BÁO cáo môn học SCADA (hệ THỐNG điều KHIỂN NHIỆT độ)

BÁO CÁO MÔN HỌC SCADA (HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ) Kết nối, điều khiển sử dụng PLC 1.1 Mục đích ý nghĩa hệ thống điều khiển nhiệt độ a Mục đích - Sử dụng PLC SIEMENS S7-1500 để điều khiển nhiệt độ điều khiển PID - Giám sát điều khiển thu thập thông tin liệu sử dụng phần mềm WinCC b Ý nghĩa - Giúp sinh viên tìm hiểu rõ hoạt động PLC SIEMENS phần mềm WinCC - Giúp giảng viên kiểm tra đánh giá khả kiến thức sinh viên qua báo cáo - Tạo hội để sinh viên thực hành phần mềm 1.2 Nguyên lí hoạt động hệ thống - Cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ, sau tín hiệu truyền đến chuyển đổi tín hiệu Ở đây, tín hiệu nhiệt chuyển thành dạng Analog (0 -10V, – 20mA, – 20mA) truyền đến Analog Input Module (AI) để biến đổi thành tín hiệu số (0 – 207648) Tín hiệu số PLC tính tốn cho kết đo nhiệt độ - Kết đo so sánh với giá trị đặt (Setpoint), sau chuyển hóa thành tín hiệu Analog (0 -10V, – 20mA, – 20mA) để điều khiển đối tượng điều khiển 1.3 Sơ đồ điều khiển kết nối hệ thống 1.4 Liệt kê thiết bị sử dụng hệ thống a Cảm biến nhiệt độ PT100 Ngoài chức đo lường nhiệt độ cảm biến khác, thiết bị đo nhiệt độ cách xác có khả truyền tín hiệu đến thiết bị hiển thị giá trị đo hay phận điều khiển PLC hay biến tần Có thể dùng ứng dụng công nghiệp đo lường nhiệt độ: nước nóng, nơng sản, hoa quả, lị đốt, lị sấy, … Loại Pt100 dây thường sử dụng cho tủ ấp nhỏ, hay thùng ấp tự chế b Bộ chuyển đổi tín hiệu T120 Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ thiết bị công nghiệp chuyên dùng để chuyển tín hiệu đầu loại cảm biến nhiệt độ (thường dạng điện mV) sang dạng tín hiệu analog 4-20mA Bởi tín hiệu analog hầu hết dùng rộng rãi công nghiệp khả truyền xa chống nhiễu tốt Bên cạnh ngồi chuyển sang tín hiệu analog hiển thị cịn có tính khác hữu ích cơng việc nạp, bơm nhiên liệu hay chất lỏng công nghiệp vào silo hay thùng chứa c Analog Input Module (AI) Module analog công cụ để xử lý tín hiệu tương tự thơng qua việc xử lý tín hiệu số Thực chất biến đổi tương tự - số (A/D) Nó chuyển tín hiệu tương tự đầu vào thành số đầu Dùng để kết nối thiết bị đo với điều khiển: chẳng hạn đo nhiệt độ d Analog Output Module (AO) Analog output phần module analog Thực chất biến đổi số - tương tự (D/A) Nó chuyển tín hiệu số đầu vào thành tín hiệu tương tự đầu Dùng để điều khiển thiết bị với dải đo tương tự Chẳng hạn điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0-50Hz e PLC Seimens S7-1500 S7-1500 đời năm 2009 dùng để thay dần cho S7-1200 So với S7-1200 S71500 có tính trội Nó thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, tập lệnh mạnh giúp giải pháp hoàn hảo cho ứng dụng sử dụng với S7-1500 PLC cung cấp cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet TCP/IP f Rơ le bán dẫn (SSR) g