MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SƠN ĐỘNG.....................................................5
1.1.Giới thiệu chung................................................................................................................................5
1.2.Cơ cấu tổ chức quản lý của công ty..................................................................................................6
1.2.1.Nhiệm vụ của các phòng ban.....................................................................................................7
1.3.Quá trình hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty.....................................................................7
1.4.Nhưng thuận lợi và khó khăn của công ty........................................................................................8
1.4.1.Thuận lợi....................................................................................................................................8
1.4.2.Khó khăn....................................................................................................................................9
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN THAN TRONG NHÀ
MÁY..........................................................................................................................................................10
2.1. Mục đích nghiên cứu hệ thống băng tải vận chuyển than trong nhà máy....................................10
2.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống........................................................................................................10
2.3.Quá trình công nghệ của hệ thống..................................................................................................10
2.3.1.Sơ đồ công nghệ.......................................................................................................................11
2.4. Các phần thiết bị dùng trong hệ thống...........................................................................................12
2.4.1.Bộ điều khiển PLC S7-1200....................................................................................................12
b.Ưu, nhược điểm khi lập trình hệ thống điều khiển PLC...................................................................13
Ưu điểm của PLC:.................................................................................................................................13
c.Khái niệm chung PLC s7-1200..........................................................................................................13
Giới thiệu về các module CPU.............................................................................................................14
a.Ngôn ngữ lập trình của bộ điều khiển PLC.......................................................................................16
b.Giới thiệu các tập lệnh cơ bản...........................................................................................................16
Bit logic (tập lệnh tiếp điểm)................................................................................................................16
2.4.2.Rơ le trung gian........................................................................................................................21
a.Khái niệm chung về rơ le...................................................................................................................21
b.Phân loại rơ le.....................................................................................................................................22
c.Đặc tính vào ra của rơle.....................................................................................................................23
d. Rơ le trung gian.................................................................................................................................24

2.4.3.Cảm biến lệch băng..................................................................................................................26
2.4.4.Cảm biến chống ùn tắc băng....................................................................................................28
2.4.5.Cảm biến bảo vệ trượt băng.....................................................................................................32
2.4.6.Công tắc tơ...............................................................................................................................35
2.4.7.Aptomat....................................................................................................................................37
2.4.8.Khởi động mềm.......................................................................................................................39
2.4.9.Các thông số kỹ thuật của các thiết bị trong hệ thống băng...................................................40

1


2.5.Mạch lực và mạch điều khiển của hệ thống...................................................................................41
2.5.1.Mạch lực...................................................................................................................................41
2.5.2.Mạch điều khiển.......................................................................................................................43
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG..................................................................44
3.1. Làm việc với phần mềm Tia Portal...............................................................................................44
3.1.1.Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI..................................44
3.1.2. Kết nối qua giao thức TCP/IP.................................................................................................44
3.1.3. Cách tạo một Project...............................................................................................................44
3.1.4. TAG của PLC / TAG local......................................................................................................47
3.1.5. Làm việc với một trạm PLC...................................................................................................49
3.1.6. Đổ chương trình xuống CPU..................................................................................................49
3.17. Giám sát và thực hiện chương trình........................................................................................51
3.2. Lưu đồ thuật toán...........................................................................................................................52
3.2.1.Sơ đồ khởi động.......................................................................................................................52
3.2.2.Sơ đồ dừng công nghệ.............................................................................................................53
3.2.3.Sơ đồ dừng sự cố......................................................................................................................54
3.3.Quy định hiệu vào, ra PLC.............................................................................................................55
3.3.1.Tín hiệu vào.............................................................................................................................55
3.3.2.Tín hiệu ra................................................................................................................................55


