Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN ................................................................................................................................ 1LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................................... 2LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................................ 8CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TRÁI CÂY ... 91.1. Tổng quan về đề tài............................................................................................................ 91.2. Quy trình công nghệ dây chuyền sản xuất nước ép trái cây .......................................... 91.3. Quy trình sản xuất nước ép trái cây................................................................................ 131.4. Thuyết minh dây chuyền công nghệ .............................................................................. 141.5. Giới thiệu thiết bị sử dụng trong dây chuyền điều khiển và giám sát sản xuất nước ép trái cây ........................................................................................................................................... 22CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S71200 VÀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG WINCC.. 272.1. Tổng quan về PLC ......................................................................................................272.2. Giới thiệu về PLC S71200 ........................................................................................312.3. Module phần cứng của PLC S71200........................................................................372.4. Phần mềm và ngôn ngữ lập trình PLC S71200 .......................................................422.5 Giới thiệu về phần mềm TIA Portal V17 ...................................................................42CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG.................................................................................... 453.1. Yêu cầu công nghệ của hệ thống.................................................................................... 453.2. Tính chọn các thiết bị sử dụng trong hệ thống.............................................................. 463.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống................................................................................................ 563.4. Sơ đồ khối tổng thể của hệ thống ................................................................................... 573.5. Sơ đồ mạch động lực hệ thống ....................................................................................... 573.6. Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống..................................................................................... 583.7. Sơ đồ mạch điều khiển bằng tay..................................................................................... 593.8. Lưu đồ thuật toán ............................................................................................................. 593.9. Ngõ vàora của chương trình........................................................................................... 603.10. Bảng thông số đo lường của các thiết bị...................................................................... 613.11. Bảng ngõ ra, ngõ vào trên phần mềm PLC SIM ........................................................ 663.12. Khối chương trình điều khiển....................................................................................... 7043.13. Thiết kế mô phỏng......................................................................................................... 79CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG................................................................................. 824.1. Hướng dẫn sử dụng.......................................................................................................... 82KẾT LUẬN .................................................................................................................................. 90TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................... 9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH Đề tài: “ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TRÁI CÂY SỬ DỤNG PLC S7-1200 ” Sinh viên thực : TRỊNH MINH VƯỢNG Lớp : CNTĐH-K17A Giáo viên hướng dẫn : ThS ĐẶNG VĂN NGỌC Thái Nguyên, ngày tháng năm 2021 LỜI CẢM ƠN Cuộc sống đời sinh viên qua lúc ngày tháng ngồi ghế giảng đường dần khép lại Những đồ án chuyên nghành sách, môn học cuối chúng em học tập, rèn luyện giảng đường đại học Trong suốt năm tháng ấy, chúng em nhận dạy nhiệt tình, quan tâm, chia sẻ học báu quý Thầy, Cô giúp chúng em ngày trưởng thành Nhân dịp này, em xin gửi lời tri ân sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn em, ThS Đặng Văn Ngọc – người định hướng, giúp đỡ, dạy bảo tận tâm, nhiệt huyết cho em suốt thời gian làm đồ án chuyên nghành Thầy không truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm kỹ mà cịn dìu dắt bảo chúng em phấn đấu rèn luyện nên người, chia sẻ cho chúng em học quý báu để bước vào đời Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy, Cơ khoa Cơng Nghệ Tự Động Hố hết lịng tạo điều kiện cho chúng em mơi trường học tập, rèn luyện tiếp cận kiến thức hay Những tri thức học sống mà Thầy, Cô truyền dạy hôm hành trang vững cho chúng em sau trường Cuối cùng, em xin kính chúc Thầy, Cơ – người đưa đị tận tụy ln mạnh khỏe để tiếp tục cống hiến cho nghiệp trồng người! Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2021 Sinh viên TRỊNH MINH VƯỢNG LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án chuyên nghành “Điều khiển giám sát dây chuyền sản xuất nước ép trái sử dụng PLC S7-1200” em tự tìm hiểu, thực nghiên cứu hướng dẫn thầy ĐẶNG VĂN NGỌC, Khoa Công nghệ Tự động hóa, trường Đại học Cơng nghệ Thơng tin Truyền thông Thái Nguyên Nội dụng đồ án chuyên nghành không chép vi phạm quyền từ cơng trình nghiên cứu Mọi trích dẫn tài liệu tham khảo mà em sử dụng có ghi rõ nguồn gốc Thái Nguyên, ngày tháng 06 năm 2021 Sinh viên thực TRỊNH MINH VƯỢNG MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TRÁI CÂY 1.1 Tổng quan đề tài 1.2 Quy trình cơng nghệ dây chuyền sản xuất nước ép trái 1.3 Quy trình sản xuất nước ép trái 13 1.4 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 14 1.5 Giới thiệu thiết bị sử dụng dây chuyền điều khiển giám sát sản xuất nước ép trái 22 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG WINCC 27 2.1 Tổng quan PLC 27 2.2 Giới thiệu PLC S7-1200 31 2.3 Module phần cứng PLC S7-1200 37 2.4 Phần mềm ngôn ngữ lập trình PLC S7-1200 42 2.5 Giới thiệu phần mềm TIA Portal V17 42 CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 45 3.1 Yêu cầu công nghệ hệ thống 45 3.2 Tính chọn thiết bị sử dụng hệ thống 46 3.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống 56 3.4 Sơ đồ khối tổng thể hệ thống 57 3.5 Sơ đồ mạch động lực hệ thống 57 3.6 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống 58 3.7 Sơ đồ mạch điều khiển tay 59 3.8 Lưu đồ thuật toán 59 3.9 Ngõ vào/ra chương trình 60 3.10 Bảng thông số đo lường thiết bị 61 3.11 Bảng ngõ ra, ngõ vào phần mềm PLC SIM 66 3.12 Khối chương trình điều khiển 70 3.13 Thiết kế mô 79 CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 82 4.1 Hướng dẫn sử dụng 82 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất nước ép trái 13 Hình 1.2 Trái 14 Hình 1.3 phân loại trái tay 15 Hình 1.4 Máy rửa xối 16 Hình 1.5 Máy bóc vỏ c trái 19 Hình 1.6 Máy ép 19 Hình 1.7 Bồn chứa nước ép trái .20 Hình 1.8 Dây chuyền chiết rót 21 Hình 1.9 PLC S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC 22 Hình 1.10 băng tải 23 Hình 1.11 Động điện pha 3K250M2 24 Hình 1.12 Van bi inox tay tròn .25 Hình 1.13 Cảm biến quang phát vật E18-DNK80 25 Hình 1.14 Nút ấn 26 Hình 2.1 Cấu tạo PLC 27 Hình 2.2 Ngôn ngữ LAD PLC 29 Hình 2.3 Ngơn ngữ STL PLC .29 Hình 2.4 PLC S7-1200 Siemens thực tế .31 Hình 2.5 PLC S7-1200 32 Hình 2.6 Cấu hình cho chế độ Know – how protection .35 Hình 2.7 Cấu hình cho chế độ Copy Protection 35 Hình 2.8 Module mở rộng SM .37 Hình 2.9 Module mở rộng CM 1241 38 