DANH MỤC HÌNH VẼ
Thứ tự Tên hình vẽ Trang
Hình 1.1 Khai báo sử dụngHSC. 7
Hình 1.2 Câu lệnh USS_INT 14
Hình 1.3 Câu lệnh USS_CTRL . 15
Hình 1.4 Lệnh đọc một thông số từ biến tần về PLC. 17
Hình 1.5 Lệnh ghi một thông số từ PLC xuống biến tần. 18
Hình 1.6 Đầu nối mạch lực. 20
Hình 1.7 Đầu nối điều khiển của biến tần MM420. 21
Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý của biến tần MM420. 22
Hình 1.9 Đầu vào số của biến tần. 29
Hình1.10 Sơ đồ chân của cổng truyền thông trên PLC. 31
Hình 1.11 Sơ đồ kết nối PLC – Biến tần. 32
Hình 2.1 Mô hình cơ khí panel thí nghiệm. 33
Hình 2.2 Kết cấu trục vitsme đai ốc bi 35
Hình 2.3 Kết cấu bên trong của bàn gá 36
Hình 2.4 Encoder và cách quy định các đầu dây 39
Hình 2.5 Sơ đồ khối chức năng. 41
Hình 2.6 Lưu đồ thuật toán. 42
Hình 2.7 Sơ đồ kết nối chân cảm biến 43
Hình 2.8 Sơ đồ kết nối PLC. 43
Hình 2.9 Sơ đồ kết nối PLC – Biến tần. 44
Hình 2.10 Giao diện phần giới thiệu 59
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Thứ tự Tên hình vẽ Trang
Bảng 2.1 Bảng mô tả các chế độ đếm và loại HSC 9
Bảng 2.2. Các Bit đặc biệt dùng để điều khiển HSC 10
Bảng 2.3 Vùng nhớ lưu giá trị. 11
Bảng 1.4 Chức năng các đầu nối điều khiển. 21
Bảng 3.1 Bảng symbol 45
(D)COM của hãng Microsoft. OPC định nghĩa thêm một số giao diện cho khai thác
dữ liệu từ các quá trình kỹ thuật, tạo cơ sở cho việc xây dựng các ứng dụng điều
khiển phân tán mà không bị phụ thuộc vào mạng công nghiệp cụ thể. Trong thời
điểm hiện nay OPC cũng như COM tuy mới được thực hiện trên nền Windows,
song đã có nhiều cố gắng để phổ biến trong các hệ điều hành thông dụng khác.
Với mục đích ban đầu là thay thế cho các dạng phần mềm kết nối như I/O-
Drivers và DDE, OPC quy định một sô giao diện chuẩn cho các chức năng như:
- Khai thác, truy nhập dữ liệu quá trình từ nhiều nguồn khác nhau (PLC, các
thiết bị trường, bus trường, cơ sở dữ liệu…).
- Xử lý sự kiện và sự cố.
- Truy nhập dữ liệu quá khứ.
Trong tương lai OPC sẽ hỗ trợ các chức năng khác như an toàn hệ thống và
điều khiển mẻ. OPC sử dụng cơ chế COM/COM để cung cấp các d ịch vụ truyền
thông chol tất cả các ứng dụng hỗ trợ COM. Có thể kể ra hang loạt các ưu điểm của
việc sử dụng OPC như :
- Cho phép các ứng dụng khai thác, truy nhập dữ liệu theo một cách đơn giản,
thống nhất.
- Hỗ trợ truy nhập dữ liệu theo cơ chế hỏi tuần tự hoặc theo sự kiện.
- Được tối ưu trong việc sử dụng mạng công nghiệp.
6
- Kiến trúc không phụ thuộc vào nhà cung cấp thiết bị.
- Linh hoạt và hiệu suất cao.
- Sử dụng từ hầu hết các công cụ phần mềm SCADA thông dụng, hoặc bằng
một ngôn ngữ bâc cao (C++, Visual Basic…).
Cốt lõi của OPC là một chương trình phần mềm phục vụ gọi là OPC-Sever,
trong đó chứa các mục dữ liệu được tổ chức thành các nhóm. Thông thường một
OPC-Sever đại diện một thiết bị thu thập dữ liệu như PLC, RTU, I/O hoặc một cấu
hình mạng truyền thông. Các OPC-Item sẽ đại diện cho các biến quá trình, các tham
số điều khiển…
OPC được xây dựng dựa trên ý tưởng ứng dụng công nghệ COM nhằm đơn
trình. Win CC cung cấp các khả năng sau:
- Win CC cho phép quan sát quá trình. Quá trình này được hiển thị đồ họa
trên màn hình. Màn hiển thị được cập nhật mỗi lần một trạng thái trong quá trình
thay đổi.
