Thiết kế và giám sát hệ thống trộn phân định lượng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ NGUYỄN BÁ THANH NGUYÊN THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG TRỘN PHÂN ĐỊNH LƯỢNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng, 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG TRỘN PHÂN ĐỊNH LƯỢNG CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG GVHD: THS LÊ PHƯỢNG QUYÊN SVTH: NGUYỄN BÁ THANH NGUYÊN LỚP : K25-EDT1 MSSV: 25211716962 Đà Nẵng, 2023 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan với Ban giám hiệu nhà trường đây là đề tài do em nghiên cứu và thực hiện thành đồ án hoàn toàn Các số liệu và kết quả thực nghiệm trong đồ án là trung thực và không trùng lặp với bất kì kết quả nghiên cứu nào khác đã được công bố Đây là lần đầu tiên em thực hiện nghiên cứu về đề tài này, trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi sai sót có thể xảy ra Vì vậy, kính mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô và hội đồng bảo vệ để đề tài được hoàn thiện hơn và tạo cho em một cơ sở nhìn nhận về khả năng của bản thân, kiến thức và kinh nghiệm, từ đó có hướng phấn đấu tốt hơn để hoàn thiện bản thân trong tương lai Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 10 tháng 12 năm 2023 Sinh viên thực hiện Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Bá Thanh Nguyên ThS Lê Phượng Quyên LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Lê Phượng Quyên – Giảng viên hướng dẫn khoá luận tốt nghiệp này, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm khoá luận Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Duy tân nói chung, các thầy cô trong Bộ môn trong khoa Điện – Điện tử nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một học viên, luận văn này không thể tránh được những thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô để tôi có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG .viii LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2 1.1 Lý do chọn đề tài 2 1.2 Phương pháp nghiên cứu 3 1.3 Quá trình thực hiện .4 1.4 Bố cục 4 1.5 Giới hạn 5 1.6 Dự kiến kết quả đạt được 5 1.7 Mục tiêu và ý tưởng 5 1.7.1 Mục tiêu 5 1.7.2 Ý tưởng 5 1.8 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7 2.1 Tìm hiểu chung về PLC: .7 2.1.1 Khái quát về PLC 7 2.1.2 Cấu tạo của PLC 8 2.1.3 Đặc điểm và vai trò của PLC .9 2.2 Tìm hiểu chung về loadcell: .10 2.2.1 Khái quát chung 10 2.2.2 Phân loại loadcell: .11 2.2.3 Nguyên lý hoạt động: 15 2.3 TỔNG QUAN NGÀNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN CHO CÂY TRỒNG: 16 2.3.1 Tổng quan ngành sản xuất phân bón 16 2.3.2 Tổng quan các công đoạn dây truyền sản xuất phân bón .16 2.3.3 Các dây chuyền sản xuất phân bón hiện nay 17 2.3.4 Các loại máy trộn phân bón .18 2.4 Tổng quan về phần mềm hỗ trợ .19 2.4.1 TIA portal V16 .19 2.4.2 WINCC Advanced .20 2.5 Lựa chọn bộ điều khiển trung tâm .20 2.5.1 Bộ xử lý chính .20 2.5.2 Module Mở Rộng: 22 2.6 Lựa chọn băng tải .24 2.7 Lựa chọn phương thức truyền động cho băng tải .25 2.8 Tính chọn công suất động cơ cho băng tải .26 2.9 Tính chọn cảm biến đo khối lượng 28 2.10 Khuếch đại loadcell 29 2.11 Rơ le trung gian 30 2.12 Bể trộn nguyên liệu 31 2.13 Lựa chọn thiết bị bảo vệ cho mạch điện: 34 CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN .35 3.1 Sơ đồ khối 35 3.2 Lưu đồ thuật toán điều khiển 36 3.2.1 Lưu đồ toàn hệ thống 36 3.2.2 Lưu đồ MANU 37 3.2.3 Lưu đồ AUTO 38 3.2.3 Lưu đồ báo lỗi .39 3.3 quy trình hoạt động của hệ thống 40 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 41 4.1 Mô hình thực nghiệm: 41 4.2 Sơ đồ mạch điện điều khiển: .42 4.2.1 Analog input .42 4.2.2 Input điều khiển 43 4.2.3 Output 44 4.3 Xây dựng chương trình điều khiển: 44 4.3.1 Cấu hình phần cứng PLC S7–300 45 4.3.2 Tiến hành lập trình chương trình điều khiển cho mô hình: .48 4.3.3 Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển 49 4.4 Chạy thực nghiệm 50 4.4.1 Chương trình chính .50 4.4.2 Quy trình hoạt động của hệ thống .53 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 54 5.1 Kết quả .54 5.1.1 Kết quả đạt được 54 5.1.2 Kết quả thực nghiệm 54 5.1.3 Kết quả thử nghiệm: 57 5.2 Hướng phát triển 59 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2-1 Cấu tạo cơ bản của PLC 8 Hình 2-2 loadcell SQD digital keli 11 Hình 2-3 Loadcell model 3000 geokon 11 Hình 2-4 Loadcell HTC .12 Hình 2-5 Loadcell 0782 - mettler toledo 12 Hình 2-6 Loadcell vishay ACB 13 Hình 2-7 Loadcell cân bồn VNS02 13 Hình 2-8 Loadcell DHM9B Zemic .13 Hình 2-9 Cân sản điện tử CI-200 CAS 14 Hình 2-10 Cân đếm điện tử Tân Phong 1, 5kg – 30kg .14 Hình 2-11 Nguyên lý làm việc của loadcell .15 Hình 2-12 Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ 16 Hình 2-13 TIA Portal V16 19 Hình 2-14 Các loại wincc 20 Hình 2-15 PLC S7-300 314C-2PN/DP 21 Hình 2-16 thông tin về các họ của dòng PLC S7 300 22 Hình 2-17 Một số loại module mở rộng .24 Hình 2-18 Các thành phần của PLC S7-300 .24 Hình 2-19 Mô hình băng tải 25 Hình 2-20 Động cơ 3 pha 100 W .28 Hình 2-21 Loadcell dành cho cân bồn .29 Hình 2-22 Bộ khuếch đại loadcell KM02A 30 Hình 2-23 Thông số kỹ thuật khuếch đại KM02A 30 Hình 2-24 Rơ-le trung gian .31 Hình 2-25 Bồn trộn cơ khí 31 Hình 2-26 Bể trộn ngang 32 Hình 2-27 Bể trộn thủy lực 32 Hình 2-28 trục máy trộn 33 Hình 2-29 bể trộn 33