Đang tải... (xem toàn văn)
Chúng tôi 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 đã gợi ý về đề tài, chia sẻ kinh nghiệm và trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện cho chúng tôi thực hiện đồ án này. Cảm ơn đến toàn thể cán bộ, công nhân viên của Công ty TNHH Gạch Men Nhà Ý, Đặc biệt là Ông Nguyễn Trung Dũng, Giám Đốc nhân sự của quý công ty đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng tôi có cơ hội tham quan, tìm hiểu dây chuyền sản xuất Gạch men, và thu thập thông tin, kiến thức, tài liệu về thiết bị, máy móc liên quan đến đề tài để chúng tôi có thể sử dụng vào đồ án của mình. Chúng tôi cũng gửi lời đồng cảm ơn tới các thầy cô giảng viên trong Khoa Điện Điện tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã cung cấp kiến thức bổ ích để có thể vận dụng vào đồ án. Xin chân thành cảm ơn
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 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 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 lò 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 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 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 Hoàng Tuấn LỜI CẢM ƠN Chúng xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Ngơ Văn Thun, 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 chúng tơi thực đồ án Cảm ơn đến tồn thể cán bộ, công 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 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 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 LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng nhân phân loại, thu gom gạch phế Hình 1.2 Nhân công 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 cơng 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 Hình 3.3 CPU 315-2PN/DP 35 Hình 3.4 Sơ đồ nối dây cặp nhiệt điện với module SM331 36 Hình 3.5 Sơ đồ nối dây động với biến tần 39 Hình 3.6 Sơ đồ nối dây hệ thống động quạt với module SM332 39 Hình 3.7 Sơ đồ mạch động lực cho hệ thống động kéo lăn lị nung 40 Hình 3.8 Sơ đồ mạch động lực cho hệ thống quạt băng tải 40 Hình 3.9 Sơ đồ nối dây hệ thống phân loại đóng gói với module SM323 41 Hình 3.10 Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt van điều khiển nhiệt độ 41 Hình 3.11 Sơ đồ kết nối cảm biến quang với PLC 42 Hình 3.12 Kết nối cảm biến áp suất với module SM331 – 2AI PLC 43 Hình 3.13 Sơ đồ nối dây tồn mạch PLC 44 Hình 4.1 Lưu đồ chương trình 46 Hình 4.2 Các lưu đồ chương trình 47 Hình 4.3 Giám sát q trình nung – phân loại – đóng gói 49 Hình 4.4 Giám sát vùng nhiệt độ lò nung dạng biểu đồ 49 Hình 4.5 Yêu cầu tài khoản admin cho số chức hệ thống 50 Hình 4.6 Chức cảnh báo hệ thống xảy cố động 51 Hình 4.7 Chức lưu lịch sử hệ thống (History) 52 Hình 4.8 Chức xuất báo cáo (Report) 52 Hình 5.1 Kết mơ sau chạy Runtime 53 Hình 5.2 Mơ q trình khởi động lò nhiệt 54 Hình 5.3 Băng tải lị hoạt độ đưa gạch vào vùng nung 54 Hình 5.4 Cảm biến phát đưa gạch vào máy phân loại 55 Hình 5.5 Máy phân loại nhận diện loại gạch loại 55 Hình 5.6 Đủ số lượng gạch stacker hạ xuống đưa vào máy đóng gói 56 Hình 5.7 Gạch đóng gói với bao bì tương ứng với loại gạch 56 Hình 5.8 Biểu đồ giám sát nhiệt độ vùng lị nung 57 Hình 5.9 Biểu đồ giám sát nhiệt độ vùng lị nung 57 Hình 5.10 Số lượng lỗi thiết kế phần mềm 58 Hình 5.11 Các cảnh báo hệ thống xảy lỗi nhiệt độ 58 Hình 5.12 Các cảnh báo hệ thống xảy lỗi băng tải 58 Hình 5.13 Lịch sử nhiệt độ lị số lượng sản phẩm ngày 59 Hình 5.14 Mẫu báo cáo nhiệt độ lò nung sản lượng gạch 59 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 81 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 82 Tài Liệu Tham Khảo Chương trình FC3: BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP Trang 83 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 84 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 85 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 86 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 87 Tài Liệu Tham Khảo Chương trình FC4: (Alarm) BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 88 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 89 Tài Liệu Tham Khảo Chương trình tăng giãm nhiệt độ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 90 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 91 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 92 Tài Liệu Tham Khảo Chương trình tăng giảm áp suất BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 93 Tài Liệu Tham Khảo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 94