Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp

Chia sẻ: Sơ Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:91

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp" nghiên cứu đã xây dựng mô hình hệ SCADA trên cơ sở PLC của Allen – Bradley và mạng DH485; thực hiện đ-ợc việc chia sẻ dữ liệu của hệ thống giữa RSView32 và Microsoft Excel; thực hiện được các đánh giá thống kê cho một hệ thống điều khiển. • Thử nghiệm các thuật hiệu chỉnh khác nhau đối với các thông số của bộ điều khiển PID trong hệ thống SCADA; xây dựng mô hình và thu được một số kết quả thực nghiệm .

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp

Bé Gi¸O DôC Vµ §µO T¹O Vò Dòng Kú TR¦êNG §¹I HäC B¸CH KHOA Hµ NéI -------------------------------------- Vò Dòng Kú NGÀNH §IÒu khiÓn tù ®éng N©ng cao chÊt l-îng bé ®iÒu khiÓn PID trong c«ng nghiÖp LUËN V¡N TH¹C SÜ NgµNH §IÖN KHOÁ: 2002-2004 Hà Néi – 2004
Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC B¸CH KHOA Hµ NéI -------------------------------------- Vò Dòng Kú N©ng cao chÊt l-îng bé ®iÒu khiÓn PID trong c«ng nghiÖp Chuyªn ngà nh : §iÒu khiÓn tù ®éng LUËN V¡N TH¹C SÜ ngµnh ®iÖn Ng-êi h-íng dÉn khoa häc PGS.TS Th¸i Quang Vinh Hà Néi – 2004
MôC LôC Trang Trang phô b×a Lêi cam ®oan Môc lôc Danh môc c¸c b¶ng, h×nh vÏ, ®å thÞ Më ®Çu Ch¦¬ng 1: HÖ thèng SCADA trªn c¬ së RSVIEW32 vµ m¹ng PLC cña Allen-Bradley ................................................1 1.1 PLC cña Allen-Bradley vµ m¹ng c«ng nghiÖp DH485..........................................1 1.1.1 CÊu tróc phÇn cøng cña SLC500 ....................................................................1 1.1.2 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña SLC 500 ...............................................................4 1.1.3 Tæ chøc vïng nhí d÷ liÖu cña SLC 500 ........................................................5 1.1.4 CÊu tróc hÖ lÖnh cña SLC 500 ........................................................................8 1.1.5 Giíi thiÖu vÒ phÇn mÒm lËp tr×nh RSLogix 500 ..........................................10 1.1.6 Giíi thiÖu vÒ m¹ng DH-485 cña Allen-Bradley ..........................................13 1.2 RSVIEW32 vµ tæ chøc hÖ SCADA .....................................................................21 1.2.1 Kh¸i qu¸t vÒ hÖ SCADA ..............................................................................21 1.2.2 HÖ SCADA cña Allen- Bradley ( AB ) ........................................................23 1.2.3 PhÇn mÒm c«ng cô SCADA RSView32.......................................................25 1.3 Tæ chøc bé ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500............................................................29 1.3.1 CÊu tróc vßng ®iÒu khiÓn trªn PLC ..............................................................29 1.3.2 C¸c khai b¸o tham sè bé ®iÒu khiÓn PID .....................................................33 1.3.3 ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500 ....................................................38 Ch¦¬ng 2 : Chia sÎ d÷ liÖu gi÷a RSVIEW32 víi DDE Server ........................40 2.1 RSLINX vµ kÕt nèi d÷ liÖu ®éng trªn nÒn Windows ...........................................40 