NGHIÊN cứu, THIẾT kế và GIÁM sát hệ THỐNG lọc bụi tự ĐỘNG TRONG NHÀ máy sản XUẤT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG LỌC BỤI TỰ ĐỘNG TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT Bùi Xuân Nguyên, Bùi Thanh Sơn KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG LỌC BỤI TỰ ĐỘNG TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT Giáo viên hướng dẫn : Th.s Nguyễn Tấn Hoà Sinh viên thực : Bùi Xuân Nguyên : Bùi Thanh Sơn Mã sinh viên : 1811505520236 : 1811505520245 Lớp : 18TDH2 Đà nẵng, tháng năm 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNGĐẠI ĐẠIHỌC HỌCSƯ SƯPHẠM PHẠMKỸ KỸTHUẬT THUẬT TRƯỜNG KHOA ĐIỆNĐIỆN – ĐIỆN TỬ KHOA     ĐỒ ĐỒ ÁN ÁN TỐT TỐT NGHIỆP NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG HÓA VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾĐỀ VÀTÀI: GIÁM SÁT HỆ THỐNG LỌC BỤI TỰ ĐỘNG TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG LỌC Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Tấn Hoà MÁY SẢN XUẤT SinhBỤI viênTỰ thựcĐỘNG TRONG:NHÀ Bùi Xuân Nguyên : Bùi Thanh Sơn Mã sinh viên : 1811505520236 Giáo viên hướng dẫn : Th.s Nguyễn Tấn Hoà : 1811505520245 Sinh viên thực : Bùi Xuân Nguyên Nhóm : 33 : Bùi Thanh Sơn Mã sinh viên : 1811505520236 : 1811505520245 Lớp Đà nẵng, tháng năm 2022 : 18TDH2 Đà nẵng, tháng năm 2022 NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất Sinh viên thực hiện: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn Mã SV: 1811505520236 Mã SV: 1811505520245 Bài báo cáo trình bày trình nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình lọc bụi nhà máy sản xuất Mơ hình gồm có hai chế độ chế độ Auto để tự động điều khiển trình lọc chế độ Manual hoạt động nút nhấn công tắc xoay Nội dung báo cáo: - Chương 1: Tổng quan đề tài Giới thiệu nguyên nhân nguồn gốc loại bụi, ảnh hưởng của bụi môi trường sức khoẻ người từ đưa phương pháp xử lí chọn phương án tối ưu lọc bụi túi vải - Chương 2: Tổng qua PLC S7-1200 giới thiệu TIA Portal Trình bày tổng quan PLC S7-1200, ứng dụng TIA Portal kết hợp với Wincc, tìm hiểu cách tạo kết nối lệnh ứng dụng Kết sử dụng PLC S71200 làm trung tâm điều khiển - Chương 3: Thiết kế chế tạo mơ hình Mơ tả chương trình hoạt động giao thức truyền thơng phù hợp với PLC S7-1200, tính tốn chọn động phù hợp với mơ hình, lựa chọn thiết bị phù hợp với hệ thống gia cơng khí - Chương 4: Lập trình điều khiển Phân công bảng đầu vào đầu hệ thống, thiết kế lưu đồ thuật toán sơ đồ mơ hình Lập trình chương trình điều khiển hệ thống, thiết kết giao diện điều khiển giám sát qua Wincc, kết hồn thành chương trình điều khiển giám sát đạt yêu cầu đặt hoạt động ổn định TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tấn Hoà Sinh viên thực hiện: Bùi Thanh Sơn Bùi Xuân Nguyên Mã SV: 1811505520245 Mã SV: 1811505520236 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG LỌC BỤI TỰ ĐỘNG TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Tìm kiếm tài liệu tham khảo liên quan tới hệ thống lọc bụi nhà máy sản xuất Việt Nam - Tìm hiểu chọn linh kiện thích hợp cho đề tài thơng qua sách Lê Chí Kiên, “Giáo trình Đo lường cảm biến”, năm 2013, nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh - Tìm hiều tài liệu phần mềm điều khiển giám sát thông qua sách Trần Văn Hiếu, “Tự Động Hóa PLC S7 – 1200 Với TIA Portal”, năm 2019, nhà xuất khoa học - kỹ thuật Nội dung đồ án: - Tìm hiểu PLC – S7-1200 phần mềm TIA Portal V16 - Xậy dựng thuật tốn cho hệ thống , viết chương trình điều khiển hệ thống - Thiết kế giao diện giám sát điều khiển máy tính phần mềm WinCC TIA Portal V16 - Thiết kế thi công mô hình hệ thống hút lọc bụi - Chạy thử nghiệm mơ hình cân chỉnh hệ thống - Báo cáo đề tài tốt nhiệp Các sản phẩm dự kiến - Chương trình điều khiển giao diện giám sát - Mơ hình hồn thiện - Báo cáo thuyết minh Ngày giao đồ án: Ngày 18 tháng 02 năm 2022 Ngày nộp đồ án: Ngày 14 tháng 06 