2


3


LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng có một vị trí hết sức quan trọng trong đời sống thường nhật của con
người thời hiện đại.So với các hiện tượng vật lý khác như cơ, nhiệt, quang… hiện
tượng điện từ đươc phát hiện chậm hơn.Tuy nhiên việc phát hiện ra điện từ đã thúc đẩy
mạnh mẽ cuộc cách mạng khoa học va kỹ thuật chuyển sang lĩnh vực điện khí hóa ,tự
động hóa.
Điện năng có một yêu điểm nổi bật là có thể sản xuất tập trung với nguồn công suất
lớn ,có thể truyền tải đi xa và phân phối tới nơi tiêu thụ với tổn hao tương đối
nhỏ.Điện năng dễ dàng biến đổi thành các dạng năng lượng khác.Mặt khác quá trình
biến đổi năng lượng và tín hiệu điện từ dễ dàng tự động hóa và điều khiển từ xa, cho
phép giải phóng lao động chân tay và cả lao động trí óc của con người.chính vì vậy
con người đã không ngừng tìm tòi những công nghệ mới và tối ưu nó để sản xuất ra
điện năng
Hiện nay các công nghệ sản xuất ra điện như: nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử,
ngoài ra còn khai thác các nguồn năng lượng khác như sức gió, năng lượng mặt trời để
sản xuất ra điện năng.
Ở Việt Nam và các nước tiên tiến trên thế giới công nghệ sản xuất nhiệt điện vẫn
phát triển mạnh mẽ có một tương lai bền vững. Các nhà máy nhiệt điện sản xuất điện
năng dựa trên nguyên tắc cơ bản là biến nhiệt năng từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch
thành cơ năng quay máy phát điện và sinh ra điện. Nhận thấy vấn đề này rất cần thiết
và hữu ích cho một kỹ sư tự động hóa chuẩn bị ra trường nên em đã quyết định tìm
hiểu và nghiên cứu hoạt động của nhà máy nhiệt điện Sơn Động, cụ thể về hoạt động
của băng tải vận chuyển than cho nhà máy. Để có cơ sở đánh giá về kết quả công việc,

em xin trình bày những kiến thức mình đã nắm đước trong quá trình tìm hiểu và
nghiên cứu. Đồ án của em gồm các chương như sau:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan Nhà máy nhiệt điên Sơn Động.
Chương 2: Giới thiệu về hệ thống băng tải vận chuyển than trong nhà máy.
Chương 3: Điều khiển và mô phỏng hệ thống.
Do kiến thức và thời gian có hạn nên đồ án nay khó tránh khỏi sai sót. Em kính
mong được sự giúp đỡ ,góp ý của quý thầy cô trong bộ môn tự động hoá để đồ án của
em được hoàn thiện hơn
4


Em xin chân thành cảm ơn !
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SƠN ĐỘNG

Hình 1.1: Nhà máy nhiệt điện Sơn Động

1.1.Giới thiệu chung.
Công ty Nhiệt điện Sơn Động – Vinacomin là Chi nhánh của Tổng Công ty điện lực
– Vinacomin, có tư cách pháp nhân và hạch toán phụ thuộc Tổng Công ty điện lực –
Vinacomin và thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam .
Trụ sở chính của Công ty: Thôn Đồng Rì – Thị trấn Thanh Sơn – Huyện Sơn Động –
Tỉnh Bắc Giang.
Công ty nhiệt điện Sơn Động được đầu tư xây dựng bởi Tập đoàn Than – Khoáng
sản Việt Nam. Nhà máy được khởi công xây dựng vào ngày 29/11/2005 tại Thôn Đồng
Rì – Thị Trấn Thanh Sơn – Huyện Sơn Động – Tỉnh Bắc Giang. Tổng thể nhà máy
gồm 2 Tổ máy 2x110MW, Turbine hai thân, máy phát được làm mát bằng nước, lò hơi
tăng sôi tuần hoàn (Circulating Fluidizing Bed), nhiên liệu đốt được lấy từ mỏ than
Đồng Rì và nhiên liệu phục vụ cho quá trình khởi động tổ máy là dầu FO được vận
chuyển bằng đường Ôtô, để đảm bảo môi trường và khử lưu huỳnh trong Than nhà
máy tiến hành đốt bột đá vôi trực tiếp và trong lò hơi. Nhà máy sử dụng hệ thống điều