2.1.1 Giíi thiÖu phÇn mÒm RSLinx ......................................................................40 2.1.2 Liªn kÕt víi DDE ( Dynamic Data Exchange ) server .................................43 2.2 Microsoft Excel vµ chia sÎ d÷ liÖu víi RSView32 ..............................................51 2.3 §¸nh gi¸ chÊt l-îng PID qua d÷ liÖu trªn Microsoft Excel ...............................54 CH¦¥NG 3 : Mét sè thuËt hiÖu chØnh chÊt l-îng ®iÒu khiÓn PID ...................59 3.1 HiÖu chØnh tham sè PID b»ng ph-¬ng ph¸p thèng kª .........................................59 3.1.1 Néi dung ph-¬ng ph¸p .................................................................................59 3.1.2 ChØ tiªu chÊt l-îng ®iÒu khiÓn th«ng qua c¸c ®¸nh gi¸ thèng kª ................61 3.1.3 Ph-¬ng ph¸p tù chØnh tham sè PID b»ng ph-¬ng ph¸p ®¬n h×nh ................63 3.2 HiÖu chØnh mê tham sè PID ..................... ………………………………………………….70 3.2.1 Néi dung ph-¬ng ph¸p .................................................................................70 3.2.2 Tæ chøc ch-¬ng tr×nh hiÖu chØnh tham sè PID ............................................77 3.2.3 S¬ ®å khèi thuËt to¸n hiÖu chØnh ..................................................................78 3.3 N©ng cao chÊt l-îng ®iÒu khiÓn PID b»ng hiÖu chØnh mê gi¸ trÞ ®Æt ..................84 3.3.1 Bé ®iÒu khiÓn PID víi hÖ sè träng cña gi¸ trÞ ®Æt ........................................84 3.3.2 HiÖu chØnh mê hÖ sè träng cña gi¸ trÞ ®Æt .................................................... 86 3.2.3 Nh÷ng nguyªn t¾c tæng hîp bé ®iÒu khiÓn mê ............................................89 Ch¦¬ng 4 : M« pháng vµ thùc nghiÖm .............................................................. 94 4.1 X©y dùng hÖ thùc nghiÖm ...................................................................................94 4.2 C¸c kÕt qu¶ m« pháng vµ thùc nghiÖm ...............................................................99 KÕt luËn Tµi liÖu tham kh¶o Phô lôc
MôC LôC Trang Trang phô b×a Lêi cam ®oan Môc lôc Danh môc c¸c b¶ng, h×nh vÏ, ®å thÞ Më ®Çu Ch¦¬ng 1: HÖ thèng SCADA trªn c¬ së RSVIEW32 vµ m¹ng PLC cña Allen-Bradley ................................................1 1.1 PLC cña Allen-Bradley vµ m¹ng c«ng nghiÖp DH485..........................................1 1.1.1 CÊu tróc phÇn cøng cña SLC500 ....................................................................1 1.1.2 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña SLC 500 ...............................................................4 1.1.3 Tæ chøc vïng nhí d÷ liÖu cña SLC 500 ........................................................5 1.1.4 CÊu tróc hÖ lÖnh cña SLC 500 ........................................................................8 1.1.5 Giíi thiÖu vÒ phÇn mÒm lËp tr×nh RSLogix 500 ..........................................10 1.1.6 Giíi thiÖu vÒ m¹ng DH-485 cña Allen-Bradley ..........................................13 1.2 RSVIEW32 vµ tæ chøc hÖ SCADA .....................................................................21 1.2.1 Kh¸i qu¸t vÒ hÖ SCADA ..............................................................................21 1.2.2 