Tài liệu Luận văn thạc sĩ điều khiển lưu lượng đầu – cuối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM KHOA CƠ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG ĐẦU – CUỐI Ngành: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Vạn Quốc Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Minh MSSV: 1311020230 Lớp: 13DDC04 Nguyễn Ngọc Thạch MSSV: 1311020340 Lớp: 13DDC04 TP. Hồ Chí Minh, 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM KHOA CƠ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG ĐẦU – CUỐI Ngành: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Vạn Quốc Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Minh MSSV: 1311020230 Lớp: 13DDC04 Nguyễn Ngọc Thạch MSSV: 1311020340 Lớp: 13DDC04 TP. Hồ Chí Minh, 2017 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ sở các số liệu thực tế và được thực hiện theo hướng dẫn của giảng viên hướng dẫn. Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của nhóm chúng em, không sao chép theo bất cứ đồ án nào. Mọi sợ tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu trong báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, chúng em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm CHÚNG EM XIN CAM ĐOAN NHỮNG ĐIỀU TRÊN! 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên chúng em xin kính gửi đến quý Thầy Cô Khoa Cơ - Điện – Điện tử Trường Đại Học Công Nghệ TP. HCM lời cảm ơn chân thành nhất, quý Thầy Cô đã tận tình giảng dạy cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường, giúp cho em có được nhiều kiến thức cơ bản về lĩnh vực điện công nghiệp và dân dụng. Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy ThS. Nguyễn Vạn Quốc đã tạo điều kiện giúp đỡ, hướng dẫn chi tiết để em có thể hoàn thành tốt bài báo cáo tốt nghiệp này. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp đã giúp chúng em có thêm được nhiều bài học thực tế, kinh nghiệm trong công việc và chắc chắn đó sẽ là hành trang vào đời hết sức quý báu đối với công việc của chúng em sau này. CHÚNG EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc LỜI MỞ ĐẦU 1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng dần và đã có rất nhiều cảnh báo về tiết kiêm năng lượng. Các nghành công nghiệp nói chung và ngành nước nói chung vẫn sử dụng công nghệ truyền động không thích hợp, điều khiển thụ động, không linh hoạt. Đối với nhà máy nước, yếu tố cấu thành giá nước bị chi phối phần lớn bởi chi phí điện bơm nước( 30-35%). Trước đây tồn tại quan điểm việc đầu tư vào tiết kiệm năng lượng là một công việc tốn kém và không mang lại hiệu quả thiết thực. Với công nghệ biến tần tính toán đã chỉ ra việc đầu tư vào hệ thống điều khiển tiết kiệm năng lượng cho trạm bơm cấp II có thời gian hoàn vốn đầu tư hết sức ngắn và giảm được chi phí cho công tác quản lý vạn hành thiết bị. Trong phạm vi đồ án, chúng ta chỉ đề cập tới việc sử dụng thiết bị biền tần trong điều khiển tốc độ tiết kiệm năng lượng cho các máy bơm và điều khiển lưu lượng trong đường ống nước. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Đối với các hệ thống bơm cấp nước trong thực tế, người ta sử dụng máy bơm công suất lớn, biến tần công suất lớn để bơm cấp nước cho cả khu dân cư, thành phố, cho cả khu công nghiệp. Với đề tài này, chúng em đã mô hình hóa hệ thống nên chỉ sử dụng biến tần công suất nhỏ và động cơ không đồng bộ để mô tả sự hoạt động của hê thống với tín hiệu giả đưa về. Một phần vì các máy bơm ba pha thường rất to và nặng kéo theo hệ thống sẽ không đơn giản, lý do nữa là chi phí cho một đồ án như vậy là quá lớn với khả năng của chúng em. Để thực hiện được đề tài chúng em đã: - Nghiên cứu hệ thống bơm cấp nước trong thực tế, nắm rõ trình tự điều khiển từng máy bơm - Tìm hiểu về biến tần sử dụng - Lựa chọn biến tần và động cơ có công suất hợp lý - Tìm hiểu giao tiếp PLC với biến tần - Lập trình PLC 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc Thiết kế giao diện WinCC để giám sát và điều khiển. 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI: Đề tài cho thấy việc ứng dụng của tự động hóa vào trong cuộc sống là rất cần thiết, nó giúp ta tiết kiệm được thời gian công sức, tiền bạc nhưng mang lai hiệu quả kinh tế cao và hoạt động rất ổn định. Từ đề tài nghiên cứu về điều khiển, giám sát lưu lượng cho đường ống nước, chúng ta có thể mở rộng cho hệ thống điều khiển lò nhiệt, hệ thống điều hòa không khí…… 4. PHẠM VI NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: Từ những kiến thức cơ sở học được tại trường và ngoài thực tế, do còn hạn chế về kiến thức cũng như khả năng kinh tế và thời gian có hạn nên chúng em chỉ có thể tạo mô hình mang tính chất mô phỏng cao để thể hiện quy trình