Điều khiển và cảnh báo tốc độ động cơ Hệ thống giám sát và cảnh báo nồng độ khi CO2 Hệ thống giám sát và cảnh báo độ ẩm Bài toán đo và cảnh báo lưu lượng nước trên đường ống chảy vào bồn

Đề 1: Điều khiển và cảnh báo tốc độ động cơ Đề 9: Hệ thống giám sát và cảnh báo nồng độ khi CO2 Đề 10: Hệ thống giám sát và cảnh báo độ ẩm Đề 11: Bài toán đo và cảnh báo lưu lượng nước trên đường ống chảy vào bồn

Bộ Công Thương Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc BÁO CÁO BÀI TẬP MÔN KỸ THUẬT LẬP TRÌNH PLC Thơng tin chung nhóm 07 I II Nội dung đề tài - Đề 1: Điều khiển cảnh báo tốc độ động - Đề 9: Hệ thống giám sát cảnh báo nồng độ CO2 - Đề 10: Hệ thống giám sát cảnh báo độ ẩm - Đề 11: Bài toán đo cảnh báo lưu lượng nước đường ống chảy vào bồn Yêu cầu - Tìm hiểu S7-300 - Phân Tích nguyên Lý vận hành hệ thống - Tìm hiểu loại cảm biếnvà - Lưu đồ thuật toán ứng dụng - Phương pháp giao tiếp PLC S7-1200, S7-300 với biến tần thiết bị ngoại vi hệ thống? sơ đồ đấu dây? - Viết chương trình điều khiển chạy mơ hệ thống Hoạt động nhóm thời gian nộp báo cáo - Lập kế hoạch thực nhóm sơ nộp sau 5-7 ngày kể từ ngày nhận đề tài kế hoạch nhóm hồn thiện vào tuần học kỳ - Trong trình thực hoạt động nhóm: thành viên nhóm luân phiên chủ trì tổ chức buổi họp làm việc nhóm - Nộp tài liệu liên quan đến hoạt động nhóm (báo cáo, biên họp làm việc nhóm,kết phản hồi nhóm) đầu kỳ vào tuần hoàn thiện vào tuần 10 học kỳ Báo cáo kết làm việc nhóm báo cáo mơn học bao gồm: - Báo cáo nội dung chuyên mơn - Báo cáo làm việc nhóm với phần liên quan đến trình tổ chức làm việc nhóm sau: - Đề tài/mục tiêu nhóm - Phân chia vai trò thành viên, - Cách thức giao tiếp nhóm, quy tắc chung làm việc nhóm - Kế hoạch làm việc nhóm chi tiết - Biên họp làm việc nhóm Các phụ lục: Biên họp, làm việc nhóm – Team meeting minutes Nhóm: Nhóm 07 Thành viên tham dự - Participants: # Thành viên Đúng – On time 39 Nguyễn Thành Luân On time 46 Nguyễn Xuân Ngọc On time 51 Trần Minh Quân On time 52 Hứa Đức Quang On time Trễ Late Vắng – Absent Ghi Chương trình họp – Meeting agenda Mục nội dung Người trình bày Thời gian Ghi chú, trao đổi (Item) (Owner(s)) (Time) (Notes) Hệ thống giám sát cảnh báo nồng độ khí CO2 Nguyễn Thành Luân Đang tìm hiểu cấu trúc S7-300, S7 1200 Điều khiển cảnh báo tốc độ động Nguyễn Xuân Ngọc Đang tìm hiểu cấu trúc S7-300, # S7 1200 Hệ thống giám sát cảnh báo độ ẩm Bài toán đo, điều khiển , cảnh báo lưu lượng nước đường ống chảy Trần Minh Quân Hứa Đức Quang Đang tìm hiểu cấu trúc S7-300, S7 1200 Đang tìm hiểu cấu trúc S7-300, S7 1200 Vấn đề & Giải pháp - Issues/problems & Solutions # Vấn đề (Issues/problems) Cài đặt simatic manager wincc Tìm hiểu S7-300 1.1 Tổng quan dịng CPU S7-300 PLC S7-300 dòng PLC mạnh Siemens, S7-300 phù hợp chó ứng dụng lớn vừa với yêu cầu cao chức đặc biệt truyền thông mạng công nghiệp, chức công nghệ, chức Các giải pháp đề xuất (Suggested solutions) Đọc tài liệu hướng dẫn + xem youtube, Hỗ trợ cách thành viên nhóm Giải pháp chọn Ghi (Selected solution) Đọc tài liệu hướng dẫn + xem youtube Đang tìm hiểu cấu trúc S7300,S7 1200 an toàn yêu cầu độ tin cậy cao PLC S7-300 thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình Thiết kế dựa tính chất PLC S7-200 bổ sung tính Kết cấu theo kiểu module xếp rack 1.2 Các module mở rộng Các module mở rộng PLC S7-300 chia làm loại:  Power Supply (PS): module nguồn ni, có loại 2A, 5A 10A  Signal Module (SM): module tín hiệu vào số, tương tự  Interface Module (IM): module ghép nối, ghép nối thành phần mở rộng lại với Một CPU làm việc trực tiếp nhiều rack, rack tối đa Module mở rộng rack nối với Module IM  Function Module (FM): module chức điều khiển riêng Ví dụ module điều khiển động bước, module điều khiển PID  Communication Processor (CP): Module phục vụ truyền thông mạng PLC với PLC với máy tính 1.3 Kết nối PlC S7-300 kết nối với nhiều chuẩn mạng khác PROFIBUS, CAN, DeviceNet, ASi  Profibus tiêu chuẩn mạng trường mở, quốc tế theo chuẩn mạng trường châu Âu EN 50170 EN 50254 Trong sản xuất, ứng dụng tự động hóa q trình cơng nghiệp tự động hóa tịa nhà, mạng trường nối tiếp (serial fieldbus) hoạt động hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin hệ thống tự động hóa thiết bị trường phân tán Chuẩn cho phép thiết bị nhiều nhà cung cấp khác giao tiếp với mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt PROFIBUS sử dụng phương tiện truyền tin xoắn đôi RS485 chuẩn công nghiệp ứng dụng sản xuất IEC 1158-2 điều khiển trình Profibus sử dụng Ethernet/TCPIP  CAN viết tắt Controller Area Network tạm dịch Mạng Điều Khiển Vùng Mạng CAN đời gần đáp ứng nhiều vấn đề cho hệ thống điện xe, với truyền tải kiện dây dẫn, tốc độ truyền tải cao, độ sai số thấp, độ tin cậy cao Các hệ thống điện nối với mạng CAN dây  DeviceNet hệ thống bus hãng Allen-Bradley phát triển dựa sở CAN, dùng để nối mạng cho thiết bị đơn giản cấp chấp hành Sau này, chuẩn DeviceNet chuyển sang dạng mở quản lý hiệp hội ODVA (Open DeviceNet Vendor Asscociation) thảo chuẩn hóa IEC 62026-3  Hệ thống AS-I (Actuator Sensor Interface) hệ thống kết nối cho cấp thấp hệ thống tự động hóa Các cấu chấp hành cảm biến nối với trạm hệ thống tự động qua bus giao tiếp AS (AS-I bus) AS-I kết phát triển hợp tác 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến cấu chấp hành có tên tuổi cơng nghiệp, có SIEMENS AG, Festo KG, Peppert & Fuchs GmbH 1.4 Ngơn ngữ lập trình PLC S7-300 lập trình qua ngơn ngữ như: Step (LAD/FBD/STL), SCL, GRAPH, HiGrap  Dạng LAD: Phương pháp hình thang, thích hợp với người quen thiết kế mạch điện tử logic  Dạng STL: Phương pháp liệt kê Là dạng ngơn ngữ lập trình thơng thường máy tính Mỗi chương trình ghép nhiều câu lệnh, câu lệnh có cấu trúc chung gồm “tên lệnh + toán hạng”  Dạng FBD: Phương pháp hình khối Là kiểu ngơn ngữ đồ họa dành cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số  Dạng SCL: Có cấu trúc gần giống với ngơn ngữ dạng STL phát triển nhiều Nó gần giống với ngôn ngữ bậc cao Pascal để người lập trình dễ thao tác 1.5 Tính ưu việt PLC S7-300 Tốc độ xử lý nhanh Cấu hình tín hiệu I/O đơn giản Có nhiều loại module mở rộng cho CPU cho trạm remote I/O Cổng truyền thơng Ethernet tích hợp CPU, hổ trợ cấu hình mạng truyền liệu đơn giản  Kích thước CPU Module nhỏ giúp cho việc thiết kế tủ điện nhỏ  Có loại CPU hiệu suất cao tích hợp cổng profinet, tích hợp chức cơng nghệ, chức an toàn (fail-safe) cho ứng dụng cao  Bao gồm loại CPU tiêu chuẩn, loại CPU tích hợp I/O, loại CPU fail-safe cho chức an tồn, loại CPU cơng nghệ     1.6 Các ưu điểm thiết kế PLC S7-300  Lắp đặt nhanh chóng, dễ dàng thuận tiện (Thanh rail & module): Cố định rail sau đặt mơ-đun vào vị trí rail, xoay ốc để cố định  Kết nối mơ-đun thơng qua backplane: Có thiết bị kết nối nhỏ gọi backplane gắn phía sau vỏ mô-đun nhằm kết nối mô-đun s7300 lại với  Cơ chế học giúp thay cách dễ dàng: Mô-đun cố định vào rail thơng qua vít khóa, cần thay cần mở vít khóa tiến hành thay  Mỗi mơ-đun có phụ kiện kèm gọi front-connector dùng để đấu dây – cấp tín hiệu điện vào mơ-đun Front-connector thiết kế theo chế ấn-mở để dễ dàng lắp tháo khỏi mô-đun  Đấu dây cho mô-đun: Thông qua front-connector, dây tín hiệu đấu vào mơđun thiết bị thông qua chế screw (xoay ốc) chế push-in (nhấn để mở khóa)  Kết nối dây tín hiệu xa: Một điểm tạo thuận tiện cho thiết bị chế đấu dây sẵn Siemens cung cấp connector đấu dây sẵn để lắp vào mô-đun kết nối với thiết bị xa (tùy theo chiều dài dây đấu)  Chiều sâu lắp đặt: Tất kết nối dây lõm vào mô-đun bảo vệ, bao phủ nắp che phía trước  Khơng có quy tắc vị trí: Các mơ-đun tín hiệu xử lý truyền thơng kết nối theo cách mà không bị hạn chế vị trí 1.7 Phân loại dịng CPU PLC S7-300 Dòng CPU S7-300 Tiêu Chuẩn CPU 312 CPU 314 CPU 315-2 DP Phù hợp cho ứng dụng nhỏ vừa  Bộ nhớ làm việc: 32KB  Tốc độ xử lý: 0.1us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 256 byte  Truyền thơng: MPI Phù hợp cho ứng dụng trung bình với tốc độ xử lý cao  Bộ nhớ làm việc: 128KB  Tốc độ xử lý: 0.06us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 256 byte  Truyền thông: MPI Phù hợp cho ứng dụng từ trung bình đến lớn u cầu nhớ chương trình lớn Tích hợp cổng giao tiếp Profibus DP Phù hợp cho hệ thống cấu hình I/O phân tán  Bộ nhớ làm việc: 256KB  Tốc độ xử lý: 0.05us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 2048 byte  Truyền thông: MPI, Profibus DP CPU 315-PN/DP Có nhớ chương trình vừa tích hợp cổng Profinet (2 cổng RJ45) Cấu hình I/O phân tán qua mạng profinet  Bộ nhớ làm việc: 384KB  Tốc độ xử lý: 0.05us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 2048byte  Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet Có nhớ làm việc lớn, phù hợp cho hệ thống lớn chia làm nhiều khu vực Thích hợp làm CPU điều khiển trung tâm với I/O phân tán Tích hợp giao tiếp profibus CPU 317-2 DP CPU 317-2 PN/DP CPU 319-2 PN/DP      Bộ nhớ làm việc: 1MB Tốc độ xử lý: 0.025us Timer/counter: 512/512 Vùng nhớ: 4096 byte Truyền thơng: MPI, Profibus DP Có nhớ làm việc lớn, phù hợp cho hệ thống lớn chia làm nhiều khu vực Thích hợp làm CPU điều khiển trung tâm với I/O phân tán Tích hợp giao tiếp profibus DP, profinet  Bộ nhớ làm việc: 1MB  Tốc độ xử lý: 0.025us  Timer/counter: 512/512  Vùng nhớ: 4096 byte  Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet Phù hợp cho ứng dụng có yêu cầu tốc độ cao, nhớ làm việc lớn, phù hợp cho hệ thống lớn chia làm nhiều khu vực Thích hợp làm CPU điều khiển trung tâm với I/O phân tán Tích hợp giao tiếp profibus, profinet  Bộ nhớ làm việc: 2MB  Tốc độ xử lý: 0.004us  Timer/counter: 2048/2048  Vùng nhớ: 8192 byte  Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet Dịng CPU S7-300 Tích Hợp Ngõ I/O CPU 