ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC VÀ TRANG BỊ ĐIỆN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA TRONG HỆ THỐNG BĂNG TẢI Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hoá đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ…). Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình PLC.
H TRUY N Đ NG ĐI N Ệ Ề Ộ Ệ
Hệ truyền động điển hình là tập hợp của nhiều thiết bị và phần tử điện cơ dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng, cung cấp cho các công tác trên các máy sản xuất Đồng thời, nó có thể điều khiển dòng năng lượng đó tùy theo yêu cầu công nghệ của máy sản xuất.
Hệ truyền động điện là một tập hợp các thiết bị điện, điện tử phục vụ cho việc biến đổi năng lượng điện thành cơ năng, cũng như gia công truyền tải thông tin điều khiển trong quá trình biến đổi năng lượng điện thành cơ năng đó.
1.1.2.1 Ph n l c:ầ ự Là b bi n đ i và đ ng c truy n đ ngộ ế ổ ộ ơ ề ộ
Bộ biến đổi điện là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện, bao gồm các loại như biến đổi máy điện (máy phát điện xoay chiều, máy điện một chiều), biến đổi điện tần số (biến tần cho động cơ), và biến đổi điện áp (biến áp, chỉnh lưu tiristo, và các thiết bị điều áp khác) Những thiết bị này giúp điều chỉnh và ổn định điện năng, đảm bảo hiệu suất hoạt động cho các ứng dụng công nghiệp và dân dụng.
- Đ ng c đi n m t chi u, xoay chi u đ ng b , không đ ng b , ộ ơ ệ ộ ề ề ồ ộ ồ ộ
G m các c c u đo lồ ơ ấ ường, các b đi u ch nh tham s và công ngh , ộ ề ỉ ố ệ ngoài ra còn có các thi t b đi u khi n đóng c t ph c v công ngh và ế ị ề ể ắ ụ ụ ệ cho ngườ ậi v n hành Đ ng th i m t s h truy n đ ng có c m ch ghép ồ ờ ộ ố ệ ề ộ ả ạ n i v i các thi t b t đ ng khác trong m t dây chuy n s n xu t.
- Truy n đ ng đi n không đi u ch nh: thề ộ ệ ề ỉ ường ch có đ ng c n i tr c ỉ ộ ơ ố ự ti p v i lế ớ ưới đi n, quay máy s n xu t v i m t t c đ nh t đ nh.ệ ả ấ ớ ộ ố ộ ấ ị
Truyền động có điều chỉnh là một phần quan trọng trong công nghệ hiện đại, giúp tối ưu hóa hiệu suất và linh hoạt trong các ứng dụng khác nhau Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của công nghệ, các hệ thống truyền động có thể được điều chỉnh để phù hợp với nhiều điều kiện làm việc khác nhau Điều này bao gồm việc điều chỉnh mô men, lực kéo và vị trí, nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả và chính xác Hệ thống truyền động điều chỉnh có thể mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tăng cường hiệu suất và giảm thiểu lãng phí năng lượng.
Theo cấu trúc và tín hiệu điều khiển, hệ thống truyền động điện có thể được phân loại thành các loại khác nhau như truyền động điện một chiều và truyền động điện xoay chiều Mỗi loại truyền động này đều có những đặc điểm riêng, phù hợp với các ứng dụng khác nhau trong công nghiệp Việc lựa chọn hệ thống truyền động điện phù hợp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ tin cậy của quá trình sản xuất.
Đ NG C KHÔNG Đ NG B 3 PHA Ộ Ơ Ồ Ộ
Hình 1.1: Đ ng c không đ ng b ba pha ộ ơ ồ ộ
- Máy đi n không đ ng b là lo i máy đi n xoay chi u làm vi c theo ệ ồ ộ ạ ệ ề ệ nguyên lý c m ng đi n t , có t c d quay c a rotor n (vòng/phút) khác ả ứ ệ ừ ố ộ ủ v i t c đ c a t trớ ố ộ ủ ừ ường trong máy
- Máy đi n không đ ng b có 2 dây qu n: ệ ồ ộ ấ
+ Dây qu n s c p (dây qu n stator) n i v i lấ ơ ấ ấ ố ớ ưới đi n có t n s fệ ầ ố
Dây quấn rotor là một phần quan trọng trong hệ thống điện, được thiết kế để tạo ra từ trường cần thiết cho quá trình hoạt động của động cơ Dòng điện chạy qua dây quấn rotor được sinh ra nhờ vào nguyên lý cảm ứng điện từ, cho phép rotor quay và tạo ra năng lượng Việc tối ưu hóa thiết kế dây quấn rotor giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của động cơ, đồng thời giảm thiểu tổn thất năng lượng trong quá trình vận hành.