HÖ SCADA cña Allen- Bradley ( AB ) ........................................................23 1.2.3 PhÇn mÒm c«ng cô SCADA RSView32.......................................................25 1.3 Tæ chøc bé ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500............................................................29 1.3.1 CÊu tróc vßng ®iÒu khiÓn trªn PLC ..............................................................29 1.3.2 C¸c khai b¸o tham sè bé ®iÒu khiÓn PID .....................................................33 1.3.3 ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500 ....................................................38 Ch¦¬ng 2 : Chia sÎ d÷ liÖu gi÷a RSVIEW32 víi DDE Server ........................40 2.1 RSLINX vµ kÕt nèi d÷ liÖu ®éng trªn nÒn Windows ...........................................40 2.1.1 Giíi thiÖu phÇn mÒm RSLinx ......................................................................40 2.1.2 Liªn kÕt víi DDE ( Dynamic Data Exchange ) server .................................43 2.2 Microsoft Excel vµ chia sÎ d÷ liÖu víi RSView32 ..............................................51 2.3 §¸nh gi¸ chÊt l-îng PID qua d÷ liÖu trªn Microsoft Excel ...............................54 CH¦¥NG 3 : Mét sè thuËt hiÖu chØnh chÊt l-îng ®iÒu khiÓn PID ...................59 3.1 HiÖu chØnh tham sè PID b»ng ph-¬ng ph¸p thèng kª .........................................59 3.1.1 Néi dung ph-¬ng ph¸p .................................................................................59 3.1.2 ChØ tiªu chÊt l-îng ®iÒu khiÓn th«ng qua c¸c ®¸nh gi¸ thèng kª ................61 3.1.3 Ph-¬ng ph¸p tù chØnh tham sè PID b»ng ph-¬ng ph¸p ®¬n h×nh ................63 3.2 HiÖu chØnh mê tham sè PID ..................... ………………………………………………….70 3.2.1 Néi dung ph-¬ng ph¸p .................................................................................70 3.2.2 Tæ chøc ch-¬ng tr×nh hiÖu chØnh tham sè PID ............................................77 3.2.3 S¬ ®å khèi thuËt to¸n hiÖu chØnh ..................................................................78 3.3 N©ng cao chÊt l-îng ®iÒu khiÓn PID b»ng hiÖu chØnh mê gi¸ trÞ ®Æt ..................84 3.3.1 Bé ®iÒu khiÓn PID víi hÖ sè träng cña gi¸ trÞ ®Æt ........................................84 3.3.2 HiÖu chØnh mê hÖ sè träng cña gi¸ trÞ ®Æt .................................................... 86 3.2.3 Nh÷ng nguyªn t¾c tæng hîp bé ®iÒu khiÓn mê ............................................89 Ch¦¬ng 4 : M« pháng vµ thùc nghiÖm .............................................................. 94 4.1 X©y dùng hÖ thùc nghiÖm ...................................................................................94 4.2 C¸c kÕt qu¶ m« pháng vµ thùc nghiÖm ...............................................................99 KÕt luËn Tµi liÖu tham kh¶o Phô lôc
