Thiet ke dieu khien tu dong day chuyen dong bao 119824

giới thiệi tổng quan về nhà máy và dây chuyền công nghệ của nhà máy 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy xi măng Bút Sơn

Tổ chức của nhà máy

Tự động hoá trong ngành sản xuất xi măng mang tính rời rạc, mỗi công đoạn là một quá trình Công đoạn là một quá trình tạo trong lập trình thành một Sequence Mỗi công đoạn này đợc điều khiển tự động bằng một tủ PLC Trong quá trình hoạt động của mỗi công đoạn, phòng điều khiển trung tâm có thể can thiệp vào hoạt động của mỗi máy trong công đoạn đó Bộ phận sản xuất của nhà máy chia ra làm 9 xởng Trong đó mỗi x- ởng phụ trách một phần công việc trong quá trình sản xuất ra xi măng

Phần công việc xởng mỏ làm là khai thác đá vôi và đá sét từ mỏ đa tới kho đồng nhất để đồng nhất nguyên vật liệu.

Xởng nguyên liệu sẽ lấy đá vôi và đất sét từ kho đồng nhất qua máy cán, qua các thiết bị xử lý để đa tới silo đồng nhất trớc khi vào lò nung.

Trong xởng lò ngoài công việc nung clinker, xởng lò sẽ cung cấp khí nén cho các máy nh máy nghiền than,lò….

4 Xởng nghiền đóng bao: Đảm nhận công việc, nhân sự từ các silo clinker đến khi xuất ra các sản phẩm xi m¨ng

Clinker sau khi ra lò đợc ủ và làm nguội, sau đó clinker sẽ đợc nghiền cùng với các loại phụ gia và đổ vào các silo chứa xi măng Xi măng từ các silo này sẽ đ ợc rút ra để đóng bao hoặc xuất xi măng rời.

5 Xởng Điện- Tự Động Hoá:

Xởng điện tự động hoá sẽ phụ trách toàn bộ mạng điện của nhà máy, từ trạm 110KV đến các máy công tác Ngoài ra còn có các thiết bị đo lờng,các nguồn UPS, toàn bộ PLC của nhà máy …

Xởng xe máy quản lý toàn bộ máy móc, ô tô phục vụ cho sản xuất.

7 Xởng cơ khí: toàn bộ phần cơ khí của nhà máy đều do xởng này đảm nhiệm( nh phần cơ khí của máy đóng bao, máy nghiền )

8 Xởng nớc: Ngoài công việc cung cấp nớc sinh hoạt cho cán bộ công nhân viên, xởng nớc còn cung cấp nớc cho sản xuất Nh trong quá trình làm nguội clinker, nghiền xi m¨ng

Công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy xi măng Bút Sơn

Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bút Sơn.

1.2.1 Phân loại các quá trình sản xuất:

Do đặc điểm nguyên liệu,trình độ công nghệ, khả năng tài chính của mỗi địa ph- ơng, mỗi quốc gia, ngời ta dùng các phơng pháp khác nhau để sản xuất xi măng Căn cứ vào giai đoạn phối liệu và quá trình nung ngời ta phân loại: sản xuất xi măng theo phơng pháp ớt, khô; lò đứng, lò quay.

1.2.2 Đặc điểm dây chuyền công nghệ của nhà máy xi măng Bút Sơn:

Dây chuyền sản xuất xi măng của công ty xi măng Bút Sơn là dây chuyền sản xuất theo phơng pháp khô với các trang thiết bị hiện đại do hãng Technip Cle( Pháp) thiết kế và cung cấp Toàn bộ dây chuyền sản xuất chính và các công đoạn phụ trợ đều đ ợc cơ khí hoá và tự động hoá ở mức cao.

Dới đây là một số nét chính của dây chuyền: a-Chuẩn bị nguyên liệu:

Các nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đất sét Ngoài ra còn sử dụng xỷ Pyrite và đá silic làm các nguyên liệu điều chỉnh.

- Đá vôi khai thác ở mỏ Hồng Sơn cách nhà máy 0.6 km bằng phơng pháp nổ mìn. Đá vôi sẽ đợc xúc bốc lên các ôtô có tải trọng lớn để vận chuyển tới máy đập đá vôi Máy đập đá vôi loại IMPACT APPR 1822, có năng suất trung bình là 600 tấn/ giờ Loại máy này có thể đập đợc các cục đá vôi có kích thớc tới 1 mét và cho ra sản phẩm có kích th- ớc70 mm Sau khi đợc đập nhỏ, đá vôi sẽ đợc cân và vận chuyển bằng băng tải cao su về kho đồng nhất sơ bộ Trong kho đồng nhất sơ bộ đá vôi đợc rải thành hai đống, mỗi đống 16.000 tấn, theo phơng pháp rải đống CHEVRON và có mức độ đồng nhất là 8:1 Trong kho đồng nhất sơ bộ có máy đánh đống loại BAH 17,3- 1,0- 600 với năng suất rải là 600 tấn/ giờ và hệ thống băng cào loại BAK 30.01.600 có năng suất từ 35-350 tấn/giờ.

- Đất sét khai thác ở mỏ Khả Phong cách nhà máy 9,5 km sẽ đợc vận chuyển bằng ô tô tới máy cán răng 2 trục có năng suất 250 tấn/ giờ Loại máy này cho phép cán đợc nhứng cục đất sét có kích thớc đến 800 mm, độ ẩm tới 15% và cho ra sản phẩm có kích thớc 70 mm Sau đó, đất sét đợc cân và vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ và rải thành hai đống, mỗi đống 7000 tấn, theo phơng pháp rải WINDROW với mức độ đồng nhất là 8:1 Hệ thống cầu rải BEDECHI trong kho có năng rải 250 tấn/ giờ và hệ thống cầu xúc loại BEL C150/14 có năng suất từ 15- 150 tấn/ giờ.

- Đá silic khai thác ở mỏ Khe non cách nhà máy 20 km.

- Xỷ pyrite: dùng xỷ pyrite của nhà máy Supe phốt phát Lâm Thao, qua Công ty Vật t- Vận tải xi măng cung ứng.

- Thạch cao: sẽ mua thạch cao Lào hoặc thạch cao Thái Lan qua Công ty kinh doanh thạch cao xi măng cung ứng hoặc thạch cao Trung Quốc. b- Nghiền nguyên liệu và đồng nhất:

Các gầu xúc đá vôi, đất sét, xỷ và đá silic có nhiệm vụ cấp liệu vào các két chứa của máy nghiền Từ đó, qua hệ thống cân định lợng liệu đợc cấp vào máy nghiền Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFER MPS 4750 có năng suất 320 tấn/giờ Bột liệu đạt yêu cầu sẽ đợc chuyển tới silo đồng nhất bột liệu, silo này có sức chứa 20.000 tấn, bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng Silo đồng nhất bột liệu làm việc theo nguyên tắc đồng nhất và tháo liên tục Việc đồng nhất bột liệu đợc thực hiện trong qua trình tháo bột liệu ra khỏi silo Mức độ đồng nhất của silo này là 10:1. c-Hệ thống lò nung và thiết bị làm lạnh clinker:

Lò nung clinker của công ty xi măng Bút Sơn có đờn kính 4.5 mét, chiều dài 72 mét, với hệ thống sấy sơ bộ hai nhánh 5 tầng cùng hệ thống calciner, buồng trộn Năng suất của lò là 4.000 tấn linker/ngày Lò đợc thiết kế sử dụng vòi đốt than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit, trong đó đốt tại calciner là 55%-60%, phần còn lại đốt trong lò Clinker sau khi ra lò đợc đổ vào thiết bị làm nguội kiểu ghi BMH-SA đợc làm lạnh, đập sơ bộ Clinker thu đợc sau thiết bị làm lạnh đợc vận chuyển tới hai silo để chứa và ủ clinker, có tổng sức chứa là 2*20.000 tấn Bột tả hoặc clinker phế phẩm đợc đổ vào silo bột tả có sức chứa 2.000 tấn. d- Nhiên liệu:

Lò quay đợc thiết kế chạy 100% than antraxit, dầu MFO chỉ sử dụng trong quá trình sấy lò và chạy ban đầu Than đợc sử dụng trong lò là loại hỗn hợp 40% than cám 3 và 60% than cám 4a Máy nghiền than là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFER năng suất 30 tấn/giờ Bột than mịn đợc chứa trong hai két than mịn, 1 két để dùng cho lò,

