(Đồ án hcmute) thiết kế hệ thống scada cho dây chuyền sản xuất gạch men

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH MEN GVHD: TS NGÔ VĂN THUYÊN SVTH: TRẦN HẢI ĐĂNG MSSV: 15341005 SVTH: THÁI HOÀNG TUẤN MSSV: 15341035 SKL 0 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2017 an BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH MEN GVHD: TS Ngô Văn Thuyên SVTH1: Trần Hải Đăng MSSV1: 15341005 SVTH2: Thái Hồng Tuấn MSSV2: 15341035 Tp.Hồ Chí Minh - 1/2017 an BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH MEN GVHD: TS Ngô Văn Thuyên SVTH1: Trần Hải Đăng MSSV1: 15341005 SVTH2: Thái Hoàng Tuấn MSSV2: 15341035 Tp.Hồ Chí Minh - 1/2017 an TRƯỜNG ĐH.SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC Tp.HCM, Ngày 13 Tháng Năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Hải Đăng MSSV: 15341005 Thái Hoàng Tuấn MSSV: 15341035 Chuyên ngành: C.nghệ KT Đ.tử-Truyền Thông Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Chính Quy (CT) Mã hệ: 03 Khóa: 2015 Lớp: 153410 I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH MEN II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu:  Tham quan công ty TNHH gạch men NHÀ Ý  Tìm hiểu quy trình sản xuất gạch men cơng ty  Cấu tạo hoạt động lị nung gạch men Nội dung thực hiện:  Khảo sát dây chuyền sản xuất gạch men thực tế  Lựa chọn cơng đoạn sản xuất gạch men thích hợp cho đề tài  Phác thảo mơ hình phần mềm TIA Portal, lựa chọn thiết bị mơ thích hợp  Viết chương trình hoạt động phần mềm TIA Portal  Thiết kế giao diện phần mềm TIA Portal  Mô chỉnh sửa hệ thống phần mềm TIA Portal  Viết luận văn báo cáo  Báo cáo đề tài tốt nghiệp an III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/10/2016 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 13/01/2017 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Ngô Văn Thuyên BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an LỜI CAM ĐOAN Đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Trần Hải Đăng Thái Hồng Tuấn an LỜI CẢM ƠN Chúng tơi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Ngô Văn Thuyên, Phó Hiệu Trưởng Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, thầy gợi ý đề tài, chia sẻ kinh nghiệm trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện cho thực đồ án Cảm ơn đến tồn thể cán bộ, cơng nhân viên Công ty TNHH Gạch Men Nhà Ý, Đặc biệt Ông Nguyễn Trung Dũng, Giám Đốc nhân quý công ty tạo điều kiện tốt để chúng tơi có hội tham quan, tìm hiểu dây chuyền sản xuất Gạch men, thu thập thông tin, kiến thức, tài liệu thiết bị, máy móc liên quan đến đề tài để chúng tơi sử dụng vào đồ án Chúng tơi gửi lời đồng cảm ơn tới thầy cô giảng viên Khoa Điện Điện tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật cung cấp kiến thức bổ ích để vận dụng vào đồ án Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Trần Hải Đăng Thái Hoàng Tuấn an MỤC LỤC Chương Tổng Quan 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Giới hạn 1.5 Bố cục Chương Cơ Sở Lý Thuyết 2.1 Giới thiệu doanh nghiệp 2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất gạch men 2.3 Giới thiệu phần cứng 2.3.1 Khối cảm biến 2.3.2 Khối lò nung điều khiển nhiệt độ 13 2.3.3 Khối động điều khiển động 18 2.3.4 Khối cấu phân loại đóng gói 24 2.3.5 Khối điều khiển trung tâm PLC S7-300 27 2.4 Khái quát chung SCADA 29 2.4.1 Tổng quan SCADA 29 2.4.2 Ưu điểm ứng dụng hệ thống SCADA 30 2.4.3 Phần cứng phần mềm hệ SCADA 30 Chương Thiết Kế Phần Cứng 33 3.1 Giới thiệu 33 3.2 Thiết kế hệ thống 33 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 33 3.2.2 Thiết kế khối 35 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 43 Chương Thiết Kế Phần Mềm 46 4.1 Giới thiệu 46 4.2 Thiết kế lưu đồ điều khiển 46 an 4.3 Thiết kế phần mềm 48 4.3.1 Thiết kế chức giám sát trình nung – phân loại – đóng gói 48 4.3.2 Thiết kế chức giám sát nhiệt độ lò nung 49 4.3.3 Thiết kế chức phân quyền 50 4.3.4 Thiết kế chức cảnh báo (Alarm) 51 4.3.5 Thiết kế chức lưu lịch sử (History) 51 