I. Biến tần AC10
Biến tần Parker AC10 đáp ứng cho các yêu cầu điều khiển tốc độ và moment xoắn của động cơ với chi phí thấp, cài đặt đơn giản và hoạt động tin cậy, chế độ điều khiển SENSORLESS VECTOR CONTROLL, CLOSED LOOP CONTROLL và V/Hz tích hợp cổng giao tiếp RS 485, điều khiển được động cơ 3 phase không đồng bộ và động cơ 3 phase đồng bộ – PMAC Motor.
Biến tần AC10 tích hợp sẵn các MACRO cho các ứng dụng như: PID CONTROL, PRESET SPEED CONTROL, RAISE/LOWER…., hỗ trợ các hàm tính toán các LOGIC và VALUE như PLC, cài đặt các parameter bằng keypad hoặc bằng phần mềm lập trình DSELite.
II. PLC Siemens S7-1200
PLC Siemens S7-1200 là dòng PLC phổ biến nhất hiện nay với thiết kế nhỏ gọn chi phí vừa phải. PLC S7-1200 có thể mở rộng các module tín hiệu và các module gắn ngoài để mở rộng chức năng của CPU.
Vì lý do đó Kỹ Thuật Việt thực hiện bài viết này để truyền thông giữa PLC S7-1200 với biến tần AC10.
III. Ưu điểm sử dụng truyền thông Modbus RTU RS485 PLC S71200 và biến tần Parker AC10
Có 2 phương pháp điều khiển biến tần bằng PLC:
- Điều khiển biến tần bằng đấu nối phần cứng các tín hiệu I/O.
- Điều khiển biến tần thông qua mạng truyền thông modbus RS485.
♦ Điều khiển biến tần bằng đấu nối phần cứng các tín hiệu I/0 sẽ dùng rất nhiều tín hiệu Digital hoặc Analog. Với các máy móc công nghiệp PLC cần phải điều khiển nhiều các thiết bị khác nhau nên cần phải lắp thêm các module mở rộng Digital và Analog, sẽ tốn nhiều chi phí và tốn không gian lắp đặt.
♦ Những ưu điểm khi sử dụng PLC S7-1200 điều khiển biến tần điều thông qua mạng truyền thông modbus RS485
- Tính linh hoạt cao: Việc sử dụng truyền thông Modbus cho phép truyền thông giữa nhiều thiết bị chỉ với 2 tín hiệu RS485. Chuẩn truyền thông Modbus có thể hỗ trợ PLC kết nối và điều khiển 247 thiết bị slave. Ngoài ra PLC còn có thể đọc được các dữ liệu mà biến tần cũng cấp các vùng nhớ lưu trữ lỗi, các thông số giám sát hoạt động điều mà với hệ thống đấu dây không thể làm được.
- Giảm thiểu sai sót trong cài đặt và điều khiển: Truyền thông Modbus cho phép các thiết bị trao đổi dữ liệu với nhau một cách nhanh chóng và hiệu quả. Điều này giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình cài đặt và điều khiển, từ đó giúp cải thiện độ chính xác của hệ thống điều khiển tự động.
- Tăng tốc độ và hiệu suất của hệ thống: Sử dụng truyền thông Modbus giữa PLC và biến tần cho phép các thiết bị trao đổi thông tin một cách nhanh chóng và chính xác, giúp cải thiện tốc độ và hiệu suất của hệ thống điều khiển tự động.
- Tiết kiệm chi phí và tăng tính khả dụng của hệ thống: Truyền thông Modbus là một giao thức mở, điều này giúp tiết kiệm chi phí khi triển khai hệ thống và cũng giúp tăng tính khả dụng của hệ thống.
- Dễ dàng bảo trì và nâng cấp: Khi sử dụng truyền thông Modbus, các thiết bị trao đổi thông tin với nhau theo cùng một chuẩn giao thức, điều này giúp dễ dàng bảo trì và nâng cấp hệ thống điều khiển tự động.
Việc sử dụng truyền thông Modbus giữa PLC và biến tần giúp cải thiện tính linh hoạt, độ chính xác, tốc độ và hiệu suất của hệ thống, đồng thời giúp tiết kiệm chi phí, tăng tính khả dụng và dễ dàng bảo trì và nâng cấp hệ thống.
IV. Thiết bị sử dụng bao gồm
►Biến tần AC10P
►CPU S7-1200 và 1 module truyền thông RS485 CM1241
►Dây cáp truyền thông
V. Truyền thông PLC S7-1200 và biến tần AC10
Để thực hiện truyền thông giữa PLC và biến tần cần thực hiện 2 bước:
- Cài đặt Biến tần AC10
- Lập trình PLC S7-1200
V.1. Cài đặt biến tần AC10
Cần cài đặt các thông số truyền thông cho biến tần.
V.2. Lập trình PLC Siemens S7-1200
Sử dụng phần mềm TiaPortal để lập trình PLC S7-1200.
V.2.1. Cấu hình phần cứng cho PLC
V.2.2. Viết chương trình
Sử dụng khối MB_COMM_LOAD để cài đặt truyền thông
• REQ: Đầu tín hiệu để quét khối. Chọn FristScan chỉ khai bảo 1 lần khi chạy.
• PORT: Địa chỉ truyền thông. Chọn local sẽ tự động xuất hiện địa chỉ 272.
• BAUD: Tốc độ truyền. Chọn tương tự biến tần 9600.
• PARITY: Chọn kiểm tra chẵn lẽ. Chọn tương tự biến tần là 0.
Sử dụng khối MB_MASTER để viết chương trình ghi hoặc đọc về cho biến tần
• MB_ADDR: Là địa chỉ thứ tự biến tần cần ra lệnh.
• MODE: 1 là truyền dữ liệu qua biến tần, 0 là đọc dữ liệu về PLC tại DATA_PIR.
• DATA_ADDR: là địa chỉ của tham số.
V.2.3. Cách chuyển đổi DATA_ADDR
Ví dụ ta muốn ra lệnh chạy cho biến tần
Địa chỉ tham số 2000 là hệ HEX chuyển về hệ DEC là 8192 sau đó cộng thêm 40001 địa chỉ quy định modbus. Như vậy tham số chuyển đổi được sẽ là 48193.
Truyền tốc độ
Nếu như ra lệnh chạy cho biến tần mà không cấp tốc độ cho biến tần, động cơ sẽ không chạy được.
Với biến tần AC10 địa chỉ tham số F113 là tần số mục tiêu cấp tốc độ cho động cơ.
Tại DATA_ADDR tham số F113 sẽ được chuyển đổi như sau:
• 113: số 1 đầu tiên là high-order byte hệ thập lục phân giữ nguyên.
• 113: số 13 sau là low-order byte chuyển về hệ thập lục phân là D.
Như vậy F113 hệ thập lục phân là 10D. Sau đó chuyển về hệ thập phân là 269, rồi cộng thêm 40001 nó sẽ bằng 40270.
Tại DATA_PIR: ghi tần số chạy vào địa chỉ của biến tần. Ví dụ 2000 sẽ là 20.00Hz.
Hiện nay Kỹ Thuật Việt đang là nhà phân phối ủy quyền duy nhất của hãng Parker Hannifin tại Việt Nam trong đó có dòng sản phẩm biến tần AC10 có dãy công suất từ 0.75 đến 400 Kw nguồn cấp 1 phase 220V và 3 phase 380V.