Giáo trình PLC (dùng cho hệ cao đẳng nghề) (Phần 1)

1 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH YÊN BÁI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ YÊN BÁI GIÁO TRÌNH Mơ đun: PLC NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ 2 BÀI 1: CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA CÁC PHẦN TỬ LO GIC 1. Sơ đồ cấu trúc của phần tử: 1.1. Giới thiệu sơ đồ. Trong kỹ thuật tự động điều khiển, các bộ điều khiển chia làm 2 loại: - Điều khiển nối cứng - Điều khiển logic khả trình Một hệ thống điều khiển bất kỳ được tạo thành từ các thành phần: - Khối vào - Khối xử lý – điều khiển - Khối ra Hình 1.1 : Các thành phần trong hệ thống điều khiển 1.2.Chức năng đầu vào - đầu ra. +Khối vào: Để chuyển đổi các đại lượng vật lý thành các tín hiệu điện, các bộ chuyển đổi cĩ thể là các nút nhấn, cảm biến, điện trở đo sức căng.v.v và tùy theo bộ chuyển đổi mà tín hiệu ra khỏi khối vào cĩ dạng ON/OFF (Binary) hoặc dạng liên tục (Analog). Bộ chuyển đổi Đại lượng đo Đại lượng ra Cơng tắc (Switch) Sự dịch chuyển/ vị trí Điện áp nhị phân(on/off) Cơng tắc hành trình (Limit switch) Sự dịch chuyển/ vị trí Điện áp nhị phân(on/off) Bộ điều chỉnh nhiệt (Thermostat) Nhiệt độ Điện áp nhị phân Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Nhiệt độ Điện áp thay đổi Nhiệt trở (Thermister) Nhiệt độ Trở kháng thay đổi Tế bào quang điện (Photo cell) Ánh sáng Điện áp thay đổi Tế bào tiệm cận (Proximity cell) Sự hiện diện cuả đối tượng Trở kháng thay đổi Điện trở đo sức căng Áp suất/ sự dịch chuyển Trở kháng thay đổi xử lý 3 (Strain gage) Bảng 1.1: Các dạng tín hiệu vào +Khối xử lý: Khối này thay thế người vận hành thực hiện các thao tác đảm bảo quá trình hoạt động. Từ thơng tin tín hiệu khối vào hệ thống điều khiển phải tạo ra được những tín hiệu ra cần thiết để đáp ứng yêu cầu điều khiển đã xác định trong phần xử lý. Tín hiệu điều khiển được thực hiện theo 2 cách: - Dùng mạch điện nối kết cứng - Dùng chương trình điều khiển +Khối ra: Tín hiệu ra là kết quả của quá trình xử lý của hệ thống điều khiển. Các tín hiệu này được sử dụng để tạo ra những hoạt động đáp ứng cho các thiết bị ở ngõ ra. Thiết bị ở ngõ ra Đại lượng ra Đại lượng tác động Động cơ điện Chuyển động quay Điện Xy-lanh – Piston Chuyển động thẳng/áp lực Dầu ép/khí ép Solenoid Chuyển động thẳng/áp lực Điện Lị xấy/ lị cấp nhiệt Nhiệt Điện Van Tiết diện cưả van thay đ ổi Điện/dầu ép/khí ép R ơ-le Tiếp điểm điện/chuyển động vật lý cĩ giới hạn Điện Bảng 1.2: Các dạng cơ cấu tác động ở ngõ ra. - Logo là module logic thế hệ mới của Siemens , là bộ điều khiển cĩ khả năng lâp trình đơn giản cĩ sẵn đầu vào và ra được ứng dụng cho các quy trình tự động hố cỡ nhỏ. - Loại cĩ màn hình LCD : Cĩ màn hiển thị bằng LCD và các nút để thao tác cho phép lập trình bằng tay trực tiếp ngay trên Logo hoặc qua phần mềm lầp trình trên máy tính. - Loại khơng cĩ màn hình LCD : Khơng cĩ màn hiển thị và các nút để thao tác . Dùng phần mềm lập trình trên máy tính và nạp vào Logo để chạy, logo cĩ thể nối thêm các module mở rộng. tới 4 đầu vào và 8 đầu ra. Logo cĩ hai loại vĩi nguồn điện cung cấp 24V và 230V: - Loại bình thường cĩ 6 đầu vào 4 đầu ra. - Loại lớn cĩ 12 đầu vào 8 đầu ra. - Loại LB11 cĩ 12 đầu vào 8 đầu ra cĩ thể mở rơng thêm 4 vào- 4 ra. Sơ đồ khối bộ điều khiển LOGO. 4 1. Nguồn 2. Đầu vào 3. Đầu ra 4. Module với nắp bao phủ 5. Panel điều khiển ( các khĩa ) 6. Màn hiển thị LCD 7. AS kết nối giao diện. * Bảng thơng số kỹ thuật của các họ Logo. 5 Bảng 1.3: Thơng số đặc tính của các họ LOGO * Khả năng mở rộng của LOGO * Đối với version LOGO! 12/24 RC/RCo và LOGO! 24/24o: Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 3 modul analog: Bảng 1.4: Thơng số đặc tính mở rộng của các họ LOGO * Đối với version LOGO! 24 RC/RCo và LOGO! 230 RC/Rco: Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 4 modul analog: Bảng 1.5: Thơng số đặc tính mở rộng của các họ LOGO 2. Kết nối với các phần tử ngoại vi: Trong các bộ điều khiển nối cứng, các thành phần chuyển mạch như các rơ le, contactor, các cơng tắc, đèn báo, động cơ,v.vđược nối cố định với nhau. Tồn bộ chức năng điều khiển, cách tiến hành chương trình được xác định qua cách thức nối các rơ le, cơng tắc, với nhau theo sơ đồ thiết kế. Khi muốn thay đổi lại hệ thống thì phải nối dây lại cho hệ thống điều khiển nên đối với hệ thống phức tạp thì việc làm này địi hỏi tốn nhiều thời gian, chi phí nên hiệu quả đem lại khơng cao. ON OFF 6 Hình 1.2. Bộ điều khiển nối