khiển phân tán DCS OC4000 của GE kết hợp với các bộ điều chỉnh PLC. Turbine và

5


hệ thống Bypass được điều khiển bằng hệ thống dầu thủy lực cao áp còn gọi là DEH
(Digital Electrical Hydraulic). Trạm 220KV của nhà máy được đấu nối với lưới điện
quốc gia qua 2 đường dây truyền tải tới 2 trạm phân phối là trạm Hoành Bồ và trạm
Tràng Bạch.
Công ty nhiệt điện Sơn Động – Vinacomin là Công ty hoạt động theo Luật Doanh
nghiệp, các quy định của Pháp luật, các quy định của Tổng Công ty điện lực –
Vinacomin và Điều lệ hoạt động của Công ty được Tổng giám đốc Tổng công ty phê
duyệt.
1.2.Cơ cấu tổ chức quản lý của công ty.
Công ty nhiệt điện Sơn Động có tổng số 355 cán bộ công nhân viên, Giám đốc điều
hành trực tiếp Công ty và 03 Phó Giám đốc tham mưu giúp điều hành sản xuất, kỹ
thuật và các công việc về tài chính – kế toán. Cơ cấu Công ty được chia thành 02 khối
chính: Khối sản xuất (gồm có 02 Phân xưởng: Phân xưởng vận hành và phân xưởng
sửa chữa với tổng cán bộ nhân viên là 252 người) và Khối hành chính, quản lý (gồm
có 06 Phòng với tổng cỏn bộ 56 người), ngoài ra còn khối nhân viên phục vụ 34
người. Trong Công ty, các phòng ban đều có chức năng nhiệm vụ cụ thể, chịu sự giám
sát trực tiếp từ ban lãnh đạo, đồng thời có nhiệm vụ và quyền hạn tham mưu, giúp đỡ
ban lãnh đạo trong việc xây dựng và thực thi các chỉ thị được đưa ra.

GIÁM ĐỐC

P. GIÁM ĐỐC
SẢN XUẤT

Phòng

kỹ
thuật

Phòng
kế
hoạch

P. GIÁM ĐỐC
KỸ THUẬT

Phòng
vật tư

Phòng
an
toàn

Phân
xưởng
sửa
chữa

Phân
xưởng
vận
hành

6

P. GIÁM ĐỐC

KẾ TOÁN-TC

Phòngkế
toán
t.chính

Phòng
tổ chức
HC


Hình 1.2: Sơ đồ tổ chức quản lý Công ty nhiệt điện Sơn Động-Vinacomin
1.2.1.Nhiệm vụ của các phòng ban.
+ Giám đốc: Là người đứng đầu bộ máy quản lý của công ty, chịu trách nhiệm trước
mọi hoạt động kinh doanh, sản xuất trong công ty. Giám đốc ngoài uỷ quyền cho phó
giám đốc còn trực tiếp chỉ huy bộ máy của công ty thông qua các trưởng phòng ban.
+ Phó giám đốc sản xuất: Giúp việc cho giám đốc, phụ trách phòng sản xuất.
+ Phó giám đốc kỹ thuật: Phụ trách về mảng kỹ thuật của nhà máy lãnh đạo phòng
kỹ thuật.
+ Phó giám đốc kế toán: tham mưu giúp việc cho giám đốc về tình hình tiền lương,
sắp xếp công việc, chế độ khen thưởng… Đảm bảo cho mọi người trong công ty chấp
hành nghiêm chỉnhq uy chế và hợp đồng lao động.
+ Phòng vật tư: quản lý kho vật tư đầu vào cho việc sản xuất.
+ Phòng kỹ thuật: phụ trách nhiệm kiểm tra sửa chữa hệ thống trong nhà máy khi
gặp trục trặc cũng như nâng cấp hệ thống khi có yêu cầu.
+ Phòng an toàn: phụ trách mảng an toàn trong quá trình vận hành nhà máy về
người và vật.
+ Phân xưởng vận hành: có nhiệm vụ vận hành nhà máy.
+ Phân xưởng sửa chữa: thực hiện các nhiệm vụ do phòng kỹ thuật đưa ra.
1.3.Quá trình hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty.

Trong các năm 2011 - 2016 Công ty đó cơ bản hoàn thành kế hoạch sản xuất kinh
doanh của Tổng Công ty giao và đạt công suất theo thiết kế. Biểu đồ điện năng sản
xuất và điện năng tự dùng của Công ty được thể hiện trên hình dưới đây.

