Xem mẫu
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
Đồ Án Tốt Nghiệp
Đo và bảo vệ các thông
số máy biến áp dầu
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
Mục Lục
CHƢƠNG 1: VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ MÁY BIẾN ÁP DẦU BA PHA................................................... 4
TÌM HIỀU MÁY BIẾN ÁP DẦU BA PHA ............................................................................................ 4
1.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: ................................................................................................................. 5
2.
CÔNG DỤNG CỦA MBA ....................................................................................................................... 5
3.
CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG KIỂM TRA ....................................................................................... 9
Thuyết minh chung về mô hình. ....................................................................................................................... 9
Sơ đồ nguyên lý kết nối các thiết bị. ................................................................................................................ 9
Sơ đô kết nối..................................................................................................................................................... 9
CHƢƠNG 3: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÀN HÌNH HMI ........................................................................ 13
Giới thiệu chung về các loại màn hình HMI. ................................................................................................. 13
Màn hình HMI F940GOT-LWD-E ................................................................................................................ 14
Chi tiết kỹ thuật. ............................................................................................................................................ 15
CHƢƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ PLC.............................................................................................................. 18
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC ..................................................................................................................... 18
Cấu trúc của PLC. .......................................................................................................................................... 19
Những ƣu điểm kỹ thuật của bộ điều khiển PLC. .......................................................................................... 20
Phạm vi ứng dụng của PLC ............................................................................................................................ 22
KHẢO SÁT PLC FX CỦA MITSUBISHI .................................................................................................... 22
Đặc tính chung của FX1N. ............................................................................................................................. 22
Các thiết bị...................................................................................................................................................... 22
Hằng số K. ...................................................................................................................................................... 29
Ngôn ngữ lập trình và các tập lệnh ................................................................................................................. 30
các lệnh ứng dụng........................................................................................................................................... 35
CHƢƠNG 5: MODUL XỬ LÝ TÍN HIỆU LIÊN TỤC ............................................................................... 39
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
(ANALOG MODULES) ................................................................................................................................ 39
Hình dạng bên ngoài....................................................................................................................................... 41
Sơ đồ bố trí các chân trên Modul FX2N-4AD ............................................................................................... 41
Đặc tính kỹ thuật. ........................................................................................................................................... 43
Sự cấp phát bộ nhớ đệm (BFM). .................................................................................................................... 45
Xác định độ lợi và giá trị dịch chỉnh. ............................................................................................................. 47
Cách lấy dữ liệu từ modul A/D ...................................................................................................................... 48
Chƣơng trình ứng dụng #1 ............................................................................................................................. 48
Chƣơng trình ứng dụng #2 ............................................................................................................................. 48
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
CHƢƠNG 1: VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ MÁY BIẾN ÁP DẦU BA
PHA
1. TÌM HIỀU MÁY BIẾN ÁP DẦU BA PHA
Trong các hệ thống điện ngày nay, cứ mỗi KW công suất nguồn điện cần phải có
khoảng 5 - 6KVA công suất máy biến áp. Tổng thất điện năng trong các máy biến áp chiếm
tới gần 30% toàn bộ tổn thất điện năng trong các lƣới điện. Do đó máy biến áp là một trong
các thành phần chủ yếu của các hệ thống điện, có ý nghĩa quyết định tới tính kinh tế của
chúng.
Đến những năm cuối của thế kỷ 20 hầu nhƣ tất các các máy biến áp đều thuộc loại máy
biến áp dầu, trong đó dầu đóng vai trò vừa hỗ trợ làm mát các cuốn dây, vừa làm tăng độ
bền cách điện của chúng.
Chất lƣợng dầu ảnh hƣởng trực tiếp đến độ tin cậy, tuổi thọ của máy biến áp. Trong quá
trình vận hành cần phải thƣờng xuyên theo dõi tình trạng dầu để kịp thời phát hiện những
thay đổi tính chất của dầu thông qua việc xác định hàng loạt các chỉ tiêu quan trọng nhƣ tạp
chất cơ khí và carbon lơ lửng, độ bền cách điện, chỉ số acid, nhiệt độ chớp cháy của dầu, độ
nhớt, độ trong, độ ổn định, góc tổn thất điện môi... Để quản lý chất lƣợng dầu cần phải
trang bị nhiều phƣơng tiện kỹ thuật, cần có các cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật giỏi, biến
chế công nhân đông đảo với tay nghề cao... Mặt khác, với số lƣợng lớn máy biến áp dầu thì
nguy cơ cháy, nổ luôn luôn thƣờng trực, đe doạ sự cố thiết bị và gây tai nạn cho ngƣời, ô
nhiễm môi trƣờng xung quanh.
Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đƣờng dây tải điện
Nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và nơi tiêu thụ điện lớn, một vấn đề rất lớn đặt ra
và cần đƣợc giải quyết là việc truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh tế nhất và đảm
bảo đƣợc các chỉ tiêu kĩ thuật.
Nhƣ ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đƣờng dây, nếu điện áp đƣợc
tăng cao thì dòng điện chạy trên đƣờng dây sẽ giảm xuống, nhƣ vậy có thể làm tiết diện
dây nhỏ đi, do đó trọng lƣợng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống, đồng thời tồn hao năng
lƣợng trên đƣờng dây cung sẽ giảm xuống. Vì thế, muốn truyền tải công suất lớn đi xa,
ít tổn hao và nết kiệm kim loại mầu trên đƣờng đây ngƣời ta phải dùng điện áp cao, dẫn
điện bằng các đƣờng dây cao thế, thƣờng là 35, 110, 220 và 500 KV.
Trên thực tế, các máy phát điện thƣờng không phát ra những điện áp nhƣ vậy vì lí
do an toàn, mà chỉ phát ra điện áp từ 3 đến 21KV, do đó phải có thiết bị để tăng điện áp đầu
đƣờng dây lên. Mặt khác các hộ tiêu thụ thƣờng chỉ sử dụng điện áp thấp từ 127V, 500V
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
hay cùng lắm đến 6KV, do đó trƣớc khi sử dung điện năng ở đây cần phải có thiết bị giảm
điện áp xuống.
Những thiết bị dùng để tăng điện áp ra của máy phát điện tức đầu đƣờng dây dẫn và
những thiết bị giảm điện áp trƣớc khi đến hộ tiêu thụ gọi là các máy biến áp (MBA).
MBA chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lƣợng chứ không chuyển hóa năng
lƣợng.
2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
Máy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa trên nguyên lí cảm
ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ
thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi.
Đầu vào của MBA đƣợc nối với nguồn điện, đƣợc gọi là sơ cấp (SC). Đầu ra của
MBA đƣợc nối với tải gọi tà thứ cấp (TC)
Khi điện áp đầu ra TC lớn hơn điện áp vào SC ta có MBA tăng áp.
Khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơn điện áp vào SC ta có MBA hạ áp .
Các đại lƣợng và thông số của đầu sơ cấp .
+ U1 : Điện áp sơ cấp .
+ I1 : Dòng điện qua cuộn sơ cấp .
+ P1 : Công suất sơ cấp .
+ Wl : Số vòng dây cuộn sơ cấp .
Các đại lƣợng và thông số của đầu thứ cấp .
+ U1 : Điện áp thứ cấp .
+ I1 : Dòng điện qua cuộn thứ cấp .
+ P1 : Công suất thứ cấp .
+ Wl : Số vòng dây cuộn thứ cấp
3. CÔNG DỤNG CỦA MBA
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
MBA đã và đang đƣợc sử dụng rộng rãi trong đời sống, phục vụ chúng ta trong
việc sử dụng điện năng vào các mục đích khác nhau nhƣ :
+ Trong các thiết bị lò nung có MBA lò .
+ Trong hàn điện có MBA hàn .
+ Làm nguồn cho các thiết bị điện ,thiết bị điện tử công suất .
+ Trong lĩnh vực đo lƣờng (Máy biến dòng ,Máy biến điện áp. . . )
+ Máy biến áp thử nghiệm.
+ Và đặc biệt quan trọng là MBA điện lực đƣợc sử dụng trong hệ thống điện .
Trong hệ thống điện MBA có vai trò vô cùng quan trọng, dùng để truyền tải và
phân phối điện năng ,vì các nhà máy điện công suất lớn thƣờng ở xa các trung tâm tiêu
thụ điện (Các khu công nghiệp và các hộ tiêu thụ. . . ) vì thế cần phải xây dựng các hệ
thống truyền tải điện năng.