cứng đơn giản Trong cơng nghiệp, sự ứng dụng các cơng nghệ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nên nhu cầu tự động hố ngày càng tăng, địi hỏi kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng đủ các yêu cầu: - Dễ dàng thay đổi chức năng điều khiển dựa trên các thiết bị cũ. - Thiết bị điều khiển dễ dàng làm việc với các dữ liệu, số liệu. - Kích thước vật lý gọn gàng, dễ bảo quản, dễ sửa chữa. - Hồn tồn tin cậy trong mơi trường cơng nghiệp. Hệ thống điều khiển để đáp ứng được các yêu cầu trên phải sử dụng bộ vi xử lý, bộ điều khiển lập trình, điều khiển qua các cổng giao tiếp với máy tính. Các chương trình điều khiển được định nghĩa là tuần tự trong đĩ các tiếp điểm, cảm biến được sử dụng để từ đĩ kết hợp với các hàm logic, các thuật tốn và các giá trị xuất của nĩ để điều khiển tác động hoặc khơng tác động đến các cuộn dây điều hành. Trong quá trình hoạt động, tồn bộ chương trình được lưu vào trong bộ nhớ và tiến hành truy xuất trong quá trình làm việc. Hình 1.3 Bộ điều khiển logic khả trình 2.1. Kết nối với máy tính: Bộ Nhớ Bộ nhớ Chương trình Ngõ vào Input Ngõ ra Output 7 Đối với máy tính cá nhân cần thiết phải cĩ cáp chuyển đổi Thơng qua cable RS 232, hoặc cổng USB . Sơ đồ nối máy tính với Logo thơng qua cổng USB được cho như hình 1.4. Cáp LOGO!USB-CABLE, dùng cổng USB để nạp và đọc chương trình của LOGO Siemens Hình 1.5 2.2. Kết nối với cơ cấu chấp hành Với Logo ! cĩ các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. Hình 1.4 Sơ đồ kết nối Logo với máy tính dùng cabe thơng qua cổng USB Hình 1.5 8 Hình 1.6 Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . - Kết nối đầu vào số * Cách đấu dây họ LOGO!230: Hình 1.7: Sơ đồ đấu dây của họ LOGO!230. Việc đi dây cho các đầu vào được chia thành hai nhĩm, mỗi nhĩm 4 đầu vào. Các đầu vào trong cùng một nhĩm chỉ cĩ thể cấp cùng một pha điện áp. Các đầu vào trong hai nhĩm cĩ thể cấp cùng pha hoặc khác pha điện áp. * Cách đấu dây họ LOGO! AM2: K1 Q1 K3 Q3 220V L AI2I4 K2 I1 I3 Q4 AI1 RN 0V 220V M 0V I5M Q2 D I2 I6 9 Hình 1.8: Sơ đồ đấu dây của họ LOGO! AM2 * Cách đấu dây họ LOGO! AM2 PT100 Hình 1.9: Sơ đồ đấu dây của họ LOGO! AM2 PT100 - Kết nối đầu ra số: * Đối với đầu ra dạng relay: Ta cĩ thể kết nối nhiều dạng tải khác nhau vào đầu ra. Ví dụ: đèn, motor, contactor, relay Tải thuần trở: tối đa 10A Tải cảm: tối đa 3A. Sơ đồ kết nối như sau: 10 Hình 1.10: Sơ đồ đấu dây đầu ra relay của LOGO * Đối với đầu ra dạng transistor: Tải kết nối vào đầu ra của LOGO phải thoả điều kiện sau: dịng điện khơng vượt quá 0.3 A. Sơ đồ kết nối như sau: Hình 1.11: Sơ đồ đấu dây đầu ra Transistor của LOGO *Kết nối với modul analog output LOGO! AM 2 11 Hình 1.12: Sơ đồ đấu dây ra Analog của LOGO 3. Nạp chạy chương trình lập trình: 3.1. Nạp chương trình từ phần tử điều khiển vào PC Khi kết nối LOGO với máy tính: nối logo với máy tính PC cần phải cĩ cáp PC. Các bước thực hiện: - Bật cơng tắc LOGO  to PC  LOGO mode - Bật cơng tắc logo Kiểu chương trình + Chọn PC/ Card: Ấn OK + Chọn PC  LOGO + Ấn OK! LOGO  - Trong kiểu PC  LOGO hiển thị như sau: - Khơng kết nối PC ấn ESC * Copy chương trình từ LOGO dến chương trình module/ card 12 Quá trình thực hiện như sau: - Đặt chương trình module/ card - Bật LOGO Kiểu chương trình - Chuyển “ > “ đến PC/ Card - Ấn OK thay đổi loại. - Chuyển “ > “ đến LOGO  Card : - Ấn OK → LOGO copy chương trình đến module/ card trong khi đang làm việc dấu “ # “ được hiển thị. - Khi LOGO hồn thành việc copy trở về hiển thị Cài đặt phần mềm điều khiển. Để cài đặt phần mềm điều khiển Logo-Soft V3.0 chúng ta cần thực hiện các bước như sau : - Kích đúp chuột vào phần cài đặt LOGO, sẽ hiện lên tồn bộ chương trình chứa phần cài đặt, kích chuột vào phần Set-up như sau để bắt đầu cài đặt: - Chương trình sẽ tự động chạy phần cài đặt: PC LOGO > LOGO  Card Card  LOGO # Flashes Program .. > PC/ Card .. Start 13 - Đến khi hiện ra cửa sổ như sau, kích chuột vào OK - Chương trình sẽ tự động cài đặt tiếp, đến khi hiện ra cửa sổ tiếp theo, kích chuột vào Next → Install→Done: 14 15 - Đến đây, chúng ta đã hồn thành phần cài đặt phần mềm, để bắt đầu làm việc, chúng ta kích chuột vào New để tạo một file mới và bắt đầu lập trình. 