0

(Đồ án tốt nghiệp) THIẾT kế mô HÌNH hệ THỐNG điều KHIỂN và GIÁM sát mức CHẤT LỎNG TRONG bể CHỨA

86 2 0
  • (Đồ án tốt nghiệp) THIẾT kế mô HÌNH hệ THỐNG điều KHIỂN và GIÁM sát mức CHẤT LỎNG TRONG bể CHỨA

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 22/06/2022, 19:38

Dương Văn Đức – Trần Thanh Viện THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MỨC CHẤT LỎNG TRONG BỀ CHỨA 2021 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MỨC CHẤT LỎNG TRONG BỂ CHỨA Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Mã sinh viên: 1711505510101 1711505510127 Lớp: 17TDH1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đà Nẵng, 09/2021 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MỨC CHẤT LỎNG TRONG BỂ CHỨA Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Mã sinh viên: 1711505510101 1711505510127 Lớp: 17TDH1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đà Nẵng, 09/2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Mã SV: 1711505510101 1711505510127 Lớp: 17TDH1 Trong thời đại công nghệ 4.0 ngày phát triển, với chủ trương cơng nghiệp hố, đại hoá đất nước, ngành Kĩ thuật Điều khiển Tự động hoá ngành khoa học phát triển mạnh mẽ lĩnh vực đời sống sản xuất sinh hoạt Tự động hoá giúp cho người đỡ vất vả tiết kiệm nguồn nhân lực chi phí sản xuất suất, hiệu cải thiện rõ Bài toán điều khiển mức vấn đề cần giải lĩnh vực dầu mỏ, hố chất, cơng nghiệp thực phẩm,… thực pha trộn cần độ sát Khi thiết bị ngày đại tối ưu cần đòi hỏi độ sát tin cậy cao Một số sai sót ảnh hưởng đến sản phẩm chất lượng đầu Hiện nay, PLC thiết bị ứng dụng sử dụng rộng rãi Việt Nam giới PLC S7 – 1200 có thêm chức truyền thơng giám sát qua mạng nên việc kết nối mở rộng chức giám sát từ xa dễ dàng so với đời cũ PLC S7 – 200, PLC S7 – 300,… Do tính vượt trội thuận lợi PLC S7 – 1200 nên chúng em chọn đề tài “Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa” TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Mã SV: 1711505510101 Mã SV: 1711505510127 Tên đề tài: “Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa” Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Trần Văn Hiếu, “Tự Động Hóa PLC S7 – 1200 Với TIA Portal”, năm 2019, nhà xuất khoa học - kỹ thuật - PGS.TS Trần Thu Hà - KS Phạm Quang Huy, “Tự động hóa với WinCC”, năm 2012, nhà xuất Hồng Đức - Phan Quốc Phơ - Nguyễn Đức Chiến, “Giáo trình cảm biến”, năm 2008, nhà xuất khoa học - kỹ thuật Nội dung đồ án: Chương 1: Tổng quan toán điều khiển mức Chương 2: Giới thiệu PLC S7-1200 phần mềm lập trình TIA Portal Chương 3: Giới thiệu phần mềm WinCC Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Các sản phẩm dự kiến TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Ngày giao đồ án: 22/01/2021 Ngày nộp đồ án: 03/05/2021 Đà Nẵng, ngày 22 tháng 01 năm 2021 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn ThS Phan Thị Thanh Vân TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LỜI NĨI ĐẦU Lời nói cho chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô khoa Điện, đặc biệt quý thầy mơn Tự động hóa giảng dạy truyền đạt kiến thức chuyên ngành cho chúng em để thực đề tài thời gian học tập vừa qua Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người hướng dẫn chúng em, cô ThS Phan Thị Thanh Vân hướng dẫn, bảo tận tình chúng em từ vấn đề bản, đưa giải pháp kĩ thuật cách giải vấn đề nảy sinh làm thực nghiệm giúp cho chúng em dễ dàng tiếp thu kiến thức để thực đề tài cách hiệu Cô cho chúng em lời khuyên hữu ích, khơng áp dụng q trình làm đề tài mà áp dụng thực tế Cảm ơn cô tạo cho chúng em điều kiện thuận lợi để chúng em hồn thành tốt đề tài thời gian Mặc dù chúng em cố gắng, nỗ lực thực kiến thức khả thân nhiều hạn chế nên q trình thực đề tài khơng thể tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận góp ý, dẫn từ q thầy bạn sinh viên Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn! TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CAM ĐOAN Nhóm chúng em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu nhóm Các kết kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn khác hình thức khác Việc chúng em tham khảo từ nguồn tài liệu, tư liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu, tư liệu tham khảo quy định Sinh viên thực Dương Văn Đức Trần Thanh Viện TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỤC LỤC TÓM TẮT LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vi MỞ ĐẦU Chương 1: Tổng quan toán điều khiển mức 1.1 Giới thiệu toán điều khiển mức 1.2 Các phương pháp đo mức chất lỏng .2 1.3 Một số loại cảm biến phổ biến đo mức chất lỏng 1.3.1 Cảm biến tiệm cận điện dung 1.3.2 Cảm biến siêu âm .5 1.3.3 Cảm biến mức phao điện từ .7 1.3.4 Đo mức sử dụng cảm biến áp suất 1.4 Vai trò toán điều khiển mức chất lỏng thực tế 10 Chương 2: Giới thiệu PLC S7-1200 12 2.1 Tổng quan PLC 12 2.1.1 Định nghĩa PLC .12 2.1.2 Cấu trúc PLC .12 2.1.3 Module vào/ra PLC phân loại 12 2.1.4 Bộ nhớ PLC 13 2.1.5 Chu kỳ quét thời gian quét PLC 14 2.1.6 Ngơn ngữ lập trình PLC 15 2.1.7 Tổ chức chương trình PLC 16 2.1.8 Ưu điểm nhược điểm PLC 16 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2.1.9 Ứng dụng hãng sản xuất PLC .17 2.2 Giới thiệu PLC S7-1200 17 2.2.1 Phân loại PLC S7 - 1200 18 2.2.2 Hình dạng bên 20 2.2.3 Cấu trúc bên 21 2.2.4 Đấu dây 22 2.2.5 Module mở rộng 23 2.2.6 Phương pháp lập trình điều khiển 24 2.2.7 Ngơn ngữ lập trình (LAD) .25 2.2.8 Phần mềm lập trình cho S7-1200 25 2.3 Kết luận chương 26 Chương 3: Giới thiệu phần mềm TIA Portal 27 3.1 Tổng quan phần mềm TIA Portal 27 3.1.1 Các bước thiết kế chương trình .27 3.1.2 Giao diện phần mềm SIMATIC TIA Portal 27 3.1.3 Tạo Project giao diện soạn thảo chương trình 28 3.1.4 Các công cụ thường dùng .29 3.1.5 Các phần tử tập lệnh thường dùng 29 3.1.6 Nạp chương trình cho PLC 30 3.1.7 Giao tiếp máy tính PLC .31 3.2 Giới thiệu WinCC 32 3.2.1 Các chức WinCC 32 3.2.2 Giao diện làm việc WinCC 33 3.2.3 Kết nối WinCC 34 3.3 Thiết lập dự án WinCC .34 3.3.1 Tạo project cho dự án 34 3.3.2 Thêm thiết bị cho Project .35 3.3.3 Kết nối PLC PC systems 37 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa 4.7 Xây dựng chương trình điều khiển PLC S7 – 1200 - Lưu đồ thuật toán: Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 58 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Chương trình điều khiển: Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 59 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 60 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 61 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 62 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa 4.8 Xây dựng giao diện điều khiển WinCC 4.8.1 Các đối tượng đồ họa project  Đèn báo: Các đèn báo hiển thị màu có tác động giúp cho người giám sát dễ dàng nhận biết hệ thống hoạt động - E_STOP: đèn hiển thị thông báo màu đỏ nút nhấn khẩn cấp bị tác động - AUTO: đèn hiển thị màu xanh chuyển switch sang chế độ auto ngược lại chế độ manual đèn auto tắt - NƯỚC DỰ TRỮ: bồn trữ có nước đèn báo hiển thị liên tục màu vàng bồn đèn nhấp nháy màu vàng - BƠM VAN: đèn hiển thị màu xanh van bơm bật trở lại trạng thái bàn đầu tắt Hình 4.15 Các đèn báo WinCC  Nút nhấn: - CHẾ ĐỘ: AUTO & MANUAL chế độ hoạt động hệ thống, nhấn chọn AUTO hệ thống hoạt động cách tự động ngược lại nhấn chọn MANUAL hệ thống hoạt động dựa điều khiển tay - CONTROL: hệ thống chế độ MANUAL nút nhấn BƠM_ON, BƠM_OFF, VAN_ON, VAN_OFF dùng để điều khiển bật tắt bơm, van Nút E_STOP