hoạt động của một hệ thống cấp nước thực tế. Trong đó, chúng em đã thực hiện một số công việc: - Lập trình PLC hoạt động theo thuật toán đưa ra - Giao tiếp PLC với WinCC giám sát hệ thống - Giao tiếp PLC với biến tần - Thiết kế giao diện điều khiển tự động với WinCC 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc 5. KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN: - CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG ĐẦU – CUỐI - CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN - CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN THỰC TẾ - CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................1 LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................2 LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................3 1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: ..............................................................................3 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: ......................................................................3 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI: ..............................................................4 4. PHẠM VI NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: .....................................4 5. KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN: ....................................................................................5 MỤC LỤC ...................................................................................................................6 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG ĐẦUCUỐI .........................................................................................................................10 1. 1 Nguyên tắc điều khiển trong hệ thống. ...........................................................10 1. 1. 1 Phương thức điều khiển bơm ..................................................................11 1. 1. 2 Những ưu điểm khi điều khiển tốc độ bơm bằng thiết bị biến tần: .........12 1. 2 Sơ đồ khối hệ thống ........................................................................................13 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN .........................14 2. 1 BỘ ĐIỀU KHIỂN S7-200 .............................................................................14 2. 1. 1 giới thiệu ..................................................................................................14 2. 1. 2 Ưu khuyết điểm của PLC ........................................................................14 2.1.3 Giới thiệu về High Speed Counter trên s7-200 .........................................15 2. 1. 4 Cấu hình phần cứng PLC S7-200 ............................................................18 2. 2 Biến tần Mitsubishi FR-E720 .........................................................................19 2. 2. 1 Tổng quan về biến tần Mitsubishi FR-E720 ...........................................19 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc 2. 2. 2 Sơ đồ nguyên lí bộ biến tần .....................................................................19 2. 2. 3 Nguyên lý hoạt động bộ biến tần ............................................................19 2. 2. 4 Các tính chất của biến tần Fr-E720 .........................................................20 2. 2. 5. Thông số kỹ thuật ...................................................................................21 2. 2. 6 Các đầu dây điều khiển ...........................................................................23 2. 2. 7 sơ đồ nguyên lý của biến tần ...................................................................24 2. 2. 8 Cài đặt các thông số của biến tần ............................................................25 2. 3 Cảm biến lưu lượng: .......................................................................................27 2. 4 Bộ nguồn 1 chiều ............................................................................................28 2. 4. 1 Khái quát chung.......................................................................................28 2. 4. 2 Nguồn một chiều sử dụng trong mô hình ................................................28 2. 5. Động cơ bơm .................................................................................................29 2. 5. 1. Khái quát chung......................................................................................29 2. 5. 2. Động cơ bơm sử dụng trong mô hình.....................................................30 2. 6 Relay ...............................................................................................................30 2. 