16 Các hàm lập trình trong LOGO được chia thành 4 danh sách sau đây: Co: danh sách các điểm liên kết (bit M, các ngõ input, output), các hằng số. GF: danh sách các hàm cơ bản như AND, OR SF: danh sách các hàm cơ bản. BN: danh sách các block đã được sử dụng trong sơ đồ mạch. * Danh mục Co: - Đầu vào số: Đầu vào số được xác định bởi kí tự bắt đầu là I. Số thứ tự của các đầu vào (I1, I2, ) tương ứng với đầu vào kết nối trên LOGO. - Đầu vào analog: Đối với các version LOGO! 24, LOGO! 24o, LOGO! 12/24RC và LOGO! 12/24Rco, các đầu vào I7, I8 cĩ thể được lập trình để sử dụng như hai kênh vào analogAI1, AI2. - Đầu ra số: Đầu ra số được xác định bởi kí tự bắt đầu là Q (Q1, Q2, Q16). - Đầu ra analog: Đầu ra analog được bắt đầu bởi ký tự AQ, LOGO chỉ cho phép tối đa 2 đầu vào analog là AQ1 và AQ2. 3.2. Nạp chương trình từ PC vào phần tử điều khiển: Sau khi lập trình trên PC ta nạp chương trình từ PC vào phần tử điều khiển. - Sử dụng cáp kết nối giữa PC và phần tử diều khiển. 17 - Nhấp chuột vào biểu tượng PC -> LOGO * Copy chương trình từ chương trình module/ Card đến LOGO! - Sử dụng PC/Card : + Đặt chương trình module/ card + Bật LOGO chương trình kiểu + Chuyển “ > “ đến PC/ Card + Ấn OK thay đổi loại + Chuyển “ > “ đến LOGO  Card : + Ấn OK LOGO! Các chương trình copy từ module/card đến logo khi kết thúc nĩ trở về chương trình chính. * Chú ý: Khi chuyển chương trình từ PC đến LOGO thi yêu cầu: - Chương trình trong logo phải được xố sạch ( No program ) - Cáp giữa máy tính PC và logo đã phải được kết nối. và OK > Program .. PC/Card .. Start > PC LOGO LOGO Card Card  LOGO Hoặ 18 BÀI 2: KẾT NỐI CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN. M2 1. Giới thiệu các cổng logic cơ bản: 1.1. Ký hiệu các cổng logic cơ bản 1.2. Trạng thái logic của các cổng cơ bản 1.21 Cổng AND – VÀ. * Sơ đồ nối thể hiện bằng tiếp diểm * Biểu tượng của hàm: 19 * Bảng trạng thái: I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 * Kết luận: - Đầu ra = 1 khi tất cả các đầu vào bằng 1. - Đầu ra = 0 khi cĩ một đầu vào = 0 20 1.2.2 Cổng OR – HOẶC . *Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm *Biểu tượng của hàm * Bảng trạng thái : I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 * Kết luận: - Đầu ra =1 khi cĩ một trong các đầu vào =1. 21 - Đầu ra =0 khi tất cả các đầu vào = 0 1.2.3 Cổng NOT – ĐẢO. *sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm * Biểu tượng của hàm * Bảng trạng thái. I Q 0 1 1 0 * Kết luận. - Đầu ra =1 khi đầu vào = 0 22 - Đầu ra =0 khi đầu vào =1 1.2.4 Cổng NAND – VÀ ĐẢO. *sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm. * Biểu tượng của hàm. * Bảng trạng thái : I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 23 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 Hàm = 0 khi tất cả các dầu vào bằng 1. Hàm =1 khi cĩ ít nhất một đầu vào của hàm =0 1.2.5 Cổng HOẶC- ĐẢO ( NOR ) * sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm. * Biểu tượng của hàm 24 * Bảng trạng thái: I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 Hàm = 0 khi ít nhất cĩ một đầu vào =1 Hàm =1 khi tất cả các đầu vào = 0. 25 1.2.6 Cổng HOẶC- LOẠI TRỪ ( XOR ). * sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm. * Biểu tượng của hàm. * Bảng trạng thái: I1 I2 Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 * Kết luận: Hàm = 0 khi các đầu vào cĩ cùng giá trị 0 hoặc 1. Hàm =1 khi các đầu vào cĩ giá trị khác nhau. 26 1.2.7 Cổng AND with edge evaluation (Cổng AND lấy cạnh xung lên). *Biểu tượng của hàm. * Giản đồ thời gian. Đầu vào khơng sử dụng ta cĩ thể sử dụng ký hiệu x (x=1). Đầu ra bằng 1 trong 1 chu kỳ quét tại thời điểm đầu tiên mà tất cả các đầu vào cùng bằng 1. 27 1.2.8 Cổng NAND with edge evaluation (Cổng NAND lấy cạnh xung lên) *Biểu tượng của hàm. * Giản đồ thời gian. Đầu ra của cổng NAND lấy cạnh xung lên bằng 1 trong 1 chu kỳ máy tại thời điểm đầu tiên mà một trong các đầu vào bằng 0. 28 2. Phương pháp vẽ các cổng logic trên PC: 2.1. Kết nối trạng thái các cổng cơ bản Kết nối cổng AND - OR Sơ đồ nguyên lý ( hình 2.1 ). Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch AND-OR. * Quy trình làm việc - CT1 đĩng – CT2 đĩng → Đ sáng - CT1 đĩng – CT2 Mở → Đ Tắt - CT3 đĩng – CT4 đĩng → Đ sáng - CT5 đĩng – CT6 Mở → Đ Tắt - CT3 đĩng – CT6 đĩng → Đ sáng - CT5 đĩng – CT4 Mở → Đ Tắt 2.2. Trạng thái logic của các tín hiệu đầu vào, đầu ra Khai báo địa chỉ. 29 - Địa chỉ đầu vào: I1 : CT1 ( cơng tắc ) I2 : CT2 I3 : CT3 I4 : CT4 I5 : CT5 I6 : CT6 - Địa chỉ đầu ra: Q1 : Đ (Đèn chiếu sáng) 2.3. Kết nối chạy thử Vẽ sơ đồ thiết kế. Thuyết minh sơ đồ mạch LOGO I1 và I2 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ). I3 và I4 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ). I5 và I6 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ). I1 , I5và I3 Khơng tác động Q1 khơng tác động ( đèn khơng sáng ). 