Đồ án PLC_Scada......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO CUỐI KÌ MÔN HỌC: HỆ THỐNG SCADA ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT BĂNG TẢI CẤP LIỆU TỰ ĐỘNG GVHD: TRẦN VI ĐƠ NHĨM THỰC HIỆN: NHĨM PHẠM HỒNG PHƯỚC MSSV: 20542017 BÙI MINH HÙNG MSSV:20542005 NGUYỄN VĂN NAM MSSV:20542011 An Giang , Ngày 20 Tháng 07 Năm 2023 LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung PLC 1.2 Các thành phần PLC 1.2.1 Cấu hình phần cứng .5 1.2.2 Cấu tạo chung PLC 1.3 Các vấn đề lập trình 10 1.3.1 Khái niệm chung .10 1.3.2 Các phương pháp lập trình 11 1.4 Đánh giá ưu nhược điểm PLC 13 CHƯƠNG : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1.Giới thiệu PLC .17 2 Làm việc với phần mềm Tia Portal 22 2.2.1 Giới thiệu Simatic Step basic - tích hợp lập trình PLC HMI 22 2.2.2 Kết nối qua giao thức TCP/IP 22 2.2.3 Cách tạo Project 22 2.2.4 Sử dụng TAG hoạt động 26 2.2.5 Giám sát thực chương trình 28 2.3.Giới thiệu tập lệnh 29 2.3.1 Big logic ( tập lệnh tiếp điểm) 29 2.3.2 Sử dụng Timer 33 2.4 Mạch điều khiển mở máy động dùng plc 35 2.4.1.Cấu tạo nguyên lý hoạt động : .35 2.4.2 Nguyên nhân phải mở máy 36 2.4.3 Lưu đồ giải thuật .37 2.5.Ứng dụng 38 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KẾT QUẢ 40 3.1 Thiết kế mô HMI 40 3.2 Kết .43 3.3 Kết luận 43 HÌNH ẢNH THIẾT KẾ TRONG PLC S7 1200 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 LỜI MỞ ĐẦU Hiện giới phát triển vũ bão khoa học kỹ thuật, kéo theo phát triển nhiều lĩnh vực khác nghành sản xuất Những công nghệ mới, tiên tiến liên tục đời để thay công nghệ cũ lạc hậu, nhằm phụ vụ nhu cầu ngày cao người Khơng thể nằm ngồi quy luật phát triển Đất nước ta tiến hành cơng nghệ hóa, đại hóa Phấn đấu đến năm 2020 trở thành nước công nghiệp phát triển Để điều trở thành thực phải không ngừng nghiên cứu phát triển, ứng dụng công nghệ tiên tiến vào thực tiễn để đẩy nhanh cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước.Trong ngành kỹ thuật điện chiếm vị trí quan trọng Là mũi nhọn then chốt để giải vấn đề nâng cao suất chất lượng sản phẩm Một vấn đề quan trọng dây truyền việc điều chỉnh tốc độ động Trong phải kể đến hệ thống điều khiển động lập trình PLC Chiếm vị trí quan trọng ngành kỹ thuật điện kỹ thuật điều khiển logic khả lập trình viết tắt PLC ( Progammable logical controller) Nó phát triển mạnh mẽ ngày chiếm vị trí quan trọng ngành kinh tế quốc dân Không thay cho kỹ thuật điều khiển cấu cam kỹ thuật rơle trước mà chiếm lĩnh nhiếu chức phụ khác chẳng hạn chức chuẩn đoán Kỹ thuật điều khiển có hiệu với máy làm việc độc lập với hệ thống máy sản xuất linh hoạt, phức tạp Dùng PLC có nhiều ưu điểm như: nhỏ gọn, hoạt động xác tin cậy đặc biệt thay đổi chương trình điều khiển cách dễ dàng LỜI CẢM ƠN Để báo cáo đạt kết tốt đẹp, em nhận hỗ trợ, giúp đỡ nhiều từ Thầy Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cá nhân khoa tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập hoàn thiện báo cáo Trước hết chúng em xin gửi tới thầy cô khoa Điện- Điện Tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc tạo điều kiện cho em có ngày kiến tập vơ ý nghĩa Với quan tâm, dạy dỗ, bảo tận tình chu đáo thầy cơ, đến em hồn thành báo cáo Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giảng viên hướng dẫn Thầy Trần Vi Đô quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành tốt báo cáo thời gian qua Với điều kiện thời gian kinh nghiệm hạn chế em báo cáo tránh thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt cơng tác thực tế sau NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung PLC Sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động đại cơng nghệ điều khiển logic khả trình dựa sở phát triển tin học mà cụ thể phát triển kỹ thuật máy tính Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) phát triển từ năm 1968 -1970 Trong giai đoạn đầu thiết bị khả trình yêu cầu người sử dụng phải có kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao Ngày thiết bị PLC phát triển mạnh mẽ có mức độ phổ cập cao Thiết bị điều khiển logic lập trình PLC dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa vi xử lý, sử dụng nhớ lập trình để lưu trữ lệnh thực chức năng, chẳng hạn cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, thuật toán để điều khiển máy q trình cơng nghệ PLC thiết kế cho kỹ sư, không yêu cầu cao kiến thức máy tính ngơn ngữ máy tính, vận hành Chúng thiết kế cho nhà kỹ thuật cài đặt thay đổi chương trình Vì vậy, nhà thiết kế PLC phải lập trình sẵn cho chương trình điều khiển nhập cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản (ngôn ngữ điều khiển) Thuật ngữ logic sử dụng việc lập trình chủ yếu liên quan đến hoạt động logic, ví dụ có điều kiện A B C làm việc Người vận hành nhập chương trình (chuỗi lệnh) vào nhớ PLC Thiết bị điều khiển PLC giám sát tín hiệu vào tín hiệu theo chương trình thực quy tắc điều khiển lập trình Các PLC tương tự máy tính, máy tính tối ưu hố cho tác vụ tính tốn hiển thị, cịn PLC chun biệt cho tác vụ điều khiển môi trường công nghiệp Vì PLC: + Được thiết kế bền để chịu rung động, nhiệt, ẩm tiếng ồn, + Có sẵn giao diện cho thiết bị vào ra, CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN + Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải phép toán logic chuyển mạch Về chức điều khiển logic PLC giống chức điều khiển thiết kế sở rơle công tắc tơ sở khối điện tử là: + Thu thập tín hiệu vào tín hiệu phản hồi từ cảm biến, + Liên kết, ghép nối tín hiệu theo yêu cầu điều khiển thực đóng mở mạch phù hợp với cơng nghệ, + Tính tốn soạn thảo lệnh điều khiển sở so sánh thông tin thu thập được, + Phân phát lệnh điều khiển đến địa thích hợp Riêng máy cơng cụ người máy cơng nghiệp PLC liên kết với điều khiển số NC CNC hình thành điều khiển thích nghi Trong hệ thống trung tâm gia cơng, quy trình công nghệ PLC điều khiển tập trung 1.2 Các thành phần PLC 1.2.1 Cấu hình phần cứng Bộ PLC thơng dụng có năm phận gồm: xử lý, nhớ, nguồn, giao diện vào/ra thiết bị lập trình Sơ đồ hệ thống hình 1.1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Hình 1 Ngun lí PLC a.Bộ xử lý Bộ xử lý gọi xử lý trung tâm (CPU), linh kiện chứa vi xử lý Bộ xử lý biên dịch tín hiệu vào thực hoạt động điều khiển theo chương trình lưu nhớ CPU, truyền định dạng tín hiệu hoạt động đến thiết bị Nguyên lý làm việc xử lý tiến hành theo bước tuần tự, thông tin lưu trữ nhớ chương trình gọi lên kiểm sốt đếm chương trình Bộ xử lý liên kết tín hiệu đưa kết điều khiển tới đầu Chu kỳ thời gian gọi thời gian quét (scan) Thời gian vòng quét phụ thuộ vào dung lượng nhớ, vào tốc độ CPU Nói chung chu kỳ vịng qt hình Sự thao tác chương trình dẫn dấn thời gian trễ đếm chương trình qua chu trình đầy đủ, sau bắt đầu lại từ đầu Hình Chu trình thao tác Để đánh giá thời gian trễ người ta đo thời gian quét chương trình dài 1K byte coi tiêu để so sánh PLC Với nhiều loại PLC thời gian trễ tới 20ms Nếu thời gian trễ gây trở ngại cho trình điều khiển phải dùng biện pháp đặc biệt, chẳng hạn lặp lại lần gọi quan trọng thời gian lần quét, điều khiển thông tin chuyển giao để bỏ bớt lần gọi quan trọng thời gian quét dài tới mức chấp nhận Nếu giải pháp khơng thoả mãn phải dùng PLC có thời gian quét ngắn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN b Bộ nguồn Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho vi xử lý (thường 5V) cho mạch điện đầu module lại (thường 24V) c Thiết bị lập trình Thiết bị lập trình sử dụng để lập chương trình điều khiển cần thiết sau chuyển cho PLC Thiết bị lập trình thiết bị lập trình chun dụng, thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ, phần mềm cài đặt máy tính cá nhân d Bộ nhớ Bộ nhớ nơi lưu giữ chương trình sử dụng cho hoạt động điều khiển Các dạng nhớ RAM, ROM, EPROM Người ta chế tạo nguồn dự phịng cho RAM để trì chương trình trường hợp điện nguồn, thời gian trì tuỳ thuộc vào PLC cụ thể Bộ nhớ chế tạo thành module cho phép dễ dàng thích nghi với chức điều khiển có kích cỡ khác nhau, cần mở rộng cắm thêm e Giao diện vào/ra Giao diện vào nơi xử lý nhận thông tin từ thiết bị ngoại vi truyền thông tin đến thiết bị bên ngồi Tín hiệu vào từ cơng tắc, cảm biến nhiệt độ, tế bào quang điện Tín hiệu cung cấp cho cuộn dây công tắc tơ, rơle, van điện từ, động nhỏ Tín hiệu vào/ra tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên tục, tín hiệu logic Các tín hiệu vào/ra thể hình 1.3 Mỗi điểm vào có địa PLC sử dụng