Điện áp do nhà máy phát ra thƣờng là : 6.3; 10.5; 15.75; 38.5 KV. Để nâng cao
khả năng truyền tải và giảm tổn hao công suất trên đƣờng dây phải giảm dòng điện chạy
trên đƣờng dây ,bằng cách nâng cao điện áp truyền ,vì vậy ở đầu đƣờng dây cần lắp đặt
MBA tăng áp 110 KV ; 220KV ; 500 KV v v.và ở cuối đƣờng dây cần đặt MBA hạ áp
để cung cấp điện cho nơi tiêu thụ thƣờng là 127V đến 500V và các động cơ công suất
lớn thƣờng là 3 đến 6KV.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
1.1.1. VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI
ĐIỆN NĂNG
Hiện nay mạng điện trải rộng ở khắp mọi nơi, nhƣng điện năng chỉ đƣợc sản xuất ở
một số ít nhà máy phát điện , mà các nhà máy này đƣợc xây dựng ở những nơi có các
đặc điểm nhƣ gần sông hồ lớn , gần mỏ than ….vì vậy mà cách xa nơi tiêu thụ hàng
trăm hàng nghìn Km.
Điện năng có đặc điểm là khi xản xuất ra cần phải tiêu thụ ngay .Chính vì vậy cần
phải truyền tải điện năng tới ngay nơi tiêu thụ . Điện năng đƣợc truyền tải bằng các
đƣờng dây điện.Với mạng lƣới dài tới hàng trăm hàng nghìn km
Giả sử ta cần truyền tải một công suất P của máy phát trên quãng đƣờng dài. Công
suất P , hiệu điện thế U và dòng điện trên dây dẫn liên hệ với nhau bằng biểu thức
P = U.I
Do hiệu ứng jun-lenxơ,trên đƣờng dây sẽ có một công suất hao phí ΔP sẽ biến
thành nhiệt toả vào môI trƣờng . Ta có biểu thức tính tổn hao :
ΔP= U2/R
Trong đó R là điện trở dây dẫn
Vì ΔP là tổn hao công suất do vậy cần phải giảm ΔP xuống mức thấp nhất .
Chẳng hạn muốn giảm ΔP xuống 100 lần thì ta có thể làm hai cách
• Giảm R xuống 100 lần
• Tăng u lên 100 lần
Nếu làm theo cách thứ nhất thì ta phải tăng tiết diện dây lên 100 lần ,đồng nghĩa
với việc ta phải tăng khối lƣợng dâu dẫn lên 100 lần .Điều này là quá tốn kém vì ta
phải tăng sức trống đỡ của cột lên 100lần và giá thành vật liệu sẽ quá cao.Nhƣ ta đã
biết việc tăng U lên 10 lần chỉ có thể thực hiện đƣợc khi ta sử dụng MBA.Ta nhìn
vào mô hình mạng điện sau đây:
Máy phát điện ở các nhà máy phát điện chỉ có thể tạo ra dòng điện tới 24kv.Trạm
biến áp ở nhà máy điện có khả năng nâng điện thế đó lên tới 500kv .Quãng đƣờng
truyền tải càng xa càng cần diện áp cao. Trên quãng đƣờng truyền tải cần nhiều
trạm biến áp trung gian nhằm mục đích tiếp tục nâng hay giảm điện áp vì điện áp
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
của nơi tiêu thụ chỉ cần điện áp thấp vai trăn vol
Trong các hệ thống điện hiện nay cần phải có tối thiểu 4÷ 5 lần tăng giảm điện áp.
Do đó tổng công suất đặt của các máy biến áp gấp mấy lần công suất của máy phát điện.
Ngƣời ta đã tính đƣợc rằng nó gấp 6÷7 hay 8 lần hoặc hơn thế nữa hiệu suất của máy
biến áp thƣờng rất lớn 98 ÷99 % nhƣng do số lƣợng máy biến áp nhiều lên tổn hao trong
hệ thống điện là rất đáng kể.
Có thể nói trên mạng truyền tải điện năng thì MBA đƣợc chia làm hai loại chính là MBA
truyền tải điện áp cao, MBA trung gian và MBA phân phối.
