Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT HỆ THỐNG BƠM, LỌC VÀ CÂN SẢN PHẨM TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7-200 GVHD: TS NGUYỄN MINH TÂM SVTH: NGUYỄN TRÍ ĐẠT MSSV: 11151115 SVTH: VŨ MINH ĐỨC MSSV: 11151196 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 an an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS NGUYỄN MINH TÂM Họ tên sinh viên 1: NGUYỄN TRÍ ĐẠT Họ tên sinh viên 2: VŨ MINH ĐỨC Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Ng nhận ề tài: 15/03/2015 ĐT: 0902873941 MSSV: 11151115 MSSV: 11151196 Lớp: 11151CL2 Ngày nộp ề tài: 25/07/2015 Tên ề tài: Thiết Kế, Thi Công, Điều Khiển, Giám Sát Hệ Thống Bơm, Lọc Và Cân Sản Phẩm Nhiệm vụ nội dung: Nhiệm vụ: Thiết kế thi công mơ hình bơm, lọc cân sản phẩm dựa vào mơ hình thực tế Ứng dụng PLC S7-200 CPU 226, biến tần DELTA v o iều khiển mơ hình Sử dụng phần mềm giám sát DOPSOFT thông qua hình HMI hãng DELTA ể giám sát trình hoạt ộng hệ thống Nội dung: Giao tiếp Free-port ầu cân PLC S7-200 Thiết kế hệ thống iện mơ hình Thiết kế giao diện iều khiển giám sát qua HMI Sử dụng biến tần DELTA cảm biến siêu âm iều khiển má bơm Tp.HCM, ng ….tháng….năm 2015 Giáo viên hƣớng dẫn Tp.HCM, ng ….tháng… năm 2015 Chủ nhiệm ngành TS NGUYỄN MINH TÂM an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Giáo viên hƣớng dẫn: TS NGUYỄN MINH TÂM Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TRÍ ĐẠT MSSV: 11151115 VŨ MINH ĐỨC MSSV: 11151196 Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hoá Tên ề tài: Thiết Kế, Thi Công, Điều Khiển, Giám Sát Hệ Thống Bơm, Lọc Và Cân Sản Phẩm NHẬN XÉT Về nội dung ề tài & khối lƣợng thực hiện: Ƣu iểm: Khuyết iểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp.Hồ Chí Minh, ng tháng năm 2015 Giáo viên hƣớng dẫn an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Giáo viên phản biện : Sinh viên thực : Ngành: NGUYỄN TRÍ ĐẠT MSSV: 11151115 VŨ MINH ĐỨC MSSV: 11151196 Cơng Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hoá Tên ề tài: Thiết Kế, Thi Công, Điều Khiển, Giám Sát Hệ Thống Bơm, Lọc Và Cân Sản Phẩm NHẬN XÉT Về nội dung ề tài & khối lƣợng thực hiện: Ƣu iểm: Khuyết iểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp.Hồ Chí Minh, ng tháng Giáo viên phản biện an năm 2015 LỜI NÓI ĐẦU Ở Việt Nam nhƣ hầu hết nƣớc ang phát triển giới ều hƣớng ến việc cơng nghiệp hóa, ại hóa ất nƣớc Với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật nên việc áp dụng thành tựu vào q trình sản xuất từ lâu ã khơng cịn xa lạ với ngƣời Chính cơng nghiệp, tự ộng iều khiển óng vai trị quan trọng, nâng dần tính ại hóa công nghiệp ẩy công nghiệp từ thô sơ lên ại công nghiệp m ỉnh cao tự ộng hóa cách hồn tồn Nhờ việc ứng dụng công nghệ tự ộng công nghiệp mà sức lao ộng ngƣời giảm i nhiều nhờ ó m suất lao ộng ƣợc tăng lên nhiều Con ngƣời phải quan tâm ến vấn ề phụ nhƣ nhấn nút, canh thời gian hoạt ộng … V ngƣời làm công việc nhiều ngƣời Sau bốn năm học tập ngành công nghệ kỹ thuật iều khiển tự ộng hóa trƣờng Đại học sƣ phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, ƣợc bảo v giúp ỡ tận tình q thầy nhu cầu thiết thực thực tế nên án tốt nghiệp chúng em ịnh chọn ề t i: ―Điều Khiển, Giám Sát Hệ Thống Bơm, Lọc Và Cân Sản Phẩm Sử Dụng PLC S7-200.” Mơ hình chúng em ƣợc xây dựng dựa yêu cầu iều khiển thực tế hệ thống giám sát, xử lý lấy mẫu dầu thơ thơng qua q trình i thực tập Vì kiến thức, hiểu biết cơng nghệ cịn hạn chế nhƣ thời gian tìm hiểu, thực nên chúng em chƣa thể phát huy tƣởng vào mơ hình Trên thực tế hệ thống giám sát, xử lý dầu thô phức tạp khí v có cơng nghệ ại nên â chúng em ƣa mơ hình tƣợng trƣng nên xác hiệu khơng cao so với thực tế Chúng em mong nhận ƣợc thông cảm quý thầy cô i an LỜI CÁM ƠN Trong suốt quãng thời gian l m án thầ cô ã tạo iều kiện, hƣớng dẫn bảo cho chúng em với tận tụy nhiệt huyết Các thấ ã khơng ngại khó khăn v d nh thời gian quý báu ể hƣớng dẫn chúng em Chính iều ó l ộng lực ể chúng em khơng ngừng học hỏi, phấn ấu, trau dồi kiến thức thời gian qua Đồ án― Điều Khiển, Giám Sát Hệ Thống Bơm, Lọc Và Cân Sản Phẩm Sử Dụng PLC S7-200‖ l vận dụng tổng hợp kiến thức m chúng em ã ƣợc học dƣới giảng dạy thầ cô Hơn án cho em thấ ƣợc nhƣ hiểu ƣợc phần công việc ngƣời cử nhân môi trƣờng làm việc tƣơng lai Tu nhiên với kiến thức hạn chế nên q trình l m án chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, sai phạm kính mong q thầy góp ý, bảo ể chúng em hoàn thiện Bên cạnh nỗ lực, cố gắng, ý thức thân ngƣời nhóm nhƣng ể hoàn thành tốt án n chúng em ã nhận ƣợc giúp ỡ thầy cô, bạn ồng nghiệp v ặc biệt thầy Nguyễn Minh Tâm Thầ ã tận tình, hƣớng dẫn, bảo sai sót kinh nghiệm quý báu thực tế ể giúp chúng em hoàn thành ề tài cách tơt Do ó lời cảm ơn ầu tiên chúng em xin chân thành gửi ến thầy Nguyễn Minh Tâm Kế ến chúng em xin cảm ơn q thầ ng nh Điện- Điện tử nói riêng tồn thể q thầ trƣờng ại học sƣ phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh nói chung ã truyền ạt kiến thức cho chúng em ể chúng em ho n th nh án cách tốt Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn! ii an MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i LỜI CÁM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ vi DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC VIẾT TẮT ix CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn ề 1.2 Mục tiêu ề tài 1.3 Nội dụng ề tài 1.4 Giới hạn ề tài 1.5 Phƣơng pháp, ối tƣợng nghiên cứu 1.5.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.5.2 Đối tƣợng nghiên cứu CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu chung plc hãng siemens 2.2 Plc simatic s7-200 cpu 226 2.2.1 Cấu trúc phần cứng 2.2.2 Cổng truyền thông 2.2.3 Thực chƣơng trình 2.2.4 Cấu trúc chƣơng trình 2.2.5 Các vùng nhờ S7-200 10 2.3 GIỚI THIỆU VỀ CÁC ĐỐI TƢỢNG SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 10 2.3.1 Đầu cân T7E 10 2.3.1.1 Thông số kỹ thuật 10 2.3.1.2 Sơ khối 11 2.3.1.3 Kết nối cảm biến 11 2.3.1.4 Giao diện giao tiếp hình 12 iii an 2.3.1.5 Hƣớng dẫn vận hành 13 2.3.1.6 Hiệu chỉnh 14 2.3.1.7 Chỉ thị lỗi 15 2.3.2 Giới thiệu chung biến tần 15 2.3.2.1 Nguyên lý làm việc 15 2.3.2.2 Thông số kỹ thuật 16 2.3.2.3 Tên chức phận 17 2.3.3 Các loại cảm biến 21 2.3.3.1 Cảm biến siêu âm 21 2.3.3.2 Cảm biến iện cảm 23 2.3.3.3 Cảm biến Loadcell 25 2.3.3.4 Cảm biến mức (phao iện) 26 2.4 CÁC THIẾT BỊ CHẤP HÀNH 26 2.4.1 Relay 26 2.4.1.1 Định nghĩa 27 2.4.1.2 Nguyên lý hoạt ộng 27 2.4.2 Má bơm 220v pha 27 2.4.2.1 Nguyên lý hoạt ộng má bơm nƣớc ly tâm 28 2.4.2.2 Thông số kỹ thuật 28 2.4.3 Van Solenoid 28 2.4.3.1 Van AC 29 2.4.3.2 Thông số kỹ thuật 29 2.4.3.3 Cấu tạo 30 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 30 3.1 Thiết kế hệ thống 30 3.2 Chọn iều khiển trung tâm 30 3.3 Chiết kế phần hệ thống 31 3.4 Sơ khối hệ thống 31 3.5 Lựa chọn plc 32 iv an 3.6 Lựa chọn loadcell 36 3.7 Lựa chọn má bơm 36 3.8 Lựa chọn số thiết bị khác 37 3.9 Module chuyên dụng em231 38 3.10 Module chuyên dụng EM232 40 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ THU THẬP DỮ LIỆU 43 4.1 Yêu cầu hoạt ộng hệ thống 43 4.2.Lƣu chƣơng trình 44 4.3.Điều khiển giám sát HMI 47 4.3.1.Yêu cầu iều khiển giám sát HMI: 47 4.3.2.Cách kết nối với PLC: 47 4.3.3.Cách thiết kế giao diện giám sát, iều khiển, cảnh báo thu thập liệu dùng HMI: 48 4.3.3.1.Giới thiệu phần mềm thiết kế giao diện HMI: 48 4.3.3.2 Cách sử dụng phần mềm DOPSOFT: 49 4.3.3.3.Thiết kế giao diện HMI cho ối tƣợng: 52 CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ 61 5.1.KẾT QUẢ MƠ HÌNH CƠ KHÍ 61 5.2.KẾT QUẢ MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN 64 5.3 ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT DÙNG HMI 65 5.4 VẬN HÀNH 66 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 67 6.1 KẾT LUẬN 67 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 69 v an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ 5.1.KẾT QUẢ MÔ HÌNH CƠ KHÍ Mơ hình tổng quan Hình 5.1: Mơ hình hệ thống 61 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.2: Mơ hình hệ thống giám sát Mơ hình chi tiết Hình 5.3: Mơ hình bồn chứa với cảm biến siêu âm 62 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.4: Mơ hình lọc, phao điện Hình 5.5: Bộ lọc 63 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.6: Mơ hình cân sản phẩm 5.2.KẾT QUẢ MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN 64 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.7: Tủ điện 5.3 ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT DÙNG HMI 65 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.8: Mô HMI 5.4 VẬN HÀNH Kiểm tra cấp nguồn cho hệ thống: 24VDC cho rơle, PLC, m n hình HMI; 220VAC cho hệ thống van, nguồn; 380VAC cho biến tần Tùy chỉnh lƣu lƣợng sản phẩm muốn bơm v o bồn HMI Có mức lƣu lƣợng, bơm bơm 100% công suất, mức trung bình bơm bơm khoảng 60% cơng suất max ngƣng bơm Khi mức lƣu lƣợng ạt ến giá trị tối a bơm tự ộng hoạt ộng lại mức lƣu lƣợng ó xuống thấp mức trung bình Trong bơm van trắng xả ƣa sản phẩm xuống bồn dƣới ể lọc qua bồn chứa sản phẩm ã lọc Tại hai bồn n ều ƣợc iểu khiển phao iện, hai bồn sản phẩm ạt ến mức chứa yêu cầu van xả ƣợc dừng hoạt ộng Sản phẩm sau lọc ƣợc van en xả ƣa chai ể em i Van xả n ƣợc iều khiển cảm biến iện cảm cân iện tử Khi có bình kim loại ặt lên ầu cân, cảm biến iện cảm tha ổi trạng thái làm van hoạt ộng Sau ó van ngừng ầu cân ạt ƣợc giá trị ta ặt ứng với khối lƣợng bình kim loại 66 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 KẾT LUẬN Sau trình thực ề tài tốt nghiệp, nhóm ã ho n th nh ƣợc yêu cầu ặt việc giám sát, iều khiển mơ hình bơm, lọc cân sản phẩm tự ộng dùng PLC S7-200 Kết ề t i ã ạt ƣợc ƣu iểm nhƣ hạn chế nhƣ sau: Ƣu điểm: Có thể áp dụng mơ hình bơm, lọc cân sản phẩm vào thực tế với quy mô nhỏ cách dễ dàng, mức sản phẩm bơm v o tha ổi tuỳ chỉnh Mơ hình iều khiển từ xa chỗ Thiết kế, thi cơng mơ hình úng với u cầu ban ầu Chƣơng trình iều khiển giám sát chạy ổn ịnh v úng với yêu cầu Đọc ƣợc tín hiệu cảm biến iện cảm, siêu âm Sử dụng ƣợc biến tần Delta Hiệu chỉnh giao tiếp ƣợc ầu cân với PLC Hạn chế: Cần nguồn nguyên liêu liên tục cung cấp cho má bơm Hệ thống van xả có ống dẫn nhỏ 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN Việc thực mơ hình ã ho n th nh yêu cầu ặt ra, nhiên thời gian, kinh phí, cơng nghệ cịn hạn chế nên mơ hình mơ dựa hoạt ộng hệ thống thực Để mô hình i v o hoạt ộng thực tế ề tài cần có thêm hƣớng phát triển nhƣ sau: Mở rộng thêm hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm Tính tốn, thiết kế, thi cơng mơ hình hồn chỉnh, giống với thực tế Thay phao iện cảm biến ể hệ thống ạt ộ xác cao Thay hệ thống lọc với công nghệ ại 67 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Chí Kiên (2013), ―Giáo trình o lƣờng cảm biến‖, Nh xuất ĐHQG TPHCM, 320 trang Website www.plcvietnam.com Website https://support.industry.siemens.com/cs/ Website http://maybomnuoc.org.vn/may-bom-nuoc.html 68 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC 69 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 70 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 71 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 72 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 73 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 74 an an
Ngày đăng: 27/12/2023, 02:58
Xem thêm:
