Đồ án tốt nghiệp Điều khiển cầu trục giàn RTG dùng PLC S71200

Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .7 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG – CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CẦU TRỤC GIÀN RTG 10 1.1 Tổng quan cổng trục giàn RTG .10 1.1.1 Cấu trúc giàn vị trí lắp đặt thiết bị cầu trục RTG .11 1.1.2 Các thông số kĩ thuật cầu trục giàn RTG 11 1.2 Các phương pháp thiết kế Nhật Bản .13 1.2.1 Cấu tạo cầu trục 13 1.2.2 Ký hiệu thiết bị vẽ 14 1.2.3 Một số đánh giá công tác thiết kế .15 1.3 Đặc điểm hệ truyền động trang bị điện cho cầu trục 16 1.3.1 Đặc điểm chung 16 1.3.2 Khái quát yêu cầu cho hệ thống điều khiển truyền động cầu trục 16 1.4 Thông số kĩ thuật yêu cầu thiết kế 19 1.4.1 Lựa chọn thông số cấu trục .19 1.4.2 Nguyên lý hoạt động cầu trục 19 CHƯƠNG – LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN DỘNG ĐIỆN CHO CÁC CƠ CẤU 21 2.1 Đặc điểm yêu cầu truyền động điện trang bị điện .21 2.2 Tính tốn lựa chọn cơng suất động 21 2.2.1 Phụ tải tĩnh nâng tải 22 2.2.2 Phụ tải tĩnh hạ tải 22 2.3 Chọn sơ công suất động 24 2.3.1 Xây dựng biểu đồ phụ tải tĩnh 24 2.3.2 Kiểm nghiệm động .26 2.4 Lựa chọn phương án truyền động, điều khiển cho trình .27 2.4.1 Mở máy .27 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 2.4.2 Các phương pháp mở máy gián tiếp 27 2.4.3 Đảo chiều quay động không đồng pha 31 2.4.4 Các phương pháp hãm .32 2.4.5 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ: 36 2.4.6 Tính tốn lựa chọn phương án bảo vệ 38 2.4.7 Sơ đồ mạch lực hệ thống 40 CHƯƠNG – THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 42 3.1 Khái quát chung .42 3.2 Sơ đồ khối hoạt động .42 3.3 Lựa chọn loại PLC 44 3.4 Lựa chọn thiết bị mạch điều khiển 45 3.4.1 Tính chọn contactor 45 3.4.2 Chọn Rơle nhiệt 48 3.4.3 Chọn loại cơng tắc hành trình 50 3.4.4 Lựa chọn nút nhấn 51 CHƯƠNG – GIỚI THIỆU VỀ PLC – S7 1200 VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC TIA – PORTAL 53 4.1 Khái quát chung PLC .53 4.1.1 Lịch sử hình thành 53 4.1.2 Các loại PLC thông dụng .53 4.1.3 Ngơn ngữ lập trình 54 4.1.4 Cấu trúc phương thức thực chương trình PLC 54 4.1.5 Ứng dụng PLC 56 4.2 PLC – S7 1200 56 4.2.1 Cấu trúc 56 4.2.2 Phân vùng nhớ 58 4.2.3 Tập lệnh S7 – 1200 59 4.2.4 Sơ đồ đấu dây 61 4.3 Phần mềm Tia – Portal 63 4.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP Basic 63 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 4.3.2 Các bước tạo project 63 CHƯƠNG – THIẾT KẾ XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT SCADA 67 5.1 Xây dựng thuật toán điều khiển 67 5.1.1 Lưu đồ thuật toán .67 5.2 Mạch lực điều khiển thiết bị 70 5.3 Mạch điều khiển hệ thống .72 5.3.1 Sơ đồ đấu nối PLC 72 5.4 Lập trình điều khiển PLC S71200 73 5.4.1 Xác định đầu vào 73 5.4.2 Cấu hình phần cứng 75 5.4.3 Lập trình PLC S71200 .75 5.5 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Scada .84 5.5.1 Cấu hình thiết bị .84 5.5.2 Thiết kế giao diện Scada 85 5.6 Kết mô 85 5.6.1 Tải chương trình xuống PLC 85 5.6.2 Chạy runtime Scada 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình – Cổng trục giàn RTG 10 Hình – Cấu trúc giàn giàn RTG 11 Hình – Bàn điều khiển cổng trục giàn giàn RTG 13 Hình – Bàn điều khiển cổng trục giàn giàn RTG 24 Hình – Phương pháp mở máy trực tiếp 27 Hình - Sơ đồ mở máy dùng R X mạch stator đặc tính mở máy 28 Hình – Sơ đồ mở máy động KĐB dùng máy biến áp tự ngẫu 29 Hình – Sơ đồ mở máy động tam giác .30 Hình – Mở máy cách thêm điện trở phụ vào rôto .31 Hình 10 – Đảo chiều quay động khơng đồng pha .32 Hình 11 – Sơ đồ mạch điện Đặc tính hãm động kích từ độc lập ĐC KĐB pha 33 Hình 12 – Sơ đồ mạch điện đặc tính hãm động tự kích từ ĐC KĐB 33 Hình 13 – Đặc tính hãm tái sinh ĐC KĐB với tải 34 Hình 14 – Đặc tính hãm TS ĐC KĐB giảm tốc độ thay