Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Trong thực tế yêu cầu về đo mức chất lỏng xuất hiện trong nhiều lĩnh vực:
- Sản xuất nông nghiệp: đảm bảo lượng nước tưới tiêu cho cây trồng, đảm bảo lượng nước trong các bể, hồ nuôi thủy hải sản
- Công nghiệp sản xuất rượu, bia
- Đo mức xăng, dầu trong khai thác dầu khí
- Khống chế mức nước trong thủy điện, nhiệt điện
- Đo mức chất lỏng trong các phòng thí nghiệm, xét nghiệm.
- Xử lý nước thải trong các nhà máy, thành phố
Tùy theo yêu cầu độ chính xác về mức chất lỏng trong từng ứng dụng mà lựa chọn các loại cảm biến khác nhau. Có nhiều phương pháp đo mức : thổi bọt khí, chênh áp, đo lực căng, phao nổi, công tắc khoảng hở, loadcell, độ dẫn điện, hạt nhân, radar, RF Admittance, siêu âm, sóng viba, ….Phổ biến là hai loại cảm biến siêu âm, cảm biến áp suất:
Các cảm biến này biến các đại lượng vật lý thành tín hiệu điện analog, tín hiệu điện được đưa về các bộ điều khiển, các bộ điều khiển này tính toán và đưa ra được chiều cao mức nước trong thực tế.
Để đọc được tín hiệu Analog do cảm biến trả về ta có hai phương pháp khác nhau đó là dùng vi điều khiển và dùng PLC. Bản chất của vi điều khiển và PLC là như nhau vì nó cùng là bộ xử lí trung tâm làm nhiệm vụ phân tích và sử lí dữ liệu thu được. Trong điều kiện công nghiệp thì PLC tỏ ra có ưu thế hơn nhờ vào độ bề cao, chịu được điều kiện khắc nhiệt, độ ổn định cao và dễ lập trình điều khiển.
Vì vậy trong đồ án môn học này chúng em sẽ nghiên cứu ứng dụng PLC để đo, điều khiển và thông báo mức nước trong bể sử dụng cảm biến alalog là module mở rộng ADC của PLC.
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Mục đích
Trong khuôn khổ đề tài ứng dụng PLC để đo, điều khiển và thông báo mức nước trong bể chúng ta cần giải quyết được những vấn đề sau:
- Tìm hiểu chung về PLC và loại PLC được sử dụng
- Tìm hiểu về các module mở rộng cho PLC được sử dụng trong đề tài
- Tìm hiểu về các loại cảm biến Alalog dùng để đo mức nước và loại được sử dụng
- Xây dựng thuật toán điều khiển và chương trình điều khiển.
*) Phương pháp nghiên cứu:
Do đặc thù của đồ án nên việc hoàn thành sản phẩm và chạy thực tế sẽ gặp nhiều khó khăn. Chúng em chọn phương án nghiên cứu dựa trên các tài liệu và kiến thức trên mạng kết hợp với kiến thức học được của môn học để hoàn thiện phần lý thuyết của đồ án, kết hợp mô phỏng từng phần dựa trên phần mềm mô phỏng trên máy tính.
1.2. Phương pháp đo.
Ngày nay trên thị trường có tới trên 20 loại cảm biến đo mức khác nhau; tìm được một loại cảm biến phù hợp với điều kiện và yêu cầu là một điều không dễ dàng. Trong khuôn khổ đồ án chúng em sẽ giới thiệu sơ lược về một số loại cảm biến đo mức nước và loại cảm biến được chọn trong đồ án.
1.2.1. Cảm biến siêu âm
Bộ truyền siêu âm hoạt động dựa trên việc gửi một sóng âm, được phát ra từ bộ biến năng áp điện, đến bề mặt của một vật liệu cần đo. Bộ truyền âm đo thời gian từ lúc gửi tín hiệu cho tới khi nhận được tín hiệu phản hồi. Thành công của phép đo phụ thuộc vào sóng, độ phản xạ từ vật cần đo. Những yếu tố như bụi, hơi nước (chất lỏng) dày đặc; độ cản trở bình chứa, nhiễu loạn gây bởi bề mặt; những chất tạo bọt và thậm chí là độ gồ ghề hay góc tạo bởi chùm sóng với bề mặt cần đo đều góp phần tạo những thông tin không mong muốn ở tín hiệu phản hồi.
