Thiết kế điều khiển giám sát cho hệ thống rót bia đóng nắp chai và đóng keg bia của công ty cổ phần bia rượu nước giải khát hà nội

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, ngày … tháng 01 năm 2009 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy Hưng Yên, ngày… tháng 01 năm 2009 Giáo viên phản biện LỜI CẢM ƠN GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy Sau tháng thực đến đồ án chúng em hồn thành, nói đồ án bước ngoặt thời gian học tập trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Mặc dù chúng em cố gắng lỗ lực để hoàn thành đồ án cách hoàn thiện nhiên thời gian trình độ có hạn nên chắn đồ án cịn nhiều thiếu xót hạn chế.Vì chúng em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn anh chị công ty cổ phần bia rượu – nước giải khát Hà Nội, đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy Đỗ Tuấn Khanh thầy Đỗ Quang Huy để chúng em hồn thành đồ án cách tốt Chúng em xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến thầy khoa Điện - Điện Tử trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên dạy bảo truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em suốt năm học trường Xin chân thành cám ơn người bạn ĐK2, người thân giúp đỡ động viên trình học tập thực đồ án Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày 06 tháng 01 năm 2009 Nhóm sinh viên thực Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy LỜI CẢM ƠN DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ .7 LỜI NÓI ĐẦU .8 CHƯƠNG I 10 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN BIA RƯỢU - NƯỚC GIẢI KHÁT HÀ NỘI .10 1.1.2.Các sản phẩm kinh doanh chủ yếu công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội 11 1.2 Quy trình cơng nghệ 11 1.2.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia 11 1.2.2 Các thiết bị 23 CHƯƠNG II .40 TỔNG QUAN VỀ WINCC .40 2.1.Khái niệm chung 40 2.2 Các bước thực dự án 43 2.2.1 Cách tạo dự án (Project) 43 2.2.2 Định vị thuộc tính cho dự án 44 2.2.3 Các thành phần cửa sổ dự án .45 2.3 Tạo giao diện người dùng (Graphic Designer) 50 2.3.1 Chức Graphic Designer: .50 2.3.2 Cách tạo trang đồ hoạ : .51 2.3.3 Cấu trúc Graphic Designer: 51 2.3.6 Chạy chương trình Active 58 2.3.7 Sử dụng chương trình mơ Wincc Variable Simulator 58 2.4 Thu thập lưu trữ liệu (Tag Logging) .59 2.4.1 Chức Tag Logging 59 2.4.2 Cấu trúc Tag Logging : .61 2.4.3 Timer 61 2.4.4.Biến lưu trữ Archives 62 2.4.5 Cài đặt tham số chạy Runtime .63 2.4.6 Chạy chương trình .64 2.5.Cảnh báo thông báo lỗi (Alamr Logging) .64 2.5.1.Chức Alamr Logging 64 2.5.2.Khởi động Alarm Logging 65 2.5.3.Khởi động System Wizard 65 2.5.4 Thiết lập thông báo .66 2.6 Lập trình C cho WinCC .70 2.6.1 Mơi trường phát triển đoạn chương trình C 70 2.6.2 Soạn thảo Action Graphics Designer 70 GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy 2.6.3.Global Script WinCC 72 2.6.4.Sự khác Function Action 73 2.6.5.Các thủ tục hay sử dụng lập trình 74 2.6.6.Một số hàm hay sử dụng chương trình .74 2.6.7.Các hàm điều khiển .75 2.6.8.Các hàm xử lý tính tốn .75 2.6.9.Các hàm tính tốn bit 75 2.6.10.Các toán tử logic 76 CHƯƠNG III .77 XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG CHIẾT BIA, DẬP NẮP VÀ ĐĨNG KEG BIA CỦA CƠNG TY CỔ PHẨN BIA RƯỢU, NƯỚC GIẢI KHÁT HÀ NỘI 77 3.1 Yêu cầu công nghệ 77 3.1.1.Công nghệ chiết chai dập nắp(Giao diện 1) 78 3.1.2.Cơng nghệ đóng keg bia 78 3.2 Chương trình điều khiển 82 3.2.1 Lưu đồ thuật toán 82 3.2.2 Sơ đồ mạch điện 85 3.2.3 Chương trình điều khiển .90 3.2.3 Chương trình PLC 91 3.2.4 Chương trình điều khiển giám sát với WinCC 91 CHƯƠNG IV .99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99 4.1 Tổng kết .99 4.2 Kiến nghị 99 PHỤ LỤC 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tên loại máy dây chuyền sản xuất bia 39 Bảng 2.1 Các hàm xử lý tính toán .75 GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy Bảng 2.2 Các hàm xử lý tính tốn bít 76 Bảng 2.3 Các toán tử logic 76 Bảng 3.1: Kết nối phần cứng PLC 90 Bảng 3.2: Bảng Symbol 91 Bảng 3.3: Tag đầu vào .92 Bảng 3.4: Tag đầu 93 Bảng 3.5: Tag kết nối với vùng nhớ PLC 93 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.2 : Các sản phẩm công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội 11 Hình 1.3: Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia 12 Hình 1.4: Lưu đồ chiết chai 28 GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy Hình 1.5: Bể rửa chai .31 Hình 1.6: Lưu dồ rửa chai 32 Hình 1.7:Lưu đồ nguyên lý chiết chai 34 Hình 1.8: Sơ đồ dán nhãn chai 36 Hình 2.1: Cấu trúc dự án đơn .41 Hình 2.2: Cấu trúc dự án