đổi tần số 35 Hình 15 – Đặc tính hãm ngược ĐC KĐB pha đưa thêm điện trở vào mạch rôto 35 Hình 16 – Đặc tính hãm ngược ĐC KĐB pha đảo thứ tự 3pha đưa thêm điện trở vào mạch rôto 36 Hình 17 –Điều chỉnh cách thay đổi số đôi cực 36 Hình 18 –Điều chỉnh tốc độ điện áp 37 Hình 19 – Điều chỉnh tốc độ thay đổi điện trở rôto 38 Hình 20 –Mạch động xe lớn xe cổng trục 40 Hình 21 –Mạch động tời lên xuống .41 Hình 22 –Sơ đồ hoạt động hệ thống tự động 42 Hình 23 –Trạng thái cuộn dây Contactor 46 Hình 24 –Trạng thái Contactor xoay chiều 47 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp Hình 25 – Một loại rơ le nhiệt 48 Hình 26 – Cấu tạo rơ le nhiệt 49 Hình 27 – Cơng tắc hành trình 51 Hình 28 – Các loại nút ấn thông dụng 52 Hình 29 - Sơ đồ khối PLC 54 Hình 30 - Sơ đồ đấu dây CPU 1214C AC/DC/Relay .61 Hình 31 - Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/Relay .62 Hình 32 - Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC .62 Hình 33 - Biểu tượng phần mềm TIA - Portal V15.1 63 Hình 34 - Creat new project 63 Hình 35 - Đặt tên cho dự án 64 Hình 36 - Configure a device 64 Hình 37 - Add new device 65 Hình 38 - Chọn loại CPU 65 Hình 39 - Một project tạo .66 Hình 40 – Thuật tốn điều khiển xe lớn 67 Hình 41 – Lưu đồ thuật toán điều khiển xe nhỏ .68 Hình 42 – Lưu đồ thuật toán cấu nâng hạ hàng 69 Hình 43 – Mạch lực hệ thống 71 Hình 44 - Sơ đồ đấu nối PLC S71200 72 Hình 45 - Sơ đồ đấu nối module 8DI PLC S71200 72 Hình 46 – Mạch điều khiển rơ le 73 Hình 47 – Bảng tag đầu vào Input phần mềm tia portal 74 Hình 48 – Bảng tag đầu Output phần mềm tia portal 74 Hình 49 - Cấu hình phần cứng PLC 75 Hình 50 - Phần cứng Scada .85 Hình 51 - Kết nối PLC với Scada .85 MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng - Một số loại PLC thông dụng 53 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp Bảng - Một số CPU S7 - 1200 .57 Bảng - Phân vùng nhớ 58 Bảng - Tập lệnh xử lý bít 59 Bảng - Tập lệnh Timer, Counter 59 Bảng - Tập lệnh toán học 60 Bảng - Tập lệnh di chuyển .61 Bảng – Danh sách tag đầu vào PLC 73 Bảng - Danh sách tag đầu PLC 74 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp Zalo 0904701605 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, ngày…tháng…năm 2021 Giáo viên hướng dẫn Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp Zalo 0904701605 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hà Nội, ngày… tháng…năm 2021 Giáo viên phản biện Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp Zalo 0904701605 LỜI MỞ ĐẦU Robot công nghệ cao khái niệm sản xuất tự động hoá đại Một đặc điểm quan trọng robot công nghiệp chúng cho phép dễ dàng kết hợp việc phụ q trình sản xuất thành dây chuyền tự động So với phương tiện tự động hoá khác, dây chuyền tự động dùng robot có nhiều ưu điểm dễ dàng thay đổi chương trình làm việc, có khả tạo dây chuyền tự động từ máy vạn năng, tự động hố tồn phần Tự động hóa nhu cầu khơng thể thiếu trình sản xuất ngày Việc ứng dụng tay máy vào tự động hóa dây chuyền sản xuất mà cụ thể dây chuyền gắp sản phẩm giúp cho việc sản xuất trở nên linh hoạt hơn, hiệu Với nhu cầu tìm hiểu hệ thống tự động sản xuất với kiến thức sinh viên năm thứ trường đại học chúng em chọn đề tài “ĐIỀU KHIỂN CẨU TRỤC GIÀN RTG DÙNG PLC S71200” để nghiên cứu tìm hiểu Trong thời gian thực đề tài, nhóm tác giả nhận giúp đỡ quý thầy cô bạn, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Văn A để nhóm hồn thành đề tài cách tốt Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn! Việc hồn thành đề tài khơng tránh sai lầm thiếu sót Nhóm mong phê bình, đánh giá thầy để nhóm rút kinh nghiệm phát triển thêm đề tài Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 00 tháng 00 năm 2023 Nhóm tác giả thực hiện: Trần Văn A Trần Văn B Liên hệ file chạy: Ngọc Automation - 0904701605 