Những ứng dụng PLC http://codientu.org CHƯƠNG NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA PLC 7.1 Ứng dụng PLC lãnh vực điều khiển robot: Về vấn đề robot công nghiệp chủ yếu cánh tay máy làm việc nhà máy lắp ráp sản xuất ôtô, mô tô, bến cảng, kho bãi chứa hàng…thì PLC có vai trò lớn Ở giới thiệu đến bạn đọc chủ yếu bạn sinh viên tham dự thi robocon Đây chương trình thường xuyên tổ chức hàng năm, việc cho robot tự động dò theo vạch trắng đề tài mà nhiều bạn tốn nhiều thời gian Sau đưa giải pháp để bạn tham khảo trình ứng dụng PLC vào lĩnh vực Đây mô hình sơ đồ sân đấu: Hình 7.1: Sơ đồ sân đấu hành trình mà robot cần phải thực Bảng 1: Mô tả hành trình làm việc Robot Số 10 12 13 vạch Bánh cộng T1 T1 T1 T1 T1 T1 trái thêm Bánh vạch T2 L2 T2 L2 T2 L2 phải chế độ chạy chạy bỏ rẽ chạy rẽ rẽ phải làm thẳng thẳng bóng phải thẳng phải việc Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 16 17 23 24 27 28 29 T1 L1 T1 L1 T1 T1 T1 T2 T2 T2 T2 T2 L2 T2 chạy thẳng rẽ trái chạy thẳng 30 cộng thêm vạch rẽ chạy rẽ chạy bỏ trái thẳng phải thẳng bóng 161 Những ứng dụng PLC Số 31 33 36 vạch Bánh L1 T1 L1 trái Bánh T2 T2 T2 phải chế độ chạy rẽ trái làm rẽ trái thẳng việc http://codientu.org 41 42 43 T1 T1 T1 T2 L2 T2 chạy thẳng >43 ngừng & bỏ bóng rẽ chạy phải thẳng 7.2 Ứng dụng PLC hệ thống sản xuất linh hoạt: Hiện nay, hệ thống cân băng định lượng ứng dụng rộng rãi nhà máy xí nghiệp công nghiệp Ở nơi đâu có phối trộn chất theo tỉ lệ định trước (bài toán phối liệu) có tham gia cân băng định lượng, đặc biệt nhà máy chế biến vật liệu xây dựng, nhà máy phân bón, cao su Hệ thống có khả điều chỉnh tự động chất ứng với tỉ lệ đặt trước dựa sở vòng lặp điều chỉnh ví dụ PI, PID Đặt vấn đề: Làm để phối liệu theo giá trị đặt trước chất clanhke, thạch cao, phụ gia tương ứng 70%, 20%,10% để nghiền xi thành xi măng Trong tổng khối lượng cần phải đổ vào máy nghiền A tấn/h Ngoài ra, hệ thống làm việc phụ thuộc vào cân liệu hồi đầu vào máy nghiền (sau khỏi máy nghiền hạt có khối lượng lớn hồi nhờ phân ly động) độ điền Hình 7.2: Sơ đồ công nghệ hệ thống phối liệu đầy máy nghiền Có nghĩa lúc hệ thống làm việc phải đảm bảo yếu tố độ điền dầy máy nghiền 80% Nếu lượng liệu từ hệ thống phối liệu đưa đến cộng với liệu hồi làm cho độ điền đầy máy nghiền vượt mức 80%B tấn/h hệ tự động Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 162 Những ứng dụng PLC http://codientu.org giảm lượng liệu cung cấp đến đảm bảo tỉ lệ phần trăm toán phối liệu khối lượng xuất không đạt A tấn/h, vòng lặp điều chỉnh phải nhận biết thay đổi tham số Clanhke để kịp thời điều chỉnh phụ gia thạch cao Sự thay đổi thông số thạch cao phụ gia hàm bậc với biến clanhke Như băng tải có vòng lặp điều chỉnh PI với thông số phản hồi tín hiệu tổng hợp từ hai tín hiệu loadcell encoder, đầu giá trị setpoint xuống biến tần theo đường USS Ngoài hệ thống làm việc chế độ Manual, chế độ hệ thống không quan tâm đến lượng liệu hồi độ điền đầy máy nghiền Như hệ thống làm việc chế độ: ĐĐĐMNδ80%B; ĐĐĐMN>80%B; Manual giả sử 80% lượng liệu máy nghiền 270 Có thể mô tả sơ đồ khối điều khiển hệ thống sau: PID_0 PV CV SP A 270 – B Clanhke MM4 M Băng tải chuẩn hoá Bộ tổ hợp chuyển mạch Cân liệu hồi Độ điền đầy MN PID_1 PV CV SP Thạch cao MM4 M Băng tải M Băng tải chuẩn hoá PID_2 PV CV SP Manual Phụ gia MM4 chuẩn hoá Hình 7.3: Sơ đồ mô tả hệ thống điều khiển CBĐL cho hệ thống nghiền xi măng Đương nhiên hệ thống phải quản lý giới hạn định, băng tải gặp cố ví dụ lượng liệu vượt mức ngưỡng đặt đầu cân băng, lúc dòng đưa vượt mức 20mA hệ thống dừng làm việc thông qua chương trình xử lý cố Hoặc băng chuyền có giám sát trượt đai, xảy chương trình xử lý cố gọi Yêu cầu phần cứng hệ thống: + PLC_CPU 226 + EM235 Module + Biến tần MM3 MM4 (điều chỉnh tốc độ băng tải) Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 163 Những ứng dụng PLC http://codientu.org + Load cell (lấy tín hiệu đầu cân) + Đầu cân (chuẩn hoá tín hiệu từ 4⎟20 mA; cài đặt giá trị giới hạn trên) + Sound Sensor + Bộ cáp đồng trục nối từ RS-485 Port đến PLC + Encoder Sơ đồ đấu nối hệ thống hình Qúa trình tính toán, chuẩn hoá, setpoint cho vòng lặp thực sau: Bài toán đặt làm để tín hiệu phản hồi chuyển sang đơn vị tấn/h để so sánh với giá trị setpoint Tính tải trọng Q: q.L Với: Q: Tải trọng điểm [Kg] q: Tải trọng băng tải [Kg/m] L: Chiều dài tính toán [m] Công thức