DANH MỤC TÀI LIỆU
Nghiên cứu cấu trúc phần cứng PLC S7 400, cấu trúc phần mềm của PLC S7 400 và bộ điều khiển ATS
z
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG………………

Luận văn
Thc hin b chuyn ngun t động
ATS bng PLC S7-400
1
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay nhu cầu sử dụng điện năng, các thiết bị điện ngày càng được
sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực cuộc sống .Khả năng tự động hoá các quá
trình ngày được quan tâm đặt lên hàng đầu.Trong 1 số lĩnh vực công nghiệp
hay dân dụng nhu cầu cung cấp điện cần phải đảm bảo liên tục trong suốt quá
trình hoạt động của quá trình.Nó đảm bảo quá trình sản xuất lien tục đem
lại chất lượng của sản phẩm. Đặc biệt là đem lai độ an toàn cho tính mạng con
người, an toàn của thiết bị tiêu thụ điện.Do vậy bđiề khiển ATS thể giải
quyết được vấn đtrên,nó 1 mắt ch quan trọng trong hệ thống cung cấp
điện cho hộ phụ tải loại 1.
Nay em được nhận đề tài :” Thực hiện bộ chuyển nguồn tự động
ATS bằng PLC S7-400 . Được sự giúp của thầy giáo ThS Đặng Hồng Hải
,kết hợp với kiến thức đã học nay em xin trình bày nội dung bản đồ án tốt
nghiệp gồm 3 chương như sau.
Chương 1: Nghiên cứu cấu trúc phần cứng PLC S7 400.
Chương 2: Nghiên cứu cấu trúc phần mềm của PLC S7 400.
Chương 3: Nghiên cứu bộ điều khiển ATS
Sinh viên thực hiện
Đồng Văn Hinh
2
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ PLC S7 400
1.1. TỔNG QUÁT CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC
Thiết bị điều khiển logic khả trình Programmable Logic Controller),
viết tắt PLC là 1 hệ vi xử lý chuyên dụng để điều khiển tự động các thiết bị
điện hoặc các quá trình công nghiệp.
Trong hệ thống điều khiển, PLC 1 khâu trung gian trong việc xử các
thông tin rồi đưa ra các tín hiệu tới các thiết bị chấp hành.
Ngày nay các thiết bđiều khiển được thay thế các hệ điều khiển các le
thông thường, sử dụng bán dẫn bằng các bộ điều khiển lập trình.
Ưu điểm:
- Giảm bớt quá trình ghép nối dây vì vậy mà giảm được giá thành đầu tư.
- Giảm được diện tích lắp đặt, it khi xảy ra hỏng hóc, làm việc tin cậy,
tốc độ xử lý nhanh, khả năng chống nhiễu tốt, bảo trì bảo dưỡng tốt hơn
vì cấu trúc luôn theo kiểu môdul.
Nhược điểm :
- Chưa thích hợp cho quá trình nhỏ chỉ 1 vài tín hiệu vào ra thế khi
dung thì giá thành rất cao.
- Ngôn ngữ hệ đóng ( ngôn ngữ bằng các hãng riêng ) nên khó thay thế .
Để các chức năng điều khiển như trên thì PLC đóng vai trò như 1 máy
tính tức là phải bộ vi xử (CPU),hệ điều hành, bộ nhớ các cổng vào ra
để giao tiếp với các đối tưọng khác. Bên cạnh đó PLC còn có các khối với các
chức năng đặc biệt như bộ đếm (counter), bộ thời gian (timer) các khối
hàm chuyên dụng.
3
Bộ nhớ chƣơng trình
Khối vi xử lý trung
tâm
+
Hệ điều hành
Bộ đệm
Vào ra
Timer
Bộ đếm
Bit cờ
Quản lý ghép nối
Cổng ngắt và đếm tốc độ
cao
Bus của PLC
Hình 1.1: Cấu trúc của bộ PLC
1.2 Giới thiệu về PLC S7-400 .
PLC S7-400 một sản phẩm PLC mạnh, tố cao độ xcao, quản bộ
nhớ tốt, kết nối mạng công nghiệp. tính năng S7-400 nhiều tính năng so
với S7-300. Đặc biệt về tính năng truyền thông .
-Tốc độ xlý: Tốc độ nhanh, tốc độ xử lệnh nhanh lên tới 0.1 tới
0.2µs, chu kỳ vòng quét nhỏ. Tập lênh mạnh hoàn chỉnh đáp ứng các
nhiệm vụ phức tạp . thẻ nhớ (MMC- flash Eproom) đế mở rộng bnhớ
hoặc backup dữ liệu.