năm 2022 Đà Nẵng, ngày Trưởng Bộ môn tháng Người hướng dẫn năm 2022 LỜI NĨI ĐẦU Ngày nhiễm khơng khí vấn đề đáng quan tâm Việt Nam toàn giới tốc đọ thị hóa ngày nhanh, số lượng khu công nghiệp, khu chế suất ngày tăng, ngày nhiều bệnh tật ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người có liên quan đến vấn đề ô nhiễm không khí Các bệnh da, mặt, đặc biệt hơ hấp việc xử lí bụi khí thải q trình sản xuất điều tất yếu phải có khu cơng nghiệp, nhà máy để bảo vệ mơi trường khơng khí Trong nhà máy sản xuất công nghiệp ngày thải hàng ngìn khí bụi bẩn ngồi mơi trường, đề tài nhóm em dựa q trình nghiên cứu tìm hiểu bụi bẩn thải mơi trường nên lên ý tưởng chế tạo mơ hình lọc bụi tự động sản xuất để giải vấn đề mong ứng dụng thực tế Trong suốt thời gian học trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng, em nhận nhiều giúp đỡ từ quý thầy cô bạn bè Nhóm chúng em xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, quý thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật hỗ trợ tận tình kiến thức, sở vật chất tạo điều kiện hoàn thành đồ án Nhóm em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới quý Thầy Cô, người truyền lại cho em nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu, giúp đỡ tiếp thêm động lực cho em vững bước đường chọn Và đặc biệt Thầy, Cơ khoa Điện - Điện tử truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm để nhóm chúng em hồn thành đề tài Một lần em xin chân thành cảm ơn! i CAM ĐOAN Chúng – Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn xin cam đoan đồ án tốt nghiệp với đề tài: “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG LỌC BỤI TỰ ĐỘNG TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT” kết nghiên cứu khoa học thời gian theo học trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Dưới hướng dẫn ThS Nguyễn Tấn Hồ Các thơng tin, tài liệu tìm hiểu cách kĩ khơng chép ý tưởng, luận văn bên Sinh viên thực Bùi Xuân Nguyên ii Bùi Thanh Sơn Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất 4.1.4.2 Sơ đồ bố trí thiết bị Hình 4 Sơ đồ bố trí thiết bị 4.1.4.3 Sơ đồ bố trí dịng điện Hình Sơ đồ dòng điện SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 46 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất 4.1.4.4 Sơ đồ nối dây Hình Sơ đồ nối dây 4.2 4.2.1 Chương trình điều khiển Thiết lập địa IP Để kết nối PLC với máy tính ta cần thiết lập địa IP cho máy tính Bước 1: Vào Network and Sharing Center chọn Change adapter settings Hình Thiết lập địa IP_1 SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 47 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất Bước 2: Click phải vào Ethernet, chọn Ethernet Properties Sau chọn Internet Protocol Version nhập địa IP vào Hình Thiết lập địa IP_2 Địa IP có dạng 192.168.xx.yy, yy chọn giống với PLC, xx chọn khác với PLC Sau tạo projec Để xem địa IP PLC, giao diện click chuột phải vào PLC chọn Properties, xem phần Ethernet addresses Hình Thiết lập địa IP_3 4.2.2 Viết chương trình Sau chọn địa IP có phân cơng đầu vào bắt đầu viết chương trình SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 48 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất Bước 1: Truyền thông thông Modbus biến tần module RS 485 Hình 10 Truyền thông Modbus Bước 2: Gán lệnh nhận tắt bật cho động thông qua biến tần MD200 12 Thơng biếncơtần Hình 11Hình Gán4.lệnh bật tắt số động Bước 3: Truyền thông thông số biến tần động hoạt động Gán tên vào vùng nhớ địa PLC tags TIA Portal v16 SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 49 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất Hình 13 Bảng PLC tags B4: Bắt đầu viết chương trình ( Chương trình điều khiển phần PHỤ LỤC) Hình 14 Giao diện viết chương trình SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 50 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất 4.2.3 Thiết kế giao diện HMI Bước 1: Sau