7


Hình 1.3: Biểu đồ điện năng sản xuất và điện năng tự dùng của Công ty
Như vậy, với nguồn nguyên liệu ổn định cùng các điều kiện bảo dưỡng thiết bị được
đảm bảo nên sản lượng phát điện của Công ty được đảm bảo. Sản lượng điện sản xuất
được tăng dần theo từng năm từ 2010-2016.
Theo báo cáo từ Công ty, với kế hoạch sản lượng điện sản xuất là 1,350 tỷ kWh
trong năm 2013 thì 6 tháng đầu năm Công ty thực hiện đạt 704,729 MW, bằng 52,2%,
doanh thu điện thương phẩm đạt 625,532 tỷ đồng, bằng 54,25% kế hoạch năm, thu
nhập bình quân đạt gần 7 triệu đồng/người/tháng.
Để đạt được kết quả đó, ngay từ đầu năm Công ty đó phỏt động nhiều phong trào
thi đua sản xuất với nhiều nội dung, hỡnh thức thực hiện kết quả đó rút ngắn được thời
gian bảo dưỡng định kỳ hai tổ máy, vừa giúp giảm giá thành bảo dưỡng đồng thời tăng
sản lượng điện sản xuất.
1.4.Nhưng thuận lợi và khó khăn của công ty.
1.4.1.Thuận lợi.
Do công ty nhiệt điện sơn động phải có đội ngũ cán bộ công nhân viên có tay nghề
cao, có trình độ chuyên môn và kinh nghiệm, máy móc thiết bị hiện đại nên việc sản
xuất của công ty ngày cùng được cải tiến và phát triển.

8


1.4.2.Khó khăn.
Bên cạnh những thuận lợi thì công ty gặp khó khăn đó là hiện nay đăng có rất nhiều

doanh nghiệp nhà máy cùng lĩnh vực trong đà phát triển mạnh nên sự cạnh tranh trở
nên khó khăn.

9


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN THAN
TRONG NHÀ MÁY.
2.1. Mục đích nghiên cứu hệ thống băng tải vận chuyển than trong nhà máy.
Ngày nay đất nước trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa. Đặc biết đối với
ngành công nghiệp đang có sự cải thiện rõ rệt. Lao động bằng sức người dần được thay
thế bằng các máy móc hiện đại góp phần tăng năng suất lao động. Trong các nhà máy
xí nghiệp hầu hết đều có các băng tải vận chuyển sản phẩm cũng như nguyên vật liệu.
Nhận thấy điều này rất cần thiết nên em đã tìm hiểu nó cụ thể em tìm hiểu băng tải vận
chuyển than tại nhà máy nhiệt điện Sơn Động nơi mà em đã thực tập với mục đích
nắm rõ được nguyên lý hoạt động của hệ thống cũng như các chức năng, hoạt động
của thiết bị trong hệ thống.
2.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống.

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống
2.3.Quá trình công nghệ của hệ thống.
Ấn nút Start hệ thống bắt đầu làm việc các động cơ băng tải chạy lần lượt theo thứ tự
động cơ 3 – động cơ 2 – động cơ 1. Than được cấp xuống từ máy nghiền than, than
được vận chuyển từ băng tải 1 sang băng tải 2 rồi sang băng tải 3 và được đưa vào nhà
máy nhiệt điện . Trong quá trình vận chuyển than mà một trong các băng tải gặp ra sự
cố đó là sự cố lệch băng được phát hiện bằng cảm biến lệch băng, sự cố ùn tắc than
10


được phát hiện bằng cảm biến ùn tắc và sự cố trượt băng thì các cảm biến nhận tín

hiệu và gửi về bộ điều khiển PLC ra lệnh dừng.
Dừng có 2 trường hợp đó là dừng sự cố và dừng công nghệ.
Dừng sự cố: khi được phát hiện sự cố từ các cảm biến bộ PLC ra lệnh điều khiển
dừng động cơ băng tải bị sự cố và động cơ băng tải trước nó luôn, động cơ băng tải
phía sau chạy sau một khoảng thời gian thì dừng.
Dừng công nghệ: khi ấn nút Stop các băng tải được dừng lần lượt theo thứ tự động
cơ 1 động cơ 2 động cơ 3 và thời gian dừng cách nhau 1 khoảng thời gian được đặt.
2.3.1.Sơ đồ công nghệ.

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ của hệ thống

11


2.4. Các phần thiết bị dùng trong hệ thống.
2.4.1.Bộ điều khiển PLC S7-1200.
a. Sơ lược về sự phát triển.
Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (programmable controller) đã đƣợc thiết kế
lần đầu tiên cho ra đời năm 1968 (Công ty General Moto - Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống
này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người dùng gặp nhiều khó khăn trong việc vận
hành hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn
nhẹ, dễ vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống còn gặp nhiều khó khăn, lúc này
không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình.
Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay
(programmable controller handle) đầu tiên được ra đời năm 1969. Điều này đã tạo ra
một sự phát triển thật sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình. Trong giai đoạn này các hệ
thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây nối
trong hệ thống cổ điển. Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra
được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là : Dạng lập trình dùng giản đồ
hình thang (The diagroom format). Trong những năm đầu tiên của thập niên 1970,

những hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuật toán hỗ trợ
(arithmetic), “vận hành với các dữ liệu cập nhật” (data manipulation). Do sự phát triển
của loại màn hình dùng cho máy tính ( Cathode Ray Tube : CRT), nên việc giao tiếp
giữa người điều khiển và lập trình cho hệ thống ngày càng trở nên thuận tiện hơn.
Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay đã
làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng: hệ thống
ngõ vào/ra có thể tăng thêm 800 cổng vào/ra, dung lượng bộ nhớ chương trình tăng
lên hơn 128.000 từ bộ nhớ (word of memory). Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kĩ
thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ. Tốc độ sử lý của hệ thống được cải thiện,
chu kì quét (scan) nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt hơn với những chức
năng phức tạm số lượng cổng vào/ra lớn.
Trong các tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thông
qua CIM (Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Robot,
Cad/Cam ... ngoài ra các thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC với các chức năng
điều khiển “thông minh” (Intelligent) còn gọi là các siêu PLC (Super PLC) cho tương

12


lai.
b. Ưu, nhược điểm khi lập trình hệ thống điều khiển PLC.

 Ưu điểm của PLC:
Từ thực tế sử dụng người ta thấy rằng PLC có những điểm mạnh như sau:

- PLC dễ dàng tạo luồng ra và dễ dàng thay đổi chương trình.
- Chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa chữa
- Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu được cấp
từ bộ điều khiển bằng rơle.


- Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng
 Nhược điểm của PLC:
Do chưa tiêu chuẩn hoá nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các ngôn ngữ
lập trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất toàn cục về hợp thức hoá.
Trong các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt hơn khi sử
dụng bằng phương pháp rơle.
c. Khái niệm chung PLC s7-1200.
Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200.
So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:
S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều
ứng dụng tự động hóa. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm cho
chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7- 1200
S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các
đầu vào/ra (DI/DO).
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình
điều khiển:
+ Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC
+ Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình
S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Ngoài ra

13


bạn có thể dùng các module truyền thong mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232.
Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD,
LAD và SCL.Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens.
Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đã
bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI
d. Các module trong hệ PLC S7-1200.


 Giới thiệu về các module CPU
Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ
chương trình khác nhau….
PLC S7-1200 có các loại sau:

14


 Các module mở rộng.
- Module xuất nhập tín hiệu số.

- Module truyền thông.

- Module xuất nhập tín hiệu tương t

15


a. Ngôn ngữ lập trình của bộ điều khiển PLC.
Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ cho các
đối tượng sử dụng khác nhau. Bộ PLC S7 – 200 có 3 loại ngôn ngữ lập trình cơ bản:

-

Hình thang (LAD – Ladder logic): loại ngôn ngữ đồ họa thích hợp với người
sử dụng quen thiết kế mạch logic.

-

Liệt kê lệnh (STL – Statement list): dạng ngôn ngữ lập trình thông dụng của

máy tính. Trong đó 1 chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật
toán nhất định, mỗi lệnh chiếm 1 hàng và có cấu trúc chung : “ Câu lệnh + toán
hạng ”.

-

Hình khối (FBD – Function Block Diagram): ): loại ngôn ngữ đồ họa thích
hợp với người sử dụng quen thiết kế mạch điều khiển số.
Hiện nay loại ngôn ngữ “ hình thang ” được sử dụng phổ biến nhất và được

thống nhất là loại ngôn ngữ sử dụng chung.
b. Giới thiệu các tập lệnh cơ bản.

 Bit logic (tập lệnh tiếp điểm).
- Tiếp điểm thường hở:

- Tiếp điểm thường đóng:

16


- Lệnh OUT.