- Đ ng c không đ ng b so v i các lo i đ ng c khác có c u t o và v n ộ ơ ồ ộ ớ ạ ộ ơ ấ ạ ậ hành đ n gi n, giá r , đơ ả ẻ ượ ử ục s d ng nhi u trong s n xu t và sinh ho tề ả ấ ạ
Động cơ không đồng bộ được chia thành ba loại chính: động cơ không đồng bộ ba pha, hai pha và một pha Động cơ không đồng bộ có công suất lớn hơn 600W thường là động cơ ba pha với ba dây quấn làm việc, các dây này lệch nhau 120 độ Trong khi đó, động cơ có công suất nhỏ hơn 600W thường thuộc loại hai pha hoặc một pha.
- Các s li u đ nh m c c a đ ng c không đ ng b :ố ệ ị ứ ủ ộ ơ ồ ộ
+ Công su t c có ích trên tr c: Pấ ơ ụ đm
+ Đi n áp dây stator: Uệ đm
+ Dòng đi n dây stator: Iệ đm
Đồng hồ không đồng bộ ba pha thường được sử dụng trong nông nghiệp và công nghiệp, đặc biệt là trong các máy bơm nước, máy nghiền, máy khuấy, các nhà máy xi măng, và các băng tải trong vận tải.
- Theo k t c u c a đ ng c không đ ng b mà có th chia ra làm các ế ấ ủ ộ ơ ồ ộ ể ki u chính: Ki u h , ki u b o v , ki u phòng n , …ể ể ở ể ả ệ ể ổ
- Theo k t c u rotor chia làm 2 lo i: Lo i rotor ki u dây qu n và rotor ế ấ ạ ạ ể ấ ki u l ng sócể ồ
- Theo s pha trên dây qu n stator chia làm 3 lo i: Lo i m t pha, hai phaố ấ ạ ạ ộ và ba pha
Hình 1.2: C u t o đ ng c không đ ng b ba pha ấ ạ ộ ơ ồ ộ Đ ng c không đ ng b ba pha g m có 2 b ph n chính: Ph n tĩnh ộ ơ ồ ộ ồ ộ ậ ầ
(stator) và ph n quay (rotor)ầ
Phần tĩnh (stator) của máy điện bao gồm lõi thép và dây quấn, được chế tạo từ gang và nhôm Hai đầu của phần tĩnh có nắp máy, giúp bảo vệ các bộ phận bên trong Đối với máy có công suất lớn (từ 100kW trở lên), thường sử dụng thép hàn để làm lõi, tùy thuộc vào cách làm nguội và loại máy sử dụng.
Lõi thép là phần quan trọng trong thiết bị điện, nơi mà từ trường đi qua lõi thép tạo ra từ trường quay, giúp giảm thiểu tổn hao năng lượng Lõi thép được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật có độ dày 0.5mm, được ép lại với nhau Khi đường kính ngoài của lõi thép nhỏ hơn, hiệu suất hoạt động của thiết bị sẽ được cải thiện đáng kể.
990mm thì dùng c t m thép tròn đ ép l i Khi đả ấ ể ạ ường kính ngoài l n ớ h n 990mm thì ph i dùng nh ng t m thép hình r qu t ghép l i thành ơ ả ữ ấ ẻ ạ ạ kh i tròn.ố
M lõi thép kỹ thuật điển hình có khả năng giảm hao tốn năng lượng do dòng điện xoáy gây ra Nếu lõi thép ngắn, có thể ghép thành một khối; nếu quá dài, cần chia thành những đoạn ngắn hơn, mỗi đoạn dài từ 6 đến 8cm và cách nhau 1cm để đảm bảo thông gió hiệu quả Một trong các lá thép sẽ được thiết kế với rãnh để đặt dây quấn.