tính trọng lượng P băng tải theo thời gian : Hình 7.4: Mặt cắt dọc băng 2.Q P = q.V = V (*) L Với: P: Trọng lượng băng tải theo thời gian [Kg/s] V: Vận tốc dài băng tải [m/s] Theo (*), tính q cách tính Q L biết trước Để chuẩn hoá q từ [0⎟1]ta chia q cho qmax ; tính qmax ta dựa vào Pmax giá trị đặt tương ứng với % chất Vmax băng tải (dựa vào tốc độ định mức động cơ) Như vậy, tín hiệu phản hồi P [tấn/h] Cần phải tìm vận tốc V [m/h] tải trọng băng tải q [tấn/m] Xây dựng công thức tính toán tốc độ băng tải nhờ vào Encoder: Giả sử chọn thời gian tính toán 250ms tương ứng với số xung tính x xung Nếu ta chọn loại encoder có thông số 500xung/vòng sau x xung: x x (rad) Bánh xe encoder quay được: (vòng) tương ứng với góc quay 500 500 Q= Sau 1ms bánh xe encoder quay được: x (rad) 250.500 Như vận tốc góc bánh xe là: x rad ⎤ = 1000 ( ) 250 500 s Vận tốc dài bánh xe vận tốc dài băng tải: m d x d ( ) = Vbt V ed = ⎤ = 1000 250 500 s Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 164 Những ứng dụng PLC http://codientu.org d: Đường kính bánh xe: chọn d = 0,1 [m]; L=0.5 [m] m 1000.2 x.d Vbt = Ved = 3600 = 18,086x ( ) 250.500 h Chuẩn hoá giá trị từ [0⎟1] tiến hành chia cho Vmax ; tính Vmax dựa vào tốc độ định mức động Hình 7.5: Sơ đồ khối chương trình điều khiển hệ thống cân băng Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 165 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Chuẩn hoá đưa đầu vào CV (Current Value) PID PLC: [0 ⎟ q max ] = [0,0 ⎟1,0] q = q max q max q.Vbt P = = [0,0 ⎟1,0].[0,0 ⎟1,0] = [0,0 ⎟1,0] Pmax q max Vmax Quá trình thực thực theo sơ đồ khối hình 7.5 Các trình tính toán thực PLC Để tính Q dựa vào đầu vào analog tương ứng, ta phải thực bước lấy mẫu Đối với PID ta phải có chương trình khai báo tham số cần thiết PID liên hệ chương Để tính vận tốc V phải sử dụng đếm tốc độ cao Điều khiển biến tần mạng dùng giao thức USS protocol trình bày phần 7.5 7.3 Ứng dụng PLC điều khiển trình: Dưới sơ đồ công nghệ hệ thống phối liệu, nghiền, phân loại phân phối xi măng vào silô Ở không xét đến việc điều khiển hệ thống phối liệu nêu phần 7.2 Chỉ thực công việc tương đối đơn giản: Chọn silô muốn nhập vào thông qua van sau: chuyển vị trí van ngã chọn vị trí van máng khí động Nếu chuyển van ngã sang bên phải silô nhập Sang vị trí silô silô silô 3, van máng khí động đóng silô nhập, van trạng thái mở silô nhập Nếu van ngã chuyển sang trái silô silô 3, van máng khí động đóng silô nhập, van trạng thái mở silô nhập Giả sử nhập cho silô (van ngã vị trí bên trái) mà phát đầy hệ thống tự động chuyển van ngã sang bên phải để nhập cho silô (nếu đầy nhập vào ngược lại) Điều kiện để khởi động hệ thống: Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 166 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Hình 7.6: Sơ đồ công nghệ hệ thống cấp liệu, nhiền, phân loại, phân phối xi măng Các silô chưa đầy Dầu thuỷ lực cấp cho máy nghiền đủ áp suất Các băng chuyền không bị trượt đai Sau chọn silô kiểm tra đủ điều kiện an toàn cho việc khởi động, hệ thống phải khởi động theo trình tự sau: MKĐ2, MKĐ3 MKĐ1 Mở van Quạt hút (lọc bụi) Gàu tải Phân ly động Mở van dầu Máy nghiền BTC BTTG BTCL, BTPG, BTTC Từ yêu cầu công nhệ ta tiến hành thiết kế chương trình sau: Vẽ giản đồ thời gian viết lưu đồ thuật toán Tính chọn PLC module mở rộng Phân công I/O Quy định ô nhớ để giám sát lỗi, khởi động dừng từ xa Tiến hành dịch sang ngôn ngữ PLC từ giản đồ thời gian viết lưu đồ thuật toán 7.4 Ứng dụng PLC mạng thu nhận liệu từ biến tần: Để điều khiển biến tần thông qua PLC người ta thường dùng cách sau: Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 167 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Dùng dầu vào/ra số PLC, thực chức đơn giản dừng, khởi động, đảo chiều việc thay đổi thời gian khởi động họăc dừng, đặt lại tốc độ thực chế độ Để thay đổi giá trị setpoint điều khiển phản hồi, biến tần đầu vào analog đầu analog Ngoài phải dùng dầu vào/ra số để điều khiển biến tần Điều khiển biến tần qua mạng Profibus, loại MM3, MM4 Siemens có sẵn giao diện Profibus RS458 Port Nhưng ứng dụng nhỏ việc thiết kế mạng Profibus đưa giá thành lên cao, không kinh tế Dùng Port PLC để kết nối tới Port biến tần, PLC khiển tối đa mạng gồm 31 biến tần Mạng gọi mạng USS Dạng kết nối điểm-điểm Ta điều khiển toàn chức biến tần thông qua mạng này, còn giám sát dòng điện, điện áp, tốc