ hình gồm các đỉnh và các cung định hướng biểu thị sự chuyển biến trạng thái dưới
sự tác động của biến vào.
Có hai loại: đồ hình Moore và đồ hình Mealy. - Đồ hình Moore:
Đồ hình Moore gồm các đỉnh biểu diễn trạng thái và biến ra của hệ, còn các cung
định hướng sẽ ghi biến vào (biến tác động). Hình 2.1: Đồ hình moore - Đồ hình Mealy:
Đồ hình Mealy gồm các đỉnh biểu diễn các trạng thái của hệ và các cung định
hướng, trên các cung ghi biến vào và biến ra của hệ khi chịu sự tác động của biến vào. Hình 2.2: Đồ hình mealy
2.2.1.3. Phương pháp GRAFCET
Grafcet là từ viết tắt của tiếng Pháp “Graphe fonctionnel de commande étape
transition”, là một đồ hình chức năng mô tả các trạng thái làm việc của hệ thống và biểu
diễn quá trình điều khiển với các trạng thái chuyển biến từ trạng thái này sang trạng thái
khác, đó là một graphe định hướng và được xác định bởi các phần tử sau: G = { E, T ,A, M}. Trong đó: SVTH: Đặng Quang Anh 19 lOMoARcP SD| 58886076
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC GVHD: TRƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ
- E = {E1,E2,…Em} là một tập hữu hạn các trạng thái (giai đoạn) của hệ
thống,được ký hiệu bằng các hình vuông. Mỗi trạng thái ứng với những tác động nào đó
của phần điều khiển và trong một trạng thái các hành vi điều khiển là không thay đổi.
Một trạng thái có thể là hoạt động hay không hoạt động
- T = {t1, t2…ti } là tập hữu hạn các chuyển trạng thái được biểu hiện bằng
gạchngang “- ”. Hàm Boole gắn với một chuyển trạng thái được gọi là “một tiếp nhận”.
Giữa hai trạng thái luôn luôn tồn tại một chuyển trạng thái.
- A ={a1,a2…an} là tập các cung định hướng nối giữa một trạng thái với
mộtchuyển hoặc giữa một chuyển với một trạng thái.
- M = {m1,m2…mm} là tập các giá trị (0, 1). Nếu mi =1 là hoạt động, mi = 0
thìtrạng thái i không hoạt động. Grafcet cho một quá trình luôn là một đồ hình khép kín
từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối và từ trạng thái cuối đến trạng thái đầu.
→ Căn cứ vào yêu cầu bài toán và qua phân tích các phương pháp trên ta dùng phương
pháp để mô tả hệ thống đó là phương pháp đồ hình MOORE.
2.2.2. Mô tả hệ thống và thiết kế hàm logic
Mô tả hê thống bằng GRAFCET :̣ SVTH: Đặng Quang Anh 20