4.3.6 Thiết kế chức xuất báo cáo (Report) 52 Chương Kết Quả Mô Phỏng 53 5.1 Các kết mô 53 5.2.1 Chức giám sát quy trình nung – phân loại – đóng gói 53 5.2.2 Chức giám sát nhiệt độ lò nung 56 5.2.3 Chức cảnh báo (Alarm) 57 5.2.4 Chức lưu lịch sử (History) 59 5.2.5 Chức xuất báo cáo (Report) 59 5.2 Nhận xét đánh giá 60 Chương Kết Luận Và Hướng Phát Triển 61 6.1 Kết luận 61 6.2 Hướng phát triển 61 Tài Liệu Tham Khảo 62 Phụ Lục THÔNG SỐ KỸ THUẬT BIẾN TẦN MM420 VÀ MM440 63 Phụ Lục CÁC MODULE MỞ RỘNG SM323, SM331, SM332 66 Phụ Lục TẠO PROJECT TRÊN PHẦN MỀM TIA PORTAL 71 Phụ Lục CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG 76 an LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng nhân phân loại, thu gom gạch phế Hình 1.2 Nhân cơng tiến hành đo áp suất quạt gió áp thước đo áp suất Hình 2.1 Logo cơng ty TNHH Gạch men Nhà Ý Hình 2.2 Mẫu gạch ốp loại 40 x 40 cm 30 x 30 cm Hình 2.3 Mẫu gạch men ốp tường 30 x 45 cm 25 x 40 cm Hình 2.4 Sơ đồ khối quy trình sản xuất gạch men Hình 2.5 Bộ chuyển đổi tín hiệu can nhiệt MST 320 – Germany 10 Hình 2.6 Cấu tạo cảm biến quang 11 Hình 2.7 Cảm biến Y21 hãng Keller 13 Hình 2.8 Lị nung gạch men công ty TNHH gạch men Nhà Ý 14 Hình 2.9 Van tuyến tính sử dụng điều khiển GEA – 20P 15 Hình 2.10 Bộ điều khiển van tuyến tính 15 Hình 2.11 Một số dạng thân van 16 Hình 2.12 Sơ đồ khối điều khiển PID 17 Hình 2.13 Hệ thống điều khiển PID cho van điều khiển nhiệt độ lị nung 18 Hình 2.14 Biến tần MM420 hãng Siemens 20 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý biến tần MM420 21 Hình 2.16 Biến tần MM440 hãng Siemens 21 Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lý biến tần MM440 23 Hình 2.18 Loại bỏ gạch lổ mọt, mẻ cạnh đánh dấu bút phản quang 24 Hình 2.19 Cảm biến đo kích thước hiển thị lên hình 25 Hình 2.20 Hệ thống stacter công ty TNHH Nhà Ý 25 Hình 2.21 Máy đóng gói bao bì gạch men cơng ty 26 Hình 2.22 Gạch men sau đóng gói 26 Hình 2.23 Gạch sau đóng gói chuyển tới máy đai 27 Hình 2.24 Các khối rack trạm PLC S7-300 28 Hình 2.25 Một số module mở rộng PLC S7-300 28 Hình 2.26 Các thành phần hệ SCADA 29 Hình 2.27 Hình ảnh icon phần mềm TIA Portal V13 31 Hình 3.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống lò nung – phân loại – đóng gói 33 Hình 3.2 Sơ đồ tổng qt hệ thống lị nung – phân loại – đóng gói 34 an Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 81 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 82 Tài Liệu Tham Khảo Chương trình FC3: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 83 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 84 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 85 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 86 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 87 Tài Liệu Tham Khảo Chương trình FC4: (Alarm) BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP an Trang 88 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 89 Tài Liệu Tham Khảo Chương trình tăng giãm nhiệt độ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 90 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 91 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 92 Tài Liệu Tham Khảo Chương trình tăng giảm áp suất BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP an Trang 93 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an Trang 94 S an K L 0 ... sơ đồ kết nối với PLC S7-300, địa cho kết nối xây dựng sơ đồ mạch động lực hệ thống 3.2 Thiết kế hệ thống 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống a) Sơ đồ tổng quát hệ thống Với đề tài thiết kế cho. .. trình sản xuất gạch men công ty  Cấu tạo hoạt động lò nung gạch men Nội dung thực hiện:  Khảo sát dây chuyền sản xuất gạch men thực tế  Lựa chọn công đoạn sản xuất gạch men thích hợp cho đề... Chính Quy (CT) Mã hệ: 03 Khóa: 2015 Lớp: 153410 I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH MEN II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu:  Tham quan công ty TNHH gạch men NHÀ Ý  Tìm