BÁO CÁO THỰC TẬP THỰC TẾ TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT PLC CỦA SIEMENS VÀ ROCKWELL

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BÁO CÁO THỰC TẬP THỰC TẾ (CT415) TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT PLC CỦA SIEMENS VÀ ROCKWELL Đơn vị thực tập: Phòng thí nghiệm Schneider – Khoa Cơng Nghệ Cán hướng dẫn: Nguyễn Khắc Nguyên Sinh viên thực hiện: Phạm Xuân Quỳnh Cần Thơ, 11 tháng năm 2022 B1609486 LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng em hồn thành báo cáo kéo dài tuần nỗ lực cố gắng cá nhân nhóm mà phần lớn cịn đến từ dạy hướng dẫn nhiệt tình đến từ giảng biên hướng dẫn thầy Nguyễn Khắc Nguyên Lời nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Khắc Nguyên giảng viên trực tiếp dạy hướng dẫn chúng em thực hoàn thành đề tài cách tốt Xin cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Nhã – Giảng viên hướng dẫn mơn Thực Tập Thực Tế (CT415) tạo điều kiện xếp cho nhóm chúng em lại trường để thực mơn học cách phù hợp Lời cuối cùng, chúng em xin cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè bên cạnh động viên em suốt thời gian thực tập Dù cố gắng, nhiên báo cáo khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy cô nhận xét để báo cáo hồn thiện Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! PHIẾU ĐÁNH GIÁ BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC TẬP CT415 (Dùng cho giáo viên chấm báo cáo thực tập) Họ tên GV chấm báo cáo: Họ tên sinh viên thực tập: Phạm Xuân Quỳnh Mã số SV: B1609486 Nội dung chấm điểm GV: Điểm Điểm tối đa thực chấm 1.5 0.5 Nội dung đánh giá I Hình thức trình bày I.1 Đúng format khoa (Trang bìa, trang lời cảm ơn, trang đánh giá thực tập khoa, trang mục lục nội dung báo cáo) 0.5 I.2 Sử dụng mã font tiếng Việt (Unicode Times New Roman, Size 13, cách dòng 1.3) 0.5 I.3 Trình bày mạch lạc, súc tích, khơng có lỗi tả II Lịch làm việc 0.5 II.1 Có lịch làm việc đầy đủ cho tuần 0.5 II.2 Hồn thành tốt kế hoạch cơng tác ghi lịch làm việc (thông qua nhận xét Cán hướng dẫn) 7.5 III Nội dung thực tập (quyển báo cáo) 1.0 III.1 Có hiểu biết tốt quan nơi thực tập 1.0 III.2 Phương pháp thực phù hợp với nội dung công việc giao 1.0 III.3 Kết củng cố lý thuyết 1.0 III.4 Kết rèn luyện kỹ thực hành 1.0 III.5 Kinh nghiệm thực tiễn thu nhận 2.5 III.6 ý: Kết thực công việc tốt Lưu ĐIỂM HỌC PHẦN = (Điểm GV + Điểm CBHD)/2 10.0 TỔNG CỘNG Sinh viên không gởi lịch làm việc cho Bộ môn với Báo cáo hạn: trừ điểm cho ngày trễ hạn Cần thơ, ngày tháng năm 2022 GIÁO VIÊN CHẤM BÁO CÁO (ký ghi họ tên) LỊCH LÀM VIỆC Họ tên sinh viên thực tập: Phạm Xuân Quỳnh Mã số SV: B1609486 Cơ quan thực tâp: Phòng thực hành Tự động hóa cơng nghiệp quản lý lượng Trường Đại học Cần Thơ (Schneider) Họ tên cán hướng dẫn: Nguyễn Khắc Nguyên Thời gian thực tập: từ ngày 05 tháng 06 năm 2022 đến ngày 10 tháng 07 năm 2022 Tuần Nội dung công việc giao Tuần 1: Từ ngày 05/06/2022 đến ngày 11/06/2022 Tuần 2: Từ ngày 12/06/2022 đến ngày 18/06/2022 Tuần 3: Từ ngày 19/06/2022 đến ngày 25/06/2022 Tuần 4: Từ ngày 26/06/2022 đến ngày 02/07/2022 Tuần 4: Từ ngày 02/07/2022 đến ngày 10/07/2022 Khảo sát Basic Kit: - Kết nối