1 két dùng cho calciner Than mịn đợc cấp vào lò và calciner qua hệ thống cân định lợng SCHENSK. e- Nghiền sơ bộ clinker và nghiền xi măng:

Clinker, thạch cao và phụ gia(nếu có) sẽ đợc vận chuyển lên két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng Từ két máy nghiền, clinker và phụ gia sẽ đợc đa qua máy nghiền sơ bộ CKP 200( là loại máy nghiền đứng) nhằm làm giảm kích thớc và làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiện làm việc của máy nghiền xi măng( là loại máy nghiền bi, kích thớc bi lớn nhất trong máy nghiền bi xi măng là70 mm) Sau đó, clinker, phụ gia( đã qua nghiền sơ bộ ) và thach cao sẽ đợc cấp vào máy nghiền xi măng để nghiền mịn Máy nghiền xi măng là loại máy nghiền bi hai ngăn làm việc theo chu trình kín có phân ly trung gian kiểu O'SEPA Xi măng bột đợc vận chuyển tới 4 silo chứa xi măng bột, có tổng sức chứa là 4*10.000 tấn, bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng. f- Đóng bao và xuất xi măng:

Từ các silo chứa, qua hệ thống cửa tháo, xi măng sẽ đợc vận chuyển tới các két chứa của các máy đóng bao hoặc các hệ thống xuất xi măng rời Hệ thống xuất xi măng rời gồm hai vòi xuất cho ô tô năng xuất 100 tấn/ giờ và 1 vòi xuất cho tàu hoả năng xuất

150 tấn/giờ Hệ thống máy đóng bao gồm 4 chiếc, do hãng HAVER sản xuất, kiểu quay, vòi với hệ thống cân điện tử, năng xuất mỗi máy là 100 tấn/giờ Các bao xi măng qua hệ thống băng tải sẽ đợc vận chuyển tới các máng suất xi măng bao xuống tàu hoả và ô tô.

1.2.3 Tình hình sản xuất của nhà máy:

Tháng 04/1999 đội ngũ ký s, cán bộ, công nhân viên của nhà máy đã tự vận hành toàn bộ thiết bị Qua 6 năm hoạt động nhà máy đã xuất đợc hơn 6080218 tấn xi măng.

Sản lợng clinker và thời gian chạy lò trong 6 năm qua đợc thống kê ở bảng sau: Đơn vị 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Sản lợng clinker Tấn 835800 1073500 1178212 1207390 1256590 1263818 Sản lợng xi măng xuất Ngàn tấn 461371 714800 793420 1257527 1385400 1467700

Thời gian chạy lò Ngày 250 282 308 305 313 317

Sản lợng clinker tháng cao nhÊt

Qua 6 năm đi vào hoạt động sản xuất, sản lợng clinker và xi măng của nhà máy không ngừng tăng Thời gian chạy lò năm sau cao hơn năm trớc.

Hiện nay nhà máy đang có dự án dây chuyền 2 với công suất 1.4 triệu tấn/năm. Các thiết bị công nghệ của dây chuyền 2 này sẽ hiện đại hơn cùng với hệ thống máy tính và PLC S7-300 và PLC S7-400 Dự kiến dây chuyền 2 của nhà máy sẽ đi vào hoạt động vào cuối năm 2007.

Chơng 2 Công nghệ đóng bao xi măng của nhà máy xi măng bút sơn

2.1 Sơ đồ công nghệ máy đóng bao của nhà máy xi măng Bút Sơn.

Xi măng từ 4 silo(mỗi silo chứa đợc 10.000 tấn) của nhà máy đợc đa về két tĩnh

công nghệ đóng bao xi măng của nhà máy xi măng bút sơn 2.1 Sơ đồ công nghệ đóng bao của nhà máy xi măng Bút Sơn

Tổng quan về cân điện tử

2.2.1 Hệ thống cân điện tử và một số ứng dụng:

Sơ đồ khối của một hệ thống cân điện tử nh sau:

Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ thống cân điện tử

Tuỳ theo yêu cầu và mục đích sử dụng, khối xử lý đợc dùng là vi xử lý hoặc máy tính Nếu bộ xử lý xử dụng vi xử lý thì có thể thêm khối dữ liệu truyền về máy tính, có thể thêm khối in ấn hoặc không tuỳ vào mục đích sử dụng.

Dới tác dụng của khối lợng đặt ở trên, loadcell sẽ chuyển thành tín hiệu điện ở đầu ra Tín hiệu điện này là rất nhỏ do đó nó phải đợc khuếch đại lên nhiều lần trớc khi đa đến bộ biến đổi tơng tự số A/D để chuyển thành tín hiệu số và đa về bộ xử lý để xử lý theo ch- ơng trình có sẵn và hiển thị hoặc có thêm việc in ấn Bộ xử lý cần có thêm bộ nhớ để thêm dữ liệu Bộ biến đổi A/D giữ vai trò quan trọng vì thực chất nó xác định độ nhạy của bộ phận điện tử.

Do tính linh hoạt của bộ xử lý, tuỳ theo mục đích cụ thể mà chơng trình viết cho bộ xử lý khác nhau Do hệ thống cân này có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực có liên quan đến việc đo khối lợng Ngoài cân xi măng trên máy đóng bao này, cân điện tử có thể ứng dụng trên các lĩnh vực nh:

+ Cân các vật liệu có khối lợng nhỏ nh vàng.

+Cân khối lợng lớn nh xe tải…

Thực chất của bộ cảm biến loadcell là bộ biến đổi áp lực của khối lợng thành tín hiệu dòng điện thông qua sự thay đổi điện trở của các điện trở tenxo Các điện trở này là một phơng tiện để biển đổi một biến dạng bé thành sự thay đổi tơng ứng trong điện trở.

Có hai loại điện trở tenxo dùng làm cảm biến lực dịch chuyển: loại liên kết và không liên kÕt. Điện trở liên kết dùng để đo độ biến dạng ở một vị trí xác định trên bề mặt của bộ phận đàn hồi Điện trở này đợc gián trực tiếp vào điểm cần đo biến dạng của vật đàn hồi. Biến dạng này đợc truyền trực tiếp vào tấm điện trở và nó làm thay đổi giá trị điện trở t- ơng ứng.

Cảm biến dùng loại điện trở không liên kết sử dụng để đo lợng di động nhỏ Một l- ợng di động do mối liên kết bằng cơ khí tạo nên sẽ làm thay đổi điện trở làm cảm biến L- ợng di động cũng thờng đợc tạo nên bằng lực tác động vào bộ phận đàn hồi.

Vì thế tấm điện trở không liên kết sẽ đo toàn bộ lợng dịch chuyển của bộ phận đàn hồi, còn tấm điện trở liên kết sẽ đo biến dạng tại một điểm xác định trên bề mặt của bộ phận đàn hồi. Để đo đợc sự thay đổi điện trở tơng đối so với độ chính xác cần thiết, ngời ta mắc

4 điện trở tenxo theo sơ đồ hình cầu Đây là một phơng pháp để đo sự thay đổi nhỏ trong điện trở của một phần tử mà giá trị điện áp ra tỷ lệ với sự thay đổi của điện trở khi có khối lợng hay lực đặt vào cảm biến, đợc ứng dụng rộng rãi trong các loadcell thực tế Việc gắn điện trở tenxo lên vật đo đảm bảo sao cho hai điện trở giãn dài(làm tăng điện trở) còn hai điện trở khác co lại(làm giảm điện trở) Các điện trở có sự thay đổi nh nhau đợc mắc vào các nhánh đối diện của cầu.

Hình2.3: Mặt cắt của một đầu đo.

Bảo vệ quá tảiDMS

Hình 2.4: Sơ đồ mắc điện trở của cầu đo.

Giả sử các điện trở tenxo có giá trị nh nhau:

Và Bình thờng khi không có tải ngời ta hiệu chỉnh cho cầu cân bằng có

Ur=0 mV. Điện áp lấy ra từ đờng chéo của cầu tính theo công thức:

Khi có vật liệu tác dụng vào loadcell làm loadcell biến dạng trong phạm vi đàn hồi( giả sử R1 và R3 nén lại R2 và R4 giãn ra) khi đó ta có:

Thay vào công thức tính UR ta có:

Nếu trọng tải tác động vào loadcell càng lớn thì cầu điện trở mất cân bằng càng lớn và do vậy điện áp ra càng lớn Để nhận giá trị tín hiệu đo dễ dàng nên chọn nguồn áp có giá trị cao nhng cần phải chú ý đến khả năng mang tải của các điện trở tenxo Giá trị điện áp lớn nhất là 60 V.