30 3. Bài tốn ứng dụng. Bước 1*Sơ đồ nguyên lý ( hình 2.3.1 ). * Quy trình làm việc - CT1 đĩng – CT2 đĩng Đ sáng - CT1 đĩng – CT2 Mở Đ Tắt - CT3 đĩng – CT4 đĩng Đ sáng - CT3 đĩng – CT4 Mở Đ Tắt Bước2: * Khai báo địa chỉ - Địa chỉ đầu vào Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý CT1 CT2 CT3 CT4 § 31 I1 : CT1 ( cơng tắc ) I2 : CT2 I3 : CT3 I4 : CT4 - Địa chỉ đầu ra Q : Đ ( đèn chiếu sáng ) * vẽ sơ đồ thiết kế ( hình 2.3. ) Bước 3 ; * Thuyết minh sơ đồ mạch LOGO I1 và I2 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ) I3 và I4 tác động Q1 tác động I1 và I3 Khơng tác động Q1 khơng tác động ( đèn khơng sáng ) Hình 2.3.Mạch kết nối cổng AND 32 BÀI 3: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN CẦU THANG. 1. Phân tích quy trình làm việc. Ta cĩ thể xác định quy trình làm việc thơng qua sơ đồ rơ le điều khiển mạch đèn cầu thang đã biết như sau: 1.1 Quy trình làm việc. - Các cơng tắc CT1 và CT2 thao tác ở cùng vị trí đèn sáng. - Các cơng tắc CT1 và CT2 thao tác ở khác vị trí đèn tắt. 1.2 Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra: Ta cĩ giản đồ thời gian quan hệ các tín hiệu M1, M2, K1, K2, D, RN như sau: 2. Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic: 2.1. Khai báo địa chỉ. - Địa chỉ đầu vào: I1 : CT1 ( cơng tắc tầng 1 ) I2 : CT2 ( cơng tắc tầng 2 ) - Địa chỉ đầu ra: Q1 : Đ ( đèn chiếu sáng ) 2.2. Vẽ sơ đồ thiết kế. 33 Thuyết minh sơ đồ mạch LOGO. I1 tác động , I2 khơng tác động - Q1 tác động ( đèn sáng ) I1 khơng tác động , I2 tác động - Q1 tác động ( đèn sáng ) I1 tác động , I2 tác động - Q1 khơng tác động ( đèn tắt ) Sau khi viết chương trình chúng ta dùng chương trình mơ phỏng để kiểm tra các chức năng của mạch theo giản đồ thời gian đã cĩ. 3. Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành: 3.1 Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! cĩ các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 34 Hình 3.1 Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . 3.2. Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành: Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . Các bước và cách thức thực hiện cơng việc: Tiến hành thực hiện các bước tuần tự như trên bao gồm : - Bước 1 : Xác định quy trình làm việc của phụ tải. - Bước 2 : Khai báo địa chỉ vào/ra - Bước 3 : Viết chương trình trên phần mềm Logo! Soft. - Bước 4 : Kết nối Logo! Với nguồn cung cấp và thiết bị ngoại vi. - Bước 5 : Down load chương trình đã viết xuống Logo và chạy thử cơ cấu chấp hành. 35 BÀI 4: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA QUAY MỘT CHIỀU. M4 1. Phân tích quy trình làm việc: 1.1. Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Mạch điều khiển động cơ khơng đồng bộ 3 pha quay một chiều cĩ thể mơ tả quy trình hoạt động như sau: Ấn nút Start, động cơ M chạy Ấn nút Stop, động cơ M dừng Bảo vệ quá tải cho động cơ dùng rơ le nhiệt RN. Để điều khiển động cơ M ta dùng cơng tắc tơ K và cấp điện và bảo vệ ngắn mạch ta dùng Aptomat TA. Sơ đồ mạch điện động lực điều khiển động cơ như hình 4.1. Hình 4.1 Mạch động lực điều khiển động cơ KĐB 3 pha chạy một chiều 1.2. Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : Ta cĩ giản đồ thời gian quan hệ các tín hiệu M1, M2, K1, K2, D, RN như sau : Hình 4.2 Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng. 36 - Quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra như sau: Từ giản đồ thời gian hình 13.3 ta thấy: khi tín hiệu đầu vào Stop bằng 1 and RN bằng 1 and Start bằng 1 thì tín hiệu ra K bằng 1. Tuy nhiên, tín hiệu Start là khơng chắc chắn, chỉ là 1 trong khi ấn và khi dừng ấn thì trở về 0. Nên tín hiệu ra K được dùng để hỗ trợ cho tín hiệu Start. Khi tín hiệu đầu vào Stop bằng 0 hoặc RN bằng 0 thì tín hiệu đầu ra K bằng 0. 2. Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic: 2.1. Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra : - Địa chỉ đầu vào I1 : M1 ( nút ấn mở máy, thường mở) I2 : D ( nút dừng động cơ – Thường đĩng ) I3 : RN ( tiếp điểm thường đĩng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) - Địa chỉ đầu ra Q1 : K1 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K ) 2.2. Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển : Trên cơ sở Quy trình làm việc và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau : Hình 4.3 Mạch điều khiển lơ gic . Sau khi viết chương trình chúng ta dùng chương trình mơ phỏng để kiểm tra các chức năng của mạch theo giản đồ thời gian đã cĩ. 3. Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành: 3.1. Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! cĩ các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 37 Hình 4.4 Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . 3.2. Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . Mạch động lực được nối như sơ đồ rơ le ở trên hình 5.1 Các bước và cách thức thực hiện cơng việc: Tiến hành thực hiện các bước tuần tự như trên bao gồm : - Bước 1 : Xác định quy trình làm việc của phụ tải. - Bước 2 : Khai báo địa chỉ vào/ra - Bước 3 : Viết chương trình trên phần mềm Logo! Soft. - Bước 4 : Kết nối Logo! Với nguồn cung cấp và thiết bị ngoại vi. - Bước 5 : Down load chương trình đã viết xuống Logo và chạy thử cơ cấu chấp hành. 38 BÀI 5: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA QUAY HAI CHIỀU. M5 1. Phân tích quy trình làm việc: 1.1. Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Ta cĩ thể xác định quy trình làm việc thơng qua sơ đồ rơ le điều khiển động cơ quay theo 2 chiều đã biết như sau : Hình 5.1 Mạch động lực, điều khiển động cơ chạy theo hai chiều. Quy trình làm việc được mơ tả như sau : Ấn nút M1, cuộn dây cơng tắc tơ K1 cĩ điện, động cơ M chạy thuận, đèn báo DB1 sáng. Ấn nút M2, cuộn dây cơng tắc tơ K2 cĩ điện, động cơ M chạy ngược, đèn báo DB2 sáng. Để đảm bảo chắc chắn hai cơng tắc tơ K1 và K2 khơng cùng làm việc, ta dùng nút ấn kép, cĩ liên động điện bằng tiếp điểm thường đĩng. Bảo vệ quá tải cho động cơ dùng rơ le nhiệt RN. 1.2. Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : Ta cĩ giản đồ thời gian quan hệ các tín hiệu M1, M2, K1, K2, D, RN như sau : K2D RN K1 K1 K2 DC M1 B RN K2 D2 DB1 D1 K1 K1 AT C DB2 M2 K2 A K1 K2 39 Hình 5.2 Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng. Khi tín hiệu D và RN bằng 1, nếu tín hiệu M1 bằng 1 thì tín hiệu K1 bằng 1. Lúc này nếu M2, bằng 1, hoặc D bằng 0, hoặc RN bằng 0 thì K1 lập tức bằng 0. Tương tự, khi tín hiệu D và RN bằng 1, nếu M2 bằng 1 thì K2 bằng 1. Lúc này nếu M1, bằng 1, hoặc D bằng 0, hoặc RN bằng 0 thì K2 lập tức bằng 0. 2. Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic: 2.1. Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra : - Địa chỉ đầu vào I1 : M1 ( nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay thuận ) I2 : M2 (nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay ngược ) I3 : D ( nút dừng động cơ – Thường đĩng ) I4 : RN ( tiếp điểm thường đĩng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) - Địa chỉ đầu ra Q1 : K1 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K1 ) Q2 : K2 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K2 ) 2.2. Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển : Trên cơ sở Quy trình làm việc và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau : D t3 t11 M1 t4 t12 t13 t14t6 K1 K2 RN t1 t7 t8 M2 t9t2 t5 t10 40 Hình 5.3 Mạch điều khiển lơ gic . Sau khi viết chương trình chúng ta dùng chương trình mơ phỏng để kiểm tra các chức năng của mạch theo giản đồ thời gian đã cĩ. 3. Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành: 3.1. Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! cĩ các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 41 Hình 5.4 Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . 3.2. Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . Mạch động lực được nối như sơ đồ rơ le ở trên hình 5.1 RN M 0V I6 220V I2 Q4Q3 K1 AI1 K2 I4 Q1 AI2I5 Q2 M2 220V I3L M1 0V I1 D 42 BÀI 6: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỔI NỐI Y-  DÙNG RƠ LE THỜI GIAN. M6 1. Giới thiệu rơ le thời gian, rơ le tự giữ : 1.1. Ký hiệu, chức năng của rơ le thời gian ON – delay Ta cĩ ký hiệu rơ le thời gian ON-delay như hình vẽ sau. Hình 6.1 Ký hiệu rơ le thời gian đĩng trễ On-delay . Chức năng : - Trg : Đầu vào khởi động thời gian On- delay. - Par: Parameter, là khoảng thời gian đặt trễ T. - Q : Đầu ra, sẽ lên 1 sau thời gian T kể từ khi đầu vào Trg lên 1 1.2 . Nguyên tắc làm việc của rơle. Ta cĩ giản đồ thời gian mơ tả nguyên tắc làm việc của rơ le thời gian như sau Hình 6.2 Giản đồ thời gian của rơ le thời gian On-delay - Thời gian Ta được khởi động khi đầu vào Trg chuyển từ 0 lên 1. ( Ta: thời gian hiện hành của LOGO). - Nếu trạng thái đầu vào Trg duy trì mức 1 trong suốt khoảng thời gian T thì đầu ra Q được lên mức 1 cho đến khi đầu vào chuyển từ 1 xuống 0. - Nếu trong khoảng thời gian T mà ngõ vào chuyển từ 1 xuống 0 thì thì đầu ra cũng xuống 0 và timer bị reset. Trg Q Par TTrg T Q Ta 43 * Rơ le thời gian Off – delay : Ký hiệu rơ le thời gian Off-delay như hình vẽ sau. Hình 6.3 Ký hiệu rơ le thời gian cắt trễ Off-delay . Chức năng : - Trg : Đầu vào khởi động thời gian Off- delay, tác động sườn âm của tín hiệu đầu vào Trg( chuyển trạng thái Trg từ 1 xuống 0). - R : Tín hiệu reset bộ Off-delay và đặt đầu ra Q = 0 - Par: Parameter, là khoảng thời gian đặt trễ T. - Q : Đầu ra, sẽ chuyển từ 1 xuống 0 sau thời gian T kể từ khi đầu vào Trg xuống 0. Ta cĩ giản đồ thời gian mơ tả nguyên tắc làm việc của rơ le thời gian như sau Hình 6.4 Giản đồ thời gian của rơ le thời gian Off-delay - Thời gian Ta được khởi động khi đầu vào Trg chuyển từ 1 xuống 0. ( Ta: thời gian hiện hành của LOGO). - Nếu trong khoảng thời gian T mà cĩ tín hiệu reset R thì cả Q và Ta đều xuống 0. * Rơ le tự giữ RS : Ta cĩ ký hiệu rơ le tự giữ ( Latching relay ) như sau Trg Par Q R Q Ta TT R Trg 44 Hình 6.5 Ký hiệu rơ le tự giữ RS Chức năng : - S : Đầu vào set. Đầu ra sẽ được set nếu đầu vào S bằng 1. - R: Đầu vào reset. Đầu ra sẽ được reset nếu đầu vào R bằng 1 . - Q : Đầu ra, sẽ lên 1 khi cĩ tín hiệu đầu vào S và giữ nguyên trạng thái cho đến khi cĩ tín hiệu đầu vào R. Ta cĩ giản đồ thời gian của rơ le RS như sau : Hình 6.6 Giản đồ thời gian của rơ le RS Bảng logic của rơ le RS : S R Q Ghi chú 0 0 X Trạng thái khơng đổi 1 0 1 Set 0 1 0 Reset 1 1 0 Reset 2. Phân tích quy trình làm việc: 2.1. Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thơng qua mạch động lực và điều khiển tự động đổi nối Y-  dùng rơ le thời gian như sau : Q Par S RSR S Q R 45 Hình 6.7 Mạch động lực, điều khiển đổi nối Y-  dùng rơ le thời gian . Quy trình làm việc được mơ tả như sau : Ấn nút M, cuộn dây cơng tắc tơ K1 cĩ điện, động cơ chuẩn bị làm việc . Lúc này cuộn dây K2 đồng thời cĩ điện, động cơ khởi động ở chế độ nối hình Sao, rơ le thời gian cĩ điện. Đèn báo DB1 sáng báo hiệu động cơ đang ở chế độ nối Sao. Sau thời gian chỉnh định của rơ le thời gian, tiếp điểm thường mở của nĩ mở ra, K2 mất điện, đồng thời tiếp điểm thường đĩng của nĩ đĩng lại, K3 cĩ điện, động cơ làm việc ở chế độ nối Tam giác, đèn báo DB2 sáng . Để đảm bảo K2 và K3 khơng làm việc đồng thời chúng ta dùng liên động điện bằng tiếp điểm thường kín của K2 và K3. Muốn dừng động cơ ta ấn nút D. Bảo vệ quá tải cho động cơ dùng rơ le nhiệt RN. 2.2. Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : Ta cĩ quan hệ lơ gic của tín hiệu vào/ra theo giản đồ thời gian sau : D Rth M DC X DB1 K1 B A Y C Rth Rth K2 Rth K3 B K2 RN C K3 A Z K3 RN K3 K2 K2 K1 DB2 K1 K2 AT 46 Hình 6.8 Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng. Khi tín hiệu M bằng 1 , nếu D và RN bằng 1 thì tín hiệu K1 và K2 bằng 1, động cơ khởi động với sơ đồ nối cuộn dây Stato kiểu Sao. Sau thời gian T, tín hiệu K2 bằng 0, K3 bằng 1, động cơ làm việc ở chế độ nối Tam giác. Khi tín hiệu D hoặc RN bằng 0, tín hiệu đến cuộn K1 và K3 bằng 0, động cơ được cắt khỏi nguồn. 3. Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic: 3.1. Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra : - Địa chỉ đầu vào I1 : M1 ( nút ấn mở máy, thường mở. ) I2 : D ( nút dừng động cơ – Thường đĩng ) I3 : RN ( tiếp điểm thường đĩng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) - Địa chỉ đầu ra Q1 : K1 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K1 ) Q2 : K2 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K2 ) Q3 : K3 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K3 ) 3.2. Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển Trên cơ sở Quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau : K3 RN T M D T K1 K2 47 Hình 6.9 Mạch điều khiển lơ gic . 4. Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành: 4.1. Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! cĩ các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 48 Hình 6.10 Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . Mạch kết nối với ngoại vi : Đầu vào nút ấn thưởng mở M , nút ấn thường kín D , tiếp điểm thường kín RN. Đầu ra nối tới 3 cuộn dây cơng tắc tơ K1, K2, K3. 4.2. Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . Mạch động lực được nối như sơ đồ rơ le ở trên hình 6.7 K1 Q1 K3 Q3 220V L AI2I4 K2 I1 I3 Q4 AI1 RN 0V 220V M 0V I5M Q2 D I2 I6 49 BÀI 7 : MẠCH ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ 3 PHA LÀM VIỆC THEO TRÌNH TỰ DÙNG RƠ LE THỜI GIAN 1. Phân tích quy trình làm việc: 1.1. Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Chúng ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thơng qua mạch động lực và điều khiển 2 động cơ 3 pha làm việc tuần tự, dùng rơ le thời gian như sau : Hình 7.1 Mạch động lực, điều khiển 2 động cơ làm việc tuần tự . Quy trình làm việc : - Ấn M3 - K3 làm việc, rơle thời gian cĩ điện - động cơ DC2 làm việc. Sau một thời gian chỉnh định , tiếp điểm thừờng mở đĩng lại chuẩn bị cho động cơ DC1 làm việc - Ấn M1 - K1 làm việc động cơ DC1 quay thuận - Ấn M2 - K2 làm việc động cơ quay ngược - Ấn D dừng máy 1.2. Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : Ta cĩ quan hệ lơ gic của tín hiệu vào/ra theo giản đồ thời gian sau : D2D AT M3 DB2 RN DB1 K1 K2 RN A M2 K3DC2DC1 K1 K1 Rth D1 K1 Rth C K2 DB3 K1 K3 K2 K3 M1 K2 B K3K2 50 Hình 7.2 Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng. 2. Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic: 2.1. Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra : - Địa chỉ đầu vào I1 : M1 ( nút ấn mở máy chạy thuận động cơ 1, thường mở. ) I2 : M2 ( nút ấn mở máy chạy ngược động cơ 1, thường mở. ) I3 : M3 ( nút ấn mở máy động cơ 2, thường mở. ) I4 : D ( nút dừng động cơ – Thường đĩng ) I5 : RN ( tiếp điểm thường đĩng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) - Địa chỉ đầu ra Q1 : K1 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K1 ) Q2 : K2 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K2 ) Q3 : K3 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K3 ) 2.2. Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển : Trên cơ sở Quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau : K1 T T M3 D RN M2 K2 K3 M1 51 Hình 7.3 Mạch điều khiển logic . 3. Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu: 3.1. Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! cĩ các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 52 Hình 7.4. Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . 3.2. Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . Mạch động lực được nối như sơ đồ rơ le ở trên hình 7.1 K1 AI2 K2 Q3 AI1I1 Q1 M3 0V M I3 220V I2 M2 I6 K3 L 0V I5I4 Q2 M1 Q4 D 220V RN 53 Bài 8: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THAY ĐỔI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DÙNG RƠ LE THỜI GIAN 1. Phân tích quy trình làm việc: 1.1. Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Chúng ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thơng qua mạch động lực và điều khiển tốc độ động cơ 3 pha bằng cách đổi nối động cơ 2 cấp tốc độ theo sơ đồ ∆/ Y Y như sau : Hình 8.1 Mạch động lực, điều khiển động cơ tự động thay đổi tốc độ dùng rơ le thời gian . Quy trình làm việc : - Ấn M – K1 làm việc, rơle thời gian cĩ điện - động cơ làm việc ở tốc độ chậm. - Sau một thời gian chỉnh định , tiếp điểm thường đĩng mở chậm mở ra cắt điện cuộn dây K1, tiếp điểm thường mở đĩng chậm đĩng lại, cuộn dây K2, K3, cĩ điện, động cơ làm việc ở tốc độ cao. - Ấn D dừng máy 1.2. Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra Ta cĩ quan hệ lơ gic của tín hiệu vào/ra theo giản đồ thời gian sau : K2 Rth RN B K3 b K2 X AZ a Y BX K1 K1B b c Z CY RthC Rth C D BX c CY AZ K3 K1 AT a A b c a K2 K2 M RN K1 A Rth DB2 DB1 54 Hình 8.2 Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng . 2. Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic: 2.1. Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra - Địa chỉ đầu vào I1 : M1 ( nút ấn mở máy chạy thuận động cơ 1, thường mở. ) I2 : D ( nút dừng động cơ – Thường đĩng ) I3 : RN ( tiếp điểm thường đĩng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) - Địa chỉ đầu ra Q1 : K1 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K1 ) Q2 : K2 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K2 ) Q3 : K3 ( cuộn dây của cơng tắc tơ K3 ) 2.2. Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển Từ quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau : M RN Rth K1 T K2 D K3 T 55 Hình 8.3 Mạch điều khiển logic . 3. Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu: 3.1 Kết nối cơ cấu chấp hành Với Logo ! cĩ các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 56 Hình 8.4. Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . 3.2. Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . Mạch động lực được nối như sơ đồ rơ le ở trên hình 8.1 K1 Q1 220V M 220V AI1 Q3 0V I6 0V I4 D K2 I1 M I2 Q4Q2 K3 AI2I5L RN I3 57 Bài 9: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỘNG CƠ 3 PHA LÀM VIỆC CĨ TÍN HIỆU CẢM BIẾN 1. Giới thiệu một số cảm biến: 1.1. Rơ le nhiệt độ Rơ le nhiệt độ ( thermistor ) là bộ bảo vệ quá tải nhiệt cho động cơ điện khi nhiệt độ trong cuộn dây động cơ tăng quá cao. Nguyên nhân quá tải nhiệt: - Mất pha - Làm mát động cơ kém - Nhiệt độ mơi trường chung quanh quá cao - Đĩng, ngắt động cơ liên tục Khí cụ này gồm hai thành phần: phần điều khiển và phần thermistor hay các phần tử cảm biến nhiệt độ. Các cảm biến nhiệt độ này đã được các nhà sản suất bố trí vào trong các cuộn dây quấn động cơ điện. Các thermistor được mắc nối tiếp với nhau, cĩ thể bố trí ở các vị trí khác nhau trong động cơ như hình vẽ . Khi nhiệt độ cuộn dây tăng quá mức cho phép thermistor ngắt mạch động cơ để bảo vệ giống như trường hợp thanh lưỡng kim. Hiện nay thermistor cĩ thể điều chỉnh sử dụng cho nhiệt độ bảo vệ từ khoảng 60 đến 260 0C. Ta cĩ sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động cơ cĩ bảo vệ bằng rơ le nhiệt độ như hình vẽ sau: 58 Trong đĩ : S1 – Nút bấm OFF S2 – Nút bấm ON K1 – Bộ ngắt bảo vệ F1 – Cầu chì động cơ F2 – Câu chì điều khiển F6A H1 – Đèn báo hỏng M2 – Mơ tơ được bảo vệ U1 – Dụng cụ điều khiển INT69 Nguyên lý hoạt động: Ở nhiệt độ làm việc bình thường của động cơ các đầu cảm biến PTC cĩ điện trở rất nhỏ, nhỏ hơn rất nhiều so với điện trở cuộn dây. Do đĩ điện thế qua PTC rất nhỏ và điện thế chủ yếu nằm trên cuộn dây. Từ lực sinh ra ở cuộn dây đủ lớn để kéo lõi thép đĩng tiếp điểm 11 – 14 của rơ le K đĩng mạch cho động cơ làm việc. Nếu nhiệt độ cuộn dây động cơ tăng quá mức cho phép (động cơ bị quá tải) do bất kỳ nguyên nhân nào thì điện trở PTC tăng lên rất nhanh, lớn hơn rất nhiều sơ với điện trở cuộn dây động cơ, khi đĩ điện thế qua PTC lớn và qua cuộn dây động cơ rất nhỏ. Lực điện từ của rơ le khơng đủ lớn để giữ lõi thép làm cho rơ le ngắt mạch động cơ để bảo vệ động cơ khơng bị cháy, đồng thời đĩng mạch 11 – 12 để đèn báo hỏng H1 sáng. 59 1.2. Rơ le nhiệt độ lạnh : Rơ le nhiệt độ lạnh (thermostat) là một thiết bị điều khiển dùng để duy trì nhiệt độ của phịng lạnh. Cấu tạo gồm cĩ một cơng tắc đổi hướng đơn cực (12) duy trì mạch điện giữ các tiếp điểm 1 và 2 khi nhiệt độ bầu cảm biến tăng lên, nghĩa là nhiệt độ phịng tăng. Khi quay trục (1) theo chiều kim đồng hồ thì sẽ tăng nhiệt độ đĩng và ngắt của thermostat. Khi quay trục vi sai (2) theo chiều kim giảm vi sai giữa nhiệt độ đĩng và ngắt thiết bị Hình...: Sơ đồ cấu tạo rơ le nhiệt độ lạnh 60 Hình...: Hình dạng bên ngồi của rơ le nhiệt độ lạnh 2. Phân tích quy trình làm việc: 2.1. Xác định quy trình làm việc của phụ tải Chúng ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thơng qua mạch động lực và điều khiển tốc độ động cơ 3 pha cĩ tín hiệu cảm biến như sau : D B Rtr t 1 K DC Rtr A Rtr AT t 2 DB1 K RN DB2 M K RN C K 61 Hình...: Mạch động lực và điều khiển động cơ 3 pha cĩ tín hiệu cảm biến Trong đĩ : - t01 là tiếp điểm của cảm biến nhiệt độ bảo vệ động cơ, nĩ mở ra khi động cơ bị phát nĩng quá mức. - t02 là tiếp điểm của cảm biến nhiệt độ lạnh trong phịng, nĩ mở ra khi nhiệt độ trong phịng đạt trị số đặt và đĩng lại khi nhiệt độ đạt mức ngưỡng tác động trên. - Rtr là rơ le trung gian để điều khiển đĩng mở động cơ bằng tay. 2.2. Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra Ta cĩ quan hệ lơ gic của tín hiệu vào/ra theo giản đồ thời gian sau : 3. Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic: 3.1. Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra - Địa chỉ đầu vào I1 : M ( nút ấn mở máy động cơ, thường mở ). I2 : D ( nút dừng động cơ – Thường đĩng ) I3 : RN ( tiếp điểm thường đĩng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) I4 : t01 ( tiếp điểm rơ le nhiệt độ – Thường đĩng ) I5 : t02 ( tiếp điểm rơ le nhiệt độ lạnh – Thường đĩng ) - Địa chỉ đầu ra Q1 : Rtr ( cuộn dây của rơ le trung gian ) Q2 : K ( cuộn dây của cơng tắc tơ K ) 3.2. Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển Từ quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau : RN t 1 t6t5 K t2 M t1 D t8t4 t 2 t7t3 62 4. Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành: 4.1. Kết nối cơ cấu chấp hành Với Logo ! cĩ các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 63 4.2. Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . Mạch động lực được nối như sơ đồ rơ le ở trên hình 9.1 0V M I3 t 1 220V Q4 t 2 Rtr I4 AI1 Q2 M K RN I1L 220V Q1 Q3 D AI2I2 I5 I6 0V