Hình 1.3: Các d ng lõi thép c a đ ng c không đ ng b ba pha ạ ủ ộ ơ ồ ộ c) Dây qu n:ấ
Dây quấn stator được đặt vào các rãnh của lõi thép, đảm bảo cách điện tốt với lõi thép Dây quấn phân ngữ là phần dây đệ ốp được làm bằng đồng và được ép trong các rãnh phân ngữ, tạo thành một tổ hợp nhiều vòng kín Dây quấn là một bộ phận quan trọng nhất của máy điện, vì nó tham gia trực tiếp vào quá trình biến đổi năng lượng điện thành cơ năng Giá thành của dây quấn cũng chiếm tỉ lệ khá cao trong tổng giá thành của động cơ.
Sinh ra một mạch điển đúng cách có thể giúp cho một dòng điện ổn định chảy qua mà không bị quá nóng Một nhiệt độ ổn định giúp sinh ra moment cần thiết để điều chỉnh chiều tác động một cách hiệu quả.
+ Tri t đ ti t ki m v t li u, k t c u đ n gi n làm vi c ch c ch n an ệ ể ế ệ ậ ệ ế ấ ơ ả ệ ắ ắ toàn
- Dây qu n ph n ng có th phân ra làm các lo i ch y u sau:ấ ầ ứ ể ạ ủ ế
+ Dây qu n x p đ n và dây qu n x p ph c t pấ ế ơ ấ ế ứ ạ
+ Dây qu n song đ n và dây qu n song ph c t pấ ơ ấ ứ ạ
Lõi thép của rotor được chế tạo từ nhiều lá thép kỹ thuật, ghép lại với nhau để tạo thành các rãnh theo hướng trục Các lá thép này không chỉ có vai trò quan trọng trong việc tạo ra từ trường mà còn giúp định hình rãnh để quấn dây Phần ngoài của lá thép được thiết kế để dễ dàng lắp đặt dây quấn Lõi thép được ép chặt lên trục máy, đảm bảo sự ổn định và hiệu suất của rotor trong quá trình hoạt động.
Hình 1.6: Hình d ng lá thép rotor ạ b) Dây qu n: Dây qu n rotor phân làm 2 lo i chính:ấ ấ ạ
- Rotor ki u l ng sóc (Hình 1.7): Lo i rotor l ng sóc công su t trên ể ồ ạ ồ ấ
Trong động cơ 100kW, lõi thép rotor chứa các thanh đồng được đúc bằng nhôm, tạo thành hai vòng đệm và cánh quạt giúp làm mát Dây quấn rotor khác với dây quấn stator, không cần cách điện với lõi sắt, giúp nâng cao hiệu suất máy Rãnh rotor có thể được thiết kế sâu hơn hoặc thành hai rãnh lồng sóc Trong máy điện công suất lớn, rãnh rotor thường được làm chéo một góc so với trục.
Hình 1.7: Rotor ki u l ng sóc ể ồ Hình 1.8: Rotor ki u dây qu n ể ấ
Rotor kiểu dây quấn có cấu trúc tương tự như dây quấn ba pha của stator và có cùng số lượng dây quấn Trong máy điện, rotor thường sử dụng dây quấn kiểu sóng hai lớp để giảm thiểu độ dài dây nối, giúp kết cấu dây quấn trên rotor trở nên chắc chắn hơn Đối với máy điện, dây quấn đồng tâm một lớp thường được áp dụng Dây quấn ba pha của rotor thường có hình sao, với ba đầu dây được nối vào ba rãnh trượt, thường được chế tạo bằng đồng để đảm bảo độ dẫn điện Ba chổi than tiếp xúc với ba rãnh trượt giúp kết nối dây quấn rotor với ba biến tần bên ngoài, tạo điều kiện cho máy hoạt động hiệu quả và điều chỉnh tốc độ.
Rotor dây quấn có độ bền và giá thành thấp hơn rotor lòng sóc, nhưng lại gặp khó khăn trong việc bảo quản và hiệu suất hoạt động Sử dụng rotor lòng sóc giúp giảm thiểu nguy cơ cháy nổ và cải thiện hiệu suất máy móc, đặc biệt trong các hệ thống yêu cầu cao về công suất Tuy nhiên, trong những ứng dụng không yêu cầu khắt khe, rotor dây quấn vẫn là lựa chọn hợp lý với chi phí thấp hơn Khe hở giữa rotor và stator cũng đóng vai trò quan trọng, với khoảng cách từ 0.2 đến 1mm giúp tối ưu hóa dòng điện và nâng cao hiệu suất hoạt động của máy.
- Đ ng c không đ ng b 3 pha là lo i đ ng c có ph n quay, làm vi c ộ ơ ồ ộ ạ ộ ơ ầ ệ v i đi n xoay chi u, theo nguyên lý c m ng đi n tớ ệ ề ả ứ ệ ừ
Khi dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stato, trong khe hở không khí sẽ xuất hiện từ trường quay với tần số f1 và tốc độ quay n = 60f1/p, trong đó f1 là tần số của lưới điện và p là số cặp cực Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha, tạo ra dòng điện I2 trong dây quấn rotor Dòng điện này kết hợp với từ trường của stato, tạo thành từ thông trong khe hở Dòng điện trong dây quấn rotor tác động lên từ thông, sinh ra mô men xoắn và ảnh hưởng đến tốc độ quay của rotor Sự tác động này có vai trò quan trọng trong hiệu suất làm việc của máy Các hệ thống khác nhau sẽ có cách hoạt động và hiệu suất khác nhau, do đó cần nghiên cứu tác động của chúng trong ba pha máy khác nhau.
-> Nh v y khi n = n1 thì s = 0 , còn khi n = 0 thì s = 1 ; khi n > n1 ,s < 0 vàư ậ rotor quay ngược chi u t trề ừ ường quay n < 0 thì s > 1.
Hình 1.9: Nguyên lý làm vi c c a đ ng c không đ ng b ệ ủ ộ ơ ồ ộ a) Rotor quay cùng chi u t trề ừ ường nh ng t c đ n < n1 ( 0 < s < 1)ư ố ộ
Giới thiệu về chiều quay n1 của rotor trong từ trường khe hở và cách xác định các đại lượng điện từ Theo quy tắc bàn tay phải, chúng ta xác định được chiều dòng điện E2 và I2, trong khi theo quy tắc bàn tay trái, xác định lực F và mô men M Lực F cùng chiều quay của rotor cho thấy rằng năng lượng được truyền từ stator thông qua từ trường đã biến đổi thành công suất trên rotor theo chiều từ trường quay n1 Điều này cho phép rotor hoạt động hiệu quả trong quá trình chuyển đổi năng lượng Khi rotor quay cùng chiều nhưng tốc độ n > n1 (s < 0), hiện tượng sẽ diễn ra khác biệt.
Khi máy phát điện hoạt động với tốc độ quay rotor lớn hơn tốc độ đồng bộ n1, chiều quay của rotor sẽ tạo ra dòng điện trong dây quấn rotor theo hướng ngược lại Điều này dẫn đến việc momen hãm xuất hiện, khiến máy phát điện biến năng lượng cơ học thành điện năng Khi rotor quay ngược chiều với từ trường, máy phát điện hoạt động như một động cơ, tiêu thụ điện năng và cung cấp năng lượng cho lưới điện.
H TH NG BĂNG T I Ệ Ố Ả
Băng tải là một thiết bị quan trọng trong sản xuất, với nhiều tiện ích nổi bật, chức năng chính là vận chuyển hàng hóa từ điểm này đến điểm khác mà không cần tốn sức Đây là một giải pháp kinh tế cao, giúp rút ngắn khoảng cách trong sản xuất Các doanh nghiệp đầu tư vào băng tải nhằm tiết kiệm thời gian, giảm lao động, và tăng hiệu quả trong sản xuất, vì vậy băng tải đã trở thành sản phẩm thiết yếu trong ngành công nghiệp hiện nay.
Băng tải công nghiệp có nhiều loại khác nhau, phụ thuộc vào vị trí, loại sản phẩm và khoảng cách di chuyển Tiêu chuẩn cho băng tải được đo lường và xác định dựa trên trọng tải tối đa, loại sản phẩm, số lượng sản phẩm trên một đơn vị thời gian, tải trọng, tốc độ và dòng chảy của vật liệu.
Trong ngành sản xuất hiện nay, băng tải đóng vai trò quan trọng trong các dây chuyền lắp ráp Nó không chỉ là một phần thiết yếu trong quy trình sản xuất mà còn có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả kinh tế toàn cầu Băng tải giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao năng suất và giảm thiểu chi phí lao động.
- Khung băng t i : thả ường được làm b ng nhôm đ nh hình, thép s n tĩnh ằ ị ơ đi n ho c inox.ệ ặ
- Dây băng t i: Thả ường là dây băng PVC dày 2mm và 3mm ho c dây băngặ
- Đ ng c chuy n đ ng: Là đ ng c gi m t c công su t 0.2KW, 0.4KW, ộ ơ ề ộ ộ ơ ả ố ấ0.75KW, 1.5KW, 2.2KW.
- B đi u khi n băng chuy n: Thộ ề ể ề ường g m có bi n t n, sensor, timer, ồ ế ầ PLC
- C c u truy n đ ng g m có: Rulo kéo, con lăn đ , nhông xích ơ ấ ề ộ ồ ỡ
- H th ng bàn thao tác trên băng chuy n thệ ố ề ường b ng g , thép ho c ằ ỗ ặ inox trên m t có dán th m cao su ch ng tĩnh đi n.ặ ả ố ệ
- H th ng đệ ố ường khí nén và đường đi n có c m đ l y đi n cho các ệ ổ ắ ể ấ ệ máy dùng trên băng chuy n.ề
- Ngoài ra thường có thêm đường đi n chi u sáng đ công nhân thao tác ệ ế ể l p ráp.ắ
1.3.3 Phân lo i và ng d ngạ ứ ụ
Băng tải xích là thiết bị quan trọng trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là trong ngành công nghiệp ô tô Nó được sử dụng để truyền tải linh kiện xe hơi từ các nhà máy sản xuất đến các dây chuyền lắp ráp Hệ thống băng tải xích giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao hiệu quả và giảm thời gian vận chuyển.
Băng tải con lăn là thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, giúp vận chuyển các hộp sản phẩm và giá đỡ thùng hàng Có bốn loại băng tải con lăn chính, bao gồm: băng tải con lăn nhựa, băng tải con lăn nhựa PVC, băng tải con lăn thép mạ kẽm, và băng tải con lăn truyền động bằng motor Những loại băng tải này đáp ứng nhu cầu đa dạng trong quy trình sản xuất và vận chuyển hàng hóa.
- Băng t i cao su (Hình 1.12):ả Thường đượ ử ục s d ng đ v n chuy n ể ậ ể than, kẽm, qu ng …t vùng khai thác ra vùng t p k t Lo i này có th l pặ ừ ậ ế ạ ể ắ trên m i đ a hình và m i kho ng cách.ọ ị ọ ả
- Băng t i xo n c (Hình 1.13):ả ắ ố Thường dùng trong công nghi p th c ệ ự ph m và nẩ ước gi i khát, bao bì dả ược ph m, bán l …Nó v n chuy n v t ẩ ẻ ậ ể ậ li u theo m t dòng liên t c.ệ ộ ụ
- Băng t i đ ng (Hình 1.14):ả ứ Thường v n chuy n hàng hóa gi ng nh ậ ể ố ư thang máy
- Băng t i linh ho t (Hình 1.15):ả ạ Thường s d ng trong v n chuy n bao ử ụ ậ ể bì th c ph m, đóng gói h s , công nghi p dự ẩ ồ ơ ệ ược ph m….ẩ
Hình 1.15: Băng t i con lăn linh ho t ả ạ
- Băng t i runả g (Hình 1.16) thường đượ ử ục s d ng v n chuy n th c ậ ể ự ph m, phù h p v i môi trẩ ợ ớ ường kh c nghi t.ắ ệ
Băng tải rung là thiết bị chuyên dụng được thiết kế để vận chuyển vật liệu trên mặt phẳng Một băng tải rung hoạt động bằng cách sử dụng một bộ phận rung động để đưa vật liệu lên trên mặt băng tải, tạo thành một máng Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm, nuôi trồng, vệ sinh, washdown, và bảo trì thiết bị Băng tải rung cũng phù hợp với môi trường khắc nghiệt, như nhiệt độ cao, độ ẩm cao hoặc ăn mòn.
Băng tải rung là thiết bị vận chuyển hiệu quả, thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp như chế biến thực phẩm và khai thác khoáng sản Nó hoạt động bằng cách sử dụng các con lăn và bề mặt băng tải có độ dày từ 400-500 mm, giúp di chuyển hàng hóa một cách dễ dàng và nhanh chóng Các con lăn được lắp đặt trên mặt băng tải ngang hoặc dưới một góc nhất định để tối ưu hóa quá trình vận chuyển Băng tải rung không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn tăng năng suất làm việc, là giải pháp lý tưởng cho các doanh nghiệp cần vận chuyển hàng hóa liên tục.
+ Đường kính con lăn cho băng t i làm b ng v i - caosu 80 - 100 mm, ả ằ ả đ i v i băng t i thép 350 - 400 mm, kho ng cách các con lăn nhánh ố ớ ả ả ở trên 250 - 350 mm, nhánh dưới 1 - 1,5 m.
Băng tải thả ường được chế tạo từ các vật liệu như vải nylon, sợi bông, sợi gai, cao su tổng hợp và thép Băng tải bằng vải - cao su có chiều rộng từ 300 đến 3000 mm và độ dày từ 3 đến 12 mm Các lớp đệm bằng nilông, sợi thủy tinh, và caprông giúp băng tải có độ bền cao.
CH ƯƠ NG 2: GI I THI U V PLC S7-200 Ớ Ệ Ề
T NG QUAN V PLC Ổ Ề ……………………………………………… 18 2.2 GI I Ớ
Ngày nay, tự động hóa ngày càng trở nên quan trọng trong đời sống và ngành công nghiệp, nhờ vào những tiến bộ trong lý thuyết điều khiển tự động, điện tử và tin học Sự phát triển này đã dẫn đến việc ra đời nhiều hệ thống điều khiển, trong đó Bộ điều khiển lập trình PLC nổi bật với khả năng ứng dụng rộng rãi và phát triển mạnh mẽ.
Bộ điều khiển lập trình đầu tiên được ra đời vào năm 1968 bởi Công ty General Motors tại Mỹ, với mục tiêu thiết kế nhằm đáp ứng các yêu cầu điều khiển kỹ thuật.
+ Dễ lập trình và thay đổi chương trình
+ Cấu trúc dạng Module mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa
+ Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất
Hệ thống điều khiển lập trình (PLC) ban đầu còn đơn giản và cồng kềnh, gây khó khăn cho người sử dụng trong việc vận hành và lập trình Để khắc phục vấn đề này, các nhà thiết kế đã cải tiến hệ thống trở nên gọn nhẹ và dễ sử dụng Sự ra đời của bộ điều khiển lập trình cầm tay vào năm 1969 đã đánh dấu bước tiến quan trọng trong kỹ thuật lập trình, cho phép thay thế các hệ thống Relay và dây nối truyền thống Qua thời gian, tiêu chuẩn lập trình mới với dạng lập trình dùng giản đồ hình thang đã được phát triển, tạo nền tảng vững chắc cho các hệ thống điều khiển hiện đại.
Kể từ năm 1975, sự phát triển của hệ thống phần cứng đã thúc đẩy sự tiến bộ mạnh mẽ của hệ thống PLC, mở rộng các chức năng và khả năng ứng dụng của nó.
+ Số lượng ngõ vào, ngõ ra nhiều hơn và có khả năng điều khiển các ngõ vào, ngõ ra từ xa bằng kỹ thuật truyền thông.
+ Nhiều loại Module chuyên dùng hơn.
Vào đầu thập niên 1970, sự phát triển của phần mềm đã nâng cao khả năng của bộ lập trình PLC, cho phép nó không chỉ thực hiện các lệnh Logic đơn giản mà còn mở rộng sang các lệnh định thì, đếm sự kiện, xử lý toán học, xử lý dữ liệu, xử lý xung và xử lý thời gian thực.
Các nhà thiết kế đã phát triển kỹ thuật kết nối các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, giúp tăng cường khả năng của từng hệ thống Điều này không chỉ cải thiện tốc độ hoạt động mà còn rút ngắn chu kỳ quét Hơn nữa, PLC được chế tạo với khả năng giao tiếp với các thiết bị ngoại vi, mở rộng ứng dụng của PLC trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Nhiều hãng sản xuất PLC nổi tiếng đến từ các quốc gia khác nhau, bao gồm ABB từ Thụy Sỹ, Alstom từ Pháp, Motorola từ Mỹ, cùng với các thương hiệu Nhật Bản như Koyo, Mitsubishi, Omron và Panasonic, cũng như Siemens từ Đức.
- PLC Siemens có các họ như S7-200 (Hình 2.1), S7-300 (Hình 2.2), S7-400
Hình 2.1: PLC S7-200 của hãng Siemens
Hình 2.2: PLC S7-300 của hãng Siemens
- Misubishi có các họ như Alpha, Fx, Fx0, Fx0N,Fx1N,Fx2N
PLC loại ALPHA là một thiết bị nhỏ gọn, lý tưởng cho các ứng dụng với số lượng I/O dưới 30 cổng Dòng ALPHA được trang bị màn hình LCD và phím nhấn, giúp người dùng dễ dàng thao tác, lập trình và sửa đổi chương trình Ngoài ra, PLC này tích hợp bộ đếm tốc độ cao và bộ ngắt (role trung gian), cho phép xử lý hiệu quả các ứng dụng phức tạp.
Hình 2.4: PLC loại ALPHA của Mitsubishi
PLC FX0S là loại PLC siêu nhỏ, lý tưởng cho các ứng dụng có số lượng I/O dưới 30, giúp giảm chi phí lao động và kích thước bảng điều khiển Nó sử dụng bộ nhớ chương trình hiệu quả, mang lại sự tiện lợi cho các hệ thống điều khiển nhỏ gọn.
EEPROM giúp lưu trữ dữ liệu chương trình ngay cả khi mất nguồn, từ đó giảm thời gian bảo hành sản phẩm Dòng FX0 tích hợp bộ đếm tốc độ cao và bộ tạo ngắt, hỗ trợ xử lý các ứng dụng phức tạp Tuy nhiên, FX0 có nhược điểm là không mở rộng được số lượng I/O, không hỗ trợ kết nối mạng và thời gian thực hiện chương trình khá lâu.
PLC FX0N là một giải pháp lý tưởng cho các máy điều khiển độc lập và hệ thống nhỏ với khả năng quản lý từ 10 đến 128 I/O Đây là bước đệm giữa dòng PLC FX0S và FX, sở hữu đầy đủ các tính năng cơ bản của FX0S và có khả năng mở rộng để kết nối mạng.
PLC FX1N là một giải pháp lý tưởng cho các hệ thống điều khiển với số lượng đầu vào ra từ 14 đến 60 I/O, có khả năng mở rộng lên tới 128 I/O thông qua các module mở rộng Bộ nhớ chương trình của nó lên tới 8000 kstep với chu kỳ lệnh chỉ 0.55us/lệnh PLC này hỗ trợ 6 bộ đếm tốc độ cao (60KHz) và hai bộ phát xung đầu ra với tần số điều khiển tối đa 100KHz Nguồn cung cấp cho PLC FX1N có thể là 12-24VDC hoặc 120-240VAC.
Dòng FX1N PLC rất phù hợp cho nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp chế biến gỗ, bao gồm hệ thống điều khiển cửa, máy nâng, thang máy, sản xuất xe hơi, điều hòa không khí trong nhà kính, hệ thống xử lý nước thải và điều khiển máy dệt.
PLC FX2N là một trong những loại PLC mạnh mẽ, được trang bị đầy đủ tính năng của dòng FX1N với tốc độ xử lý 0.08us/lệnh Nó hỗ trợ từ 16-128 I/O và có khả năng mở rộng lên tới 256 I/O khi cần thiết Bộ nhớ tiêu chuẩn là 8kstep, có thể mở rộng lên 16kstep cho các quy trình phức tạp Với những tính năng vượt trội và khả năng kết nối mạng, FX2N đáp ứng tốt các yêu cầu khắt khe trong điều khiển dây chuyền sản xuất, xử lý nước thải, hệ thống xử lý môi trường, điều khiển máy dệt và dây chuyền lắp ráp tàu biển.
Có hai loại kết nối với các hệ thống PLC: kết nối hợp nhất và kết nối mô-đun Kết nối hợp nhất thường được sử dụng cho các thiết bị điều khiển lập trình cứng, trong khi kết nối mô-đun cho phép mở rộng và linh hoạt hơn trong việc cung cấp dữ liệu.
- Ki u modul ghép n i: g m nhi u modul riêng cho b ngu n, CPU, c ngể ố ồ ề ộ ồ ổ vào/ra đượ ắc l p trên thanh ray Ki u này có th s d ng cho các thi t ể ể ử ụ ế b l p trình m i kích c ị ậ ở ọ ỡ
2.1.2.4 Theo số lượng đầu vào ra
Ta có thể phân PLC thành bốn loại sau a) Micro PLC