độ, hướng quay dựa vào vùng nhớ mà PLC dành riêng cho biến tần Chi phí cho mạng thấp tối ưu cho ứng dụng nhỏ vừa Chuẩn điều khiển mạng biến tần (giao thức USS) Sau phương pháp điều khiển mạng biến tần dùng PLC qua giao thức USS: 7.4.1 Ðiều kiện sử dụng giao thức USS: Thư viện lệnh STEP - Micro/Win cung cấp 14 chương trình con, thủ tục ngắt tập lệnh (gồm lệnh) hỗ trợ cho giao thức USS + Giao thức USS sử dụng Cổng (Port 0) cho truyền thông USS Sử dụng lệnh USS_INIT để lựa chọn Port cho USS PPI Sau lựa chọn Port cho truyền thông với chuẩn USS, không sử dụng Port cho mục đích khác Ðể phát triển chương trình ứng dụng sử dụng giao thức USS, nên sử dụng CPU 226, CPU 226XM module EM 277 PROFIBUS-DP kết nối đến card PROFIBUS-CP máy tính Cổng truyền thông thứ hai loại CPU cho phép STEP - Micro/Win giám sát ứng dụng sử dụng giao thức USS + Các lệnh USS tác động đến tất bit SM với truyền thông Freeport qua Port + Các lệnh USS sử dụng 14 chương trình thủ tục ngắt + Các giá trị lệnh USS yêu cầu 400 byte miền nhớ V Ðịa bắt đầu ấn định người sử dụng phần lại dành cho giá trị khác + Vài lệnh lệnh USS yêu cầu đệm truyền thông 16 byte Chẳng hạn với tham số cho lệnh, cần phải cung cấp địa bắt đầu miền nhớ V đệm + Khi thực phép tính, lệnh USS sử dụng ghi AC0 đến AC3 Cũng sử dụng ghi chương trình; nhiên, giá trị ghi bị thay đổi lệnh USS Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 168 Những ứng dụng PLC http://codientu.org + Các lệnh USS làm tăng nhớ chương trình lên đến 3450 byte Tuỳ thuộc vào loại lệnh USS mà dung lượng nhớ tăng từ 2150 byte đến 3450 byte + Các lệnh USS sử dụng chương trình Hình 7.7: Kết nối PLC biến tần theo giao thức USS * Lưu ý: Ðể thay đổi phương thức truyền thông Port trở lại PPI để truyền thông với STEP - Micro/Win, cần phải sử dụng lệnh USS _ INIT khác để ấn định lại phương thức cho Port Cũng định lại phương thức cách chuyển S7-200 sang chế độ STOP, việc Reset tham số Port 7.4.2 Thời gian yêu cầu cho việc truyền thông với biến tần: Truyền thông với MicroMaster (MM) không đồng với vòng quét S7200 S7-200 hoàn thành vài vòng quét trước MM hoàn thành việc truyền thông Các yếu tố giúp xác định thời gian yêu cầu: số MM có mạng, tốc độ baud, thời gian vòng quét S7-200 Có vài loại yêu cầu thời gian trễ dài sử dụng lệnh truy xuất thông số Thời gian yêu cầu cho việc truy nhập tham số tuỳ thuộc loại thiết bị tham số truy nhập Sau lệnh USS _ INIT ấn định Port cho giao thức USS, S7-200 thực hỏi vòng tất biến tần khoảng thời gian theo Bảng 7.1: Thời gian yêu cầu cho truyền thông với MM Thời gian hỏi vòng biến tần Tốc độ 1200 240 ms (max) 2400 130 ms (max) 4800 75 ms (max) 9600 50 ms (max) 19200 35 ms (max) 38400 30 ms (max) 57600 25 ms (max) 115200 25 ms (max) Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 169 Những ứng dụng PLC http://codientu.org 7.4.3 Sử dụng lệnh USS: Ðể sử dụng lệnh chương trình điều khiển S7-200, cần phải theo bước sau: Ðưa lệnh USS _INIT vào chương trình thực lệnh cho vòng quét Có thể sử dụng lệnh để thiết lập giá trị thay đổi thông số truyền thông Khi sử dụng lệnh USS _ INIT có vài ẩn chương trình thủ tục ngắt tự động thêm vào chương trình Chỉ thực lệnh USS _ INIT chương trình cho Drive Có thể đưa vào nhiều lệnh USS_RPM_x hay USS_WPM_x yêu cầu, lệnh làm việc thời điểm Cấp phát vùng nhớ V cho thư viện lệnh cách kích chuột phải (lấy từ menu) Program Block thư mục Cài đặt tham số địa tốc độ sử dụng chương trình cho drive Dùng cáp để kết nối truyền thông từ S7-200 đến drive * Chú ý: Các thiết bị kết nối với điện khác nguyên nhân sinh dòng điện không mong muốn cáp kết nối Dòng điện nguyên nhân dẫn đến lỗi truyền thông làm hỏng thiết bị Cần phải chắn thiết bị kết nối với cáp có dòng điện định mức cách ly để ngăn ngừa dòng điện không mong muốn 7.4.4 Các lệnh giao thức USS: 4.1 Lệnh USS- INIT: Cấu trúc lệnh: Lệnh USS_ INIT sử dụng phép thiết lập không cho phép truyền thông với MM Trước lệnh USS khác sử dụng, lệnh USS_INIT phải thực trước mà không xảy lỗi Khi lệnh thực xong bit Done set lên trước thực lệnh Lệnh thực vòng quét đầu vào EN tác động Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 170 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Thực lệnh USS_INIT lần cho thay đổi trạng thái truyền thông Sử dụng lệnh chuyển đổi dương tạo xung đầu vào EN Khi thay đổi giá trị ban đầu tham số thực lệnh USS_ INIT