Heater 1.5 Lựa chọn thông số cho thiết bị a Cảm biến PT100 - Cách chọn thiết bị: Lựa chọn dữa dãy nhiệt mà cảm biến đo Dãy nhiệt rộng thích hợp để chọn, sử dụng cho nhiều mơ hình khác - Thông số kỹ thuật:  Mã sản phẩm: TS1PL3B8250GD-AB  Loại cảm biến : Pt100 dây – dạng củ hành  Vật liệu : Inox 304  Đường kính đầu dị : 8mm  Đơ dài đầu dò : 250mm  Đo nhiệt độ từ : -80 … +600oC  Ren kết nối : G1/2 ~ 21mm loại ren thẳng Hình 1.6: Cảm biến PT100 - Link download datasheet sản phẩm: https://www.gaimc.com/products/pt100-and-pt1000temperaturesensor/pt100_sensors.htm l? gclid=Cj0KCQjwtrSLBhCLARIsACh6Rmj9jZknfuAEfDFykcPBskxzudsQGHbslxeZolj aM1CIE7nRKC84M0aApenEALw_wcB - Nguồn tham khảo: ALLDATASHEET.COM b Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ - Cách chọn thiết bị: Thiết bị kết nối nhận tín hiệu nhiệt độ từ cảm biến PT100 Có ngõ Analog (4 – 20mA), thời gian phản hồi thấp - Thông số kỹ thuật:  Nguồn cấp 5-30Vdc chung tín hiệu  Input : PT100, Ni100, loại dây, dây, dây  Output : 4-20mA – dây chung với nguồn cấp 12 – 24Vdc  Sai số 0.1%  Thời gian lấy mẫu < 620ms  Kích thước 43.7 x 20mm  Nhiệt độ chịu : -40….85oC  Nhiệt độ cài đặt cho cảm biến : -200 … 650oC  Thang đo nhỏ 20oC  Tiêu chuẩn CE , EMC  Cài đặt software hang Seneca  Chuẩn IP20 Hình 1.2: Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ T120 - Link download datasheet: https://www.seneca.it/media/6848058/flyer_t12x_eng_nov_2020.pdf - Nguồn tham khảo: https://www.seneca.it/en/ c Analog Input Module (AI) - Cách chọn thiết bị: Có giá trị xuất từ – 27648 ứng với giá trị xuất dòng điện – 20mA tín hiệu điện áp từ – 10V - Thông số kỹ thuật:  Tên thiết bị: SIMATIC PLC S7-1500, ANALOG INPUT MODULE AI 8xU/I/RTD/TC ST  EAN: 4025515079514  Mã sản phẩm: 6ES7531-7KF00-0AB0  Trọng lượng tịnh : 0.437 Kg  Hãng sản xuất: Siemens  Xuất xứ: Đức  Bộ nhớ làm việc chương trình lên đến 1MByte  Tốc độ xử lý : 0.01us  5MByte cho liệu  Truyền thông Ethernet, Profibus , Modbus RTU, USS  Hổ trợ kết nối RACK trung tâm hay trạm ET200M  Module giao tiếp Ethernet tích hợp chức tường lửa thiết lập từ CPU, cấu hình quyền đăng nhập cho trạm  Module tín hiệu dể dàng lắp đặc thông qua đầu nối dây 40 chân, nhỏ gọn Hình 1.3: Mơ đun đầu vào Analog - Link Download datasheet: https://cache.industry.siemens.com/dl/files/205/59193205/att_112065/v1/ s71500_ai_8xu_i_rtd_tc_st_manual_en-US_en-US.pdf - Nguồn tham khảo: Industry.siemens.com d Analog Output Module (AQ) - Cách chọn thiết bị: Tương tự AI thiết bị có giá trị xuất từ – 27648 ứng với giá trị xuất dịng điện – 20mA tín hiệu điện áp từ – 10V - Thông số kỹ thuật:  Mã sản phẩm: 6ES7532-5HD00-0AB0  Dòng sản phẩm: SIMATIC S7-1500, SM 532  Hãng sản xuất: SIEMENS  Số lượng đầu tương tự: AQ U/I ST, 16-bit  Nguồn cung cấp: 24 V DC (20.4-28.8 V DC)  Kích thước (RxCxS): 35x147x129 