- WinCC cho phép vận hành quy trình. Ví dụ, bạn có thể chỉ ra một điểm đặt
từ giao diện người dùng hoặc bạn có thể mở mộtvan.
- WinCC cho phép giám sát quá trình. Một cảnh báo sẽ báo hiệu một cách tự
động trong sự kiện của một trạng thái quá trình nghiêm trọng. Nếu một giá trị được
định nghĩa trước bị vượt quá, một thông báo sẽ xuất hiện trên màn hình.
- WinCC cho phép lưu trữ quá trình. Khi làm việc với WinCC, những giá trị
quá trình có thể hoặc được in ra hoặc được lưu trữ theo kiểu điện tử. Điều này tạo
điều kiện cho thu thập thông tin của quy trình và cho phép truy cập tiếp theo đến dữ
liệu sản sinh ra trong quá khứ.
8
1.3. Phần mềm PC ACCESS OPC.
1.3.1. Tổng quan về PC ACCESS.
WinCC phiên bản 5.0, 6.0, 6.2, và 7.0 không hỗ trợ Driver kết nối trực tiếp
riêng với PLC S7-200. Do đó, chúng ta không thể kết nối WinCC với S7-200 theo
cách thông thường rất dễ đối với S7-300. Tài liệu chủ yếu hướng dẫn cách kết nối
S7 200 với WinCC qua PC Access OPC- Server (S7-200) và kênh giao tiếp WinCC
OPC (có sẵn trong WinCC). WinCC không giao tiếp trực tiếp với PLC mà thông
qua S7-200 PC Access
S7-200 PC Access được cài đặt khá đơn giản, Với ưu điểm tốc độ kết nối cao,
dễ tiếp cận và có thể ứng dụng để giao tiếp WinCC với các loại PLC khác như
Allen Bradley, Omron, … Hơn nữa OPC PC Access còn cho phép ép vào MS Excel
để liên kết dữ liệumột cách đơn giản và hiệu quả.
1.3.2. Các chức năng cơ bản của PC ACCESS.
PC Access là phần mềm của Siemens dùng để truy suất dữ liệu từ PLC của
hãng Siemens.
Chương trình PC Access1.0 dùng để kết nối S7-200 với WinCC. Do S7-200
1.4.2.1. Định dạng bộ đếm tốc độ cao.
Để đọc xung tốc độ cao, ta thực hiện các bước sau cho việc định dạng Wizard:
Chọn Wizard đọc xung tốc độ cao High Speed Counter.
10
Hình 1.1. Khai báo sử dụngHSC.
Chọn chế độ (Mode) đọc xung tốc độ cao và loại bộ đếm ( Counter ) nào
(HSC0, HSC1,…). Tùy từng loại ứng dụng mà ta chọn mode đọc xung tốc cao, có
tất cả 12 mode đọc xung tốc độ cao như sau:
Mode 0, 1, 2: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit nội.
- Mode 0: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có Bit Start cũng như Bit Reset
- Mode 1: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start
- Mode 2: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép
chọn bắt đầu đếm cũng như xóa. Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn
từ bên ngoài.
Mode 3, 4, 5: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit ngoại,
tức là có thể chọn từ ngõ vào ( Input ).
- Mode 3: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có Bit Start cũng như Bit Reset.
11
- Mode 4: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start.
- Mode 5: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép
chọn bắt đầu đếm cũng như xóa. Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn
từ bên ngoài.
Mode 6, 7, 8: Dùng đếm 2 pha với 2 xung vào, 1 xung dùng đếm tăng và 1
xung đếm giảm
- Mode 6: Đếm tăng, giảm; không có Bit Start cũng như Bit Reset.
- Mode 7: Đếm tăng giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start.
- Mode 8: Đếm tăng giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép chọn
bắt đầu đếm cũng như xóa. Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn từ bên
ngoài.