7 module EM235 ...............................................................................................31 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN THỰC TẾ .................................................34 3. 1 Mô hình hệ thống: ...........................................................................................34 3.1.1 sơ đồ hệ thống kết nối: .............................. Error! Bookmark not defined. 3.1.2 Sơ đồ nối dây điều khiển tủ động lực: ....... Error! Bookmark not defined. 3. 2 Lưu đồ giải thuật: ............................................................................................35 3. 2. 1 định địa chỉ vào/ra: ..................................................................................35 3. 2. 2 Lưu đồ thuật toán ....................................................................................36 3. 3 Chương trình điều khiển ................................................................................37 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc 3. 3. 1 kết nối PLC S7-200 với máy tính ............................................................37 3. 4 Tổng quan về phần mềm WinCC ...................................................................44 3. 4. 1. Khái niệm về WinCC .............................................................................44 3. 4. 2. Đặc điểm của WinCC .............................................................................44 3. 4. 3. Các loại Modul của phần mềm ...............................................................46 3. 5 Tìm hiểu về WinCC flexible...........................................................................47 3. 5. 1. Khái quát chung......................................................................................47 3. 5. 2. Điều khiển và giám sát trong WinCC flexible .......................................47 3. 5. 3. Một số Tab cơ bản trong WinCC flexible ..............................................52 3. 6. Ứng dụng chức năng điều khiển giám sát của WinCC flexible vào đề tài ....55 3. 6. 1. Giao diện WinCC flexible ......................................................................55 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ........................................................................................56 4. 1 Nhận xét ..........................................................................................................56 4. 1. 1 Nhận xét chung .......................................................................................56 4. 1. 2. Ưu điểm và khuyết điểm ........................................................................56 4. 2 Hướng phát triển đề tài ..................................................................................56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................58 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: sơ đồ khối hệ thống ............................................................. 13 Hình 2.1: PLC S7-200 CPU 226 của Siemens ................................... 18 Hình 2.2: Sơ đồ các chân ngõ vào, ngõ ra cùng chân cấp nguồn. ...... 18 Hình 2.3 : sơ đồ nguyên lý biến tần .................................................... 24 Hình 2.4: Cảm biến lưu lượng S-201 .................................................. 27 Hình 2.5: Sơ đồ khối nguồn một chiều ............................................... 28 Hình 2.6: Bộ nguồn một chiều sử dụng trong mô hình ...................... 29 Hình 2.7: Một số loại động cơ bơm .................................................... 29 Hình 2.8: Động cơ bơm sử dụng trong mô hình ................................. 30 Hình 2.9: Relay 24VDC ...................................................................... 31 Hình 2.10: module mở rộng EM235 ................................................... 32 Hình 2.11: Hình ảnh thực tế bố trí các thiết bị trong tủ điện .............. 33 Hình 3.1 : Mô hình kết nối thiết bị hệ thống ....................................... 34 Hình 3.2: Một loại cáp USB sang RS485 ........................................... 37 Hình 3. 3: Giao diện Set PG/PC Interface .......................................... 38 Hình 3. 4: Giao diện Properties - PG/PC ............................................ 38 Hình 3. 5: Tab Communications trong Microwin............................... 39 Hình 3. 6: Giao diện màn hình chính trong WinCC flexible .............. 48 Hình 3. 7: Tạo một dự án mới trong WinCC flexible ......................... 48 Hình 3. 8: Các loại kết nối hỗ trợ trong phần mềm ............................ 49 Hình 3. 