Lợi ích lớn nhất của công nghệ đo mức thông qua môi trường khí như siêu âm, rada và laze là những thiết bị đo không tiếp xúc với vật cần đo (hình 3). Chỉ có một vài điểm tín hiệu cần tiếp xúc với bề mặt chất cần đo nhằm tạo ra những tín hiệu phản hồi về cảm biến. Điều này giải thích tại sao chất lượng không khí giữa bề mặt chất lỏng với cảm biến luôn là vấn đề và tại sao chất lượng của bề mặt chất lỏng (hay bình chứa) cần luôn được tính đến khi sản xuất và lắp đặt cảm biến vì mọi nhiễu loạn về tín hiệu sẽ góp phần vào sai số của phép đo.
Như vậy, cảm biến đo mức dùng siêu âm là một giải pháp phù hợp cho những đối tượng với những yêu cầu về hình dạng, môi trường ổn định và có thể biết trước.
Nghiên cứu ứng dụng PLC để đo, điều khiển và thông báo mức nước trong bể sử dụng cảm biến alalog là module mở rộng ADC của PLC
1.3. Tìm hiểu chung về PLC
1.3.1. Giới thiệu chung về PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controlle, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hay qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình.
Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối ( bộ điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau :
- Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học .
- Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa.
- Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp .
- Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công nghiệp .
- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính, nối mạng, các mô Modul mở rộng.
- Giá cả có thể cạnh tranh được.
Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối và các Logic thời gian .Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính dể dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả … Chính điều này đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp . Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm , định thời , thanh ghi dịch … sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớn … Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn , số lượng I / O nhiều hơn.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển hay xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình . Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện viêc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC . Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay .
Hiện nay với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử đã cho phép chế tạo các hệ vi xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử lý, các bộ điêu khiển logic có khả nẳng lập trình được (PLC) đã ra đời, cho phép khắc phục được rất nhiều nhược điểm của các hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất phổ biến trong công nghiệp tự động hoá. Có thể liệt kế các ưu điểm chính của việc sử dụng PLC gồm:
- Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị logic của nhiệm vụ điều khiển được thực hiện trong chương trình thay cho việc đấu nối dây.
- Tính mềm dẻo cao trong hệ thống.
- Bộ nhớ: Cổng ngắt và đếm tốc độ cao khối vi xử lý trung tâm.
- Hệ điều hành Bộ đếm vào – ra Bộ định thời Bộ đếm Bit cơ Cổng vào ra Onboard Quản lý ghép nối Bus của PLC - Bộ nhớ vào ra:
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Trong thực tế yêu cầu về đo mức chất lỏng xuất hiện trong nhiều lĩnh vực:
- Sản xuất nông nghiệp: đảm bảo lượng nước tưới tiêu cho cây trồng, đảm bảo lượng nước trong các bể, hồ nuôi thủy hải sản
- Công nghiệp sản xuất rượu, bia
- Đo mức xăng, dầu trong khai thác dầu khí
- Khống chế mức nước trong thủy điện, nhiệt điện
- Đo mức chất lỏng trong các phòng thí nghiệm, xét nghiệm.
- Xử lý nước thải trong các nhà máy, thành phố
Tùy theo yêu cầu độ chính xác về mức chất lỏng trong từng ứng dụng mà lựa chọn các loại cảm biến khác nhau. Có nhiều phương pháp đo mức : thổi bọt khí, chênh áp, đo lực căng, phao nổi, công tắc khoảng hở, loadcell, độ dẫn điện, hạt nhân, radar, RF Admittance, siêu âm, sóng viba, ….Phổ biến là hai loại cảm biến siêu âm, cảm biến áp suất:
Các cảm biến này biến các đại lượng vật lý thành tín hiệu điện analog, tín hiệu điện được đưa về các bộ điều khiển, các bộ điều khiển này tính toán và đưa ra được chiều cao mức nước trong thực tế.
Để đọc được tín hiệu Analog do cảm biến trả về ta có hai phương pháp khác nhau đó là dùng vi điều khiển và dùng PLC. Bản chất của vi điều khiển và PLC là như nhau vì nó cùng là bộ xử lí trung tâm làm nhiệm vụ phân tích và sử lí dữ liệu thu được. Trong điều kiện công nghiệp thì PLC tỏ ra có ưu thế hơn nhờ vào độ bề cao, chịu được điều kiện khắc nhiệt, độ ổn định cao và dễ lập trình điều khiển.
Vì vậy trong đồ án môn học này chúng em sẽ nghiên cứu ứng dụng PLC để đo, điều khiển và thông báo mức nước trong bể sử dụng cảm biến alalog là module mở rộng ADC của PLC.