MBA truyền tải điện áp cao ,công suất lớn nó đảm nhiệm cung cấp điện cho một
vùng, một khu vực. Vì vậy yêu cầu đối với loại máy này là: Un phải lớn đông thời phải
điều chỉnh đƣợc điện áp đƣới tải
MBA phân phối với công suất vừa và nhỏ,cung cấp điện cho một vùng dân cƣ nhỏ,
hay một số ít nhà máy. Yêu cầu với loại nay là Un từ 4-5%, AU nhỏ, điều chỉnh không
điện,hay thận chí không điều chỉnh.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG KIỂM TRA
Thuyết minh chung về mô hình.
Hệ thống đo lƣờng: đo lƣờng các giá trị dòng điện, điện áp, nhiệt độ và cosphi. Các tín
hiệu đƣợc đƣa vào các transducer để chuyển đổi thành tín hiệu dòng (4 – 20mA DC) hay áp
(0 – 10V) với tỉ lệ tƣơng ứng. Các tín hiệu này đƣợc đƣa vào module xử lý tín hiệu liên tục
FX2N-4AD để chuyển đổi thành tín hiếu số để đƣa vào PLC , các tín hiệu này đƣợc xử lý
bằng các thuật toán để thể hiện đúng giá trị cần đo. Các giá trị này đƣợc thể hiện ở các giao
diện trên máy tính và trên màn hình GOT. Đồng thời các giá trị này đƣợc lƣu trữ trong cơ
sở dữ liệu phục vụ cho các tác vụ ghi nhật ký (history), vẽ đồ thị (trend), xuất báo cáo
(report), cảnh báo (alarm) khi các giá trị vƣợt ngƣỡng cho phép đã đặt trƣớc.
Các thiết bị sử dụng trong mô hình.
PLC FX1N-24MR (Mitsubishi): đóng vai trò là trạm chủ đặt tại trung tâm, chứa
chƣơng trình điều khiển, nhận tín hiệu đƣợc truyền về từ PLC, truyền tín hiệu điều
khiển đến PLC.
F940 GOT-LWD-E (Mitsubishi): là màn hình thao tác cảm ứng, giao tiếp với PLC
(master) thông qua cable RS-232C, giao tiếp với máy tính thong qua cable RS-422
(làm trung gian giao tiếp PLC với máy tính), cung cấp giao diện ngƣời máy (MHI)
tham gia giám sát và điều khiển hệ thống.
Computer: giao tiếp với PLC master qua phần mềm GX-Developer để giám sát và
điều khiển hệ thống.
FX2N-4AD (Mitsubishi): module mở rộng chuyên dùng xử lý tín hiệu liên tục, nhận
tín hiệu tƣơng tự từ các Transducer rồi chuyển thành tín hiệu số 12bit vào PLC.
AC Voltage Transducer (Mitsubishi), Ampere Transducer, Temperature Transducer,
cosphi Transducer: chuyển đổi các tín hiệu điện áp, dong điện, nhiệt đô, cosphi
thành tín hiệu chuẩn dòng hay áp theo tỉ lệ tƣơng ứng.
Đèn đƣợc dùng nhƣ các đèn báo, để báo lỗi hệ thống cho ngƣời vận hành biết xử lý.
Nguyên lý hoạt động.
Khi có một thông số nào báo động thì đèn báo thông số sẽ nhấp nháy và còi báo động
chung sẽ kêu. Khi đó ngƣời vận hành nhấn nút nhấn khẳng định sự cố để xác định thông số
báo động, lúc này đèn báo sự cố sẽ sang hẳn, còi tắt.
Sơ đồ nguyên lý kết nối các thiết bị.
Sơ đô kết nối.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
COMPUTER
RS232
Temperature Cặp nhiệt
Transducer
Voltage Voltage
Transducer Signal
FX2N-
PLC
4AD
Power line
Transducer
Ampere Current
Tranducer Signal
I/O
Sơ đồ kết nối màn hình GOT:
2.1.1.1.
Kết nối màn hình GOT
Kết nối màn hình GOT với PC
với PLC
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
Sơ đồ kết nối FX2N-4AD với các Transducer.