0 Ch-¬ng 1 : HÖ thèng SCADA trªn c¬ së RSVIEW32 ............................. 1 vµ m¹ng PLC cña Allen-Bradley .................................................................. 1 1.1 PLC cña Allen-Bradley vµ m¹ng c«ng nghiÖp DH485 .......................... 1 1.1.1 CÊu tróc phÇn cøng cña SLC500 ...................................................... 1 1.1.2 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña SLC 500.................................................. 4 1.1.3 Tæ chøc vïng nhí d÷ liÖu cña SLC 500........................................... 5 1.1.4 CÊu tróc hÖ lÖnh cña SLC 500 .......................................................... 8 1.1.5 Giíi thiÖu vÒ phÇn mÒm lËp tr×nh RSLogix 500 ............................ 10 1.1.6 Giíi thiÖu vÒ m¹ng DH-485 cña Allen-Bradley ............................. 13 1.2 RSVIEW32 vµ tæ chøc hÖ SCADA ........................................................ 21 1.2.1 Kh¸i qu¸t vÒ hÖ SCADA .................................................................. 21 1.2.2 HÖ SCADA cña Rockwell Automation ........................................... 23 1.2.3 PhÇn mÒm c«ng cô SCADA RSView32 .......................................... 25 1.3 Tæ chøc bé ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500 ............................................. 29 1.3.1 CÊu tróc vßng ®iÒu khiÓn trªn PLC ............................................... 29 1.3.2 C¸c khai b¸o tham sè bé ®iÒu khiÓn PID ....................................... 33 1.3.3 ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500 ...................................... 38 Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
1 Ch-¬ng 1 : HÖ thèng SCADA trªn c¬ së RSVIEW32 vµ m¹ng PLC cña Allen-Bradley 1.1 PLC cña Allen-Bradley vµ m¹ng c«ng nghiÖp DH485 1.1.1 CÊu tróc phÇn cøng cña SLC500 SLC500 lµ mét hä PLC cña Allen-Bradley (A-B) cã cÊu tróc d¹ng module, nã gåm c¸c thµnh phÇn chÝnh sau: • Chassis. • Power Supply (nguån nu«i) • Processor Module (Module CPU). • Analog I/O Module (Module vµo/ra t-¬ng tù). • Discrete I/O Module (Module vµo/ra sè). Chassis Lµ thµnh phÇn khung m¸y trªn ®ã cã c¸c slot ®Ó c¾m c¸c module, cã thÓ nèi c¸c chassis víi nhau ®Ó ®-îc tèi ®a 31 slot. Cã 4 lo¹i chassis sau : • 4 slot chassis. • 7 slot chassis. • 10 slot chassis. • 13 slot chassis. Khi nèi nhiÒu chassis víi nhau th× c¸c slot ®-îc ®¸nh sè theo chiÒu t¨ng dÇn, nghÜa lµ slot ®Çu tiªn cña chassis sau ®-îc ®¸nh sè kÕ tiÕp slot cuèi cïng cña chasis tr-íc. Chó ý lµ slot sè 0 bao giê còng lµ cña module CPU ( xem h×nh 1.1). Slot 0 Slot 1 Slot 2 Slot 28 Slot 29 Nguån CPU I/O I/O … I/O I/O nu«i H×nh 1.1 C¸c chassis cã thÓ nèi víi nhau vµ SLC500 qu¶n lý tèi ®a 30 slot Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
2 Nguån nu«i Cã nhiÖm vô biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu 220V hoÆc 110V thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu +5VDC hoÆc +20VDC Module CPU Module nµy cã nhiÖm vô xö lý c¸c ho¹t ®éng cña SLC 500 vµ ®-îc chia thµnh nhiÒu lo¹i nh-: CPU 5/01, CPU 5/02, CPU 5/03, CPU 5/04 vµ CPU 5/05. C¸c CPU ®-îc ph©n biÖt ë mét sè ®Æc ®iÓm nh- dung l-îng bé nhí ch-¬ng tr×nh, kh¶ n¨ng ®Þa chØ ho¸ vµo/ra…B¶ng 1.1 ®-a ra so s¸nh mét sè lo¹i module CPU B¶ng 1.1 So s¸nh ®Æc ®iÓm mét sè lo¹i CPU Bé nhí ch-¬ng Kh¶ n¨ng Thêi gian Lo¹i CPU Ký hiÖu tr×nh qu¶n lý vµo ra quÐt 1K 1747-L511 5/01 256 4K 1747-L514 4,8 5/02 4K 1747-L524 480 ms/Kword 8K-OS302 1747-L531 16K- OS300 1747-L532 5/03 960 1 ms/Kword 16K- OS301 1747-L532B 16K- OS302 1747-L532C/D 16K-OS401 1747-L541 24K- OS400 1747-L542A 5/04 32K- OS401 1747-L542B 64K- OS401 1747-L543 Ngoµi ra trªn module CPU cßn tÝch hîp s½n c¸c cæng truyÒn th«ng nh- cæng RS-232, DH-485 ®Ó sö dông khi nèi m¹ng. Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