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Mục đích
Trong khuôn khổ đề tài ứng dụng PLC để đo, điều khiển và thông báo mức nước trong bể chúng ta cần giải quyết được những vấn đề sau:
- Tìm hiểu chung về PLC và loại PLC được sử dụng
- Tìm hiểu về các module mở rộng cho PLC được sử dụng trong đề tài
- Tìm hiểu về các loại cảm biến Alalog dùng để đo mức nước và loại được sử dụng
- Xây dựng thuật toán điều khiển và chương trình điều khiển.
*) Phương pháp nghiên cứu:
Do đặc thù của đồ án nên việc hoàn thành sản phẩm và chạy thực tế sẽ gặp nhiều khó khăn. Chúng em chọn phương án nghiên cứu dựa trên các tài liệu và kiến thức trên mạng kết hợp với kiến thức học được của môn học để hoàn thiện phần lý thuyết của đồ án, kết hợp mô phỏng từng phần dựa trên phần mềm mô phỏng trên máy tính.
1.2. Phương pháp đo.
Ngày nay trên thị trường có tới trên 20 loại cảm biến đo mức khác nhau; tìm được một loại cảm biến phù hợp với điều kiện và yêu cầu là một điều không dễ dàng. Trong khuôn khổ đồ án chúng em sẽ giới thiệu sơ lược về một số loại cảm biến đo mức nước và loại cảm biến được chọn trong đồ án.
1.2.1. Cảm biến siêu âm
Bộ truyền siêu âm hoạt động dựa trên việc gửi một sóng âm, được phát ra từ bộ biến năng áp điện, đến bề mặt của một vật liệu cần đo. Bộ truyền âm đo thời gian từ lúc gửi tín hiệu cho tới khi nhận được tín hiệu phản hồi. Thành công của phép đo phụ thuộc vào sóng, độ phản xạ từ vật cần đo. Những yếu tố như bụi, hơi nước (chất lỏng) dày đặc; độ cản trở bình chứa, nhiễu loạn gây bởi bề mặt; những chất tạo bọt và thậm chí là độ gồ ghề hay góc tạo bởi chùm sóng với bề mặt cần đo đều góp phần tạo những thông tin không mong muốn ở tín hiệu phản hồi.
Lợi ích lớn nhất của công nghệ đo mức thông qua môi trường khí như siêu âm, rada và laze là những thiết bị đo không tiếp xúc với vật cần đo (hình 3). Chỉ có một vài điểm tín hiệu cần tiếp xúc với bề mặt chất cần đo nhằm tạo ra những tín hiệu phản hồi về cảm biến. Điều này giải thích tại sao chất lượng không khí giữa bề mặt chất lỏng với cảm biến luôn là vấn đề và tại sao chất lượng của bề mặt chất lỏng (hay bình chứa) cần luôn được tính đến khi sản xuất và lắp đặt cảm biến vì mọi nhiễu loạn về tín hiệu sẽ góp phần vào sai số của phép đo.
Như vậy, cảm biến đo mức dùng siêu âm là một giải pháp phù hợp cho những đối tượng với những yêu cầu về hình dạng, môi trường ổn định và có thể biết trước.
Nghiên cứu ứng dụng PLC để đo, điều khiển và thông báo mức nước trong bể sử dụng cảm biến alalog là module mở rộng ADC của PLC
1.3. Tìm hiểu chung về PLC
1.3.1. Giới thiệu chung về PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controlle, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hay qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình.
Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối ( bộ điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau :
- Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học .
- Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa.
- Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp .
- Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công nghiệp .
- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính, nối mạng, các mô Modul mở rộng.
- Giá cả có thể cạnh tranh được.
Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối và các Logic thời gian .Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính dể dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả … Chính điều này đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp . Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm , định thời , thanh ghi dịch … sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớn … Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn , số lượng I / O nhiều hơn.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển hay xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình . Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện viêc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC . Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay .
Hiện nay với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử đã cho phép chế tạo các hệ vi xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử lý, các bộ điêu khiển logic có khả nẳng lập trình được (PLC) đã ra đời, cho phép khắc phục được rất nhiều nhược điểm của các hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất phổ biến trong công nghiệp tự động hoá. Có thể liệt kế các ưu điểm chính của việc sử dụng PLC gồm:
- Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị logic của nhiệm vụ điều khiển được thực hiện trong chương trình thay cho việc đấu nối dây.
- Tính mềm dẻo cao trong hệ thống.
- Bộ nhớ: Cổng ngắt và đếm tốc độ cao khối vi xử lý trung tâm.
- Hệ điều hành Bộ đếm vào – ra Bộ định thời Bộ đếm Bit cơ Cổng vào ra Onboard Quản lý ghép nối Bus của PLC - Bộ nhớ vào ra:
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links