2.1.1.2.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
Bảng: Liệt kê các I/O của PLC
Địa chỉ
TT Chú thích
Nút nhấn 1
2 X1
3 X2
Đèn 1
13 Y1
Đèn 2
14 Y2
Đèn 3
15 Y3
Đèn 4
16 Y4
Đèn 5
17 Y5
18 Y6 Còi
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
CHƢƠNG 3: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÀN HÌNH HMI
Giới thiệu chung về các loại màn hình HMI.
Tổng quát:
Màn hình hay còn đƣợc gọi là HMI (Human Mechine Interface) đƣợc ứng dụng rất
nhiều trong công nghiệp. Màn hình gồm nhiều chủng loại khác nhau của các hang nhƣ
Mitsubishi, Siemen, Omron, Delta,…Mỗi hãng sản xuất đều có một số tính năng nhƣ bộ
lập trình bằng tay, giám sát quá trình sản xuất, truy cập các thông số, dữ liệu cài
đặt……
Ngoài các tính năng trên màn hình HMI còn có thể cho nhiều tính năng khác nhƣ đồ
họa để mô phỏng các thiết bị trong quá trình sản xuất giúp ngƣời vận hành các thiết bị
có cái nhìn trực quan hơn về hệ thống sản xuất, giúp họ dễ thao tác kiểm tra hệ thống
nhanh và hiệu quả hơn.
Một số loại màn hình HMI của hãng Mitsubishi:
- Loại FX-10DU đến FX-50DU.
- Loại GOT-F900 series (handy và Touch Sceen).
- Loại F940GOT-LWD-E.
-Loại A800 Series.
- Loại GOT-1000 Series.
Màn hình GOT kết nối với PLC.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
Màn hình HMI F940GOT-LWD-E
3.1.1.1. Tổng quan
Màn hình F940GOT-LWD-E là loại màn hình tuy cho phần giao diện không
lớn song chủng loại màn hình này đƣợc tích hợp nhiều chức năng rất mạnh. Ta có
thể sử dụng loại màn hình này để tạo các hình ảnh đồ họa giúp ta có cái nhìn trực
quan hơn về hệ thống. Bên cạnh cái nhìn trực quan về hệ thống thì những hình ảnh
đó còn cho phép ta điều khiển và giám sát hệ thống một cách linh hoạt và dễ dàng.
Loại màn hình này cho phép tới 500 trang màn hình ứng dụng, điều này giúp ngƣời
sử dụng có thể giám sát hệ thống sản xuất phức tạp. Bên cạnh đó màn hình còn có
chức năng nhƣ một bộ lập trình bằng tay giúp ngƣời sử dụng có thể trực tiếp lập
trình cho bộ điều khiển PLC mà không cần phải sử dụng đến máy tính….
Màn hình HMI F940GOT-LWD-E
Loại màn hình F940GOT có hai loại :
F940GOT-SWD-E: 5.7 STN type LCD (với 8 màu)
F940GOT-LWD-E: 5.7 STN type LCD (với màu trắng và đen)
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
Chi tiết kỹ thuật.
Kết nối HMI với PLC, nguồn 24VDC có tDùng nguồn nuôi riêng 24VDC.
Có thể dùng chung với PLC hoặc dùng riêng
- Tín hiệu cấp nguồn áp 24 VDC
- Hai cổng kết nối theo chuẩn RS232 (kết nối với PC) và RS422(kết nối
với PLC)
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
Sơ đồ kết nối:
3.2.
Cáp kết nối PLC với màn hình.
Cáp kết nối màn hinh HMI với máy tính.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
Hệ thống màn hình MHI kết nối PLC
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
CHƢƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ PLC
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC
1.1.1. Điều khiển dùng PLC.
PLC là các kí tự viết tắt của từ Programmable Logic Control có nghã là bộ điểu
khiển logic khả lập trình. PLC đƣợc xây dựng vào khoảng thập niên 60 bởi một nhóm kĩ
sƣ của hãng General Motor nhằm thay thế cho các bộ điểu khiển dùng Relay. Với ý
tƣởng ban đầu là thiết kế một bộ điểu khiển thỏa mãn các yêu cầu sau:
Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
Dễ dàng sửa chữa, thay thế.
Ổn định trong môi trƣờng công nghiệp.
Giá cả cạnh tranh.