Mode 9, 10, 11: Dùng để đếm xung A/B của Encoder, có 2 dạng:
= 0: Reset mức cao
= 1: Reset mức thấp
SMxx.1: Chọn Start mức cao hay mức thấp. Đối với HSC0 Bit này không sử
dụng
= 0: Start mức cao
= 1: Start mức thấp
SM37.2: Chọn chế độ x 1 hay x 4
= 0: x 4
= 1: x1
SM37.3: Chọn hướng đếm
= 0: đếm giảm
= 1: đếm tăng
14
SM37.4: Cho phép Update hay không Update hướng.
= 0: không cho phép
= 1: cho phép
SM37.5: Cho phép Update hay không Update giá trị đặt (Preset value)
= 0: không cho phép
= 1: cho phép
SM37.6: Cho phép Update hay không Update giá trị hiện tại (Current value)
= 0: không cho phép
= 1: cho phép
SM37.7: Cho phép bộ đếm hoạt động
= 0: ngừng hoạt động
= 1: hoạt động
Tương tự các HSC được điều khiển bởi các Bit tương ứng
1.4.2.3. Vùng nhớ lưu giá trị.
HSC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5
Giá trị tức
thời
thực hiện được vài vòng quét thì thiết bị giao tiếp mới hoàn thành. Thời gian cần
thiết để giao tiếp phụ thuộc vào số thiết bị giao tiếp, tốc độ baud và thời gian quét
của S7– 200.
Tốc độ baud Thời gian kiểm tra vòng của các thiết bị có trên mạng
1200 240 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
16
2400 130 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
4800 75 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
9600 50 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
9200 35 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
38400 30 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
57600 25 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
115200 25 ms (lớn nhất) x số thiết bị có trong mạng
1.4.3.4 Sử dụng các lệnh USS Protocol.
Thư viện lệnh STEP7 – Micro/Win cho phép điều khiển các bộ biến tần
MicroMaster một cách dễ dàng bằng các hàm lệnh đặc biết được thiết kế sử dụng
giao thức USS để giao tiếp với biến tần. Với lệnh USS, ta có thể điều khiển biến tần
và có thể đọc/ghi các thông số của biến tần.
Các lệnh USS này nằm trong thư viện của thư mục Libraries của cây lệnh
STEP7 – Micro/Win.
* Lệnh USS_INIT
Lệnh này dùng để bắt thiết lập giao thức USS để kết nối PLC và (mạng) biến
tần.
Lệnh USS_INIT được dùng để cho phép và thiết lập hay không cho phép thiết
lập giao tiếp với biến tần MicroMaster. Lệnh USS sẽ được thực hiện khi không có
lỗi nào xuất hiện. Lệnh này hoàn thành thì bit DONE được set lập tức trước khi tiếp
tục thực hiện các lệnh kế tiếp.
17
Hình 1.2 Câu lệnh USS_INT
Lệnh này được thực hiện mỗi khi đầu vào EN được thiết lập bằng 1. Lệnh
được thiết lập (lệnh này luôn
luôn phải được thiết lập)
Hình 1.3 Câu lệnh USS_CTRL .
Ngõ vào RUN (RUN/STOP) được thiết lập bằng 1cho phép điều khiển biến
tần và bằng 0 không cho phép điều khiển biến tần. Khi Run được thiết lập bằng 1,
bộ biến tần MicroMaster nhận được lệnh bắt đầu chạy tại tốc độ và chiều đã định
trước. Để biến tần chạy thì:
* DRIVER phải được chọn tích cực trong ACTIVE trong USS_INIT.
* OFF2 và OFF3 phải được đặt bằng 0.
* FAUL và INHIBIT phải bằng 0.
Khi RUN bằng 0 thì một lệnh được gửi đến MicroMaster để giảm tốc độ
xuống cho đến khi động cơ dừng hẳn.
19
Bit OFF2 được dùng để cho phép biến tần dừng động cơ nhanh hơn. Bit OFF3
được dùng để MicroMaster dừng nhanh chóng.
Bit F_ACK (Fault Acknowledge) được dùng để xác nhận lỗi truyền thông
trong biến tần. Biến tần sẽ xóa lỗi (FAULT) khi F_ACK đi từ mức thấp đến mức
cao.
Bit DIR (direction) đảo chiều quay của động cơ.
Đầu vào DRIVE (drive address) cho biết địa chỉ của biến tần MicroMaster mà
lệnh DRV_CRTL đã điều khiển. Địa chỉ có giá trị từ 0 đến 30.