nhiều người dùng 42 Hình 2.3: Cấu trúc dự án nhiều máy khách .43 Hình 2.4 Cấu trúc Graphics Designer 52 Hình 3.1: Hệ tọa độ OXY mô tả hoạt động tay máy 79 Hình 3.2: Sơ đồ băng tải 81 Hình 3.3: Tay kẹp chai .82 Hình 3.4 : Lưu đồ thuật tốn giao diện .83 Hình 3.5 : Lưu đồ thuật toán cho giao diện 84 Hình 3.6: Sơ đồ mạch nguồn 85 Hình 3.7: Sơ đồ mạch động lực 85 Hình 3.8 :Sơ đồ mạch thu phát cảm biến quang .86 Hình 3.9: Mạch khí nén điều khiển Xylanh cho việc dập nắp 87 Hình 3.10: Mạch điều khiển Xylanh cho gắp bia .87 Hình 3.11 Mạch điều khiển kết nối PLC 89 Hình 3.12 : Giao diện chiết bia vào chai 95 Hình 3.13: Giao diện đóng keg bia 96 Hình 3.14 : Giao diện cảnh báo 97 Hình 3.15 : Giao diện Tag Logging 98 LỜI NÓI ĐẦU Trong bối cảnh giới thay đổi mạnh, từ đất nước tiến hành đổi bước tiếp cận với công nghệ đại giới nhiều lĩnh GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy vực có điều khiển tự động hóa Nhưng điều kiện phát triển đất nước chậm so với nước tiên tiến nên việc tắt đón đầu cơng nghệ mũi nhọn cần thiết nhằm tạo tiền đề để đất nước ta bắt kịp tốc độ phát triển họ vào năm đầu kỷ Cũng tinh thần Đảng nhà nước ta có đủ chủ trương khuyến khích phát triển TĐH coi ngành mũi nhọn công đại hóa đất nước Tự động hóa q trình sản xuất ngày có vị trí quan trọng sản xuất đời sống Đặc biệt phát triển kỹ thuật điện tử, tin học với lớn mạnh lý thuyết điều khiển tự động tạo nhiều sản phẩm thiết bị hữu ích việc giải vấn đề điều khiển Nhưng lớn mạnh chỗ đứng vững công nghiệp phải điều khiển logic lập trình được gọi tắt PLC (Programmable logic controller) Với mạnh như: - Kích thước nhỏ gọn, giá thành hạ so với mạch điều khiển dùng rơle - Khả chống nhiễu tốt, độ tin cậy cao môi trường công nghiệp - Cấu trúc dạng modul cho phép dễ sửa chữa bảo trì, tăng khả sử dụng thêm khối modul mở rộng đầu vào khối chuyên dung - Sử dụng ngơn ngữ lập trình chun dùng nên lập trình nhanh dễ dàng thay đổi chương trình Hơn với chức truyền thơng kết hợp với phần mềm WINCC (Windows control center) phần mềm ứng dụng để điều khiển, giám sát thu thập liệu hệ thống TĐH trình sản xuất.Việc sử dụng điều khiển lập trình riêng không đáp ứng yêu cầu điều khiển hệ thống SCADA, cần phải kết hợp thêm hiển thị HMI (Human Machine Interface- Giao diện người máy ) Công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội số doanh nghiệp lâu đời nước áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến gới để đưa vào trình sản xuất Tồn dây chuyền sản xuất cơng ty Tự động hóa điều khiển PLC S7 Biến tần SIEMEN, đặc biệt hoạt động nhà máy giám sát điều hành Wincc GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy Là sinh viên theo học chuyên ngành “Điện tự động hóa” nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết công nghiệp nước nhà chúng em muốn nghiên cứu tìm hiểu thành tựu khoa học để có nhiều hội biết thêm kiến thức thực tế, củng cố kiến thức học, phục vụ tốt cho nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa Vì sau tham quan nhà máy bia Hà Nội nhóm chúng em giao nghiên cứu đề tài: “ Thiết kế điều khiển giám sát cho hệ thống rót bia, đóng nắp chai đóng Keg bia cơng ty cổ phần bia rượu – nước giải khát Hà Nội sử dụng PLC Wincc“ Trong thuyết minh chung em hoàn nội dung sau: Chương I: Tổng quan công nghệ sản xuất bia công ty cổ phần bia rượu- nước giải khát Hà Nội Chương II: Tổng quan Wincc Chương III: Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển cho hệ thống chiết bia, dập nắp đóng keg bia cơng ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội Chương IV: Tổng kết, kiến nghị, hướng phát triển đề tài CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN BIA RƯỢU - NƯỚC GIẢI KHÁT HÀ NỘI GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy 1.1.Giới thiệu cơng ty 1.1.1.Giới thiệu chung Hình 1.1: Công ty bia – rượu nước giải khát Hà Nội Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội thành lập theo định số 73/2003/QĐ – BCN ngày 16/5/2003 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp; Tổng công ty Nhà nước tổ chức hoạt động theo mơ hình cơng ty mẹ - cơng ty Với bí cơng nghệ – truyền thống trăm năm, với hệ thống thiết bị đại, đội ngũ CBCNVC lành nghề, có trình độ, tâm huyết, sản phẩm Tổng công ty nhận mến mộ hàng trăm triệu người tiêu dùng nước quốc tế Thương hiệu Bia Hà Nội ngày hôm xây dựng, kết tinh từ nhiều hệ, niềm tin người tiêu dùng, niềm tự hào thương hiệu Việt 1.1.2.Các sản phẩm kinh doanh chủ yếu công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội GVHD : Đỗ Tuấn Khanh Đỗ Quang Huy 10 SVTH : Phạm Thị Thu Ứng Thị Thanh Thủy