dùng để hệ thống gặp cố nhấn dừng khẩn cấp nút nhấn THỐT dùng để khỏi q trình điều khiển giám sát WinCC Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 64 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Hình 4.16 Các nút điều khiển WinCC  Các dạng ống nước Van: - Các ống nước van điện từ chuyển thành màu xanh thơng báo có nước chảy qua trở lại ban đầu khơng có nước  Các cảm biến dùng: Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 65 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Trong hệ thống sử dụng cảm biến gồm: bể nước điều khiển sử dụng cảm biến siêu âm có hiển thị thơng số đo mức nước, cịn bể dự trữ sử dụng cảm biến phao để nhận biết có nước khơng có nước  Động bơm nước bể chứa nước: - Động cơ: chuyển sang màu xanh để hiển thị thông báo động bật trở trạng ban đầu tắt động - Bể nước: mức nước dịch chuyển lên xuống để hiển thị mức nước bể chứa Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 66 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa 4.8.2 Giao diện tổng quan hình WinCC Hình 4.17 Giao diện hồn chỉnh mơ hình WinCC Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 67 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa 4.9 Mô hệ thống Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 68 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa 4.10 Vận hành mơ hình hệ thống thực tế đánh giá thực nghiệm Hình 4.18 Mơ hình thực tế Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 69 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Sau hồn thiện mơ hình chạy thử mơ hình, nhóm chúng em xin tự đánh giá mơ hình:  Mơ hình hoạt động giống u cầu đặt ra, hoạt động tương đối ổn định  Điều khiển chế độ, WinCC ổn định  Hiển thị xác trạng thái đèn báo  Cảm biến siêu âm cịn có độ nhạy cao dẫn đến sai số lớn thực chương trình đọc giá trị từ cảm biến Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 70 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa KẾT LUẬN Kết luận: - Tìm hiểu PLC S7 – 1200: cấu trúc phần cứng, ngơn ngữ lập trình,… - Sử dụng phần mêm TIA PORTAL, WinCC - Ứng dụng PLC S7 – 1200 vào mơ hình hồn thiện mơ hình điều khiển giám sát mức chất lỏng - Điều khiển mơ hình chế độ: Auto Manual - Giám sát điều khiển qua WinCC - Mơ hình dừng lại mức Hướng phát triển: - Cần thêm bơm nước phụ - Lắp đặt thêm cảm biến áp suất ống dẫn chất lỏng - Giám sát mức nước đo lưu lượng qua van Sinh viên thực hiện: Dương Văn Đức Trần Thanh Viện Người hướng dẫn: ThS Phan Thị Thanh Vân Trang 71 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công ti TNHH Công nghệ Đo lường BFF Cảm biến đo mức chất lỏng https://congnghedoluong.com/cam-bien-do-muc-chat-long/ [2] Công ti TNHH Kĩ thuật Tự động Hưng Phát TOP cảm biến mực nước không tiếp xúc https://huphaco.vn/top-cam-bien-muc-nuoc-khong-tiep-xuc/ [3] Tài liệu PLC Siemens S7 1200 tiếng Việt https://plctech.com.vn/tai-lieu-plcsiemens-s7-1200-tieng-viet/ [4] Trần Văn Hiếu TỰ ĐỘNG HOÁ PLC S7 – 1200 VỚI TIA PORTAL, NXB Khoa học Kĩ thuật [5] Tài liệu WinCC https://plctech.com.vn/tai-lieu-wincc/ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa MỞ ĐẦU Để giải vấn đề điều khiển mức, nhóm chúng em nghiên cứu, tìm hiểu xây dựng mơ hình điều khiển giám sát mức chất lỏng. .. skknchat@gmail.com Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển giám sát mức chất lỏng bể chứa Chương 1: Tổng quan toán điều khiển mức 1.1 Giới thiệu toán điều khiển mức Tự động hoá ngành công nghệ mà lao động... TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HỐ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MỨC CHẤT LỎNG TRONG BỂ CHỨA Người
- Xem thêm -

Xem thêm: (Đồ án tốt nghiệp) THIẾT kế mô HÌNH hệ THỐNG điều KHIỂN và GIÁM sát mức CHẤT LỎNG TRONG bể CHỨA ,