Giá trị cho đầu vào Mode lựa chọn giao thức truyền thông: đầu vào có giá trị 010 ấn định Port dùng cho giao thức USS cho phép làm việc theo giao thức Nếu đầu vào có giá trị 000 ấn định Port dùng cho giao thức PPI không cho phép làm việc theo giao thức USS Tốc độ truyền đặt giá trị: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 115200 (baud) Ðầu vào Active dùng để xác định địa Drive Chỉ hỗ trợ số địa Drive từ đến 30 Các tham số sử dụng lệnh USS_INIT Bảng 7.2: Kiểu liệu toán hạng đầu vào/ra lệnh USS_INIT Ðầu vào/ra Kiểu liệu Mode Byte Baud,Activ e Done Error Dword Bool Byte Toán hạng VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB,AC,Constant,*VD,*AC, *LD VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,Constant,AC, *VD,*AC,*LD I, Q, M, S, SM, T, C, V, L VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC,*VD,*AC,*LD Khi lệnh USS_INIT kết thúc, đầu Done set lên Ðầu Error (kiểu byte) chứa kết thực lệnh 4.2 Lệnh USS - CTRL: Cấu trúc lệnh: Lệnh USS_CTRL sử dụng để điều khiển hoạt động biến tần Lệnh đưa vào đệm truyền thông, từ đây, lệnh gởi tới địa biến tần, địa xác định tham số Active lệnh USS _ INIT Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 171 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Chỉ lệnh USS _CTRL ấn định cho Drive - Bit EN phải set lên cho phép lệnh USS_CTRL thực Lệnh mức cao (mức cho phép) - RUN (RUN/STOP) cho thấy drive on off Khi bit RUN mức cao, MM nhận lệnh khởi động tốc độ danh định theo chiều chọn trước Ðể Drive làm việc, điều kiện phải theo sau: + Ðịa Drive phải lựa chọn từ đầu vào Active lệnh USS_INIT + Ðầu vào OFF2 OFF3 phải set + Các đầu Fault Inhibit phải - Khi đầu vào RUN OFF , lệnh chuyển đến MM để điều khiển giảm tốc độ động xuống động dừng - Ðầu vào OFF2 sử dụng phép điều khiển MM dừng với tốc độ chậm - Ðầu vào OFF3 sử dụng phép điều khiển MM dừng với tốc độ nhanh - Bit Resp_R báo nhận phản hồi từ Drive Tất hoạt động MM thăm dò thông tin trạng thái Tại thời điểm, S7-200 nhận phản hồi từ Drive, bit Resp_R set lên tất giá trị cập nhật - Bit F_ACK (Fault Acknowledge) sử dụng để nhận biết lỗi từ Drive Các lỗi Drive xoá F_ACK chuyển từ lên - Bit Dir (Direction) xác định hướng quay mà MM điều khiển - Ðầu vào Drive (Drive address) địa MM mà lệnh USS_ CTRL điều khiển tới Ðịa hợp lệ: đến 31 - Ðầu vào Type (Drive type) dùng để lựa chọn kiểu MM Ðối với hệ MM3 (hoặc sớm hơn) đầu vào Type đặt 0; MM4 giá trị đặt - Speed-SP (speed setpoint): tốc độ cần đặt theo tỉ lệ phần trăm Các giá trị âm làm động quay theo chiều ngược lại Phạm vi đặt: -200% ⎟ 200% - Error: byte lỗi chứa kết yêu cầu truyền thông đến Drive - Status: word thể giá trị phản hồi từ biến tần - Speed tốc độ động theo tỉ lệ phần trăm Phạm vi: -200% đến 200% - D-Dir: cho biết hướng quay - Inhibit: cho biết tình trạng the inhibit bit on the drive (0 - not inhibit, 1inhibit ) Ðể xoá bit inhibit này, bit Fault phải trở off, đầu vào RUN, OFF2, OFF3 phải trở off - Fault: cho biết tình trạng bit lỗi ( - lỗi, 1- lỗi ) Drive hiển thị mã lỗi Ðể xoá bit Fault, cần phải chữa lỗi xảy lỗi set bit F_ACK Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 172 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Bảng 7.3: Kiểu liệu toán hạng đầu vào/ra lệnh USS _CTRL Ðầu vào/ra Kiểu liệu Toán hạng RUN, OFF2, OFF3, BOOL I, Q, M, S, SM, T, C, V, C, L, Power Flow F_ACK, DIR Resp_R, Run_EN, BOOL I, Q, M, S, SM, T, C, V, C, L D_Dir, Inhibit, Fault VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, Drive, Type BYTE *AC, *LD, Constant VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, Error BYTE *AC, *LD VW, T, C, IW, QW, SW, MW, SMW, LW, Status WORD AC, AQW, *VD, *AC, *LD VD, ID, QD, MD, SMD, LD, AC, *VD, Speed_SP REAL *AC, *LD, Constant VD, ID, QD, MD, SMD, LD, AC, *VD, Speed REAL *AC, *LD 4.3 Lệnh USS_RPM_x: Cấu trúc lệnh: Có lệnh đọc cho giao thức USS USS_RPM_W: lệnh đọc tham số Word USS_RPM_D: lệnh đọc tham số Douple Word USS_RPM_R: lệnh đọc tham số thực Chỉ lệnh đọc (USS_RPM_x) ghi (USS_WPM_x) làm việc thời điểm Lệnh USS_RPM_x hoàn thành việc thực lệnh MM nhận biết cách thức lệnh, lỗi trạng thái thông báo Vòng quét tiếp tục thực trình chờ phản hồi - Bit EN phải set phép truyền yêu cầu, nên giữ lại trạng thái bit Done set lên - tín hiệu hoàn thành trình (Ví dụ: Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 173 Những ứng dụng PLC http://codientu.org lệnh USS_RPM_x truyền đến MM vòng quét đầu vào XMT _REQ on) Do đó, đầu vào XMT-REQ nên kích xung nhận sườn xung lên để truyền yêu cầu cho chuyển tiếp dương đầu vào EN Bảng 7.4: Kiểu liệu toán hạng đầu vào/ra lệnh USS_RPM_x Kiểu liệu Toỏn h?ng Ðầu vào/ra XMT-REQ BOOL I, Q, M, SM, T, C, V, L Drive BYTE VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *AC, *LD, Constant WORD Param, VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, Index AC, AIW, *VD, *AC, *LD, Constant DB-Ptr DWORD &VB Value WORD VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AC, AQW, *VD, *AC, *LD DWORD,REAL VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, *VD, *AC Done BOOL I, Q, M, S, SM, T, C, V, L Error BYTE VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *AC, *LD - Ðầu vào Drive địa MM mà lệnh USS_RPM_x chuyển tới Ðịa hợp lệ đến 31 - Param số tham số (là giá trị cần đọc từ MM) - Index trỏ vào giá trị để đọc - Value giá trị thông số phản hồi - Ðầu vào DB_Ptr cung cấp địa đệm 16 byte Trong lệnh USS _RPM_x, đệm dùng chứa kết lệnh đưa đến từ MM Khi lệnh USS_RPM_x hoàn tất, đầu Done set lên đầu Error (kiểu byte) đầu Value chứa kết việc thực lệnh Ðầu Error Value không hợp lệ đầu Done set lên 4.4 Lệnh USS _WPM _x: Cấu trúc lệnh: Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 174 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Có lệnh ghi cho giao thức USS: USS_WPM_W: lệnh ghi tham số Word USS_WPM_D: lệnh ghi tham số Double Word USS _WPM_R: lệnh ghi tham số thực Chỉ lệnh đọc (USS_WPM _x) ghi (USS_WPM_x) làm việc thời điểm Lệnh USS_WPM_x hoàn thành việc thực lệnh MM nhận biết cách thức lệnh, lỗi trạng thái thông báo.Vòng quét tiếp tục thực trình chờ phản hồi - Bit EN phải set phép truyền yêu cầu, nên giữ lại trạng thái bit Done set lên - tín hiệu hoàn thành trình ( Ví dụ: lệnh USS-WPM-x truyền đến MM vòng quét đầu vào XMT_REQ on) Do đó, đầu vào XMT-REQ nên kích xung nhận sườn xung lên để truyền yêu cầu cho chuyển tiếp dương đầu vào EN - Ðầu vào Drive địa MM mà lệnh USS_WPM_x chuyển tới Ðịa hợp lệ đến 31 - Param số tham số - Index biến vào giá trị để đọc - Value giá trị thông số cần ghi đến nhớ RAM biến tần Ðối với MM3 ghi giá trị vào EEPROM, cách cài đặt tham số P971 - Ðầu vào DB-Ptr cung cấp địa đệm 16 byte Trong lệnh USS _WPM_x, đệm dùng chứa kết lệnh đưa đến từ MM Khi lệnh USS_WPM_x hoàn tất, đầu Done set lên đầu Error (kiểu byte) chứa kết việc thực lệnh Khi đầu vào EEPROM set lên, lệnh ghi vào nhớ RAM EEPROM biến tần Khi đầu vào EEPROM không set lệnh ghi Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 175 Những ứng dụng PLC http://codientu.org vào nhớ RAM MM3 không hỗ trợ chức này, đó, cần phải chắn đầu vào không set để lệnh làm việc với MM3 Bảng 7.5: Kiểu liệu toán hạng đầu vào/ra lệnh USS_WPM_x Ðầu vào/ra Kiểu liệu Toán hạng XMT-REQ BOOL I, Q, M, SM, T, C, V, L EEPROM BOOL I, Q, M, S, SM, T, C, V, L Drive BYTE VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *AC, *LD, Constant Param, Index WORD VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AC, AIW, *VD, *AC, *LD, Constant DB-Ptr DWORD &VB Value WORD VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AC, AQW, *VD, *AC, *LD DWORD,REAL VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, *VD, *AC Done BOOL I, Q, M, S, SM, T, C, V, L Error BYTE VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *AC, *LD 7.4.5 Kết nối cài đặt MicroMaster Series (MM3): 5.1 Kết nối MM3: Có thể sử dụng cáp chuẩn PROFIBUS đầu nối để kết nối S7-200 với MicroMaster Series * Chú ý: Các thiết bị kết nối với điện khác nguyên nhân dẫn tới việc phát sinh dòng điện không mong muốn cáp kết nối Dòng điện nguyên nhân dẫn tới lỗi truyền thông làm hỏng thiết bị Cần phải chắn tất thiết bị kết nối vào cáp truyền thông có dòng điện định mức cách ly để ngăn ngừa dòng điện phát sinh không mong muốn 5.2 Cài đặt MM3: Trước kết nối đến S7-200, cần phải chắn có đủ thông số MM Sử dụng keypad có sẵn biến tần để cài đặt sau: Reset biến tần để cài đặt lại (tuỳ chọn) Nhấn phím P: hiển thị P000 Nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P944 Nhấn P để nhập thông số: P944 = Cho phép truy xuất để đọc/ghi tất thông số Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P009 Nhấn P để nhập: P009 = Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 176 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Kiểm tra lại việc cài đặt thông số động cho biến tần Việc cài đặt phải theo loại động sử dụng Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị thông số cần cài đặt Nhấn P để nhập: P081 = Tần số định mức động (Hz) P082 = Tốc độ định mức động (RPM) P083 = Dòng điện định mức động (A) P084 = Ðiện áp định mức động (V) P085 = Công suất định mức động (kW/HP) Ðặt chế độ điều khiển chỗ hay từ xa ( Local/Remove ) Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P910 Nhấn P để nhập: P910 = ( Remove ) Ðịnh giá trị tốc độ Baud cho chuẩn RS-485 Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P092 Nhấn P để nhập, nhấn phím mũi tên để hiển thị giá trị tốc độ Baud cho chuẩn RS-485: P092 ( 1200 baud ) ( 2400 baud ) ( 4800 baud ) ( 9600 baud - chuẩn ) ( 19200 baud ) Nhập địa Slave Mỗi drive (tối đa 31) vận hành qua bus Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P091 Nhấn P để nhập Nhấn phím mũi tên để hiển thị địa mong muốn, nhấn P nhập: P091 = ⎟ 31 Ðịnh thời gian tăng tốc (tuỳ chọn) Với thời gian đặt tốc độ động tăng dần đạt max Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P002 Nhấn P để nhập: P002 = ⎟ 650.00 Ðịnh thời gian giảm tốc (tuỳ chọn) Sau khoảng thời gian động giảm đến tốc độ dừng Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P003 Nhấn P để nhập: P003 = ⎟ 650.00 Serial Link Time-out Ðây khoảng thời gian lớn cho phép hai lần truy nhập liệu Thời gian tính sau liệu nhận Nếu liệu điện không nhận, biến tần ngắt hiển thị mã lỗi F008 Ðặt giá trị để ngừng việc điều khiển Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P093 Nhấn P để nhập Nhấn phím mũi tên để nhập giá trị mong muốn: P093 = ( 240 (thời gian tính giây) Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 177 Những ứng dụng PLC http://codientu.org 10 Serial Link Nominal System Setpoint Giá trị thay đổi, phải tương ứng 50Hz 60Hz, định nghĩa tương ứng với giá 100% giá trị cho PV SP Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P094 Nhấn P để nhập Nhấn phím mũi tên để chọn giá trị mong muốn: P094 = ⎟ 400.00 11 Tương thích USS (tuỳ chọn) Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P095 Nhấn P để nhập: P095 = độ phân giải 0,1Hz độ phân giải 0,01Hz 12 EEPROM điều khiển (tuỳ chọn) Nhấn P, nhấn phím mũi tên lên xuống hiển thị P971 Nhấn P để nhập: P971 = 0: Thay đổi thông số cài đặt (bao gồm P971) bị mất nguồn 1: Tham số cài đặt lưu lại suốt thời gian nguồn 13: Hiển thị vận hành Nhấn P để thoát 7.4.6 Kết nối cài đặt MicroMaster Series (MM4): 1) Kết nối MM4: Ðể kết nối với MM4, ta sử dụng cáp RS-485 (nối trực tiếp S7-200 với MM4) Ngoài ra, dùng cáp chuẩn PROFIBUS đầu nối để kết nối * Chú ý: Các thiết bị kết nối với điện khác nguyên nhân dẫn tới việc phát sinh dòng điện không mong muốn chạy cáp kết nối Dòng điện nguyên nhân dẫn tới lỗi truyền thông làm hỏng thiết bị Cần phải chắn tất thiết bị kết nối vào cáp truyền thông có dòng điện định mức cách ly để ngăn ngừa dòng điện phát sinh không mong muốn Nếu S7-200 điểm nút cuối mạng, kết nối điểm - điểm (point-to-point), cần phải sử dụng đầu A1 B1 (không phải A2 B2) đầu cắm 2) Cài đặt MM4: Trước kết nối đến S7-200, cần phải chắn có đủ thông số MM Sử dụng keypad có sẵn biến tần để cài đặt sau: Reset để cài đặt lại cho hệ thống (tuỳ chọn): P0010 = 30 P0970 = Nếu bỏ qua bước này, thông số set theo giá trị: USS PZD length: P2012 Index0 = USS PKW length: P2013 Index0 = 127 Cho phép truy nhập đọc/ghi thông số: P0003 = 3 Kiểm tra cài dặt thông số động cho biến tần: Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 178 Những ứng dụng PLC http://codientu.org P0304 = điện áp động (V) P0305 = dòng điện động (A) P0307 = công suất động (W) P0310 = tần số động (Hz) P0311 = tốc độ động (RPM) Các thông số cài đặt thay đổi tuỳ thuộc vào loại động sử dụng Trước cài đặt thông số P0304, P0305, P0307, P0310, P0311, cần thiết phải set thông số P0010 lên trước Sau kết thúc việc cài đặt, đặt thông số P0010 Các thông số P0304, P0305, P0307, P0310, P0311 thay đổi chế độ quick commissioning Ðịnh chế độ điều khiển từ xa hay chỗ (Local/Remove): P0700 Index0 = 5 Ðặt lựa chọn tần số setpoint cho USS cổng COM P1000 Index0 = Ðịnh thời gian tăng tốc (tuỳ chọn), thời gian để động tăng tốc đến tốc độ max: P1120 = ⎟ 650,00 (s) Ðịnh thời gian giảm tốc (tuỳ chọn), thời gian để động giảm dần tốc độ dừng: P1121 = ⎟ 650,00 (s) Ðặt tần số tham chiếu: P2000 = đến 650 Hz Tiêu chuẩn hoá USS: P2009 Index0 = 10 Ðặt giá trị tốc độ baud cho chuẩn RS-485: P2010 Index0 = (2400 baud) (4800 baud) (9600 baud) (19200 baud) (38400 baud) (57600 baud) 10 (115200 baud) 11 Nhập địa Slave: P2011 Index0 = đến 31 12 Ðặt thời gian trống hai điện, khoảng thời gian cho phép hai lần truy nhập liệu điện Nó sử dụng để cắt biến tần khoảng thời gian xảy lỗi truyền thông Thời gian tính từ lúc sau liệu hợp lệ điện nhận Nếu có liệu không nhận, biến tần ngắt hiển thị mã lỗi F0070 Ðặt giá trị để ngừng điều khiển Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 179 Những ứng dụng PLC http://codientu.org P2014 Index0 = đến 65,535 ms 13 Chuyển liệu từ RAM đến EEPROM: P0971 = (bắt đầu chuyển) Lưu cài đặt thay đổi thông số vào EEPROM 7.4.7 Chương trình từ PLC để điều khiển thu thập thông số từ mạng biến tần: Network 1: Chương trình cài đặt tham số truyền thông với biến tần Clanhke // 1_chọn USS Protocol // 9600_Tốc độ truyền PLC biến tần // 16#00000001_Địa biến tần // MB3_Chứa kết việc thực lệnh (xem bảng mã lỗi) // M0.3_bit báo trạng thái làm việc lệnh USS_INIT Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 180 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Network 2: Chương trình điều khiển biến tần // V500.0_Khởi động dừng động // V500.1=1 _Dừng động với thời gian lâu trường hợp OFF3 //F_ACKN Lỗi biến tần xoá tín hiệu đưa đến từ chân tích cực //SM0.0_luôn có nghĩa động quay thuận //Drive = 0, địa biến tần mạng //Type = 0, kiểu biến tần MM3, tương ứng với MM4 // VD88_giá trị setpoint tốc độ động (nằm giới hạn từ 200%⎟+200%) //V501.1_báo nhận tín hiệu phản hồi (chỉ set lên vòng quét sau giá trị cập nhật) //VB617_báo kết việc truyền thông tới Drive //VW618_thanh ghi trạng thái (có hai loại tương ứng cho MM3, MM4) //MD620_chứa giá trị thực tốc độ động cơ(-200%⎟+200%) //V601.4_báo trạng thái làm việc động (0-Stop, 1-Run) //V601.5 cho biết hướng quay Network 3: //DB_Ptr_dành đệm 16 byte cho việc ghi liệu từ PLC đến biến tần, để ghi giá trị ta phải dùng biến trỏ &VB630 //Param=009_cho phép đọc/ghi tất giá trị từ biến tần Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 181 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Chương trình tiến hành tương tự n biến tần mạng USS, với n = (0 ⎟31), từ đệm, từ kép, từ đơn, byte bit trạng thái dùng phần mềm khác VisualBasic, Delphi để thiết kế giao diện, tạo lập sở liệu, nhật kí, cảnh báo để hình thành mạng SCADA mini để điều khiển giám sát hệ thống Ngoài mạng biến tần dùng PLC để điều khiển, tích hợp mạng bao gồm nhiều PLC biến tần có điều khiển giám sát từ PC Để làm điều khó khăn hỗ trợ gói phần mềm Microcomputing Siemens Phần mềm cài đặt, có tool, file ocx, dll hữu ích cho việc định nghĩa đường truyền, quét cập nhật theo kiện, tạo lập giao diện, truy xuất liệu từ PLC Phần mềm hỗ trợ cho VisualBasic 7.5 Ứng dụng PLC hệ thống điều khiển giám sát: Các bước tiến hành thiết lập hệ thống điều khiển giám sát từ PC: + Cấp trường: Thiết kế phần cứng dựa vào yêu cầu trình công nghệ Thuật toán điều khiển cho trạm mạng Quy định địa trạm, giao thức truyền thông, thuật toán truyền thông trạm mạng, quy định trạm master/slave mạng PPI; trạm ngang cấp mạng Freeport (giao thức gọi điều khiển cổng tự do_mỗi trạm trạm chủ trạm tớ) Đây việc cần thiết trình tích hợp mạng Lập bảng quy định địa chỉ, mã hiệu, lỗi cần thiết cho việc truyền thông Viết chương trình điều khiển tương ứng cho trạm + Cấp điều khiển giám sát: Cài đặt phần mềm hỗ trợ như: Prodave, microcomputing Thiết kết giao diện HMI mềm VisualBiasic, Delphi Lập trình hướng đối tượng tương ứng với thiết bị sơ đồ công nghệ kết hợp với bảng quy định tiến hành bước 4 Thiết lập sở liệu, nhật kí vận hành, cảnh báo, báo cáo, vẽ đồ thị, truy xuất đến máy in cần thiết Kiểm tra toàn tiến hành thủ tục kết nối Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 182 [...]