Các thông số cơ bản của loadcell:

- Loadcell đợc nuôi bằng nguồn ổn định 5ữ15V.

- Điện áp chênh lệch của đầu đo cửa ra cỡ 2mV/1V điện áp nguồn cung cấp.

Mét sè loadcell thùc tÕ:

Có nhiều loại loadcell do các hãng sản xuất khác nhau nh KUBOTA( của Nhật), Global Weglhing(Hàn Quốc), Inc….Mỗi loại loadcell đợc chế tạo cho một yêu cầu riêng biệt theo tải trọng chịu đựng, chịu lực kéo hay nén.

Có nhiều kiểu hình dạng loadcell cho những ứng dụng khác nhau Do đó cách kết nối loadcell vào hệ thống cũng khác nhau trong từng trờng hợp.

Thông sô kỹ thuật của từng loại loadcell đợc cho trong từng catalogue của mỗi loại và thờng có các thông số nh: tải trọng định mức, điện áp định mức, tầm nhiệt độ hoạt động, điện áp cung cấp, điện trở ngõ ra, mức độ chịu đựng quá tải…

Trong công nghiệp, việc đo vận tốc, trong phần lớn các trờng hợp, thờng là đo tốc độ quay của máy ở đây muốn nói đến việc theo dõi tốc độ vì nguyên nhân an toàn hoặc để khống chế các điều kiện đặt trớc cho điều kiện hoạt động của máy móc, thiết bị Trong trờng hợp chuyển động thẳng, việc đo vận tốc dài cũng thờng đợc chuyển sang đo tốc độ quay, bởi vậy các cảm biến đo vận tốc góc chiếm vị trí u thế trong lĩnh vực đo tốc độ.

Khi một phần tử chuyển động tuần hoàn, thí dụ chuyển động quay, có thể xác định vận tốc của nó bằng cách đo tần số Thí dụ, một đĩa trên nó có bố trí một phần trong suốt và một phần không trong suốt đợc gắn với trục quay Cho chùm ánh sáng chiếu qua đến một đầu thu quang Xung điện lấy từ đầu thu có tần số tỷ lệ với vận tốc quay cần đo Tốc độ kế hoạt động theo nguyên lý vừa mô tả gọi là tốc độ kế vòng loại xung.

Trong cảm biến này vật trung gian thờng dùng là đĩa gắn liền với trục quay cần đo tốc độ Đĩa này có cấu tạo tuần hoàn: Bề mặt của đĩa đợc chia làm p phần bằng nhau( chia theo ở góc tâm), mỗi phần tử mang dấu hiệu đặc trng nh lỗ, đờng vát, răng.

Một cảm biến thích hợp đợc đặt đối diện với vật trung gian để ghi nhận một cách ngắt quãng mỗi khi có một dấu hiệu đi qua và mỗi lần nh vậy nó cung cấp một tín hiệu xung Biểu thức của tần số f của các tín hiệu xung này đợc viết dới dạng: f= p.N(Hz) trong đó f là tần số, p là số lợng dấu hiệu trên đĩa và N là số vòng quay của đĩa trong một d©y.

Việc lựa chọn loại cảm biến thích hợp để ghi nhận tín hiệu liên quan đến bản chất của vật quay các dấu hiệu trên đó Thí dụ:

- Cảm biến từ trở biến thiên khi vật quay là sắt từ.

Hệ thống cân định lợng trong dây chuyền đóng bao của nhà máy

Hiện tại nhà máy xi măng Bút Sơn sử dụng hệ thống cân MEC do hãng HAVER thiết kế và cung cấp

2.3.1 Giới thiệu chức năng của MEC.

Cân MEC là một sự phối hợp giữa hệ thống điều khiển và cân, nó cung cấp tất cả các chức năng của một vòi nạp xi măng Một máy đóng bao đã đợc trang bị cùng với MEC có một cái cân trên một cái vòi và một hộp điều khiển trên phần quay.

Cân tự động này điều khiển tất cả các chức năng của vòi.

Có tới 31 loại khác nhau đợc định nghĩa thông qua bàn phím đợc tích hợp và hiển thị trên màn hình LCD bằng các ngôn ngữ Anh ,Pháp, Đức và Tây Ban Nha Nguồn năng lợng vào đợc lu giữ an toàn.

Khi chuyển từ chức năng này sang một loại chức năng khác có thể đợc thực hiện băng hai hình thức trên hộp điều khiển và phần tĩnh Sự hoạt động của lựa chọn đó đ ợc quản ký trên hộp điều khiển bởi công tắc trong hoặc ngoài máy tự động đặt phần chuyên dụng và ngay lập tức sẵn sàng cho sự hoạt động trở lại

MEC+N là giai đoạn mở rộng tiếp theo, trong giain đoạn này tất cả các hệ thống MEC của một chiếc máy đợc liên kết với nhau bởi một mạng lới dữ liệu dạng hình sao

Thêm vào đó các đơn vị trung tâm đơn vị ra vào khác, đáp ứng, đ ợc liên kết với mạng này.

Dữ liệu cân, tín hiệu điều khiển, các thông báo lỗi và các cảnh báo đợc gửi từ các vòi lẻ thông qua mạng tới máy chủ Máy chủ hiển thị các thông báo đã nhận đợc và các thông báo này đợc phù hợp với các giao diện, nó có thể đợc giải mã thông tin này.

Cùng với MEC công tắc trong và ngoài của hộp điều khiển điều khiển hoặc là điều chỉnh của những cái cân đợc thực hiện bởi máy chủ hoặc là công tắc trên phần quay

Hệ thống thu nhận dữ liệu của một cái cân có thể đợc kết nối; trong phiên bản đơn giản nhất nó bao gồm một máy in nối tiếp, nó in ra ngoài dữ liệu cân của các bao đã đ ợc nạp đầy cũng nh các thông báo.

Mặc dù vậy một hệ thống thu nhận cùng với một PC đợc kết nối đơn giản nhất. Máy PC này đợc cung cấp một chơng trình cho phép ghi dữ liệu cân nhận đợc vào bộ nhớ và báo cáo số liệu tính toán nhận đợc và in ra ngoài.

Một lần cân kiểm tra trên băng tải sau máy đóng bao có thể đợc kết nối với máy chủ cùng với một bao có khối lợng chuẩn Một vòi đã đợc nạp bao quá nhẹ hoặc nặng có thể đợc điều chỉnh từ đây.

Khi không kiểm tra khối lợng đặt, máy chủ có thể điều khiển để đẩy bao ra một cách dễ dàng.

Tất cả hệ thống cân và hệ thống điều khiển và máy tính chủ đợc thiết kế nh là những thẻ cắm cùng loại, tất cả các thành phần này có thể thay đổi cho nhau Kết quả là những thợ sửa chữa không đúng chuyên ngành cũng có thể sửa chữa đợc trong trờng hợp cần thiết bằng cách thay các thẻ cắm, nh vậy tăng thêm lợi ích của máy.

2.3.2 Các chức năng của MEC.

Bảng 2.6: Các chức năng của MEC và các thông số đặt hiện tại của nhà máy

Thông số Các đầu vào có thể Thông số đặt hiện tại sử dụng trong nhà máy

Chức năng Phân tích trọng lợng- thÓ tÝch

Coarse cut- off 0.0- 80 kg 45kg

Fine feed duration 0.0-9.9sec 2.0sec

Dynamic lead on-off ON

Max break duration 0-99 minutes 30 minutes

Blow out delay 0.5-9.9 sec 0.5 sec

Blow out duration 0.0-9.9 sec 0 sec

Speed value 0.0-50.0 kg/sec 2 kg/sec

Minimum speed 0.0-8.3 kg/sec 2 kg/sec

Dribble feed regulator On-Off On

Aeration limit 0.0-50.0 kg/sec 6 kg/sec

Fine feed aeration On-Off On

Additional dosing none, fine feed, coarse feed fine feed

Bad bag position Waste position 1,2,1+2, belt, spout belt

Discharge control On-Off On

Control output 1 On-Off Off

Control output 2 On-Off Off

Control output 3 0.0-45.0 kg/sec 3 kg/sec

Silo vibrating duration 0.0-9.9 sec 0 sec

Silo vibrating interval 0.0-9.9 sec 0 sec

Suction nozzle delay 0.0-9.9 sec 0 sec

Suction nozzle ON 0.0-9.9 sec 0 sec

Suction nozzle OFF 0.0-9.9 sec 0 sec

Sort enable Yes- No Yes

Khi công tắc cân đợc bật lần đầu tiên nó sẽ có câu hỏi "French ?" Nếu cân chọn chức năng là tiếng Pháp thì câu hỏi cần đợc trả lời cùng với các phím '1','2','3','#' Sau đó chơng trình 1.10F đợc hoạt động Mặt khác dấu '-' phải đợc bấm Trong trờng hợp này phần mềm hiện tại, cái mà không đợc kiểm tra bắt đầu Ngay sau đó nguồn sẽ bị ngắt, câu hỏi đặt ra không đợc dài hơn.