3 Module vµo/ra t-¬ng tù C¸c lo¹i module nµy cã nhiÖm vô biÕn ®æi tÝn hiÖu t-¬ng tù d¹ng dßng hoÆc ¸p thµnh c¸c tÝn hiÖu sè (Analog Input) vµ ng-îc l¹i biÕn ®æi c¸c tÝn hiÖu sè thµnh tÝn hiÖu dßng hoÆc ¸p (Analog Output). C¸c ®Æc ®iÓm chung ®-îc tãm t¾t trong b¶ng 1.2 vµ 1.3. B¶ng 1.2 §Æc ®iÓm biÕn ®æi cña c¸c module vµo t-¬ng tù TÝn hiÖu vµo Kho¶ng biÕn ®æi Gi¸ trÞ sè t-¬ng øng Møc biÕn ®æi -2020mA -1638416384 Dßng 020mA 016384 1,2207A/LSB 420mA 327716384 -1010VDC -3276832764 ¸p 010VDC 032767 305,176V/LSB 05VDC 016384 B¶ng 1.3 §Æc ®iÓm biÕn ®æi cña c¸c module ra t-¬ng tù TÝn hiÖu vµo Kho¶ng biÕn ®æi Gi¸ trÞ sè t-¬ng øng Møc biÕn ®æi 020mA 031208 Dßng 2,5638A/LSB 420mA 624231208 -1010VDC -3276432764 Áp 010VDC 032764 1,22070mV/LSB 05VDC 016384 Module vµo/ra sè • Module vµo/ra d¹ng Sourcing : Cung cÊp dßng cho c¸c thiÕt bÞ nhËn ( sinking devices ) • Module vµo/ra d¹ng Sinking : NhËn dßng tõ c¸c thiÕt bÞ cÊp dßng ( sourcing devices ). C¸c module vµo/ra cã ®Çu ra d¹ng b¸n dÉn mét chiÒu th× khi sö dông c¸c thiÕt bÞ ngoµi cÇn ph©n biÖt vµ thiÕt kÕ phï hîp víi sinking hay soursing module. Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
4 C¸c modul ®Çu ra d¹ng R¬le th× phï hîp c¶ víi hai lo¹i thiÕt bÞ phèi ghÐp : sinking vµ sourcing. 1.1.2 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña SLC 500 SLC 500 ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c vßng quÐt ( Scan ). Trong mçi chu tr×nh quÐt, c¸c ho¹t ®éng x¶y ra theo chu tr×nh ®-¬c tr×nh bµy ë h×nh 1.2 H×nh 1.2 Chu kú quÐt cña SLC 500 Trong ®ã : • Input scan: ®äc c¸c gi¸ trÞ ®Çu vµo tõ Input module sau ®ã ®-a kÕt qu¶ vµo Input Image. • Program Scan: Thùc hiÖn ch-¬ng tr×nh, ®-a kÕt qu¶ ra Output Image. • Output Scan: ®-a kÕt qu¶ ra Output Module. • Communication: thùc hiÖn viÖc truyÒn th«ng víi c¸c thiÕt bÞ kh¸c nÕu cã • Internal works (house keeper): thùc hiÖn c¸c thao t¸c bªn trong bé xö lý. Cø mçi vßng quÐt, c¸c gi¸ trÞ ®-îc khai b¸o trong file cÊu h×nh ®-îc cËp nhËt ë Input scan vµ ®-a vµo vïng nhí Input Image. Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
5 1.1.3 Tæ chøc vïng nhí d÷ liÖu cña SLC 500 Vïng nhí d÷ liÖu cña SLC 500 ®-îc tæ chøc d-íi d¹ng c¸c file d÷ liÖu (Data Files) tr×nh bµy ë b¶ng 1.4 B¶ng 1.4 C¸c file d÷ liÖu n»m trong Data Files Sè hiÖu file Chøc n¨ng Ký hiÖu 0 OUTPUT IMAGE O 1 INPUT IMAGE I 2 STATUS S 3 BIT B 4 TIMER T 5 COUNTER C 6 CONTROL R 7 INTEGER N 8 RESERVED BIT,TIMER,COUNTER 9 ®Õn 255 Do ng-êi dïng ®Þnh nghÜa thªm CONTROL hoÆc INTEGER Data file 0 vµ 1 (Output vµ Input) §©y lµ vïng nhí ®Öm cña tÝn hiÖu ra (file 0) vµ tÝn hiÖu vµo (file 1). C¶ hai file nµy ®Òu cã tèi ®a 30 phÇn tö (elements), mçi phÇn tö lµ mét word 16 bit hoÆc hai word 8 bit. C¸c bit biÓu diÔn mét tr¹ng th¸i logic t-¬ng øng víi module vµo/ra sè cßn c¸c word cßn l¹i chøa kÕt qu¶ biÕn ®æi cña mét kªnh analog t-¬ng øng víi module vµo/ra t-¬ng tù. VÝ dô I:2/0 lµ ®Þa chØ ®Çu vµo cña tín hiÖu logic (bit sè 0 cña module vµo sè ®-îc c¾m t¹i slot sè 2) cßn O:1.0 l¹i chøa kÕt qu¶ ®Çu ra cña tÝn hiÖu t-¬ng tù (kªnh sè 0 cña module ra t-¬ng tù ®-îc c¾m t¹i slot sè 1). Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