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG – CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CẦU TRỤC GIÀN RTG 1.1 Tổng quan cổng trục giàn RTG Cầu trục giàn bánh lốp (RTG) hãng Mitsui Paceco Nhật Bản thiết kế, chế tạo, đưa vào khai thác, vận hành nhiều cảng sông, cảng biển Việt Nam giới Loại cầu trục có nhiệm vụ xếp dỡ Container bãi cảng lên ôtô vận tải ngoặc lại Dưới hình biểu diễn cầu trục giàn RTG Hình – Cổng trục giàn RTG Cầu trục giàn RTG chuyển tải Mitsui Paceco loại cầu trục bánh lốp tự hành, hoạt động độc lập, sử dụng động điezel lai máy phát điện Nó dùng xếp dỡ bãi container Người vận hành nhìn thấy tất từ cabin lái Một gương treo khung cabin tăng cường khả quan sát Mọi chức vận hành thực người vận hành từ cabin lái Động điezel lai máy phát cấp nguồn khởi động sau người vận hành kiểm tra điều điều kiện làm việc cầu trục Cầu trục RTG trang bị kỹ thuật điều khiển đại, độ tin cậy suất cao 10 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp (1) Chương trình OB1 76 Trường Đại Học Cơng Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 77 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 78 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 79 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 80 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 81 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 82 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 83 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp (2) Chương trình đọc giá trị cảm biến Analog (FC1) 5.5 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Scada 5.5.1 Cấu hình thiết bị 84 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp Hình 50 - Phần cứng Scada Hình 51 - Kết nối PLC với Scada 5.5.2 Thiết kế giao diện Scada 5.6 Kết mô 5.6.1 Tải chương trình xuống PLC Bước 1: Nhấn vào nút Simulation để chạy PLC SIM 85 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp Bước 2: Nhấn nút “Load” để tải chương trình PLC Bước 3: Nhấn chọn “Start module” sau nhấn “Finish” 86 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp 87 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp Bước 4: Vào khối chương trình muốn giám sát thực nhấn biểu tượng đeo kính để online chương trình PLC 5.6.2 Chạy runtime Scada Bước 1: Vào hình thiết kế giao diện nhấn nút “RT” 88 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp Bước 2: Giám sát chương trình giao diện điều khiển giám sát tia portal 89 Trường Đại Học Công Nghiệp AB Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Bùi Quốc Khánh - TS Nguyễn Văn Liễn, “Truyền động điện”, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 [2] Th.S Lê Văn Tiến Dũng, “Điều khiển khí nén thủy lực”, Nhà xuất Giáo Dục, 2005 [3] Khoa Cơ khí - Bộ mơn Cơ điện tử, “Cảm biến hệ thống đo”, Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội, 2013 [4] “Khí cụ điện”, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2005 [5] PGS TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển, “Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí” Tập I, Nhà xuất Giáo Dục, 1998 [6] GS TS Phan Kì Phùng, Th.S Thái Hồng Phong, “Sức bền vật liệu” Nhà xuất Đà Nẵng, 2005 90 ... Hình – Cổng trục giàn RTG 10 Hình – Cấu trúc giàn giàn RTG 11 Hình – Bàn điều khiển cổng trục giàn giàn RTG 13 Hình – Bàn điều khiển cổng trục giàn giàn RTG 24 Hình... 0904701605 Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điều khiển cầu trục sơ đồ khối bao gồm: Toàn chương trình điều khiển thực PLC, hệ thống cầu trục sử dụng thiết bị phổ biến sử dụng PLC Chương trình PLC nhận lệnh điều. .. 0904701605 Đồ án tốt nghiệp khiển (điều khiển từ xa điều khiển theo palăng), nhận lệnh từ tay bấm điều khiển dầm biên di chuyển toàn cầu trục dọc theo nhà xưởng Palăng nâng hạ treo dầm Cầu trục dầm