9: Hộp thoại Item trong PC-Acess ......................................... 50 Hình 3. 13: Chức năng I/O field trong WinCC flexible ..................... 53 Hình 3. 14: Thiết lập đèn báo hiệu trong WinCC flexible .................. 54 Hình 3. 15: Giao diện WinCC ............................................................ 55 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG ĐẦU-CUỐI Mỗi trạm bơm thường có nhiều máy bơm cùng cấp nước vào cùng một đường ống. Áp lực và lưu lượng của đường ống thay đổi hang giờ theo nhu cầu. Bơm và các thiết bị đi kèm như đường ống van, đài nước được thiết kế với lưu lượng nước bơm rất lớn. Vì thế điều chỉnh lưu lượng nước bơm được thực hiện bằng các phương pháp sau: - Điều chỉnh bằng cách khép van trên ống đẩy của bơm - Điều chỉnh bằng đóng mở các máy bơm hoạt động đồng thời. - Điều khiển thay đổi tốc độ quay bằng khớp nối thủy lực. Điều khiển theo những phương pháp trên không những không tiết kiệm được năng lượng điện tiêu thụ mà còn gây nên hỏng hóc thiết bị và đường ống do chấn động khi đóng mở van gây nên, đồng thời các máy bơm cung cấp không bám sát được chế độ tiêu thụ trên mạng lưới. Để giải quyết các vấn đề kể trên chỉ có thể sử dụng phương pháp điều khiển truyền động biến đổi tốc độ bằng thiết bị biến tần. Thiết bị biến tần là thiết bị điều chỉnh biến đổi quay của động cơ bằng cách thay đổi tần số của dòng điện cung cấp cho động cơ. 1. 1 Nguyên tắc điều khiển trong hệ thống. Đầu ra của PLC được nối với biến tần để điều khiển biến tần và từ đây biến tần điều khiển tốc độ động cơ. Khi sử dụng thiết bị biến tần cho phép điều chỉnh một cách linh hoạt lưu lượng và áp lực cấp vào mạng lưới theo yêu cầu tiêu thụ. Với tín hiệu từ cảm biến lưu lượng phản hồi về PLC. PLC sẽ so sánh giá trị truyền về này với giá trị đặt để từ đó ra lệnh cho biến tần giúp thay đổi tốc độ của động cơ bằng cách thay đổi tần số dòng điện, điện áp đưa vào động cơ để đảm bảo lưu lượng nước qua đường ống là ổn định. 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc Sự điều chỉnh linh hoạt các máy bơm khi sử dụng biến tần được cụ thể như sau: - Điều chỉnh tốc độ quay khi muốn thay đổi lưu lượng. - Đa dạng trong phương thức điều khiển các máy bơm trong trạm bơm. Một thiết bị biến tần có thể điều khiển tới 5 máy bơm. 1. 1. 1 Phương thức điều khiển bơm Có 3 phương thức điều khiển các máy bơm: + Điều khiển theo mực nước: trên cơ sở tín hiệu mực chất lỏng trong bể hut hồi tiếp về PLC. Bộ vi xử lý sẽ so sánh tín hiệu hồi tiếp với mực chất lỏng được cài đặt. Trên cơ sở kết quả so sánh PLC sẽ điều khiển đóng mở các máy bơm sao cho phù hợp để mực chất lỏng trong bể luôn bằng giá trị cài đặt. Ngược lại khi tín hiệu hồi tiếp lớn hơn giá trị cài đặt, biến tần sẽ điều khiển các bơm để mực chất lỏng luông đạt giá trị đặt. + Điều khiển theo hình thức chủ động thụ động: Mỗi một máy bơm được nối với một bộ biến tần trong đó có một biến tần là chủ động, các biến tần khác là thụ động. Khi tín hiệu hồi tiếp về biến tần chủ động thì bộ vi xử lý của biến tần này sẽ so sánh với tín hiệu được đặt để từ đó tác động đến các biến tần thụ động điều chỉnh tốc độ quay của các máy bơm cho phù hợp và không gây ra hiện tượng đập thủy lực phản hồi từ hệ thống. Phương thức điều khiển này là linh hoạt nhất khắc phục những kho khăn trong quá trình vận hành bơm khác với thiết kế. Phương thức này được sử dung co trương hợp thay đổi cả về lưu lượng và áp suất trên mạng lưới. + Điều khiển theo hình thức biến tần điều khiển một bơm: Một máy bơm chính thông qua thiết bị biến tần, các máy bơm còn lại đóng mở trực tiếp bằng khởi động mềm. Khi tín hiệu áp lực và lưu lượng trên mạng lưới hồi tiếp về PLC. Bộ vi xử lý sẽ so sánh với giá trị cài đặt và điều khiển tốc độ máy bơm chính chạy với tốc độ phù hợp. Đây cũng chính là cách mà nhóm em đã tiến hành 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc làm. Khi mà bơm được điều khiển bằng biến tần hoạt động ở chế độ định mức mà vẫn chưa đáp ứng được áp suất trên được ống thì PLC sẽ ra lệnh để đưa các máy bơm khởi động mềm tham gia vào hề thống nhằm duy trì được áp suất mong muốn trong đường ống. Đến một lúc nào đó, khi mà áp suất trong đường ống đã đủ thì PLC sẽ ngắt các bơm phụ ra dần dần tránh áp suất cao gây nguy hiểm cho đường ống. Trong trường hợp ngắt tất cả các bơm mà áp suất vẫn còn cao thì PLC sẽ ra lệnh cho biến tần đẻ biến tần giảm dần tần số của động cơ để đưa áp suất trong đường ống về gần bằng giá trị đặt nhanh nhất trong thời gian có thể. Tất cả những việc này thì được theo dõi và giám sát bằng WinCC qua màn hình máy tính (hoặc được điều khiển bằng tay) 1. 1. 