- Lệnh NOT

- Lệnh SET

- Lệnh RESET

17



- Tiếp điểm phát hiện xung cạnh xuống

- Tiếp điểm phát hiện xung cạnh lên

 Sử dụng bộ Timer
Sử dụng lệnh Timer để tạo một chương trình trễ định thời.Số lượng của Timer
phụ thuộc vào người sử dụng và số lượng vùng nhớ của CPU.Mỗi timer sử dụng
16 byte IEC_Timer dữ liệu kiểu cấu trúc DB. Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy
khối Timer
Kích thước và tầm của kiểu dữ liệu Time là 32 bit, lưu trữ như là dữ liệu Dint :
T#-14d_20h_31m_23s_648ms

đến

T#24d_20h_31m_23s_647ms

2.147.483.648 ms đến 2.147.483.647 ms.
18

hay

là

-


- Timer trễ sườn lên không nhớ - TON


- Timer trễ sườn xuống không nhớ - TOF

- Counter đếm lên - CTU

- Counter đếm xuống - CTD

19


- Counter đếm lên xuống – CTUD

 Lệnh so sánh
So sánh 2 kiểu dữ liệu giống nhau, nếu lệnh so sánh thỏa thì ngõ ra sẽ là mức 1 =
TRUE
Kiểu dữ liệu so sánh là : SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, LReal, String, Char,
Time, DTL, Constant.

e. Bộ điều khiển PLC dùng trong hệ thống.
PLC S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC

20


Hình 2.3: PLC

Thông số kỹ thuật của PLC S7-1200 CPU 1214 (DC/DC/DC)

- Power supply (Nguồn nuôi) 24VDC
- Digital Inputs (Ngõ vào số) 14 DI DC
- Digital outputs (Ngõ ra số) 10 DO DC

- Expansion Analog module (Khả năng mở rộng Analog) 2 AI
- Program language (Ngôn ngữ lập trình) Ladder / STL
- RTC (thời gian thực) Tích hợp sẵn
- Communication (truyền thông) RS485 qua cáp PC/PPI
- Communication Expansion (truyền thông mở rộng) Modbus, Profibus, Devicenet
2.4.2.Rơ le trung gian.
a. Khái niệm chung về rơ le.
Rơ le là loại khí cụ điện hạ áp tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín
hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơ le được sử dụng rất rộng rãi trong mọi
lĩnh vực khoa học công nghệ và đời sống hàng ngày.
Rơ le có nhiều chủng loại với nguyên lý làm việc, chức năng khác nhau như rơ le
điện từ, rơ le phân cực, rơ le cảm ứng, rơ le nhiệt, rơ le điện từ tương tự, rơ le điện tử
số, điện tử tương tự…
Đặc tính cơ bản của rơle: là đặc tính vào ra. Khi đại lượng đầu vào X tăng đến 1
giá trị tác động X2, đại lượng đầu ra Y thay đổi nhảy cấp từ 0(Ymin) đến 1(Ymax).
Theo chiều giảm của X, đến giá trị số nhả X 1 thì đại lượng đầu ra sẽ nhảy cấp từ 1
21


xuống 0. Đây là quá trình nhả của rơ le.
b. Phân loại rơ le.
Có nhiều loại rơle với nguyên lí và chức năng làm việc rất khác nhau. Do vậy có
nhiều cách để phân loại rơle:

-

Phân loại nguyên lí làm việc theo nhóm.
+ Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle từ điện, rơle điện từ phân cực, rơle cảm
ứng,...)
+ Rơle nhiệt.

+ Rơle từ.
+ Rơle điện từ - bán dẫn, vi mạch.
+ Rơle số.

-

Phân loại theo nguyên lí tác động của cơ cấu chấp hành.
+ Rơle có tiếp điểm: loại này tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp
điểm.
+ Rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh): loại này tác động bằng cách thay đổi đột
ngột các tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như: điện
cảm, điện dung, điện trở,...

-

Phân loại theo đặc tính tham số vào.
+ Rơle dòng điện.
+ Rơle công suất.
+ Rơle tổng trở, ...

-

Phân loại theo cách mắc cơ cấu.
+ Rơle sơ cấp: loại này được mắc trực tiếp vào mạch điện cần bảo vệ.
+ Rơle thứ cấp: loại này mắc vào mạch thông qua biến áp đo lường hay biến
dòng điện.

-

Phân loại theo giá trị và chiều các đại lượng đi vào rơle.


22


+ Rơle cực đại.
+ Rơle cực tiểu.
+ Rơle cực đại – cực tiểu.
+ Rơle so lệch.
+ Rơle định hướng.
c. Đặc tính vào ra của rơle.
Quan hệ giữa đại lượng vào và ra của rơle như hình minh họa.