mm  Trọng lượng: 310 g Hình 1.4: Mơ đun đầu Analog - Link Download Datasheet: https://mall.industry.siemens.com/mall/en/ww/Catalog/DatasheetDownload? downloadUrl=teddatasheet%2F%3Fformat%3DPDF%26caller%3DMall%26mlfbs %3D6ES7532-5HD00-0AB0%26language%3Den - Nguồn tham khảo: Industry.siemens.com e PLC Siemens S7-1500 - Cách chọn thiết bị: Mơ hình nhỏ gọn, có khả mở rộng module có hiệu suất cao tồn hệ thống PLC Seimens PLC có mở rộng truyền thơng phục vụ kết nối HMI - Thông số kỹ thuật:  SIMATIC S7-1500, CPU 1214C, COMPACT CPU, DC/DC/DC  ONBOARD I/O: 14 DI 24V DC; 10 DO 24 V DC; AI - 10V DC  POWER SUPPLY: 20.4 - 28.8 VDC  PROGRAM/DATA MEMORY: 75 KB  MANUFACTURE: SIEMENS  MADE IN: GERMANY Hình 1.5: PLC Seimens S7-1500 - Link Download datasheet: https://cache.industry.siemens.com/dl/files/465/36932465/att_106119/v1/ s71200_system_manual_en-US_en-US.pdf - Nguồn tham khảo: Industry.siemens.com f Rơ le bán dẫn SSR - Chọn thiết bị: Thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt vào tủ điện vị trí hẹp Có độ bền tuồi thọ cao Bên cạnh cịn có khả đóng ngắt rơ le tục, độ ổn định cao Và đóng ngắt khơng phát âm tia lửa điện Tín hiệu đầu vào đa dạng - Thơng số kỹ thuật:  Mã sản phẩm: SSR-40 DA  Điện áp kích: 4~32VDC  Điện áp đóng ngắt tải AC mắc nối tiếp: 24 ~ 380VAC  Dòng tải: max 40A (cần thêm tản nhiệt cho SSR dòng > 20A, 50% cơng suất)  Kích thước: 45 x 60 x 23mm Hình 1.6: Rơ le bán dẫn - Link Download datasheet: https://datasheetspdf.com/pdf-file/789332/Fotek/SSR- 40DA/1 - Nguồn tham khảo: Datasheetpdf.com g Thanh nhiệt điện trở Hình 1.7: nhiệt điện trở - Chọn thiết bị: Có tính ứng dụng cao, nhiệt độ đốt cháy tăng nhanh chóng Bên cạnh đó, thiết bị có tuổi thọ cao, dễ dàng lắp ráp sửa chữa thay - Thông số kỹ thuật:  Đường kính bóng sấy: Ø8 - Ø14mm  Chiều dài bóng sấy nhiệt: 200mm - 1500mm  Nhiệt độ bóng sấy: 200ºC - 700ºC  Cơng suất bóng: 400w - 2000w  Điện áp sử dụng: pha 220V/ pha 380V, 50Hz Thiết kế giao diện điều khiển giám sát 2.1 Giao diện Login-Logout, User Administrator Setting User Administrator 2.2 Giao diện điều khiển hệ thống 2.3 Giao diện hiển thị Trend 2.4 Giao diện hiển thị Alarm 2.5 Giao diện điều khiển qua Web 2.6 Đính kèm link download chương trình PLC Thiết kế giao diện ...1.3 Sơ đồ điều khiển kết nối hệ thống 1.4 Liệt kê thiết bị sử dụng hệ thống a Cảm biến nhiệt độ PT100 Ngoài chức đo lường nhiệt độ cảm biến khác, thiết bị đo nhiệt độ cách xác có khả... số đầu vào thành tín hiệu tương tự đầu Dùng để điều khiển thiết bị với dải đo tương tự Chẳng hạn điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0-50Hz e PLC Seimens S7-1500... Administrator Setting User Administrator 2.2 Giao diện điều khiển hệ thống 2.3 Giao diện hiển thị Trend 2.4 Giao diện hiển thị Alarm 2.5 Giao diện điều khiển qua Web 2.6 Đính kèm link download chương