2 Những ưu điểm khi điều khiển tốc độ bơm bằng thiết bị biến tần: - Hạn chế được dòng khởi động cao - Tiết kiệm năng lượng - Điều khiển linh hoạt các máy bơm - Dãi công suất rộng từ 1, 1 – 400Kw - Tự động ngừng khi đạt tới điểm cài đặt - Tăng tốc nhanh giúp biến tần bắt kịp tốc độ hiện thời của động cơ - Tự động tăng tốc giảm tốc tránh quá tải hoặc quá điện áp khi khởi động - Bảo vệ được động cơ khi: ngắn mạch, mất pha, lệch pha, quá tải, quá dòng, quá nhiệt - Kết nối với máy tính chạy trên hệ điều hành Windows - Kích thước nhỏ gọn không chiếm diện tích trong nhà trạm - Mô-men khơỉ động cao với chế độ tiết kiệm năng lượng - Dễ dàng lắp đặt vận hành - Hiển thị các thông số của động cơ và biến tần 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc 1. 2 Sơ đồ khối hệ thống Hình 1.1: sơ đồ khối hệ thống 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN 2. 1 BỘ ĐIỀU KHIỂN S7-200 2. 1. 1 giới thiệu PLC S7-200 là thiết bị lập trình loại nhỏ (micro PLC) của hãng siemen (CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu Module và có các Module mở rộng. Thành phần cơ bản của của S7-200 là: khối xử lý trung tâm ( CPU: central Processing Unit) bao gồm hai chủng loại: CPU 21x và 22x. Mỗi chủng loại có nhiều CPU, loại CPU 21x hiện nay không còn sản xuất nữa, tuy nhiên hiện vẫn sử dụng nhiều trong trường học và trong sản xuất. CPU 22x với tính năng vượt trội hơn đã thay thế CPU 21x. Các họ này khác nhau ở dung lượng bộ nhớ, module I/O, tập lệnh, số cổng giap tiếp…, tuy nhiên về đại thể là giống nhau. PLC được lạp trình thông qua cổng COM maý tính dùng chuẩn RS485 với phần mềm Step 7 Microwin ver 2. 0 hay 3. x, 4. x theo theo kiểu kết nối PPI (point to point interface), nếu qua cáp giao tiếp MPI (multi point interface) có thể ghép nối 1 PC với nhiều PLC. Micro PLC Siemens ngoài S7-200 còn có họ S7-1200 lập trình bằng phần mềm Simatic Step7 Basic V10. 5 Chương trình PLC S7-200 được thiết kế dưới dạng chương trình chính (Main, OB), chương trình con (SBR), chương trình ngắt (INT), vùng nhớ dữ liệu (Data block), khối hệ thống (System Block) 2. 1. 2 Ưu khuyết điểm của PLC  Ưu điểm của PLC - Thiết bị điều khiển lập trình PLC có một số ưu điểm sau: + Chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa chữa: Một khi muốn thay đổi chương trình điều khiển thì chỉ cần lập trình lại, và ngoài ra người lập trình được trang bị các công cụ phần mềm để tìm ra lỗi cả phần cứng và phần mềm, từ đó sửa chữa thay thế hay theo dõi được cả phần cứng và phần mềm dễ dàng hơn. 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc + Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu được cấp từ bộ điều khiển bằng rơle. + Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình PLC dễ hiểu, dễ học. + Gọn nhẹ, dễ dàng di chuyển và lắp đặt. + bộ nhớ có dung lượng lớn, nạp và xoá dễ dàng, chứa được những chương trình phức tạp. + Độ chính xác cao, khả năng xử lý nhanh. + Hoạt động tốt và tin cậy trong môi trường công nghiệp. + Giao tiếp được với nhiều thiết bị khác như máy tính, mạng, các thiết bị điều khiển khác.  Khuyết điểm của PLC + Do chưa được tiêu chuẩn hoá nên có nhiều công ty sản xuất PLC sử dụng nhiều loại ngôn ngữ lập trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất toàn cục về hợp thức hoá. + Trong các mạch điều khiển quy mô nhỏ thì giá PLC đắt hơn việc sử dụng rơle để điều khiển. 2.1.3 Giới thiệu về High Speed Counter trên s7-200 High Speed Counter (HSC) hay còn gọi là bộ đếm xung tốc độ cao trong PLC. HSC dùng để đếm các sự kiện tốc độ cao mà không phụ thuộc chu kỳ quét trong PLC và có tương ứng 12 mode hoạt động khác nhau. Tần số đếm lớn nhất của HSC phụ thuộcvào loại CPU, có thể đạt tối đa 30 kHz. Mỗi counter có các ngõ vào xác định hỗ trợ các chức năng: xung Clock, hướng điều khiển, reset, và start. Trong chế độ đếm 2 pha, cả hai xung clock có thể hoạt động ở tốc độ lớn nhất. Còn trong chế độ một phần tư (quadrature), thì tùy ý chọn hoạt động theo kiểu 1x 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc hoặc 4x. Tất cả các counter hoạt động ở tốc độ lớn nhất khi không giao tiếp với các hoạt động khác. Bảng 2.1: các HSC, Mode và Input 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc Bảng 2.2: cấu hình Byte điều khiển Bảng 2.3: vùng lưu CV và PV Bảng 2.4: bit trạng thái dùng cho HSC 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc 2. 1. 4 Cấu hình phần cứng PLC S7-200 S7-200 là thiết bị điều khiển lập trình loại nhỏ của hãng siemens (CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các modul này được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Hình 2.1: PLC S7-200 CPU 226 của Siemens Sơ đồ chân và kết nối CPU 226: Hình 2.2: Sơ đồ các chân ngõ vào, ngõ ra cùng chân cấp nguồn. 18