Cùng với sự phát triển của công nghệ mạng tích hợp, các bộ PLC ngày nay đã
đƣợc phát triển rất mạnh để cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số,
thong qua một ngôn ngữ lập trình. Với chƣơng trình điều khiển đƣợc lập trình và đƣợc
lƣu trữ trong bộ nhớ PLC dƣới dạng các khối chƣơng trình và thực hiện lặp lại theo chu
kì của vòng quét, PLC trở thành bộ điều khiển nhỏ gọn, linh hoạt, tin cậy và đặc biệt là
PLC dễ dàng trao đổi thông tin với môi trƣờng bên ngoài nhƣ: trao đổi thông tin với PLC
khác hoặc với các máy tính nhờ các giao thức chuẩn đã đƣợc xây dựng bởi các nhà sản
xuất.
Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC đƣợc xem nhƣ là trái tim của hệ
thống điều khiển. Với một chƣơng trình ứng dựng (đã đƣợc lƣu trữ bên trong bộ nhớ của
PLC) thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống, bao gồm: kiểm tra tín hiệu phản
hồi từ các thiết bị nhập, dựa vào chƣơng trình logic để xử lý tín hiệu và đƣa các tín hiệu
điều khiển ra thiết bị xuất.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
PLC đƣợc dùng để điều khiển những hệ thống từ đơn giản tới phức tạp hoặc có thể
kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều khiển một quá trình
phức hợp.
Cấu trúc của PLC.
Nguồn
điện
Máy tính
Tín hiệu
Các tín
gửi
Giao Giao
hiệu từ CPU
tiếp tiếp
công đến
ngõ ngõ
tắc, motor,
vào ra
cả m selenoid
Bộ nhớ
biến..
Cấu trúc phần cứng của PLC gồm các phần cứng sau:
a. Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit): là bộ vi xử lý thực hiện các lệnh
trong bộ nhớ chƣơng trình. Nhập dữ liệu ở ngõ vào, xử lý chƣơng trình, nhớ
chƣơng trình, xử lý kết quả trung gian và các kết quả này đƣợc truyền trực tiếp đến
cơ cấu chấp hành để thực hiện chƣơng trình xuất dữ liệu ra các ngõ ra.
b. Bộ nhớ: dùng để chứa chƣơng trình, số liệu với đơn vị nhỏ nhất là Bit. Bộ nhớ là
vùng nắm giữ hệ điều hành và vùng nhớ của ngƣời sử dụng (hệ điều hành là một
phần mềm hệ thống mà nó kết nối PLC để PLC thực sự hoạt động đƣợc).
c. Các Module xuất – nhập (Input – Output).
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
- ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƢ SANH MINH
Các đƣờng tín hiệu từ bộ cảm biến đƣợc nối với các Module vào (các đầu vào
của PLC), các cơ cấu chấp hành đƣợc nối với các Module ra (các đầu ra của PLC).
Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là 12/24
hoặc 100/240VAC.
Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I/O đƣợc
cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất
trở nên dễ dàng và đơn giản.
Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON/OFF) để thực hiện việc đóng hay
ngắt mạch đầu ra.
Những ƣu điểm kỹ thuật của bộ điều khiển PLC.
Cùng với sự phát triển của cả phần cứng lẫn phần mềm, PLC ngày càng tăng đƣợc
những tính năng cũng nhƣ lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp. Kích thƣớc của
PLC hiện nay đƣợc thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lƣợng I/O càng nhiều hơn, các ứng dụng
của PLC càng mạnh hơn giúp ngƣời sử dụng giải quyết đƣợc nhiều vấn đề phức tạp trong
điều khiển hệ thống.
Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (dối với sơ
đồ hệ thống, các đƣờng nối dây, các tín hiệu ở ngõ vào/ra...), mà không phải thay đổi kết
cấu hệ thống sau này, giảm đƣợc tốn kém khi phải thay đổi lắp đặt hay khi đổi thứ tự điều
khiển (đối với hệ thống điều khiển Relay) khả năng chuyển đổi hệ điều khiển cao hơn
(nhƣ giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống đƣợc điều
khiển linh hoạt hơn.
Không nhƣ các hệ thống cũ, PLC có thể dễ dàng lắp đặt do chiếm một khoảng
không gian nhỏ hơn nhƣng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống khác. Điều này
càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với hệ thống điều khiển lớn, phức tạp và quá trình lắp đặt hệ
thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống khác.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
nguon tai.lieu . vn