Hình 2.4: Đặc tính vào ra của rơle.
Khi biến x biến thiên từ 0 đến x 2 thì y = y1 đến khi x = x2 thì y tăng từ y = y 1
(nhảy cấp). Nếu x tăng tiếp thì y không đổi y = y 2. Khi x giảm từ x2 về lại x1 thì y =
y2 đến x = x1 thì giảm từ y2 vể y = y2. nếu gọi :
X = X2 =Xtd là giá trị tác động rơle
X = X1 = Xnh lầ giá trị của rơle
Thì hệ số nhả: Knh =X1/X2 =Xnh/Xtd

23


-

Hệ số nhả của rơ le: Knh = X1/X2

Trong đó :
X1- trị số nhả của đại lượng đầu vào
X2- trị số tác động của đại lượng đầu vào

Từ đặc tính vào-ra của rơle thấy K nh <1. Hệ số nhả lớn thường dùng cho rơle
bảo vệ, còn hệ số nhả bé thường dùng cho rơle điều khiển.

- Hệ số dự trữ: Kdt = X1v/X2
Trong đó : X1v là trị số làm việc dài hạn của đại lượng đầu vào. Nếu K dt
càng lớn thì thiết bị làm việc càng an toàn.

- Hệ số điều khiển( hệ số khuếch đại) của rơ le.
Kđk = Pra/Pvào
Trong đó : Pra là công suất lớn nhất phía đầu ra của rơ le.
Pvào là công suất tác động của đầu vào.
Pvào khoảng cỡ mW đến vài W, còn P ra cỡ vài chục W đến hàng
6
ngàn W, do đó mà Kđt của rơ le có trị số khá lớn, đạt 10 .
- Thời gian tác động rơ le: là khoảng thời gian từ khi có Xtđ đến khi đạt được
Ymax hoặc từ khi X=Xnh đến khi đầu ra đạt Ymin. Đây là 1 tham số quan trọng của
rơle. Tùy theo chức năng của rơ le mà có thời gian tác động nhanh ( t < 10
động bình thƣờng

( khoảng

-2

10

s), tác động chậm (10

-1

-3


s), tác

s ±1s) và rơ le thời

gian ( t > 1s).
d. Rơ le trung gian.
Rơle trung gian được sử dụng rộng rãi trong các sơ đồ bảo vệ hệ thống điện và các
sơ đồ điều khiển tự động. đặc điểm của rơ le trung gian là số lượng tiếp điểm
lớn( thường đóng và thường mở) với khả năng chuyển mạch lớn và công suất nuôi
24


cuộn dây bé nên nó được dùng để truyền và khuếch đại tín hiệu, hoặc chia tín hiệu
của rơ le chính đến nhiều bộ phận khác nhau của mạch điều khiển và bảo vệ.
Nguyên lý làm việc của rơ le trung gian như sau :

Hình 2.5: Cấu trúc chung của rơle.
Nếu cuộn dây của rơ le được cấp điện áp định mức ( qua tiếp điểm của rơ le chính)
sức từ động do dòng điện trong cuộn dây sinh ra (iw) sẽ tạo ra trong mạch từ từ
thông, hút nắp làm các tiếp điểm thường mở đóng lại và các tiếp điểm thường đóng
mở ra. Khi cắt điện của cuộn dây, lò xo nhả sẽ đưa nắp và các tiếp điểm về vị trí ban
đầu. Do dòng điện qua tiếp điểm có giá trị nhỏ (5A) nên hồ quang khi chuyển mạch
không đáng kể nên không cần buồng dập hồ quang.
Rơ le trung gian có kích thước nhỏ gọn, số lượng tiếp điểm đến 4 cặp thường đóng và
thường mở liên động, công suất tiếp điểm cỡ 5A, 250V AC, 28V DC, hệ số nhả của rơ le
6
7
nhỏ hơn 0,4 ; thời gian tác động dưới 0,05s; tuổi thọ tiếp điểm đạt 10 ± 10 lần đóng
cắt, cho phép tần số thao tác dưới 1200 lần/h.

Các thông số kỹ thuật và lựa chọn rơ le trung gian
Dòng điện định mức trên rơ le trung gian là dòng điện lớn nhất cho phép rơ le làm
việc trong thời gian dài mà không bị hư hỏng. Khi chọn rơ le trung gian thì dòng điện
định mức của nó không được nhỏ hơn dòng tính toán của phụ tải. Dòng điện này chủ
yếu do tiếp điểm của rơ le trung gian quyết định.
Iđm = (1,2 ÷ 1,5)Itt = 23,4A
Điện áp làm việc của rơ le trung gian là mực điện áp mà rơ le có khả năng đóng
25