6 Address Data File 0 Output I: e.0 Input chanel Image word 0 Input 1 Image Input chanel Input word 1 Slot e Image I: e.1 Input scan 4 word 2 Input chanel word 2 I: e.2 Input 3 Imag Input chanel word 3 I: e.3 H×nh 1.3 Data file 1 (Input image) Address Data File Output chanel O: e.0 0 Output chanel O: e.1 Output scan Output 1 Slot e Image 4 word Output chanel O: e.2 Output Image 32 Output Output chanel chanel word3 3 O: e.3 Input Input Image I H×nh 1.4 Data file 0 (Output image) Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
7 Data file 2 (Status) File nµy ®-îc dïng ®Ó ph¶n ¸nh tr¹ng th¸i cña c¸c thanh ghi bªn trong còng nh- t×nh tr¹ng ho¹t ®éng cña c¸c ng¾t. VÝ dô S:0/3 (bit sè 3 cña thµnh phÇn sè 0) lµ bit dÊu (Sign Bit). Data file 3 (Bit) KÝch th-íc cùc ®¹i cña file lµ 256 element lo¹i 1 word ( 4096 bit ). Ta cã thÓ ®¸nh ®Þa chØ b»ng c¸ch x¸c ®Þnh element, sau ®ã sè thø tù cña bit trong elment hoÆc ®¸nh theo tuÇn tù thø tù bit tõ 0 ®Õn 4095. C¸ch ®¸nh ®Þa chØ nh- sau. VÝ dô B3:3/15 hoÆc B3/63 ®Òu chØ bit sè 63 ( 3 lµ chØ sè mÆc ®Þnh ). Data file 4 (Timer) Timer lµ file cã nhiÒu element kiÓu 3 word. Ngoµi c¸c thµnh phÇn trong file sè 4, Timer cßn cã thÓ ®-îc ®Þnh nghÜa thªm trong file sè 9 255 lµ c¸c file do ng-êi dïng ®Þnh nghÜa, vÝ dô T4:11 (4 lµ chØ sè mÆc ®Þnh). Data file 5 (Counter) Counter lµ file cã nhiÒu element kiÓu 3 word. Ngoµi c¸c thµnh phÇn trong file sè 4, Counter cßn cã thÓ ®-îc ®Þnh nghÜa thªm trong file sè 9 255 lµ c¸c file do ng-êi dïng ®Þnh nghÜa, vÝ dô C5:7 (5 lµ chØ sè mÆc ®Þnh). Data file 6 (Control) L-u tr÷ vÒ ®é dµi còng nh- vÞ trÝ con trá vµ tr¹ng th¸i c¸c bit trong c¸c lÖnh ®Æc biÖt nh- lÖnh dÞch chuyÓn thanh ghi, lÖnh vÒ logic d·y. Data file 7 (Integer)File nµy ®-îc sö dông trong môc ®Ých ch-¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cÇn dïng c¸c biÕn trung gian ®Ó l-u kÕt qu¶. Nã gåm nhiÒu phÇn tö 1 word, ngoµi ra nã cã thÓ ®-îc khai b¸o thªm trong file sè 9255. C¸c file d÷ liÖu ®Þnh nghÜa bëi ng-êi dïng §©y lµ phÇn më réng ®Ó ng-êi sö dông khai b¸o thªm, cã thÓ lµ Timer, Counter hay lµ Integer ®Ó phôc vô yªu cÇu bµi to¸n. Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
8 1.1.4 CÊu tróc hÖ lÖnh cña SLC 500 Do môc ®Ých cña ®Ò tµi chØ khai th¸c trªn hä SLC 500 lµm thiÕt bÞ ®Ó thùc hiÖn thuËt to¸n ®iÒu khiÓn PID nªn môc nµy chØ liÖt kª toµn bé hÖ lÖnh cña SLC500 mµ kh«ng ®i vµo chi tiÕt. C¸c lÖnh liªn quan ®Õn môc ®Ých cña ®å ¸n nh- c¸c lÖnh PID, IIM, IOM, SCL vµ mét sè lÖnh kh¸c ®-îc tr×nh bµy chi tiÕt trong c¸c môc sau. Bao gåm c¸c lÖnh ®-îc chia thµnh c¸c nhãm nh- sau: Nhãm lÖnh ASCII Gåm hai lo¹i: • LÖnh ASCII Port Control ®-îc sö dông ®Ó thay ®æi kªnh nhËn hoÆc truyÒn d÷ liÖu, gåm c¸c lÖnh: ABL, ACB, ACL, AHL, ARD, ARL, AWA, AWT. • LÖnh ASCII String Control dïng ®Ó thao t¸c víi s©u d÷ liÖu, c¸c lÖnh nµy ®-îc thùc hiÖn trùc tiÕp gåm: ACI, CAN, AEX, AIC ASC, ARS. Nhãm lÖnh thay ®æi Bit • N¹p hoÆc lÊy d÷ liÖu tõ mét m¶ng bit, mét bit t¹i mét thêi ®iÓm: BSL, BSR. • N¹p c¸c tõ vµo mét file vµ lÊy ra theo hình thøc (first in, first out): FFL, FFU. Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