CPU, HMI biến tần - Cấu hình thiết bị Khảo sát Basic Kit: - Viết chương trình điều khiển biến tần - Xuất hình HMI Khảo sát PLC S7-1200: - Nối dây cho mạch có sẵn - Nghiên cứu tính sơ CPU 1214C Khảo sát PLC S7-1200: - Viết chương trình điều khiển động Hồn thành cơng việc cịn sót lại Viết báo cáo Tự nhận xét mức độ hoàn thành Nhận xét CB hướng dẫn Chữ ký CBHD Hoàn thành tốt Hoàn thành Chưa hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Cần Thơ, ngày tháng .năm 2022 Xác nhận Cơ quan (Ký tên, đóng dấu) MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN PHIẾU ĐÁNH GIÁ BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC TẬP LỊCH LÀM VIỆC NỘI DUNG THỰC HIỆN BÁO CÁO .5 I SƠ LƯỢC VỀ PHỊNG THÍ NGHIỆM SCHNEIDER II TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT PLC ROCKWELL – BASIC KIT Tìm hiểu phần cứng .5 Tìm hiểu phần mềm .8 Quá trình khảo sát .10 Kết luận 15 III TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT PLC SIEMENS – S7 1200 15 Tìm hiểu phần cứng .15 Viết chương trình khảo sát .17 Kết luận 19 IV PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC .19 V KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .20 NỘI DUNG THỰC HIỆN BÁO CÁO I SƠ LƯỢC VỀ PHỊNG THÍ NGHIỆM SCHNEIDER Bộ mơn Tự Động Hóa - Khoa Cơng Nghệ - Đại học Cần Thơ đại diện công ty Schneider Electric Việt Nam long trọng tổ chức buổi lễ bàn giao phịng thí nghiệm Tự Động Hóa Quản Lý Năng Lượng (gọi tắt PTN Schneider) trị giá 1.5 tỷ đồng công ty Schneider Electric trao tặng Phịng thí nghiệm có diện tích sử dụng 70 m2, sức chứa 50 sinh viên Phòng trang bị thiết bị đại, phần mềm phục vụ huấn luyện, giảng dạy kèm (Unity Pro, Vijeo Citect, ION Enterprise, PowerLogic SCADA) tài liệu giáo trình cập nhật nhất, sẵn sàng đáp ứng công tác giảng dạy, đào tạo thực hành cho giảng viên, sinh viên trường Ngồi tài trợ thiết bị, hai đơn vị cịn cam kết hợp tác chặt chẽ công tác đào tạo thơng qua giáo trình chun sâu, bồi dưỡng kiến thức đội ngũ kỹ sư chuyên gia Schneider Electric với giảng viên, sinh viên nhà trường Bên cạnh đó, Schneider Electric tạo điều kiện cho sinh viên xuất sắc thực tập có hội làm việc cho tập đoàn, sau tốt nghiệp đại học Danh mục thiết bị phịng thí nghiệm gồm có demo giải pháp tự động hố, hệ thống mô đun kết nối, hệ thống cấp nguồn/phụ tải vận hành, hệ thống quản lý lượng, hệ thống Cơng nghiệp - Tự động hố II TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT PLC ROCKWELL – BASIC KIT Tìm hiểu phần cứng a CPU Micro 850 seri – 2080-LC50-48QBB: - Bộ điều khiển logic lập trình Micro850® (PLC) thiết kế cho ứng dụng điều khiển máy độc lập lớn hơn, yêu cầu giao tiếp linh hoạt khả I/O lớn Các điều khiển hỗ trợ tới 192 điểm I/O với I/O hiệu suất cao, ngắt chuyển động Đầu tàu xung (PTO) cộng với cổng Ethernet nhúng mô-đun I/O mở rộng Micro800™ Hình 1: Tổng quan điều khiển Rockwell Hình 2: Mơ tả điều khiển Hình 3: Bảng báo trạng thái - PLC Allen-Bradley Micro850 2080-LC50-24QBB:  Nguồn cung cấp cho PLC: 24 VDC 120/240 VAC  Có 14 ngõ vào (8 ngõ vào tốc độ cao ngõ vào bình thường,cấp nguồn 24 VDC sink/source)  Có 10 ngõ (2 ngõ hỗ trợ PTO/PWM ,8 ngõ bình thường 24 VDC source)  Ngõ vào đếm tốc độ cao hỗ trợ cửa HSC đếm xung 100kHz  Ngõ vào ngắt tốc độ cao, giao thức truyền thơng Modbus RTU  Tích hợp cổng giao tiếp: USB RS-232/485  Lập trình phần mềm Connected Components Workbench  Kích thước: 90x145x80 mm (HxWxD) b HMI - HMI sử dụng tên PV800_App1 thuộc loại 2711R-T7T, phiên 5.011 - Màn hình nhỏ gọn thể vừa đủ thông tin thiết kế c Biến tần PowerFlex 525: - Biến tần Powerflex 525 series nằm dòng biến tần 520 Rockwell, dòng biến tần Component hệ AllenBradley Dòng biến tần Powerflex 520 đời nhằm đáp ứng tảng Logix Rockwell ứng dụng phổ thơng địi hỏi dùng biến tần Hình 4: Giao diện tương tác biến tần PowerFlex 525 Hình 5: Các nhóm thơng số cài đặt PowerFlex 525 - Thông số kỹ thuật biến tần Powerflex 525:  Công suất: 0.75 kW/1.0HP  Input: Phase, 200-240VAC, 47-63 Hz  Output: Phase, 0-600 Hz  Dòng điện ngắn mạch: 100KA  Tích hợp sẵn cổng giao tiếp Ethernet/IP Tìm hiểu phần mềm a Tổng quan Connected Components Workbench (CCW) - Connected Components Workbench phần mềm dùng để thiết kế, cung cấp chương trình điều khiển, cấu hình thiết bị tích hợp với trình biên tập HMI Connected Components Workbench phát triển dựa cộng tác hai tập đoàn Rockwell Automation Microsoft dựa tảng Visual Studio, cấu trúc theo tiêu chuẩn IEC 61131-3 Phần mềm Connected Components Workbench giúp giảm thiểu thời gian cài đặt ban đầu cho hệ thống, đồng thời giảm chi phí cho người sử dụng - Phần mềm Connected Components Workbench (CCW) cung cấp hồn tồn miễn phí, dùng cấu hình cho dịng PLC Micro 800, biến tần PowerFlex hình HMI PanelView - Hỗ trợ nhiều ngôn ngữ phổ biến b Ưu điểm: - Cài đặt dễ dàng và cung cấp miễn phí - Dễ dàng để cấu hình: Phần mềm Connected Components Workbench làm giảm thời gian ban đầu để thiết lập điều khiển - Lập trình tiện lợi: Các khối chức người dùng định nghĩa có khả làm tăng tốc độ thiết lập hệ thống nhanh chóng Teminal blocks di chuyển mở rộng Tiện lợi cho cài đặt bảo trì - Dễ dàng để hình dung: Sử dụng Tag cấu hình hình thiết kế trực quan tạo tiện lợi cho điều khiển c Tính năng, đặc điểm: - Là cơng cụ sử dụng cấu hình lập trình cho thiết bị kết nối - Hỗ trợ loạt tùy chọn liên kết nối mạng - Cho phép người tạo triển khai khối chức người dùng định nghĩa - Cung cấp lựa chọn ngơn ngữ lập trình - Dễ dàng lưu, khôi phục xem lịch sử sửa đổi dự án, lưu sửa đổi dự án thư mục dự án - Cho phép đặt mật bảo vệ chương trình, khối chức người dùng định nghĩa khối chức sẵn có chương trình Quá trình khảo sát Việc khảo sát thực việc viết (tham khảo) chương trình hoạt động điều khiển biến tần, qua tìm hiểu cách kết nối cách cấu hình CPU, biến tần hiển thị hình HMI Bước 1: Cấu hình CPU Micro 850 seri – 2080-LC50-48QBB Việc kết nối diễn thông thường cách kết nối mạng LAN, thông qua phần mềm RSLinx để tìm thiết bị chờ sẵn Song, việc kết nối thực tế gặp nhiều khó khăn Q trình kết nối cổng LAN CPU không hiển thị đầy đủ, phải dùng cổng phụ để thiết lập địa IP lại sau tìm thiết bị Bước 2: Cấu hình HMI cổng LAN, việc cấu hình dựa vào địa IP cung cấp thiết bị, Phần kết nối thiết lập sẵn Basic Kit 10 nên kết nối dễ dàng Việc thực sau kết nối thành cơng với CPU Bước 3: Cấu hình biến tần