... này dùng chứa kết quả của lệnh đưa đến từ MM Khi lệnh USS_WPM_x đã hoàn tất, đầu ra Done được set lên và đầu ra Error (kiểu byte) chứa các kết quả của việc thực hiện lệnh Khi đầu vào EEPROM được set lên, lệnh sẽ ghi vào cả bộ nhớ RAM và EEPROM của biến tần Khi đầu vào EEPROM không được set thì lệnh này sẽ chỉ ghi Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 175 Những ứng dụng của PLC http://codientu.org... //V601.4_báo trạng thái làm việc hiện tại của động cơ (0-Stop, 1-Run) //V601.5 cho biết hướng quay Network 3: //DB_Ptr_dành bộ đệm 16 byte cho việc ghi các dữ liệu từ PLC đến biến tần, để ghi được giá trị tại đây ta phải dùng biến con trỏ &VB630 //Param=009_cho phép đọc/ghi tất cả các giá trị từ biến tần Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 181 Những ứng dụng của PLC http://codientu.org Chương trình... rất khó khăn nếu như không có sự hỗ trợ của gói phần mềm Microcomputing của Siemens Phần mềm này khi được cài đặt, nó sẽ có các tool, file ocx, dll rất hữu ích cho việc định nghĩa đường truyền, quét và cập nhật theo sự kiện, tạo lập giao diện, truy xuất dữ liệu từ PLC Phần mềm này chỉ hỗ trợ cho VisualBasic 7.5 Ứng dụng PLC trong hệ thống điều khiển giám sát: Các bước tiến hành thiết lập hệ thống điều... lệnh khi MM nhận biết cách thức của lệnh, hoặc khi một lỗi trạng thái được thông báo Vòng quét vẫn tiếp tục thực hiện trong khi quá trình chờ sự phản hồi - Bit EN phải được set để cho phép truyền đi các yêu cầu, và nên giữ lại ở trạng thái đó cho đến khi bit Done được set lên - tín hiệu hoàn thành quá trình (Ví dụ: Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 173 Những ứng dụng của PLC http://codientu.org... hiện lệnh 4.2 Lệnh USS - CTRL: Cấu trúc lệnh: Lệnh USS_CTRL được sử dụng để điều khiển hoạt động của biến tần Lệnh này được đưa vào bộ đệm truyền thông, từ đây, lệnh được gởi tới địa chỉ của biến tần, nếu địa chỉ đã được xác định ở tham số Active trong lệnh USS _ INIT Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 171 Những ứng dụng của PLC http://codientu.org Chỉ một lệnh USS _CTRL được ấn định cho mỗi... đến S7-200, cần phải chắc chắn rằng có đủ các thông số của MM Sử dụng các keypad có sẵn trên biến tần để cài đặt như sau: 1 Reset để cài đặt lại cho hệ thống (tuỳ chọn): P0010 = 30 P0970 = 1 Nếu bỏ qua bước này, các thông số tiếp theo sẽ được set theo các giá trị: USS PZD length: P2012 Index0 = 2 USS PKW length: P2013 Index0 = 127 2 Cho phép truy nhập đọc/ghi các thông số: P0003 = 3 3 Kiểm tra cài dặt... biến tần: Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 178 Những ứng dụng của PLC http://codientu.org P0304 = điện áp động cơ (V) P0305 = dòng điện động cơ (A) P0307 = công suất động cơ (W) P0310 = tần số động cơ (Hz) P0311 = tốc độ động cơ (RPM) Các thông số cài đặt này có thể thay đổi tuỳ thuộc vào loại động cơ được sử dụng Trước khi cài đặt các thông số P0304, P0305, P0307, P0310, P0311, cần thiết phải... thay đổi các thông số vào EEPROM 7.4.7 Chương trình từ PLC để điều khiển và thu thập các thông số từ mạng biến tần: Network 1: Chương trình cài đặt tham số và truyền thông với biến tần Clanhke // 1_chọn USS Protocol // 9600_Tốc độ truyền giữa PLC và biến tần // 16#00000001_Địa chỉ của biến tần // MB3_Chứa kết quả của việc thực hiện lệnh (xem bảng mã lỗi) // M0.3_bit báo trạng thái làm việc của lệnh... Ðầu vào OFF3 được sử dụng để cho phép điều khiển MM dừng với tốc độ nhanh - Bit Resp_R báo nhận phản hồi từ Drive Tất cả các hoạt động của MM được thăm dò thông tin trạng thái Tại mỗi thời điểm, S7-200 nhận một phản hồi từ Drive, bit Resp_R được set lên và tất cả các giá trị tiếp theo được cập nhật - Bit F_ACK (Fault Acknowledge) được sử dụng để nhận biết lỗi từ Drive Các lỗi của Drive được xoá khi... đầu vào RUN, OFF2, OFF3 cũng phải trở về off - Fault: cho biết tình trạng của bit lỗi ( 0 - không có lỗi, 1- lỗi ) Drive sẽ hiển thị mã lỗi Ðể xoá bit Fault, cần phải chữa lỗi xảy ra lỗi và set bit F_ACK Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 172 Những ứng dụng của PLC http://codientu.org Bảng 7.3: Kiểu dữ liệu và toán hạng của các đầu vào/ra trong lệnh USS _CTRL Ðầu vào/ra Kiểu dữ liệu Toán hạng RUN, ... Encoder: Giả sử chọn thời gian tính toán 250ms tương ứng với số xung tính x xung Nếu ta chọn loại encoder có thông số 500xung/vòng sau x xung: x x (rad) Bánh xe encoder quay được: (vòng) tương ứng... Tính chọn PLC module mở rộng Phân công I/O Quy định ô nhớ để giám sát lỗi, khởi động dừng từ xa Tiến hành dịch sang ngôn ngữ PLC từ giản đồ thời gian viết lưu đồ thuật toán 7.4 Ứng dụng PLC mạng... điều khiển biến tần thông qua PLC người ta thường dùng cách sau: Biên soạn: Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh 167 Những ứng dụng PLC http://codientu.org Dùng dầu vào/ra số PLC, thực chức đơn giản dừng,