Đầu vào TYPE chọn loại biến tần. Với biến tần MicroMaster 3 chọn TYPE =
0, với biến tần MICROMASTER 4 chọn TYPE = 1.
Đầu vào Speed_SP (speed setpoint) đặt tốc độ của động cơ dưới dạng phần
trăm của tốc độ tối đa (-200% đến 200%). Giá trị âm của Speed_SP làm động cơ
đảo chiều quay.
Bit Error là một byte lưu kết quả của lần giao tiếp mới nhất với biến tần.
Đầu ra STATUS chứa trạng thái của biến tần.
Đầu ra SPEED lưu tốc độ của động cơ dưới dạng phần trăm của tốc độ định
mức (-200% đến 200%).
21
Hình 1.5 Lệnh ghi một thông số từ PLC xuống biến tần.
Lệnh USS_WPM_x ghi một giá trị word không dấu vào một thông số xác
định. Lệnh USS_WPM_x hoàn tất khi MicroMaster xác nhận hay khi nhận được
lỗi.
Đầu vào EN phải được thiết lập bằng 1 để cho phép truyền một yêu cầu và
luôn giữ nguyên trạng thái bằng 1 cho đến khi bit DONE được thiết lập báo hiệu sự
hoàn tất. Một yêu cầu USS_WPM_x được truyền đến MicroMaster ở mỗi chu kỳ
quét khi đầu vào XMT_REQ bằng 1. Vì thế XMT_REQ nên được cho qua bộ P (bộ
tách sườn dương) chỉ cho phép một lệnh được truyền đi ở mỗi cạnh lên của đầu vào
EN.
Đầu vào DRIVE là địa chỉ của biến tần MicroMaster mà lệnh USS_WPM_x
được gửi đi. Địa chỉ có giá trị từ 0 đến 31.
Đầu vào PARAM xác định thông số cần ghi. Đầu vào INDEX là giá trị chỉ số
của thông số cần ghi. Đầu ra VALUE là giá trị cần ghi thông số.
Khi đầu vào EEPROM được thiết lập bằng 1 thì lệnh này được ghi vào cả
RAM và EEPROM của biến tần. Khi đầu vào này bị mất đi thì lệnh chỉ được khi
vào RAM của biến tần.
22
Địa chỉ của một bộ đệm 16 – byte phải được đưa vào đầu vào DB_PTR. Bộ
đệm này được sử dụng bởi lệnh USS_WPM_x để lưu kết quả nhận được từ biến tần
MicroMaster.
Khi lệnh USS_WPM_x hoàn tất thì đầu ra DONE được thiết lập bằng 1 và đầu
ra ERROR (byte) chứa kết quả của việc thực hiện lệnh.
1.5. Biến tần MM420.
1.5.1. Giới thiệu chung về họ biến tần MM4XX .
Micro Master MM4XX chính là họ biến tần mạnh mẽ nhất trong dòng các
biến tần tiêu chuẩn. Khả năng điều khiển Vector cho tốc độ và Mômen hay khả
năng điều khiển vòng kín bằng bộ PID có sẵn đem lại độ chính xác tuyệt vời cho
các hệ thống truyền động quan trọng như các hệ thống nâng chuyển, các hệ thống
như sau:
Hình 1.6. Đầu nối mạch lực.
1.5.3.2. Các đầu nối điều khiển.
24
Hình 1.7 Đầu nối điều khiển của biến tần MM420.
Đầu dây Ký hiệu Chức năng
1 - Đầu nguồn ra +10V
2 - Đầu nguồn ra 0V
3 ADC+ Đầu vào tương tự (+)
4 ADC- Đầu vào tương tự (-)
5 DIN1 Đầu vào số số 1
6 DIN2 Đầu vào số số 2
7 DIN3 Đầu vào số số 3
8 - Đầu ra cách ly +24V/max. 100mA
9 - Đầu ra cách ly 0V/max. 100mA
10 RL1-B Đầu ra số / tiếp điểm NO
11 RL1-C Đầu ra số / chân chung
12 DAC+ Đầu ra tương tự (+)
13 DAC- Đầu ra tương tự (-)
14 P+ Cổng RS485
15 N- Cổng RS485
Bảng 1.8. Chức năng các đầu nối điều khiển.
1.5.3.3.Sơ đồ nguyên lý.
25
Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý của biến tần MM420.
Copyright: Tài liệu đại học ©