9 • N¹p c¸c tõ vµo mét file vµ lÊy ra ra theo hình thøc ng-îc( last in, first out): LFL, LFU. LÖnh t¹o nh¸nh Nhãm lÖnh vÒ truyÒn th«ng (Communication): MSG, SVC LÖnh so s¸nh (Nhãm lÖnh ®Çu vµo): EQU, NEQ, LES, LEQ, GRT, GEQ, MEQ, LIM. LÖnh Control Dïng lÖnh nµy ®Ó thay ®æi trËt tù vßng quÐt cña ch-¬ng trình Ladder gåm c¸c lÖnh: JMP, LBL, JSR, SBR, RET, MCR, TND, SUS, INT. LÖnh thao t¸c víi file Sö dông lÖnh nµy ®Ó thay ®æi nh÷ng file hiÖn hµnh b»ng viÖc sao chÐp d÷ liÖu tõ file nµy ®Õn file kh¸c hoÆc viÖc ®iÒn vµo mét file lùa chän tõ nguån d÷ liÖu riªng: COP, FILL. LÖnh vÒ thñ tôc ng¾t Cho phÐp ng¾t mét module vµo/ra ®Æc biÖt tõ chu ch×nh xö lý b»ng mét thñ tôc ng¾t: IID, IIE, RPI, INT. LÖnh to¸n häc(Nhãm lÖnh ®Çu ra) Sö dông c¸c lÖnh nµy ®Ó thùc hiÖn tÝnh to¸n b»ng mét biÓu thøc hoÆc mét lÖnh sè häc gåm: ADD, SUB, MUL, DIV, DDV, NEG, CLR, TOD, FRD, DCD, SQR, SCL. LÖnh to¸n häc cao cÊp (Advanced Math) Sö dông c¸c lÖnh nµy ®Ó tÝnh to¸n: gi¸ trÞ tuyÖt ®èi, cos, sin …Gåm cã: CPT, SWP, SCP, ABS, ACS, ASN, ATN cã DEG, LN, LOG, RAD, SIN, TAN, XPY. LÖnh g¸n vµ lÖnh logical (Nhãm lÖnh ®Çu ra) Cho phÐp thùc hiÖn g¸n vµ thao t¸c logic víi c¸c tõ riªng lÎ gåm: MOV, MVM, AND, OR, XOR, NOT. Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
10 LÖnh PID (Proportional-Integal-Derivative) Dïng ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c ®Æc tÝnh vËt lý nh- : nhiÖt ®é, ¸p suÊt, møc chÊt láng …theo thuËt to¸n PID LÖnh BIT §©y lµ c¸c lÖnh kiÓu relay dïng ®Ó gi¸m s¸t vµ ®iÒu khiÓn tr¹ng th¸i cña c¸c bit trong b¶ng d÷ liÖu nh- c¸c bit vµo hoÆc c¸c bit tõ ®iÒu khiÓn cña Timer …gåm cã: XIC, XIO, OTE, OTL, OUT, OSR. LÖnh tr×nh tù (Sequencer Intructions ) LÖnh nµy ®-îc sö dông ®èi víi nh÷ng m¸y( ®èi t-îng) cã tÝnh chÊt vËn hµnh lÆp l¹i. Gåm c¸c lÖnh: SQO, SQC, SQL. LÖnh Timer, Counter C¸c lÖnh nµy lµ c¨n cø ®Ó ®Æt thêi gian, ®Õm sù kiÖn cña c¸c thao t¸c ®iÒu khiÓn. Gåm c¸c lÖnh: TON, TOF, RTO, CTU, CTD, HSC. 1.1.5 Giíi thiÖu vÒ phÇn mÒm lËp tr×nh RSLogix 500 §©y lµ phÇn mÒm dïng ®Ó so¹n th¶o vµ lËp tr×nh cho SLC 500 ch¹y trªn nÒn Windows, cã thÓ lµ Windows9.x hoÆc c¸c phiªn b¶n míi h¬n. Logix 500 ®-îc ph¸t triÓn tõ APS (Advanced Programming Sofware) còng lµ phÇn mÒm lËp tr×nh cho SLC 500 nh-ng ch¹y trªn hÖ ®iÒu hµnh MS-DOS. Ng«n ng÷ lËp tr×nh trong RSLogix lµ Ladder Diagram. RSLogix cã nhiÒu tÝnh n¨ng so¹n th¶o giång c¸c phÇn mÒm th«ng th-êng kh¸c viÕt trªn nÒn Windows nh- c¸c lÖnh cut, paste, copy…vµ cã giao diÖn th©n thiÖn vµ dÔ sö dông. Sau khi khëi ®éng cöa sæ cña RSLogix xuÊt hiÖn nh- sau. Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
11 §Ó so¹n th¶o mét ch-¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn th× ®Çu tiªn lµ ph¶i t¹o mét Processor file míi. Khi ®ã b¾t buéc ph¶i lùa chän ®óng lo¹i CPU, mét cöa sæ xuÊt hiÖn nh- h×nh d-íi. Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
12 Sau ®ã xuÊt hiÖn mµn h×nh víi tªn Processor file ®-îc lùa chän ë trªn. Mµn h×nh so¹n th¶o ®-îc chia thµnh hai phÇn, phÇn phÝa bªn ph¶i lµ n¬i so¹n th¶o c¸c c©u lÖnh. Trong khi ®ã phÝa bªn tr¸i cã thÓ gi¸m s¸t c¸c biÕn trong Data files ( xem 1.1.3 ) hoÆc khai b¸o cÊu h×nh. C«ng viÖc khai b¸o cÊu h×nh vµo/ra lµ mang tÝnh b¾t buéc, ®iÒu nµy ®-îc thùc hiÖn b»ng c¸ch kÝch ®óp I/O Configuration n»m d-íi th- môc Controller, sau ®ã sÏ xuÊt hiÖn cöa sæ sau : Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