- Truyền thông: S7-400 sử dụng các mạng truyền thông như sau
INDUSTRIAL ERTHERNET cho cấp giám sát, PROFIBUS cho cấp trường,
AS-I cảm biến thiết bị chấp hành , MPI nối giũa các thiết bị CPU, PG/PC,
TD/TO .Sử dụng các loại hinh mạng điểm-điểm hoặc bus truyền thông qua
giao diện tích hợp trên bus trường sử dụng CPU hoặc IM ( modul giao diện
hoặc FM, CP )
4
- Giao diện MPI: MPI giao diện đtích hợp các hệ thống PG/PC,
HMI với các hệ thống SIMATIC S7/C7/WinAC, thể nối tối đa tới 125
điểm MPI với tốc độ truyền tới 187.5Kbit/s.Thông qua MPI ta thể
truyền dữ liệu giữa các bộ điều khiển với nhau, nghĩa là 1 CPU có thể truy
cập tới nhiều các đầu vào ra khác nhau của các bộ điều khiển khác . Ngoài ra
HM còn được tích hợp trong hệ điều hành S7-400 truyền dữ liệu tới các
tram vận hành mà không cần lập trình giúp điều khiển vận hành và giao diện.
- Giao diện PROFIBUS – DP: S7-400 có thể nối vào bus trường
PROFIBUS có thể dễ dàng tạo ra chương trình phân tán giúp truyền thông với
các thiết bị trường. Các modul vao ra phân tán được thiết lập bằng STEP7
tương tự như các modul vào ra tập chung, do vậy S7-400 có thể được sử dụng
làm các trạm master hay slave.
- Tính năng chia sẻ: thđiều khiển giám sát lập trình thông qua
cả 2 giao diện (MPI PD ) dụ như cho 1 thiết bị PG thể lập trình
vận hành cho nhiều CPU hoặc nhiều thiết bị PG có thể truy cập 1 CPU.
- Giao diện phụ: Ngoài giao diện MPI,DP, S7-400 còn them 1 số
cổng serial(PtP-Point to Point), nối các máy quét . Đây giao diện
RS422/RS485 co phép tốc độ truyền 38.4Kbit/s.
Một số CPU cấu trúc đầu vào ra đặc biệt để đếm hoặc đo lường các
máy phát xung, hoặc các chức năng tích hợp để điều khiển vị trí với những
đầu vào ra đặc biệt.
1.2.1. Cấu trúc phần cứng của PLC S7-400.
Thông thường để tăng tính
mềm dẻo trong thực tế đó phần
lớn các đối tượng điều khiển có số tín
hiệu o ra cũng như chủng loại tín
hieuụ vào ra khác nhau các điều
khiển PLC không bị cứng hoá vcấu
Hình 1.2. Cấu hình của 1 PLC S7-400
5
hình. Chúng được chia nhỏ thành các môdul.Số modul sử dụng nhiều hay ít
tuỳ thuộc vào từng công nghệ, song bao giờ cũng modul chính modul
CPU , các modul còn lại các modul truyền nhận tín hiệu đối với đối tượng
điều khiển, các modul chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ.
Chúng được gọi modul mở rộng được bố trí trên cùng 1 giá đỡ gọi
Rack. Bất kì 1 trạm PLC bao giờ cũng có các thành phần cơ bản sau:
1- Các RACK.
2- Môdul nguồn cấp.
3- Trung tâm vi xử lý CPU.
4- Các môdul mở rộng vào ra.
5- Các modul truyền thông.
Ngoài ra còn các công tắc chọn chế độ làm việc các đền báo hiệu
các LED dung để báo các trạng thái hiện hành của PLC.
1.2.1.1.Các thanh RACK. (giá đỡ).
Đó các khung kcủa SIMATIC S7-400 dùng để bảo vệ các modul,
cung cấp điện áp nguồn và kết nối giữa các modul qua bus nội bộ.
a. Giá lắp trung tâm.
+ Dùng cho các bộ điều khiển trung tâm
+ Dùng cho các công việc tự động hoá phân tán qua sự hỗ trợ 4 modul
+ Dùng để tạo ra hệ thống S7-400 H hoàn chỉnh trong 1 giá đỡ đơn
+ Thích hợp cho S7-400: vận hành 2CPU rieng biệt với các CPU đầu vào ra
riêng của từng CPU
+ Cũng co thể dung như giá mở rộng
+ Dùng cho tối đa 18 modul.
Giá lắp bộ S7-400 bằng các thanh ray nhôm chuẩn DIN chiều dài cố
định với bus các giắc nối phía sau thể được làm giá lắp trung tâm
(CR) giá lắp mở rộng (ER) hoặc kêt hợp cả hai (UR , giá lắp vạn năng).