Những cái cân có một đầu vào có thể đợc lắp đặt trên ' Spout enable' Cân không thể hoạt động cho đến khi nguồn 24 V đợc cấp ở đầu vào Mặt khác một thông báo đợc gửi đi.

Sau khi công tắc bật, cân tự động lựa chọn tất cả các số đợc cung cấp ở đầu vào. Để mà lựa chọn loại khác, số mới cần phải đợc nhập vào Sau hai giây các thông số mới nhập đợc tiếp nhận Các thông số mới có tác dụng khi quá trình nạp xi măng đợc bắt đầu.

Có ba nguyên lý cấu hình khác nhau cho vị trí của bao.

- Vị trí đặt bao không tự động: ở vị trí này các bao đợc đặt bằng tay Kẹp bao hoạt động ổn định ở vị trí này Mặc dù vậy, công tắc khởi động cũng có thể đợc lắp đặt Trong trờng hợp này cái kẹp bao không hoạt động cho đến khi công tắc đợc bật bởi bao rỗng.

- Vị trí đặt bao tự động nhng không hoạt động:

Có hai cuộn dây nam châm quyết định vị trí đặt, cuộn 1 tắt và cuộn 2 đóng Trong trờng hợp này kẹp bao không đợc hoạt động, điều đó có nghĩa là phải đặt bao bằng tay.

- Vị trí đặt bao tự động hoạt động:

Trong trờng hợp này cuộn nam châm 1 đóng, cuộn nam châm 2 ngắt Kẹp bao hoạt động trực tiếp ngay sau khi bao đợc đặt vào.

giới thiệu về thiết bị logic khả trình simatic plc s7- 300 3.1 Các module của PLC S7-300 …………………………………………………… 3 5 3.1.1 Module CPU

Module mở rộng

Các module mở rộng đợc chia thành 5 loại chính:

- Power Supply(PS): Module nguồn nuôi, có 3 loại 2A,5A và 10A.

-Signal Module(SM): Module mở rộng cổng tín hiệu vào ra bao gồm:

+Digital Input(DI): Module mở rộng các cổng vào số Số các cổng vào số mở rộng có thể là 8,16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại Module.

+Digital Output(DO): Module mở rộng các cổng ra số Số các cổng vào số mở rộng có thể là 8,16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại Module.

+Analog Input(AI): Module mở rộng các cổng vào tơng tự Về bản chất chúng chính là các bộ chuyển đổi tơng tự/số 12 bits (AD), tức là mỗi tín hiệu tơng tự đợc chuyển thành tín hiệu số(nguyên) có độ dài 12 bits Số các cổng vào tơng tự có thể là 2,4 hoặc 8 tuỳ thuộc vào từng loại module.

+ Analog Output (AO): Module các cổng ra tơng tự Số các cổng ra tơng tự có thể là 2,4 hoặc 8 tuỳ thuộc từng loại Module.

+ Analog input/Analog output (AI/AO): Module mở rộng các cổng vào/ra t- ơng tự Các cổng vào/ra tơng tự có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tuỳ thuộc vào từng loại module.

- Interface Module(IM): Module ghép nối Đây là loại module chuyên dùng có nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng nối với nhau thành một khối và đợc quản lý chung bởi một Module CPU Thông thờng các module mở rộng đợc gá liền nhau trên một thanh ray Trên mỗi ray chỉ có thể gá đợc tối đa 8 module mở rộng(không kể module CPU, module nguồn nuôi) Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp đợc nhiều nhất 4 ray và các ray này phải đợc nối với nhau bằng module IM.

- Funtion(FI): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ nh module điều khiển động cơ bớc, module điều khiển động cơ Servo, module PID, module điều khiển vòng kín…

- Communication Module(CM): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc PLC với máy tính.

Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ ……… ……… ……………………………… 3 6 1 Kiểu dữ liệu

Một chơng trình ứng dụng S7-300 có thể sử dụng các kiểu dữ liệu sau:

- BOOL: Với dung lợng 1 bit và có giá trị logic 0 hoặc 1(sai hoặc đúng) Đây là kiểu dữ liệu cho biến hai trị.

- BYTE: Gồm 8 bits, thờng đợc sử dụng để biểu diễn một số nguyên dơng trong khoảng từ 0 đến 255 hoặc mã ASCII của một ký tự.

- WORD: Gồm hai bytes để biểu diễn một số nguyên dơng từ 0 đến 65535.

- INT: Cũng có dung lợng là hai bytes, dùng để biểu diễn các số nguyên trong khoảng - 32768 đến 32767.

- DINT: Gồm 4 bytes, dùng để biểu diễn một số nguyên.

- REAL: Gồm 4 bytes dùng để biểu diễn một số thực, dấu phẩy động.

-S5T(hay S5TIME): Khoảng thời gian đợc tính theo giờ/phút/giây/minigiây.

- TOD: Biểu diễn giá trị thời gian theo giờ/phút/giây.

- DATE: Biểu diễn giá trị thời gian theo năm/tháng/ngày.

- CHAR: Biểu diễn một hoặc nhiều ký tự(nhiều nhất 4 ký tự).

3.2.2 Cấu trúc bộ nhớ của CPU:

Bộ nhớ của S7-300 đợc chia làm 3 vùng chính:

* Vùng nhớ chơng trình ứng dụng:

Vùng nhớ chơng trình đợc chia thành 3 miền:

- Ogranization Block (OB): Miền chứa chơng trình tổ chức.

- Funtion (FC): Miền chứa chơng trình con đợc tổ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chơng trình đã gọi nó.

- Funtion Block (FB): Miền chứa chơng trình con, đợc tổ chức thành hàng và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chơng trình nào khác Các dữ liệu này phải đợc xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (gọi là DB - Data Block).

* Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chơng trình ứng dụng:

- I (Process Image Input): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào kỹ thuật số Tr ớc khi bắt đầu thực hiện chơng trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các cổng đầu vào và cất giữ chúng tại vùng nhớ I, thông thờng chơng trình ứng dụng không đọc trực tiếp trạng thái logic của cổng vào kỹ thuật số mà chỉ lấy dữ liệu của cổng vào từ bộ đệm I.

- Q (Process Image Output): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra kỹ thuật số Kết thúc giai đoạn thực hiện chơng trình, PLC sẽ chuyển giá trị lgic của bộ đệm Q tới các cổng ra số, thông thờng chơng trình ứng dụng không trực tiếp gán giá trị tới cổng ra kỹ thuật số mà chỉ chuyển dữ liệu chúng vào bộ đệm Q.

- M(Miền nhớ phục vụ bộ thời gian "Time"): Bao gồm việc lu giữ giá trị đếm thời gian đặt trớc (PV- Preset Value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV- Current Value) và giá trị đầu ra của bộ đếm.

- PI (Miền địa chỉ cổng vào cho các module tơng tự "I/O- external output"): Các giá trị theo những địa chỉ này sẽ đợc module tơng tự chuyển tới các cổng ra tơng tự Chơng trình ứng dụng có thể truy cập miền nhớ PQ theo từng byte (PQB), tõng tõ (PQW), tõng tõ kÐp (PQD).

3.2.3 Vùng chứa các khối dữ liệu:

- Miền chứa các dữ liệu đợc tổ chức thành hình khối, kích thớc cũng nh số lợng khối do ngời sử dụng quy định và phù hợp với từng bài toán điều khiển.

- Chơng trình có thể truy cập miền này theo từng bit (DBX), theo từng byte (DBB), theo tõng tõ (DBW), theo tõ kÐp (DBD).

- Đây là miền dữ liệu địa phơng đợc các khối chơng trình OB, FC, FB tổ chức và sử dụng các biến nháp tức thời và trao đổi dữ liệu của biến hình thức với những khối chơng trình đã gọi nó.

- Nội dung của một số dữ liệu trong miền nhớ này sẽ bị xoá khi kết thúc chơng trình tơng ứng trong OB, FC, FB.

- Miền nhớ này có thể truy cập từ chơng trình theo bit (L), theo byte (LB), theo từ(LW) hoặc từ kép (LD).

Vòng quét chơng trình

- PLC thực hiện chơng trình theo chu trình lặp, mỗi vòng lặp đợc gọi là vòng quét (scan), mỗi vòng quét đợc bắt đầu bằng giai đoạn chuyển các cổng vào số tới vùng đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chơng trình

- Trong từng vòng quét chơng trình đợc thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (Block End) Sau giai đoạn thực hiện chơng trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số, vòng quét đợc kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi

Hình 3.1: Vòng quét chơng trình

- Chú ý rằng bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng I/O tơng tự nên các lệnh truy cập cổng tơng tự đợc thực hiện trực tiếp với các cổng vật lý chứ không qua bộ đệm.

- Thời gian cần thiết để PLC thực hiện đợc một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time) Thời gian vòng quét không cố định tức là không phải vòng quét nào cũng thực hiện trong khoảng thời gian nh nhau Có vòng quét thực hiện lâu, có vòng quét thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh trong chơng trình đợc thực hiện vào khối dữ liệu đợc truyền thông trong vòng quét đó.

- Nh vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tợng để xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển tới các đối tợng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét, nói cách khác thời gian vòng quét quết định tính thời gian thực của chơng trình điều khiển trong PLC Thời gian vòng quét càng ngắn thì tính thời gian thực của chơng trình càng cao.

- Nếu sử dụng các khối chơng trình đặc biệt có chế độ ngắt nh khối OB40, OB80 thì chơng trình của các khối đó sẽ đợc thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại Các khối chơng trình này có thể đợc thực hiện tại mọi điểm trong vòng quét chứ không bị gò ép là phải trong giai đoạn thực hiện chơng trình, nh một tín hiệu báo ngắt xuất hiện khi PLC đang trong giai đoạn truyền thông và kiểm tra lỗi, nội bộ lúc này PLC sẽ dừng công việc truyền thông và kiểm tra lỗi lại để thực hiện chơng trình tơng ứng với tín hiệu ngắt Với hình thức xử lý tín hiệu ngắt nh vậy thì trong vòng quét sẽ có nhiều tín hiệu ngắt, do đó để nâng cao tính thời gian thực cho chơng trình điều khiển thì tuyệt đối không viết chơng trình xử lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ trong chơng trình điều khiển.

- Tại thời điểm thực hiện lệnh I/O thông thờng lệnh không làm việc trực tiếp với số cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng vào ra trong vùng nhớ tham số Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo và bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 do hệ thống CPU quản lý ở một số module CPU khi gặp lệnh vào ra,ngay lập tức hệ thống cho dừng mọi công việc khác ngay cả chơng trình xử lý ngắt để thực hiện trực tiếp với cổng vào ra.

Cấu trúc chơng trình

Chơng trình cho S7- 300 đợc lu trong bộ nhớ của PLC ở vùng giành riêng cho ch- ơng trình và có thể đợc lập với hai dạng cấu trúc khác nhau.

3.4.1 LËp tr×nh tuyÕn tÝnh:

Toàn bộ chơng trình điều khiển nằm trong một khối của bộ nhớ, loại hình cấu trúc tuyến tính này phù hợp với bài toán tự động hoá nhỏ, không phức tạp Khối đợc chọn phải là khối OB1, là khối mà PLC luôn quét và thực hiện các lệnh trong nó thờng xuyên từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lại lệnh đầu tiên.

3.4.2 LËp tr×nh cã cÊu tróc:

Chơng trình đợc chia thành các phần nhỏ và từng nhiệm vụ riêng, các phần này nằm trong các khối chơng trình khác nhau, loại hình cấu trúc này phù hợp với bài toán điều khiển nhiều nhiệm vụ phức tạp PLC S7- 300 có 4 loại khối cơ bản:

- Loại khối OB(Organization Block): là khối tổ chức và quản lý chơng trình điều khiển, có nhiều loại khối OB với những chức năng khác nhau, chúng đợc phân biệt với nhau bằng một số nguyên đi sau khối kí tự OB Ví dụ nh: OB1, OB35, OB80…

- Loại khối FC(Program Block): khối chơng trình với những chức năng riêng giống nh một chơng trình con hoặc một hàm (chơng trình con có biến hình thức) Một chơng trình ứng dụng có thể có nhiều khối FC và các khối FC này đợc phân biệt với nhau bằng số nguyên đứng sau nhóm kí tự FC Ví dụ: FC1, FC2…

- Loại khối FB (Funtion Block): là loại khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi một lợng dữ liệu lớn với các khối chơng trình khác, các khối dữ liệu này phải tổ chức thành khối dữ liệu riêng có tên gọi là Data Block Một chơng trình ứng dụng có thể có nhiều khối FB và các khối này đợc phân biệt với nhau bằng các số nguyên đứng sau cụm ký tự FB Ví dụ: FB1, FB2…

- Loại khối DB(Data Block): khối chứa các dữ liệu cần thiết để thực hiện chơng trình Các tham số của khối do ngời dùng tự đặt Một chơng trình ứng dụng có thể có nhiều khối DB và các khối DB đợc phân biệt với nhau bằng số nguyên đứng sau nhãm DB Nh DB1, DB2…

Chơng trình trong các khối đợc liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khối, chuyển khối Xem những phần chơng trình trong các khối nh là các chơng trình con thì S7-300 cho phép gọi chơng trình con lồng nhau, tức là chơng trình con này gọi chơng trình con khác và từ chơng trình con đợc gọi lại gọi tới chơng trình con thứ ba… Số các lệnh lồng nhau phụ thuộc vào từng chủng loại module CPU mà ta sử dụng Ví dụ nh CPU 314 thì số lệnh gọi lồng nhau nhiều nhất có thể cho phép là 8 Nếu gọi số lần gọi lồng nhau mà vợt quá giới hạn con số giới hạn cho phép, PLC sẽ chuyển sang chế độ STOP và đặt cờ báo lỗi.

Khối OB luôn đợc PLC quét và thực hiện các lệnh từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lại lệnh đầu tiên. c Những khối OB đặc biệt:

Trong khi khối OB đặc biệt thực hiện đều đặn ở từng vòng quét trong giai đoạn thực hiện chơng trình(giai đoạn 2) thì các khối OB khác chỉ đợc thực hiện khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt tơng ứng, nói cách khác chơng trình viết cho khối OB này là chơng trình xử lý ngắt(event) Chúng bao gồm:

- OB10(time of day interrupt): Chơng trình trong khối OB10 sẽ đợc thực hiện khi giá trị đồng hồ thời gian thực nằm trong một khoảng thời gian đã quy định trớc. OB10 có thể đợc gọi 1 lần, nhiều lần cách đều nhau từng phút, từng giờ, từng ngày….Việc quy định khoảng thời gian hay số lần gọi OB10 đợc thực hiện nhờ chơng trình hệ thống SFC28 hoặc trong bảng tham số của module CPU nhờ phần mÒm STEP 7.

- OB20(Time delay interrupt): Chơng trình trong khối OB20 sẽ đợc thực hiện sau một khoảng thời gian trễ đặt trớc kể từ khi gọi chơng trình hệ thống SFC32 để đặt thêi gian trÔ.

- OB35(Cyclic Interrupt): Chơng trình trong khối OB35 sẽ đợc thực hiện cách đều nhau một khoảng thời gian cố định Mặc định, khoảng thời gian này sẽ là 100ms, song ta có thể thay đổi nó trong bảng tham số của module CPU nhờ phần mềm STEP7.

- OB40(Hardware interrupt): Chơng trình trong khối OB40 sẽ đợc thực hiện khi xuất hiện một tín hiệu báo ngắt từ ngoại vi đa vào module CPU thông qua các cổng vào ra số onboard đặc biệt hoặc thông qua các module SM, CP, FM.

- OB80(Cycle time fault): Chơng trình trong khối B80 sẽ đợc thực hiện khi thời gian vòng quét(Scan time) vợt qua khoảng thời gian cực đại đã quy định hoặc khi có một tín hiệu ngắt gọi khối OB nào đó mà khối OB này cha kết thúc ở lần gọi trớc Mặc định, scan time cực đại là 150 ms, nhng ta có thể thay đổi nó thông qua bảng tham số của module CPU nhờ phần mềm STEP7.

- OB81(Power Supply Fault): Module CPU sẽ gọi chơng trình trong khối OB81 khi phát hiện thấy có lỗi về nguồn nuôi.

- OB82(Diagnostic interrupt): Chơng trình trong khối OB82 đợc gọi khi CPU phát hiện có sự cố từ các module vào ra mở rộng Các module mở rộng này phải là các module có khả năng tự kiểm tra mình(Diagnostic Cabilities).

Ngôn ngữ lập trình STL

Các loại PLC nói chung thờng có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ các đối t- ợng sử dụng khác nhau PLC S7- 300 có 3 ngôn ngữ lập trình cơ bản là:

- Ngôn ngữ "liệt kê lệnh", kí hiệu là STL(Statement list) Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thờng của máy tính Một chơng trình đợc ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung" tên lệnh"+"toán hạng".

- Ngôn ngữ "hình thang", kí hiệu là LAD (Ladder logic) Đây là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với ngời quen thiết kế mạch điều khiển logic.

- Ngôn ngữ "hình khối", kí hiệu là FBD (Funtion block diagram) Đây cũng là kiểu ngôn ngữ đồ hoạ dành cho ngời có thói quen thiết kế mạch điều khiển số.

Hình 3.2: Ba kiểu ngôn ngữ lập trình cho S7- 300

Một chơng trình viết trên LAD hoặc FBD có thể chuyển sang STL, nhng ngợc lại thì không Trong STL có nhiều lệnh không có trong LAD hay FBD.

Chơng 4 ứng dụng plc s7-300 điều khiển tự động dây chuyền đóng bao nhà máy xi măng bút sơn 4.1 Quá trình điều khiển dây chuyền máy đóng bao:

Quá trình vận hành dây chuyền máy đóng bao nhà máy xi măng Bút Sơn đợc chia làm 2 phần chính;

+Vận hành máy đóng bao.

+ Vận hành các băng tải xuất xi măng bao (băng tải xuất ôtô và băng tải xuất tàu).

Phòng điều khiển trung tâm sẽ lựa chọn việc xuất xi măng ra ôtô hay tàu do ng ời vận hành các băng tải xuất xi măng yêu cầu Một máy đóng bao cùng một lúc không thể xuất xi măng vừa ra tàu vừa ra ôtô.

4.1.2 Các lu đồ thuật toán khởi động của dây chuyền máy đóng bao:

4.1.2.1 Lu đồ thuật toán khởi động dây chuyền máy đóng bao:

Hình 4.1: Lu đồ khởi động dây chuyền máy đóng bao

4.1.2.2 Lu đồ khởi động máy đóng bao:

Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 – Cơ điện tử

Khởi động băng tải xuÊt ra tÇu

1 0 t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ

Hình 4.2: Lu đồ khởi động máy đóng bao 4.1.2.3 Lu đồ khởi động băng tải xuất tàu và ôtô:

Xuất ra băng tải 1782AM1

1 0 end t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp

Hình 4.3: Lu đồ khởi động băng tải xuất ôtô

Khởi động 1776M1 t = t cp t = t cp t = t cp

Hình 4.4: Lu đồ thuật toán khởi động băng tải xuất tàu 4.1.3 Các lu đồ thuật toán dừng của dây chuyền máy đóng bao:

4.1.3.1 Lu đồ thuật toán dừng máy đóng bao:

0 t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp

Hình 4.5: Lu đồ thuật toán dừng máy đóng bao 4.1.3.2 Lu đồ thuật toán dừng băng tải xuất ôtô:

Hình 4.6: Lu đồ thuật toán dừng băng tải xuất ôtô

Băng tải 1782AM1 ®ang chạy

4.1.3.3 Lu đồ thuật toán dừng băng tải xuất tàu:

Hình 4.7: Lu đồ thuật toán dừng băng tải xuất tàu.

4.2 Chơng trình điều khiển dây chuyền máy đóng bao:

Bảng 4.1: Chọn các tín hiệu vào ra của hệ thống:

1 FC 4 Sự cố khẩn cấp máy đóng bao

2 FC 5 Sự cố khẩn cấp băng tải xuất ôtô

3 FC 6 Sự cố khẩn cấp băng tải xuất tàu

4 FC 7 Khởi động máy đóng bao

5 FC 8 Khởi động băng tải xuất ôtô

6 FC 9 Khởi động băng tải xuất tàu

7 FC 10 Dừng công nghệ máy đóng bao

8 FC 11 Dừng công nghệ băng tải xuất ôtô

9 FC 12 Dừng công nghệ băng tải xuất tàu

10 I0.0 Tín hiệu báo chạy không trợt/không chạy băng tải 1777A

11 I0.1 Tín hiệu báo chạy không trợt/không chạy băng tải 1772

12 I0.2 Tín hiệu báo hoạt động/không hoạt động vít tải 1764M9

13 I0.3 Tín hiệu báo hoạt động/không hoạt động quạt làm sạch mặt bao

14 I0.4 Tín hiệu báo hoạt động/không hoạt động vít tải 1769

15 I0.5 Tín hiệu báo hoạt động/không hoạt động vít tải 1768A

16 I0.6 Tín hiệu báo hoạt động/không hoạt động sàng 1764M8

17 I0.7 Tín hiệu báo hoạt động/không hoạt động lỡi cắt bao 1764M7

19 I1.2 Tín hiệu báo hoạt động/không hoạt động rulo kiểm tra bao

20 I1.3 Tín hiệu báo chạy không trợt/không chạy băng tải 1764M3

22 I1.5 Tín hiệu hoạt động/dừng 1764M1 quay máy đóng bao

24 I1.7 Tín hiệu báo chạy không trợt/không chạy băng tải 1778 theo chiều thuËn

25 I2.0 Tín hiệu báo chạy không trợt/không chạy băng tải 1782B

26 I2.1 Tín hiệu báo chạy không trợt/không chạy băng tải 1778 theo chiều nghịch

30 I2.5 Tín hiệu khởi động máy đóng bao

31 I2.6 Tín hiệu khởi động băng tải xuất ôtô

32 I2.7 Tín hiệu khởi động băng tải xuất tàu

33 I3.0 Tín hiệu mức cao phễu

34 I3.1 Tín hiệu mức thấp phễu

35 I3.2 Tín hiệu dừng công nghệ máy đóng bao

36 I3.3 Tín hiệu dừng công nghệ băng tải xuất ôtô

37 I3.4 Tín hiệu dừng công nghệ băng tải xuất tàu

52 Q1.7 Tín hiệu điều khiển 1778 quay theo chiều thuận

54 Q2.1 Tín hiệu điều khiển 1778 quay theo chiều ngợc

58 Q2.5 Tín hiệu báo khởi động xong máy đóng bao

59 Q2.6 Tín hiệu báo khởi động xong băng tải xuất ôtô

60 Q2.7 Tín hiệu báo khởi động xong băng tải xuất tàu

61 Q3.1 Tín hiệu báo sự cố máy đóng bao

62 Q3.2 Tín hiệu báo sự cố băng tải xuất ôtô

63 Q3.3 Tín hiệu báo sự cố băng tải xuất tàu

S M0.0 // Bít nhớ khởi động máy đóng bao

AN M3.4 // Bít nhớ sự cố khẩn cấp máy đóng bao

A I3.1 // Tín hiệu dừng máy đóng bao

A I2.6 // Khởi động băng tải xuất ra ôtô

S M2.2 // Bít nhớ khởi động băng tải xuất ôtô

A I2.7 //Khởi động băng tải xuất tàu

S M2.3 // Bít nhớ khởi động băng tải xuất tàu

A I3.3 // Dừng công nghệ băng tải xuất ra ôtô

A I3.4 // Dừng công nghệ băng tải xuất tàu

O M4.1 // bn kđ 1772 từ màn hình truyền thông

O M4.4 //bnkđ 1769M1 từ màn hình truyền thông

O M3.1 // bnkđ 1764M2 từ màn hình truyền thông

A M1.5 //bit nhớ lỗi băng tải xuất ra ôtô

A M1.7 //bit nhớ lỗi băng tải 1785 xuất ra tàu

A M2.0 //bit nhớ lỗi băng tải 1781

= M3.5 // bit nhớ mức thấp phễu

S M3.6 //bit nhớ mức cao phễu

BLOCK: FC7 //khởi động máy đóng bao

A M5.5 //bit nhớ khởi động MĐB từ màn hình truyêng thông

O M3.7 //bn kh 1764M9 từ màn hình truyền thông.

O M5.2 //bn kđ 1764M7 từ màn hình truyền thông

BOCK: FC8 //khởi động băng tải xuất ôtô

BLOCK: FC 9 //khởi động băng tải xuất tàu

BLOCK : FC 4 // sự cố khẩn cấp máy đóng bao

BLOCK: FC5 //sự cố khẩn cấp băng tải xuất ôtô

BLOCK: FC6 //sự cố khẩn cấp băng tải xuất tàu

BLOCK: FC10 //dừng công nghệ máy đóng bao

S M2.6 // bit nhớ dừng công nghệ máy đóng bao

BLOCK: FC 11 //dừng công nghệ băng tải xuất ra ôtô

BLOCK: FC12 //dừng công nghệ băng tải xuất tàu

ứng dụng PLC S7-300 điều khiển tự động dây chuyền đóng bao nhà máy xi măng Bút Sơn 4.1 Quá trình điều khiển dây chuyền máy đóng bao

Quá trình mở máy

Quá trình vận hành dây chuyền máy đóng bao nhà máy xi măng Bút Sơn đợc chia làm 2 phần chính;

+Vận hành máy đóng bao.

+ Vận hành các băng tải xuất xi măng bao (băng tải xuất ôtô và băng tải xuất tàu).

Phòng điều khiển trung tâm sẽ lựa chọn việc xuất xi măng ra ôtô hay tàu do ng ời vận hành các băng tải xuất xi măng yêu cầu Một máy đóng bao cùng một lúc không thể xuất xi măng vừa ra tàu vừa ra ôtô.

4.1.2 Các lu đồ thuật toán khởi động của dây chuyền máy đóng bao:

4.1.2.1 Lu đồ thuật toán khởi động dây chuyền máy đóng bao:

Hình 4.1: Lu đồ khởi động dây chuyền máy đóng bao

4.1.2.2 Lu đồ khởi động máy đóng bao:

Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 – Cơ điện tử

Khởi động băng tải xuÊt ra tÇu

1 0 t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ

Hình 4.2: Lu đồ khởi động máy đóng bao 4.1.2.3 Lu đồ khởi động băng tải xuất tàu và ôtô:

1 0 end t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp

Hình 4.3: Lu đồ khởi động băng tải xuất ôtô

Khởi động 1776M1 t = t cp t = t cp t = t cp

Hình 4.4: Lu đồ thuật toán khởi động băng tải xuất tàu 4.1.3 Các lu đồ thuật toán dừng của dây chuyền máy đóng bao:

4.1.3.1 Lu đồ thuật toán dừng máy đóng bao:

0 t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp t = t cp

Hình 4.5: Lu đồ thuật toán dừng máy đóng bao 4.1.3.2 Lu đồ thuật toán dừng băng tải xuất ôtô:

Hình 4.6: Lu đồ thuật toán dừng băng tải xuất ôtô

4.1.3.3 Lu đồ thuật toán dừng băng tải xuất tàu:

Hình 4.7: Lu đồ thuật toán dừng băng tải xuất tàu.

4.2 Chơng trình điều khiển dây chuyền máy đóng bao:

Chơng trình điều khiển dây chuyền máy đóng bao

truyền thông 5.1 Ngôn ngữ sử dụng cho tuyền thông

Lựa chọn ngôn ngữ sử dụng cho truyền thông

Hiện nay có phần mềm đợc sử dụng vào thiết kế cho truyền thông trong công nghiệp nh : Visual Basic; ngôn ngữ lập trình C, C + , C ++ ; ProTool/Pro Mỗi ngôn ngữ có một u điểm và nhợc điểm riêng Các ngôn ngữ đều có thể thiết kế giao diện thể hiện các quá trình hoạt động của các thiết bị

Trong khuôn khổ nội dung đồ án này em lựa chọn phần mềm ProTool/Pro của hãng SIEMENS để thiết kế giao diện truyền và giám sát quá trình hoạt động của dây chuyền đóng bao xi măng của nhà máy xi măng Bút Sơn.

Giới thiệu về phần mềm ProTool/Pro

ProTool/Pro là một phần mềm thiết kế giao diện truyền thông tơng đối mạnh của hãng Siemen Nếu ta sử dụng phần mềm này thiết kế giao diện truyền thông, thì ta không những giám sát đợc quá trình hoạt động của các thiết bị mà ta còn điều khiển hoạt động các thiết bị từ màn hình giám sát Sự điều khiển hoạt động này thông qua các phím chức năng trên bàn phím hoặc bằng các nút bấm mà ta thiết kế trên màn hình.

Khái quát về phần mềm và một số khối chức năng của chơng tr×nh

5.1.3.1 Các thành phần cấu thành của Protool/Pro.

SIMATIC Protool/Pro bao gồm cấu hình phần mềm Protool/Pro CS( configuration System) và Protool/Pro RT(Runtime) phần mềm mô phỏng Cả hai hệ thống có thể hoạt động trên các Windows 95, Windows 98, Windows 2000 và Windows NT 4.0.

Cùng với Protool/Pro CS, ta có thể lựa chọn các loại thiết bị để mô phỏng(PU hoặc PC) trong Windows Protool/Pro RT là chơng trình gắn với cấu hình mà ta thiết kế và mô phỏng quá trình đó trong Windows.

* u điểm của SIMATIC ProTool/Pro:

+ Phần mềm có thể đợc chạy trên nhiều hệ Windows cơ sở nh: PC, Simatic Panel( F125, F145 )… và có thể đợc ứng dụng cho nhiều loại PLC khác nhau nh: Simatic S5, S7, Simatic 505, và của một số hãng MISUBISHI FX, Modicon…

+ Phần mềm SIMATIC ProTool/Pro đợc Link với phần mềm SIMITIC S7.

Ví dụ của một cấu trúc:

Hình 5.1: Ví dụ một cấu trúc truyền thông5.1.3.2 Giới hạn của hệ thống.

Danh sách sau của hệ thống giới hạn giúp bạn ớc lợng Project của bạn có còn ở trong giới hạn cuả hệ thống của đơn vị hoạt động hay không.

Theo lý thuyết các giá trị lớn nhất không đợc thêm vào- trong các từ khác, có thể định cấu hình 4000 thông báo nếu không sử dụng các object nào khác Tuy nhiên 4000 thông báo và 200 màn hình, mỗi cái đó cùng với 40 graphic không thể thực hiện đồng thêi.

Nếu vợt quá giá trị giới hạn, một cảnh báo đợc đa ra trong khi project đang đợc biên soạn.

Complex objects per screen( such as bar graphs)

Entries per text or graphic list

.Entries per recip - 60 *** ) 500 *** ) 500 *** ) Data records per recipe

Project memory 256kB 512kB 1MB

*) Liên tục, chỉ có 500 văn bản và danh sách đồ hoạ

** ) Đợc quyết định sử dụng trên bộ nhớ trung gian

*** ) Đợc quyết định sử dụng trên bộ nhớ trung gian.

**** ) Cho thiết bị có 32 MB RAM và thẻ nhớ ngoài.

5.1.3.3 Cấu hình hệ thống truyền thông.

Truyền thông giữa đơn vị điều khiển và thiết bị thực thi hoặc các quy trình với PLC đợc thực hiện qua biến trung gian tags Giá trị của tag đợc ghi lên vùng nhớ trên PLC, từ đó nó đợc đọc bởi đơn vị điều khiển.

Hình sau cung cấp một cấu trúc cơ bản của truyền thông:

Hình 5.2: Cấu trúc cơ bản của truyền thông

5.1.4 Một số khối chức năng cơ bản.

Màn hình là một hình ảnh của quy trình Có thể hiển thị quy trình và các giá trị của quy tr×nh.

Thành phần của một màn hình:

Một màn hình có thể bao gồm phần tĩnh và động Thành phần tĩnh- ví dụ, văn bản và đồ hoạ- không đợc cập nhật bởi PLC Thành phần động đợc liên kết giữa PLC và các giá trị hiện tại từ bộ nhớ PLC Các giá trị trong biểu mẫu hiển thị cả chữ và số, trends, bar graphs Thành phần động cũng là các đầu ra cho hoạt động trên đơn vị điều khiển và ghi vào bộ nhớ của PLC.

Màn hình hiển thị đợc nối với PLC thông qua các biến trung gian tag

Tags là một phần quan trọng trong truyền thông giữa PLC và đơn vị điều khiển và cho sự chuyển đổi dữ liệu.

Tags có một tên và định nghĩa loại dữ liệu do ngời lập trình đặt Giá trị của tags đ- ợc thay đổi trong khi chơng trình của PLC chạy PLC liên kết với toàn bộ các tág trong chơng trình.

Một tag liên kết cùng PLC giữ một địa chỉ đợc định nghĩa trong PLC, địa chỉ này cho phétrực tiếp đọc và ghi từ cả hai phía là đơn vị điều khiển và PLC

Vùng các tags không đợc nối tới PLC Chúng chỉ có hiệu lực trên đơn vị hoạt động Ta tạo một vùng tags, kết quả là hoạt động có thể nhập các giá trị giới hạn trên đơn vị điều khiÓn.

Protool có các loại tag sau đây( nhng chúng không có giá trị cho mọi PLC).

Loại data Bit hệ thống giải giá trị

FLOAT 32 bit Upper limit value 

BOOL - true, fale string - 1 to 255 bytes

1 to 128 bytes datetime 64 bit date/time value

Nếu 0 đợc ghi vào chu trình thu nhận đợc, tag chỉ đợc cập nhật khi màn hình đợc gọi còn nếu không thì giá trị của tag không đợc cập nhật.

Nếu giá trị lớn hơn 0 cho chu trình thu nhận đợc của tag, tag sẽ đợc cập nhật một cách định kỳ trên thời gian định nghĩa và cũng là khi màn hình đợc mở.

+ Cấu hình các tag và các chức năng.

Ta có thể gán chức năng cho tag trong trờng các đầu vào đầu ra- ví dụ, lựa chọn chức năng màn hình Màn hình đợc lựa chọn ngay khi giá tag thay đổi.

Trong các lựa chọn, bạn xác lập giá trị của tag nh thế nào thì giá trị đó sẽ đợc cập nhật tới đơn vị điều khiển và PLC Tag liên tục đợc cập nhật, dù nó không đợc mở trên màn hình.

5.1.4.2 Tạo text hoặc graphic lits.

Cùng với văn text hoặc graphic lits, ví dụ, bạn có thể sử dụng các nhãn nút bấm tiện lợi, hiển thị text hoặc graphic trong các field output và lựa chọn text cho đầu vào trong fiels input Quy mô rộng hơn, loại trừ sự hiểu sai trong hiển thị và lỗi trong lúc điều hành đầu vào.Hơn nữa thông tin trong sử dụng text hoặc graphic trên màn hình có thểdựa trên một chuẩn.

Lập trình truyền thông

Trong phần mềm thiết kế giao diện truyền thông ProTool/Pro, ta tạo các khối giao diện bằng hai cách:

- Cách 1: Các khối giao diện có thể đợc tạo bằng phơng pháp chọn các khối trong Symbool Library.

- Cách 2: Các khối giao diện đợc tạo bằng cách lựa chọn các giao diện trên thanh công cụ Trên thanh công cụ có các khối nh: button, graphic, text field, output field, date/time, input field, symbolic output field, combobox, switch…

Sau khi ta tạo đợc các giao diện thoả mãn Ta bắt đầu đặt các chức năng cho các khối thông qua Funtions của các khối.

Sau khi xong công việc tạo các khối giao diện, ta cần phải khai báo cho mỗi khối chức năng một Tag Các tags này, nh đã nói ở trên, có nhiệm vụ trao đổi dữ liệu PLC Các dữ liệu này sẽ hiển thị lên trên màn hình giao diện khi ta chạy chơng trình mô phỏng.

Sau khi thết kế xong giao diện, nếu chơng trình mô phỏng này đợc chạy, từ màn hình ta có thể biết đợc trạng thái hoạt động của các thiết bị Và cũng từ màn hình giao diện này ta có thể điều khiển đợc các thiết bị trong dây chuyền thông qua các phím chức năng của bàn phím và các nút do ta định nghĩa trên màn hình.

5.2.2 Giao diện truyền thông mô phỏng và giám sát hoạt động dây chuyền đóng bao nhà máy xi măng Bút Sơn

Hình 5.3 : Màn hình giao diện và các phím chức năng.

5.2.3 Hoạt động của chơng trình mô phỏng, giám sát hoạt động dây truyền đóng bao xi m¨ng.

Trên bàn phím có tất cả 24 phím chức năng(kể cả các tổ hợp phím) Trong chơng trình này ta chỉ sử dụng 8 phím chức năng từ F1 đến F8 Ngoài ra để điều khiển các thiết bị khác thông qua màn hình giao diện ta dùng các nút bấm.

Bên cạnh các thiết bị mô phỏng trên màn hình, ta bố trí các nút bấm và các khối Graphic list Các nút và các Graphic list này có thể thay đổi đợc màu theo trạng thái làm việc thực tế của thiết bị(màu xanh là đang làm việc, màu đỏ là dùng làm việc) Và cũng từ các nút bấm và các phím chức năng này ta có thể điều khiển từng thiết trên thực tế thông qua màn hình giao diện. Định nghĩa các phím chức năng:

Quạt lọc bôi Bên cạnh các thiết bị khác nh vít tải, băng tải, quạt làm sạch mặt bao, động cơ quay máy đóng bao đều đợc bố trí các nút bấm để điều khiển và hiển thị trạng thái hoạt động của thiết bị Ngoài ra ở góc dới bên phải màn hình còn đợc bố trí một nút Exit Khi chơng trình mô phỏng đang chạy, nếu ta nhấn vào nút exit này thì chơng trình mô phỏng sẽ dừng lại và sẽ trở lại môi trờng Windows Trên màn hình ta còn đa vào một khối chức năng Date/Time Khi chơng trình mô phỏng đợc chạy thì khối này cho ta biết đợc ngày, giờ thực tế hiện tại.

Do phần mềm này còn mới nên em cũng cha hiểu đợc toàn bộ phần mềm Cho nên phần thiết kế của em cha đợc hoàn chỉnh, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn

Sau một thời gian đợc sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo: PGS.TS Đinh Công Mễ và các thầy cô giáo khoa Cơ điện - điện tử , đến nay đồ án của em với đề tài" Thiết kế điều khiển tự động dây chuyền đóng bao xi măng nhà máy xi măng Bút Sơn" đã đợc hoàn thành. Đây là chơng trình kết nối phần cứng máy tính với PLC Trong đồ án có sử dụng tập lệnh cơ bản trong hệ S7-300 Việc sử dụng PLC S7- 300 để điều khiển dây chuyền đóng bao xi măng đã đem lại một số thuận lợi nh: độ tin cậy cao, dễ điều khiển, linh kiện gọn nhẹ Và đồng thời có sử dụng phần mềm thiết kế giao diện truyền thông ProTool/Pro. Với giao diện của phần mềm này ta có thể quản lý hoạt động sản xuất của dây chuyền một cách dễ dàng, đáp ứng đợc yêu cầu thực tế Tuy nhiên đây là phần mềm còn tơng đối mới và việc em sử dụng nó để thiết kế giao diện truyền thông hẳn sẽ còn những thiếu sót.

Em rất mong đợc sự chỉ giáo của các thầy.

Em xin chân thành cảm ơn!

Tiêu đề	Thiết Kế Điều Khiển Tự Động Dây Chuyền Đóng Bao Nhà Máy Xi Măng Bút Sơn
Tác giả	Phạm Sĩ Quân Nhuyễn Tiến Hùng
Người hướng dẫn	PGS.TS Đinh Công Mễ
Trường học	Cơ Điện - Điện Tử
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2005
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	471,44 KB