add PLC add HMI, chọn add chọn Add new device Hình 15 Add HMI Bước 2: chọn HMI SIMATIC Basic Panel chọn kiểu màng hình HMI tương thích chọn Ok Hình 16 Lựa chọn HMI phù hợp Bước 3: Kết nối HMI với PLC S7 1200 Hình 17 Kết nối HMI với PLC SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 51 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất B4: Thiết kế HMI Hình 18 Hoàn thành giao diện HMI SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 52 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận nội dung nghiên cứu thực hiện: Sau trình nghiên cứu hồn thành đề tài, nhóm nghiên cứu thiết kế giám sát mơ hình lọc bụi tự động nhà máy sản xuất đạt mục tiêu lúc đầu đề ra: - Sử dụng phần mềm TIA Portal V16 thành thạo để lập trình điều khiển hệ thống mô giám sát giao diện hình HMI - Hiểu cấu tạo, ngõ vào ra, nguyên lý hoạt động modun, thiết bị phần cứng liên quan đến PLC S7-1200 - Tìm giải thuật giúp việc lập trình PLC S7-1200 trở nên dễ dàng logic - Biết cấu toạ nguyên lý hoạt động buồng lọc bụi ứng dụng công nghiệp thực tiễn - Thành thạo cách đấu nối dây, chân nhận đưa tín hiệu rơ le, switch linh kiện khác - Có thể thiết kế kết cấu khí nhỏ mang tính xác tương đối mơ hình, làm tiền đề cho hệ thống lớn sau - Thiết kế thi công bảng điện với tính thẩm mỹ kỹ thuật cao phù hợp với tiêu chuẩn tủ điện thực tế Mơ hình hoạt hoạt động ổn định xác, yêu cầu công nghệ đề Đây nguồn tài liệu cho sinh viên nghiên cứu, cho kỹ sư điện tham khảo để thiết kế hệ thống tiết kiệm chi phí Hướng phát triển: Mơ hình tiến theo nhiều hướng như: Tính tốn đưa thơng số xác để ứng dụng mơ hình nhà máy xí nghiệp lớn, đưa hướng phát triển mơi để tiết kiệm chi phí điện thơng qua lượng mặt trời, áp dụng phương pháp hoá sinh để tăng tuổi thọ túi lọc khí với mức chi phí thấp SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 53 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] SIMATIC S7-1200 System Manual, Update to edition 05/2009 [2] Nguyễn Thị Phương Hà, Huỳnh Thái Hoàng (2003), Lý Thuyết Điều Khiển Tự Động, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Tp.HCM [3] Phạm Quang Huy, Ngô Văn Thuyên (2017), Lập Trình Với PLC S7-1200 Và S7-1500, Nhà Xuất Bản Thanh Niên, STK [4] Công Ty Tnhh Mtv Tm&Dv Kỹ Thuật Điện C.D.E [5] User MD200 AC Driver General Purpose, Open Loop [6] Lý thuyết điều khiển tự động, Phan Xuân Minh [7] Hệ thống sản xuất tự động hố tích hợp máy tính, Trần Trọng Minh Nguyễn Phạm Thục Anh SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 54 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất PHỤ LỤC (CHƯƠNG TRÌNH HỆ THỐNG ) SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 55 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất Khởi tạo truyền thông: SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 56 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất Đọc tín hiệu analog: Chương trình chế độ auto: SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 57 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 58 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 59 Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất Chế độ Manual SVTH: Bùi Xuân Nguyên Bùi Thanh Sơn GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 60 ... VÀ TỰ CHUYÊN NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG HĨA VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾĐỀ VÀTÀI: GIÁM SÁT HỆ THỐNG LỌC BỤI TỰ ĐỘNG TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ... NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG LỌC BỤI TỰ ĐỘNG TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Tìm kiếm tài liệu tham khảo liên quan tới hệ thống lọc bụi nhà máy sản xuất Việt... Đầu vào hệ thống 45 Bảng Đầu hệ thống .45 vii Nghiên cứu, thiết kế giám sát hệ thống lọc bụi tự động nhà máy sản xuất CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Nhiệm vụ thiết kế