cổng LAN, việc cấu hình phải thiết lập trực tiếp biến tần với chân bên sau: Port (chân) Config (cấu hình) C128 (là dùng app boottp) C129 192 C130 168 C131 C132 C133 255 C134 255 C135 255 C316 Bước 4: Viết chương trình điều khiển kết nối trực tiếp với PLC, chương trình viết sau: Hai dòng sử dụng chân kết nối sẵn từ cổng – vào Basic Kit Dòng điều khiển đèn sáng nút nhấn với chân DI_15, ấn vào nút đèn chân DO_16 sáng 11 Hình 6: Khi nhấn giữ nút DI_15 Dòng mạch giữ, nhằm sau bật cơng tắt (hoặc nút nhấn) mạch ln có điện sau thể qua đèn chân DO_12 Khi muốn mạch ngưng giữ, ta cần thay đổi trạng thái Hình 7: Sau bật cơng tắt DI_10 12 Hình 8: Nhấn nút DI_14, đèn DO_12 tắt Hình 9: Đèn DO_12 tắt Lập trình kết nối phím với HMI: Màn hình HMI thiết kế với Screen Screen thể dòng code để điều khiển đèn DO_16 Ta sử dụng số khối mục Toolbox để tạo bố cục hình bên Kế tiếp, ta gán biến sử dụng để viết phần mềm cho phù hợp với tên gọi chức 13 Hình 10: Sreen Đối với hình 2, ta thực tương tự bước Screen để có bố cục bên Gán biến cho phù hợp tiến hành thực kết nối với hình Basic Kit Hình 11: Screen 14 Lập trình điều khiển biến tần: Sử dụng biến tần kết nối trực tiếp với máy tính cá nhân, ta sử dụng phím vật lý để điều khiển mục tiêu theo ý muốn Chỉ cần lưu ý ngõ vào biến tần dựa vào datasheet có sẵn Sau thiết bị bên kết nối thành cơng, ta sử dụng chương trình tham khảo để khảo sát hoạt động Basic Kit Trong trình làm việc thiết bị hoạt động tốt đảm bảo chức thiết bị số lỗi cịn so với chúng em nên dẫn tới kết chưa tốt Ngồi ra, dựa vào mơ hình Basic Kit, chúng em tham khảo thêm chương trình khác nhận việc Basic Kit phù hợp với nhiều nhu cầu ứng dụng thực tế (điều khiển máy bơm nước, điều khiển máy quạt cho nhà kho…) Kết luận Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu thực hành chúng em nhận thấy việc sử dụng Basic Kit bao gồm CPU Micro 850 seri – 2080-LC50-48QBB, PV800_App1 2711R-T7T biến tần PowerFlex 525 hệ thống hoàn chỉnh với đa phần yêu cầu giảng dạy điều khiển mức độ Đối với dạng điều khiển đơn giản kit hoạt động đủ tốt, đủ sức cạnh tranh hãng có mặt thị trường Bên cạnh đó, phần mềm sử dụng có giao diện đơn giản, thuận mắt chiếm dung lượng thiết bị so với hãng hành Việc sử dụng thiết bị hãng Rockwell song cịn nước ta so với hãng Siemens Mitsubishi có phần lớn thời gian tiếp xúc với thị trường Việt Nam Tuy nhiên, Rockwell không giao diện sử dụng đơn giản trình cấu hình kết nối thiết bị rắc rối, cộng đồng sử dụng quốc gia chưa đủ lớn nên hãng cịn gặp nhiều khó khăn việc sử dụng rộng rãi Việt Nam III TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT PLC SIEMENS – S7 1200 Tìm hiểu phần cứng a CPU S7-1200 – 1214C: Trong thời điểm công nghệ 4.0 phát triển vượt bậc việc sử dụng CPU hãng công nghệ xu hướng áp dụng rộng rãi 15 Trong CPU hãng Siemens sử dụng thường xuyên đa dạng khoảng thời gian dài vừa qua Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ yêu cầu điều khiển tự động Sự kết hợp thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt tập lệnh mạnh mẽ khiến cho S7-1200 trở thành giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác Sản phẩm PLC S7-1200 Kết hợp vi xử lý, nguồn tích hợp, mạch ngõ vào mạch ngõ kết cấu thu gọn, CPU S7-1200 tạo PLC mạnh mẽ Sau người dùng tải xuống chương trình, CPU chứa mạch logic yêu cầu để giám sát điều khiển thiết bị nằm ứng dụng CPU giám sát ngõ vào làm thay đổi ngõ theo logic chương trình người dùng, bao gồm hoạt động logic Boolean, việc đếm, định thì, phép tốn phức hợp việc truyền thông với thiết bị thông minh khác - Bộ lập trình S7-1200 thực nhiều chức chẳng hạn như: o Các chức logic nhị phân, phân bổ kết quả, lưu, đếm, tạo thời gian, tải, truyền, so sánh, dịch chuyển, xoay, tạo phần bổ sung, gọi chương trình (với biến cục bộ) o Các lệnh giao tiếp tích hợp (ví dụ: giao thức USS, Modbus RTU, giao tiếp Freeport) 16 o Các chức thân thiện với người dùng điều chế độ rộng xung, chức chuỗi xung, chức số học, số học dấu phẩy động, điều khiển vịng kín PID, chức nhảy, chức vòng lặp chuyển đổi mã o Các hàm tốn học, ví dụ: SIN, COS, TAN, LN, EXP o Chức đếm thân thiện với người dùng kết hợp với đếm tích hợp lệnh đặc biệt cho đếm tốc độ cao mở lĩnh vực ứng dụng cho người dùng o Các ngắt kích hoạt theo cạnh (được kích hoạt cách tăng giảm cạnh tín hiệu quy trình đầu vào ngắt) hỗ trợ phản ứng nhanh chóng với kiện quy trình o Ngắt đếm kích hoạt đạt đến điểm đặt hướng đếm thay đổi o Ngắt giao tiếp cho phép trao đổi thơng tin nhanh chóng dễ dàng với thiết bị ngoại vi máy in máy đọc mã vạch Viết chương trình khảo sát Mạch thiết kế nhằm đảm bảo an toàn điện, động kết nối với relay khuếch đại tín hiệu tín hiệu đầu PLC kết nối 17 sau: Hình 12: Sơ đồ mạch điều khiển động 18 Chú thích: - Do thư viện phần mềm vẽ mạch Proteus khơng có sẵn nút nhấn loại AL6 sử dụng mơ hình thật Nên chúng em sử dụng loại nút nhấn chân nhằm kết nối sơ đồ để tạo tín hiệu - Nút nhấn AL6 bao gồm chân: NC, NO, +, - C Dựa vào datasheet ta nối liền chân NO + vào PLC để tạo tín hiệu, chân – C nối vào nguồn điện Chương trình viết nhằm điểu khiển cho động hoạt động theo yêu cầu Bảo đảm công tắt On/Off công tắt cảnh báo (ngắt) Được thiết kế dựa khung mạch có sẵn, chương trình viết khối sau: 19 Kết luận Hình 13: Mơ hình thực tế điều khiển động Động chưa hoạt động kiến thức sử dụng mạch thực tế, nhiên mạch mô hoạt động tốt, đáp ứng yêu cầu dựa nguyên lý điều khiển logic cung cấp tín hiệu từ PLC Cho thấy việc áp dụng CPU 1214C vào điều khiển động việc vô đơn giản Từ mở nhiều đề tài ứng dụng nhằm sử dụng PLC cơng nghiệp đại IV PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC - Tìm hiểu, nghiên cứu thử nghiệm Basic Kit Rockwell việc điều khiển biến tần CPU 1214C Siemens dùng để điều khiển động 20 V KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC - Sau thời gian thực tập, chúng em nhận việc ứng dụng PLC hoạt động thường ngày việc đơn giản dễ dàng việc thiết kế lắp đặt Giúp giảm thời gian công sức số hoạt động tăng độ xác - Các kiến thức PLC hãng phổ cập sâu rộng hơn, việc ứng dụng chức PLC vào nhiều đề tài nhu cầu sử dụng người mở rộng Các lỗ hỏng kiến thức lấp việc gặp lỗi trình kết nối sử dụng PLC Tìm vài lỗi sữa chữa thành công - Tăng thêm kinh nghiệm trình thiết kế, lắp đặt thiết bị điện phịng thí nghiệm Làm chủ ngun tắc an toàn điện 21