312C  Tích hợp chức năng: Đếm, đo tần số (10Khz), điều khiển độ rộng xung, xuất xung (2.5 Khz)  10 ngõ vào số/6 ngõ số  Bộ nhớ làm việc: 64kB  Tốc độ xử lý: 0.1us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 256 byte  Truyền thơng: MPI CPU 313C  Tích hợp chức năng: Đếm, đo tần số (30Khz), điều khiển độ rộng xung, xuất xung (2.5Khz), điều khiển vịng kín  24 ngõ vào số/16 ngõ số  ngõ vào/ ngõ tương tự  Bộ nhớ làm việc: 128kB  Tốc độ xử lý: 0.07us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 256 byte  Truyền thông: MPI CPU 313C-2 PtP  Tích hợp chức năng: đếm/đo tần số (30Khz), điều khiển độ rộng xung, xuất xung (2.5 Khz), điều khiển vịng kín  16 ngõ vào số/16 ngõ số  Bộ nhớ làm việc: 128kB  Tốc độ xử lý: 0.07us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 256 byte  Truyền thông: MPI, Point to point CPU 313C-2 DP  Tích hợp chức năng: Đếm/Đo tần số (30Khz) Điều khiển độ rộng xung Xuất xung (2.5 Khz) Điều khiển vịng kín  16 ngõ vào số/ 16 ngõ số  Bộ nhớ làm việc: 128kB  Tốc độ xử lý: 0.07us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 256 byte  Truyền thông: MPI, Profibus DP CPU 314C-2 PtP  Tích hợp chức năng: Đếm/Đo tần số (60khz), điều khiển độ rộng xung, xuất xung (2.5 Khz), điều khiển vịng kín, điều khiển vị trí  24 ngõ vào số/ 16 ngõ số  ngõ vào/ ngõ tương tự  Bộ nhớ làm việc: 192kB  Tốc độ xử lý: 0.06us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 256 byte  Truyền thông: MPI, Point to point CPU 314C-2 DP  Tích hợp chức năng: Đếm/ Đo tần số (60Khz) Điều khiển độ rộng xung Xuất xung (2.5 Khz) Điều khiển vịng kín Điều khiển vị trí  24 ngõ vào số/ 16 ngõ số  ngõ vào/ ngõ tương tự  Bộ nhớ làm việc: 192kB  Tốc độ xử lý: 0.06us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 256 byte  Truyền thông: MPI, Profibus DP CPU 314C-2 PN/DP  Tích hợp chức năng: Đếm/ Phát tần số (60Khz) Điều khiển độ rộng xung Xuất xung (2.5 Khz) Điều khiển vịng kín Điều khiển vị trí  24 ngõ vào số/ 16 ngõ số  ngõ vào/ ngõ tương tự  Bộ nhớ làm việc: 192kB  Tốc độ xử lý: 0.06us  Timer/counter: 256/256  Vùng nhớ: 256 byte  Truyền thơng: MPI, Profibus DP, Profinet Dịng CPU S7-300 Fail-safe  CPU 315F-2 DP       CPU 315F-2 PN/DP      Phù hợp chương trình có vùng nhớ mức trung bình Bộ nhớ làm việc: 384 KB Tốc độ xử lý: 0.05us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 2048 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP Phù hợp chương trình có vùng nhớ mức trung bình Bộ nhớ làm việc: 512 KB Tốc độ xử lý: 0.05us Timer/counter: 256/256 Vùng nhớ: 2048 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP, Profinet phù hợp cho ứng dụng lớn hệ thống tự động đòi hỏi mức độ an toàn cao cho nhà máy xí nghiệp  Bộ nhớ làm việc: 1.5 MB  CPU 317F-2 DP  Tốc độ xử lý: 0.025us  Timer/counter: 512/512  Vùng nhớ: 4096 byte  Truyền thông: MPI, Profibus DP  CPU 317F-2 PN/DP      CPU 319F-3 PN/DP  có cấu trúc dựa tảng dòng CPU 317-2 PN/DP Đây dòng CPU phù hợp cho ứng dụng lớn địi hỏi mức độ an tồn cao Bộ nhớ làm việc: 1.5 MB Tốc độ xử lý: 0.025us Timer/counter: 512/512 Vùng nhớ: 4096 byte Truyền thông: MPI, Profibus DP dịng CPU có hiệu suất cao, phù hợp với chương trình có vùng nhớ cấu trúc lớn Các chương trình địi hỏi mức độ an tồn cao