13 Trªn ®©y lµ nh÷ng thao t¸c tèi thiÓu ®Ó so¹n th¶o mét ch-¬ng tr×nh cho SLC 500, sau khi so¹n th¶o xong th× download xuèng PLC hay ch¹y ch-¬ng tr×nh ®ã…TÊt c¶ c«ng viÖc ®ã ®Òu cã thÓ thùc hiÖn nhê c¸c thao t¸c trªn thanh c«ng cô. 1.1.6 Giíi thiÖu vÒ m¹ng DH-485 cña Allen-Bradley Giíi thiÖu chung vµ ®Æc tr-ng c¬ b¶n M¹ng DH-485 cña h·ng Allen-Bradley ®-îc dïng ®Ó kÕt nèi c¸c PLC hä SLC 500 víi nhau, nã ®-îc x©y dùng dùa trªn chuÈn truyÒn dÉn RS485 do tæ chøc EIA (Electronic Industry Association) ®-a ra. M¹ng DH-485 cã nhiÖm vô truyÒn dÉn d÷ liÖu gi÷a c¸c PLC vµ c¸c thiÕt bÞ liªn quan víi nhau. Qua m¹ng DH485 c¸c ch-¬ng tr×nh øng dông cã thÓ gi¸m s¸t mäi d÷ liÖu cña qu¸ tr×nh vµ thay ®æi ch-¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Mét sè ®Æc tr-ng tiªu biÓu cña m¹ng DH-485 nh- sau: • Cã thÓ tæ chøc liªn kÕt truyÒn th«ng gi÷a 32 thiÕt bÞ ( SLC500 vµ c¸c thiÕt bÞ kh¸c cã liªn quan ). • Kh¼ n¨ng tæ chøc nhiÒu tr¹m chñ. • Truy nhËp bus b»ng ph-¬ng ph¸p Token Passing. • Kh¼ n¨ng thªm bít c¸c nót m¹ng kh«ng g©y c¶n trë vµ ph¸ vì cÊu tróc m¹ng. • ChiÒu dµi tèi ®a trªn m¹ng lµ 1219 m. • Tèc ®é truyÒn tèi ®a lµ 19,2 Kilobaud. H×nh 1.5 lµ mét vÝ dô vÒ m¹ng DH-485 Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng
14 H×nh 1.5 Mét vÝ dô vÒ m¹ng DH-485
15 Ph-¬ng ph¸p truy nhËp bus Giao thøc m¹ng DH-485 bæ xung hai líp cña thiÕt bÞ lµ bé khëi t¹o (Initator) vµ bé ®¸p øng (Responder). TÊt c¶ c¸c bé khëi t¹o trªn m¹ng sÏ ®-îc ®-a ra c¸c thay ®æi khi truyÒn c¸c th«ng b¸o míi. DH-485 sö dông giao thøc Token Passing cho phÐp c¸c nót trªn m¹ng cã thÓ göi gãi th«ng b¸o lªn ®-êng truyÒn. Token chøa c¸c th«ng sè x¸c ®Þnh sè lÇn truyÒn ( vµ sè lÇn thö ) mçi khi nã nhËn ®-îc token. Nót gi÷ token cã thÓ göi d÷ liÖu sang bé liªn kÕt d÷ liÖu, c¸c tham sè x¸c ®Þnh sè token ®-îc truyÒn trong mçi lÇn nhËn token. Token ®-îc truyÒn cho tr¹m kÕ tiÕp b»ng c¸ch göi “token pass”, nÕu tr¹m kÕ tiÕp kh«ng tham gia vµo m¹ng th× bé Initiator sÏ t×m tr¹m kÕ tiÕp ®Ó chuyÓn token, cø tiÕp tôc nh- thÕ tËn khi token bÞ trao tíi nót cã ®Þa chØ cao nhÊt. Khi nót cã ®Þa chØ cao nhÊt hoµn thµnh th× chu kú ®-îc lÆp l¹i. Tr¹ng th¸i ban ®Çu ®-îc b¾t ®Çu khi b¾t ®Çu mét thêi kú kh«ng ho¹t ®éng v-ît qu¸ thêi gian “link dead timeout”. Trong thêi gian nµy, bé Initiator cã ®Þa chØ thÊp nhÊt sÏ gi÷ token vµ cè g¾ng ®-a token tíi nót kÕ tiÕp. NÕu nh- viÖc göi token bÞ lçi hoÆc nÕu nh- bé Initiator kh«ng thiÕt lËp nót kÕ tiÕp th× nã sÏ t×m kiÕm trªn ®-êng truyÒn nót ®Þa chØ trªn nã vµ sÏ ®-a vÒ 0 khi ®¹t tíi nót ®Þa chØ lín nhÊt. Ph¹m vi nót ®Þa chØ cho Initiator tõ 031. §Þa chØ nót Responder tõ 131, vµ cÇn ph¶i cã Ýt nhÊt mét Initiator trong m¹ng. C¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn PLC d¹ng Fixed, SLC 5/01, SLC 5/02, SLC 5/03 …kh«ng ®-îc dïng ®Þa chØ nót 0. Th«ng th-êng ®Þa chØ nót 0 lµ cña PC. Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc – Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng