BÁO cáo đề tài hệ thống xoay và trộn sản phẩm thiết kế biểu đồ chức năng điều khiển hệ thống xoay và trộn các thùng đựng bột erbia

xBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI BÁO CÁO Đề tài: Hệ thống xoay trộn sản phẩm Thiết kế biểu đồ chức điều khiển hệ thống xoay trộn thùng đựng bột erbia Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN THÚY HẰNG Sinh viên thực hiện: VŨ THỊ THU HƯƠNG Mã sinh viên: 1851212629 Lớp: 60TĐH1 Hà Nội, tháng 12 năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI HÀ NỘI Khoa Điện- Điện tử Xác nhận giáo viên Bộ môn Kỹ thuật ĐK & TĐH ĐỒ ÁN MÔN TĐH1- PHẦN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC Họ tên sinh viên: Vũ Thị Thu Hương MSV: 1851212629 Nhiệm vụ: Thiết kế chương trình điều khiển cho hệ thống trạm xoay trộn thùng đựng bột erbia (P15) Yêu cầu: 2.1 Sử dụng biểu đồ chức mô tả toán, thiết kế sơ đồ logic dạng bậc thang cho ứng dụng với PLC để thiết kế sơ đồ logic dạng bậc thang chọn: * SIEMENS S7-1200 * ALLEN-BRADLEY * SIEMENS S7-300 * PANASONIC * DELTA * GE-FANUC * MITSUBISHI * SCHNEIDER * OMRON * HONEYWELL 2.2 Nội dung thiết kế: 1:Phân tích nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển 2:Biểu đồ chức điều khiển 3:Phân tích lựa chọn PLC 4:Sơ đồ lập trình LAD (THEO CHUẨN IEC) 5:Chương trình LAD có điều khiển tay 6:Giao diện điều khiển (HMI…) 7:Vẽ sơ đồ điều khiển, sơ đồ nối dây, sơ đồ điện… Ngày giao đồ án: 08 / 09 / 2021 Ngày hoàn thành: / 12 / 2021 VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 MỤC LỤC Chương I: Phân tích nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển Nhiệm vụ hệ thống: Mô tả hệ thống: Chương II: Biểu đồ chức điều khiển Chương III: GIƠÍ THIỆU PLC S7-300 10 A TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300 10 Lịch sử phát triển PLC 10 Vai trò PLC 10 Ưu việc dùng PLC tự động hoá 11 Phần cứng PLC S7-300 11 B LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ HỆ THỐNG 15 CHƯƠNG IV: SƠ ĐỒ LẬP TRÌNH LAD 18 Main 20 AUTO 22 MANUAL 24 SIMU 26 TIME-SIMU 29 CHƯƠNG V: SƠ ĐỒỒ̀ ĐẤU NỐI 32 CHƯƠNG VI: MÔ PHỎNG 34 I Mô 34 1.1 Thực mô phỏng: 34 1.2 Kết 35 II Mô HMI 36 2.1 Tổng quan 36 2.2 Chương trình HMI: 37 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ GIAO DIỆN SCADA (WinCC) 43 CHƯƠNG VIII TRÌỒ̀NH BÀY CÁC BƯỚC BÀI LÀM 48 VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Chương I: Phân tích nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển Nhiệm vụ hệ thống: Nhiệm vụ bao gồm thiết kế chương trình điều khiển hệ thống xoay trộn thùng đựng bột erbia Các thùng xếp dọc theo băng chuyền, hệ thống đảy thùng vào thiết bị xoay vào trộn đảy sản phảm Chương trình khơng điều khiển băng tải, Giả thiết băng tải hoạt động Mô tả hệ thống: VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Hệ thống hoạt động sau: • Các thùng xếp dọc theo băng chuyền tiếp điểm LS_4 Nếu PS_1, PS_2, PS_3 LS_1 không tác động, LS_2 tác động CYL_3 CYL_4 tác động để đưa thùng vào thiết bị lật đưa khỏi vị trí LS_4 • Khi thùng đưa vào thiết bị quay, cảm biến PS_1 tích cực, sau PS_2 tích cực Ngay sau PS_1 khơng tích cực, CYL_4 thu lại • Khi CYL_4 thu lại xong, PS_1 PS_3 khơng tích cực, PS_2 tích cực CYL_1 giãn để giữ thùng thiết bị quay • Khi LS_3 tích cực báo hiệu thùng chốt giữ, CYL_ giãn để lật thiết bị quay • Khi LS_1 tích cực báo thiết bị xoay nằm ngang, động MOTOR_1 hoạt động phút để trộn lan hỗn hợp bột Sau động ngừng hoạt động, CYL_2 nén lại • Khi LS_5 tích cực báo hiệu thiết bị xoay trở lại chiều dọc, CYL_1 nén lại • Khi LS_2 tích cực, CYL_4 giãn LS_6 tích cực (báo CYL_4 giãn tối đa) Sau CYL_3 CYL_4 nén lại • Hệ thống trở lại trạng thái ban đầu trình tiếp tục Trạng thái đó: CYL_1, 2, nén; LS_1 khơng tích cực; LS_2 tích cực; LS_3 khơng tích cực; LS_4 khơng tích cực; LS_5 tích cực; PS_1, 2, khơng tích cực Một số lưu: Q trình khởi tạo lại bước khơng giống nút khởi tạo lại Khi đầu điều khiển xilanh khí nén tích cực, xilanh giãn Khi đầu khơng tích cực, xilanh nén lại Hệ thống có nút khởi động nút dừng Khi nhấn nút khởi động (tích cực) lần đầu tiên, giả sử hệ thống chưa có thùng vị trí tiếp điểm cảm biến Khi nhấn nút dừng (khơng tích cực) hệ thống ngừng hoạt động Khi ngừng hoạt động, đầu xác lập khơng tích cực, trừ đầu điều khiển CYL_1, CYL_2 CYL_3, định thời đếm thời gian trộn phải lưu trữ Nhấn nút khởi động hệ thống dừng hệ thống khôi phục lại hoạt động thời điểm trước dừng Hệ thống có nút khởi tạo lại, tích cực hệ thống khởi tạo lại Nếu tích cực, phận lật xoay trở chiều dọc, thùng nhả khỏi vị trí chốt giữ khỏi trạm làm việc VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Chương trình khởi tạo lại bước chờ thùng tới trạm Các đầu vào / định nghĩa sau START_PB STOP_PB RESET_PB LS_1 LS_2 LS_3 LS_4 LS_5 LS_6 PS_1 PS_2 PS_3 VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 CYL_1 CYL_2 CYL_3 CYL_4 MOTOR_1 Địa vật lý đầu vào đầu sau: Biến START_PB STOP_PB RESET_PB LS_1 LS_2 LS_3 LS_4 LS_5 LS_6 PS_1 PS_2 PS_3 CYL_1 CYL_2 VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 CYL_3 CYL_4 MOTOR_1 Chương II: Biểu đồ chức điều khiển Theo yêu cầu toán đưa ra, ta xác định bước điều kiện chuyển tiếp: Đưa Động ngừng hoạt động VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Ta có biểu đồ chức tuần tự: Khởi tạo Run Nhận sản phẩm LS2 , LS4 Đưa thùng vào thiết bị quay PS2 Giữ thùng Xilanh 3, Xilanh chưa tác động Xilanh 3, Xilanh tác động LS3 Lật thiết bị Xilanh giãn LS1 Trộn hỗn hợp Xilanh giãn T=60s Động ngừng hoạt động Motor quay LS5 Thiết bị xoay trở ban đầu LS2 Xilanh nén Xilanh nén Xilanh dãn LS6 Xilanh dãn VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Chương III: GIƠÍ THIỆU PLC S7-300 A TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300 Lịch sử phát triển PLC - Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) sáng tạo từ ý tưởng ban đầu nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motors vào năm 1968 nhằm thay mạch điều khiển Rơle thiết bị điều khiển rời rạc cồng kềnh - Đến thập niên 70, công nghệ PLC bật điều khiển theo chu kỳ theo bít tảng CPU Thiết bị AMD 2901 AMD 2903 trở nên ngày phổ biến Lúc phần cứng phát triển: nhớ lớn hơn, số lượng ngõ vào/ra nhiều hơn, nhiều loại module chuyên dụng Vào năm 1976, PLC có khả điều khiển ngõ vào/ra xa kỹ thuật truyền thông, khoảng 200 mét - Đến thập niên 80, nỗ lực chuẩn hoá hệ giao tiếp với giao diện tự động hoá, hãng General Motors cho đời loại PLC có kích thước giảm, lập trình biểu tượng máy tính cá nhân thay thiết bị lập trình đầu cuối chuyên dụng hay lập trình tay - Đến thập niên 90, giao diện phần mềm có cấu trúc lệnh giảm cấu trúc giao diện cung cấp từ thập niên 80 đổi - Cho đến loại PLC lập trình ngơn ngữ cấu trúc lệnh (STL), sơ đồ hình thang (LAD), sơ đồ khối (FBD) - Hiện có nhiều hãng sản xuất PLC như: Siemens, Allen-Bradley, General Motors, Omron, Mitsubishi, Festo, LG, GE Fanuc, Modicon… - PLC Siemens gồm có họ: Simatic S5, Simatic S7, Simatic S500/505 Mỗi họ PLC có nhiều phiên khác nhau, chẳng hạn như: Simatic S7 có S7-200, S7-300, S7-400… Trong loại S7 có nhiều loại CPU khác S7-300 có CPU 312, CPU 314, CPU 316, CPU 315-2DP, CPU 614… Vai trò PLC - Trong hệ thống điều khiển tự động hoá PLC xem trái tim, với chương trình ứng dụng lưu nhớ PLC Nó điều khiển trạng thái hệ thống thơng qua tín hiệu phản VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Cấp nguồn chạy chế độ Manual VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ GIAO DIỆN SCADA (WinCC) 7.1 Thiết kế đối tượng hiển thị (Pop-up) - Bước : Tìm đến mục Screen management => Pop-up screens - Bước : Tạo giao diện Pop-up cách Add new pop-up screens - Bước : Thiết kế giao diện vừa tạo nút nhấn thị cần - Bước : Gán tag cho nút nhấn, chức 7.2 Thiết kế Trend - Bước : Kéo khối trend vào hình=> Trend view VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 - Bước : Chỉnh sửa form, background, - Bước : Thực gán tag cho biểu đồ Trend + đổi màu cho đồ thị(nếu cần) - Bước : Lưu chạy chương trình 7.3 Thiết kế Alarm - Bước : Kéo khối Alarm vào hình=> Alarm VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 - Bước : Chỉnh sửa form chữ, hiển thị, cách thông báo, cảnh báo Bước : Mở HMI Alarm => tạo Alarm classes + đổi màu cho cảnh báo - Bước : Vào Analog alarms => tạo cảnh báo sau tag biến + đặt tên cảnh báo + đặt mức giới hạn cảnh báo + Add Alarm classs Vào Discrete alarms => tạo cảnh báo sau tag biến + đặt tên cảnh báo + đặt mức giới hạn cảnh báo + Add Alarm class - Bước : Lưu chạy chương trình 7.4 Login - Bước : Mở mục User administration - Bước : Phần User groups tạo nhóm phân quyền phân quyền cho nhóm đối tượng VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 - Bước : Tạo tài khoản, mật + phân quyền, gán chức vụ cho tài khoản - Bước : Thiết kế giao diện Login => gán phân quyền cho nút Login chức vụ + hình muốn truy cập lệnh Ac 7.5 Export Excel - Bước :Mở mục Scripts -Bước :Mở mục VBFunction_1=>dán code( tạo fide xuất) VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 - Mở mục -Bước3: Chọn mục Scheduled tasks dãn đến link chọn Chọn Properties =>Events=> Update VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 CHƯƠNG VIII TRÌỒ̀NH BÀY CÁC BƯỚC BÀI LÀM -Bước : Lựa chọn PLC hình PC Syste -Bước : Chọn hình giao diện SCADA chọn Module giao tiếp( IE general) VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Bước : Thực kết nối PLC với SCADA I Trình bày bước thực thiết kế SCADA Màn hình Login -Bước : Tạo hình Screen -Bước : Đặt tên cho hình -Bước : Sử dụng Objects để thiết kế hình cho phù hợp -Bước : Truy cập mục User administration tạo cấp cho hệ thống VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Màn hình sơ đồ -Bước : Tạo hình thiết kế Panel, bảng điều khiển, Basic object -Bước : Tại mục Elements, lấy khối Symbol Library để mơ hình hệ thống động cơ, băng tải, bình chứa, VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 -Bước : Sau thiết kế hệ thống xong, tiến hành gán tag nút nhấn, I/O field, đổi màu cho hệ thống VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Màn hình trend Bước 1: Tạo bảo trend, chọn kích thước (tạo pop up) Bước 2: Gắn tag( chọn màu ) Bước 3; Kéo trend hình chính, gắn tag cọn kích thước VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Cảnh báo alarm Bước 1: Kéo thả chọn bảng alarm - Bước : Mở HMI Alarm => tạo Alarm classes + đổi màu cho cảnh báo -Bước : Tạo cảnh báo (tên cảnh báo, gán tag cảnh báo) VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 Export Excel -Bước 1: Vào mục Recipes tạo VB Recipes gắn code chuyển fide chuẩn đến địa VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 -Bước 2: Chọn mục Scheduled tasks xuất file hàng ngày VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 -Bước : Vào Properties, chọn Events để update Tương tự VBFunction_2 Lưu ý: Để cập nhật xuất VŨ THỊ THU HƯƠNG - 1851212629 - 60TĐH1 ... khiển hệ thống xoay trộn thùng đựng bột erbia Các thùng xếp dọc theo băng chuyền, hệ thống đảy thùng vào thiết bị xoay vào trộn đảy sản phảm Chương trình khơng điều khiển băng tải, Giả thiết. .. & TĐH ĐỒ ÁN MÔN TĐH1- PHẦN ĐIỀU KHIỂN LOGIC & PLC Họ tên sinh viên: Vũ Thị Thu Hương MSV: 1851212629 Nhiệm vụ: Thiết kế chương trình điều khiển cho hệ thống trạm xoay trộn thùng đựng bột erbia. .. Nội dung thiết kế: 1:Phân tích nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển 2 :Biểu đồ chức điều khiển 3:Phân tích lựa chọn PLC 4:Sơ đồ lập trình LAD (THEO CHUẨN IEC) 5:Chương trình LAD có điều khiển tay