Hình 3.1 Role bảo vệ pha 600PSR 55 Hình 3.2 sơ đồ cơng nghệ hệ tống 56 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 57 Hình 3.2 : Sơ đồ mạch động lực hệ thống 57 Hình 3.3 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống 58 Hình 3.4 Mạch điều khiển hệ thống tay 59 Hình 3.5 Lưu đồ thuật toán điều khiển chế độ auto .59 Hình 3.6 lưu đồ thuật toán điều khiển chế độ tay 60 Hình 3.7 Bảng ngõ vào PLC .66 Hình 3.8 Bảng ngõ PLC 66 Hình 3.9 Tổng ngõ vào/ra chương trình 69 Hình 3.10 Màn hình hệ thống chạy chế độ AUTO 80 Hình 3.11 Màn hình hệ thống chạy chế độ Bằng Tay 81 Hình 4.1 Giao diện desktop 82 Hình 4.2 Mở file ephoaqua.ap17 83 Hình 4.3 Cửa sổ PLC programing 83 Hình 4.4 Giao diện main block 84 Hình 4.5 Giao diện WinCC 87 Hình 4.6 Giao diện chạy mô chế độ auto .88 Hình 4.7 Giao diện chạy mô chế độ tay 89 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Kiểu liệu PLC S7-1200 .40 Bảng 3.1: Ngõ vào PLC .61 Bảng 3.2: Ngõ PLC 61 Bảng 3.1.3: Bảng ngõ tag WinCC 80 LỜI NÓI ĐẦU Ăn uống nhu cầu thiếu sống người Khi đất nước phát triển nhu cầu cao Vì thế, để đáp ứng nhu cầu ngày khắt khe người nhiều sản phẩm thực phẩm đời Góp phần đa dạng hóa cho mặt hàng thực phẩm nước uống Ngày nay, nước uống dạng nước khống đóng chai thơng thường trước cịn có nhiều loại nước uống đóng chai chế biến từ nhiều loại trái ngon bổ dưỡng Là nước nhiệt đới nên có nhiều ưu loại trái Mặc dù có nhiều quan điểm cho trái ăn tươi tốt qua chế biến, sống tất bật ngày người nước trái đóng chai nhiều người ưa chuộng tiện lợi nó, người thưởng thức trái nhà u thích dạng nước uống mà không tốn nhiều thời gian Trong năm gần đây, người tiêu dùng có xu hướng chọn dùng hàng Việt Nam, loại có chất lượng, giá phù hợp thay cho sản phẩm nước trái Australia, Thái Lan loại trái nhiệt đới giá thành mắc Các hãng sản xuất nước giải khát nhận thay đổi nhu cầu người tiêu dùng đổi chất lượng mẫu mã, liên tục thay đổi cấu sản xuất Các công ty: Vinamilk, Tribeco, Wonderfarm tung thị trường nhiều loại nước trái : táo, xoài, nho, mãng cầu để đáp ứng nhu cầu khách hàng bắt đầu thâm nhập thị trường Hà Lan, Nhật Bản, Hoa Kì, Singapore Do em xin giới thiệu đến hội đồng đặc tính cơng nghệ hệ thống sản xuất tự động dây chuyền em tìm hiểu mơ “Điều khiển giám sát dây chuyền sản xuất nước ép trái sử dụng PLC S7-1200” Nội dung báo cáo gồm chương giới thiệu sơ lược sau đây: - Chương 1: Tổng quan dây chuyền sản xuất nước ép trái - Chương 2: Giới thiệu PLC S7-1200 phần mềm mô WinCC - Chương 3: Phân tích thiết kế mơ hình hệ thống - Chương 4: Hướng dẫn sử dụng Do kiến thức cịn hạn chế, cộng với thời gian tích lũy chưa nhiều nên báo cáo không tránh khỏi thiếu sót số nội dung chưa chi tiết Em mong đóng góp thầy bạn sinh viên để đề tài em hoàn thiện Thái Nguyên, tháng năm 2021 Sinh viên thực TRỊNH MINH VƯỢNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TRÁI CÂY 1.1 Tổng quan đề tài 1.1.1 Lý chọn đề tài Các loại trái biết đến nguồn chứa dưỡng chất Vitamin, chất xơ cần thiết cho thể người Hơn vị thơm ngon trái khiến người ưa thích dùng chúng tráng miệng hay phần ăn hàng ngày Bên cạnh bạn cịn chế biến trái thành loại nước ép dễ dàng uống để bổ sung cho thể Những năm gần đây, công nghệ trang thiết bị dây chuyền sản xuất nước ép trái doanh nghiệp nước ta trang bị đại Bên cạnh cịn tồi khơng nhà máy có quy mơ trung bình tham gia vào thị trường nhộn nhịp Việc tìm hiểu thiết kế hệ thống điều khiển giám sát dây chuyền sản xuất nước ép trái để đưa vào thực tiễn sản xuất giúp cho doanh nghiệp tăng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm để đáp ứng nhu cầu thị trường 1.1.2 Mục tiêu đề tài - Giúp sinh viên hiểu biết PLC S7-1200, phần mềm lập trình TIA Portal V17 phần mềm mô WinCC - Thiết kế sơ đồ mạch động lực mạch điều khiển hệ thống, lưu đồ thuật tốn, chương trình điều khiển - Thiết kế giao diện điều khiển giám sát hai chế độ tự động tay cho dây chuyền sản xuất, giám sát cài đặt thông số số lượng chai cần đặt số lượng chai rót 1.2 Quy trình cơng nghệ dây chuyền sản xuất nước ép trái 1.2.1 Tìm hiểu nước ép trái 1.2.1.1 Khái niệm Theo Merriam Webster - 1981: nước ép dịch chiết có chứa tế bào mơ Theo Codex Alimentanus: nước trái dịch không lên men lên men được, có xu hướng theo mục đích tiêu thụ xác, đạt 77 78 3.13 Thiết kế mô 3.13.1 Bảng tag WinCC 79 Bảng 3.1.3: Bảng ngõ tag WinCC 3.13.2 Giao diện mơ hồn chỉnh Màn hình hệ thống dây chuyền sản xuất nước ép trái Hình 3.10 Màn hình hệ thống chạy chế độ AUTO 80 Hình 3.11 Màn hình hệ thống chạy chế độ Bằng Tay Kết đạt được: - Đã thực chế độ điều khiển là: AUTO Bằng Tay Giao diện dễ nhìn, dẽ dàng sử dụng, có hiển thị hiệu ứng cấu chấp hành có điện 81 CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 4.1 Hướng dẫn sử dụng Hướng dẫn sử dụng phần mềm mở file mô Bước 1: Trên hình desktop khởi động phần mềm TIA PORTAL V17 Hình 4.1 Giao diện desktop Bước 2: Mở file theo đường dẫn lưu file, chon file ephoaqua.ap17 82 Hình 4.2 Mở file ephoaqua.ap17 Bước 3: Trong cửa sổ PLC Programing mục organization block chọn khối main chương trình Hình 4.3 Cửa sổ PLC programing Giao diện sau vào đc main block 83 Hình 4.4 Giao diện main block 84 Trên công cụ giao diện chọn biểu tượng start simulation để bắt đầu mô Sau khởi động phầm mềm PLC Sim để mô tiếp tục ấn vào switch to project view Tại ấn load chương trình 85 Chọn start module ấn finish Tại cửa sổ block chọn biểu tượng để chạy mô Giao diện chạy mô thành công 86 Bước 4: Tại cửa sổ devices chọn PC_system1 [Simatic PC station] / HMI_RT_1[WinCC RT Advance] / Screens / Screen1 để hiển thị giao diện thiết kế Hình 4.5 Giao diện WinCC để chạy giao diện Tiếp theo chọn Start Runtime on the PC Wincc, ta hoàn thành xong phần khởi tạo mô Hướng dẫn sử dụng giao diện mô Sau làm bước ta bắt đầu sử dụng giao diện để mô hệ thống Tại giao diện hệ thống có chế độ tay chế độ auto để mô ta ấn nút start chọn chế độ auto đồng thời nhập số lượng chai cần ép sau nhập xong ta bật mô hệ thống chạy 87 Hình 4.6 Giao diện chạy mơ chế độ auto Để chuyển sang chế độ tay ta ấn vào nút nhấm manual để bật tắt thiết bị tay chế độ auto xảy cố 88 Hình 4.7 Giao diện chạy mơ chế độ tay 89 KẾT LUẬN Qua trình xây dựng thiết đề tài với giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo ThS ĐẶNG VĂN NGỌC bạn đến em hoàn thành đồ án “Điều khiển giám sát dây chuyền sản xuất nước ép trái sử dụng PLC S7-1200” qua em thấy đề tài có tính ứng dụng lớn thực tế Trên sở đồ án giải yêu cầu đồ án là: - Biết tổng quan công nghệ quy trình sản xuất nước ép trái qua làm sở để thiết kế hệ thống - Xây dựng mô theo yêu cầu đặt - Vận hành theo yêu cầu công nghệ Do kinh nghiệm lượng kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Mong đóng góp ý kiến thầy giáo, giáo bạn Một lần em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu nhà trường, phòng ban chức năng, thầy cô Khoa Công nghệ Tự động hóa, bạn đặc biệt thầy ThS ĐẶNG VĂN NGỌC người trực tiếp hướng dẫn em thực đề tài 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://dientuviet.com/gioi-thieu-tong-quan-ve-plc/ [2] http://dien.saodo.edu.vn/uploads/news/2018_03/tong-quan-plc-s7-1200/ [3] http://giahungtech.com/vi/news/tin-tuc/gioi-thieu-ve-phan-mem-tia-portal/ [4] https://maygoi.vn/san-pham/day-chuyen-san-xuat-banh-quy/ [5] https://tudongtinthanh.com/wincc-rt-advanced/ [6] Trần Văn Hiếu, Thiết kế hệ thống HMI/SCADA với TIA Portal, NXB Khoa học kỹ thuật, 2019 [7] Trần Văn Hiếu, Tự động hóa PLC S7-1200 với TIA Portal, NXB Khoa học kỹ thuật, 2015 [8] Phạm Quang Huy – Nguyễn Duy Ngọc, Điều khiển lập trình với S7 - TIA Portal, NXB Khoa học kỹ thuật 2014 91 ... KẾ HỆ THỐNG 45 3.1 Yêu cầu công nghệ hệ thống 45 3.2 Tính chọn thiết bị sử dụng hệ thống 46 3.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống 56 3.4 Sơ đồ khối tổng thể hệ thống. .. nước ép trái sử dụng PLC S7- 1200” Nội dung báo cáo gồm chương giới thiệu sơ lược sau đây: - Chương 1: Tổng quan dây chuyền sản xuất nước ép trái - Chương 2: Giới thiệu PLC S7- 1200 phần mềm mô WinCC... dung trình bày tìm hiểu PLC S7- 1200 phần mềm Tia Portal để lập trình cho PLC S7- 1200 2.4.2 Ngơn ngữ lập trình PLC S7- 1200 Với dịng sản phẩm PLC S7- 1200 ứng dụng cho hệ thống nhỏ vừa, Siemens phát