MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 5 CHƯƠNG 1 6 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHA SƠN TỰ ĐỘNG 6 1.1. Đặt vấn đề 6 1.2. Mục đích nghiên cứu 6 1.3. Giới hạn đề tài 6 1.4. Hướng thực hiện đề tài 6 1.5. Một số mô hình ngoài thực tế 7 1.5. Kết luận 8 CHƯƠNG 2 9 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC VÀ GIÁM SÁT WINCC 9 2.1. Tổng quan về PLC S7-300 9 2.1.1. Khái niệm 9 2.1.2. Cấu trúc của PLC 9 2.1.3. Cấu tạo PLC 10 2.1.4. Ưu nhược điểm của hệ thống 11 2.2. Cấu trúc phần cứng của PLC 12 2.2.1. Modul CPU 12 2.2 Các linh kiện sử dụng trong hệ thống 17 Cảm biến mức 17 2.2.2 Bồn chứa sơn 20 2.2.3 Động cơ trộn 20 Động cơ xoay chiều không đồng bộ 1 pha 21 Ứng dụng 21 Điểm hữu dụng cánh khuấy trộn 22 Kích thước: 22 Sử dụng trong hệ thống 22 2.2.5 Van đóng mở 22 2.2.6 Đèn báo trạng thái. 22 Đèn Báo 23 Thông số kĩ thuật và cấu tạo đèn báo 23 Ứng dụng 23 2.2.7 Nút bấm 23 23 Nguyên lí làm việc của nút nhấn 24 Ứng dụng 24 2.4 Win CC 24 2.3.1 Giới thiệu về WinCC V14 24 2.4. Kết Luận 25 CHƯƠNG 3 25 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG PHA SƠN TỰ ĐỘNG 25 3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống 25 3.1.1. Sơ đồ khối 25 3.1.2. Nguyên lý hoạt động 26 3.2. Xây dựng lưu đồ thuật toán 26 3.2.1. Sơ đồ thuật toán điều khiển chính 26 3.2.2. Thuật toán điều khiển chương trình trộn sơn. 27 3.3. Xác định đầu vào ra của hệ thống 28 3.4. Mô phỏng hệ thooang trên WinCC 29 3.4.1. Các bước thực hiện trong phần mềm Tia Portal V14 29 3.4.2. Màn hình điều khiển chính 32 3.4.3. Màn hình lựa chọn màu sắc 33 3.5. Kết quả 33 3.5.1. Vận hành chương trình 33 3.5.2. Kết quả kiểm chứng 34 3.5.3. Nhận xét và đánh giá 34 KẾT LUẬN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHỤ LỤC 38 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của xã hội, đời sống người dân ngày càng được nâng cao, việc thay thế các hoạt động thủ công bằng các thiết bị tự động cũng được người dân ứng dụng nhiều trong công nghiệp cũng như trong sinh hoạt. Trong kỳ này em thực hiện đề tài “Thiết kế phần mềm giám sát và điều khiển hệ thống trộn sơn sử dụng PLC S7” Ngày nay, ai cũng biết rõ rằng công nghệ PLC đóng vai trò quan trọng trong năng lượng cơ và làm bộ não cho các bộ phận cần tự động hoá và cơ giới hoá. Do đó, điều khiển lập trình PLC rất cần thiết đối với các kỹ sư cơ khí cũng như các kỹ sư điện, điện tử, từ đó giúp họ nắm được phạm vi ứng dụng rộng rãi và kiến thức về PLC cũng như cách sử dụng thông thường. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của cô giáo và các thầy cô giáo trong khoa để em thực hiện tốt đề tài này. Tuy nhiên do kiến thức, kinh nghiệm chưa được hoàn chỉnh nên còn có một số thiếu sót trong quá trình thực hiện đề tài, mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và bạn đọc quan tâm đề tài này. Hà Nội, năm 2021 Sinh viên CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHA SƠN TỰ ĐỘNG 1.1. Đặt vấn đề Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hóa, để quá trình này phát triển nhanh chúng ta cần tập trung đầu tư vào các dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suất lao động và cho ra sản phẩm có chất lượng cao. Một trong những phương án đầu tư vào tự động hoá là việc ứng dụng PLC vào các dây chuyền sản xuất. Đối với những tính năng tiện ích của hệ thống PLC nên hiện nay bộ điều khiển này đang được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau. Một trong những ngành đang phát triển mạnh mẽ nhất hiện nay đó là ngành xây dựng, và việc ứng dụng PLC vào trong ngành xây dựng là một việc làm sẽ đem lại hiệu quả cao và rất phù hợp, đặc biệt là trong công đoạn pha chế sơn. 1.2. Mục đích nghiên cứu Sơn là một trong những nguyên vật liệu chủ yếu trong ngành xây dựng, chủ yếu là sơn phủ bề mặt nhằm bảo vệ bề mặt đối tượng sử dụng, đồng thời cũng là hình thức trang trí thẩm mỹ, chính vì vậy màu sắc của sơn là một yếu tố được quan tâm hàng đầu. Đa số việc pha màu hiện nay trên thị trường đều được thực hiện trên phương pháp thủ công (tức theo kinh nghiệm). Chính vì vậy độ chính xác không cao, sản phẩm sản xuất ra đôi khi không theo mong muốn, tỷ lệ phế phẩm nhiều, năng suất thấp, lãng phí sức lao động, thời gian, Để loại bỏ những nhược điểm trên. Cũng như để tạo ra những sản phẩm theo mong muốn, chỉ bằng một thao tác đơn giản, đưa bộ điểu khiển lập trình PLC vào để thực hiện cụ thể là một dây chuyền sản xuất tự động. 1.3. Giới hạn đề tài Từ yêu cầu của đề tài, cũng như khả năng về kiến thức em chỉ thực hiện những công việc sau: Đầu tiên em tìm hiểu về mô hình pha màu trong thực tế. Tìm hiểu và nghiên cứu PLC S7 – 300. Viết chương trình, chạy chương trình trên PLC (CPU 315). Tìm hiểu phần mền Win CC. Viết giao diện bằng phần mền WinCC, kết nối giao tiếp giữa giao diện WinCC và chương trình PLC. 1.4. Hướng thực hiện đề tài Nghiên cứu mô hình máy pha màu từ các bồn chứa vật liệu cơ bản (các màu cơ bản và thành phần để tổng hợp nên màu cơ bản). Ấn định sản xuất một số màu (cam, xanh lá cây, lam, chàm) từ các màu cơ bản (đỏ, vàng, xanh). Ấn định sản xuất lượng sản phẩm được người sử dụng nhập từ giao diện. Sử dụng giao diện để người sử dụng lựa chọn sản phẩm và tỷ lệ theo các thành phần màu để có một màu theo mong muốn. Sử dụng các bộ timer để tính thời gian trộn và xả sản phẩm Thông qua PLC để tác động đóng mở các van cấp nguyên vật liệu và điều khiển động cơ khuấy trộn. Vẽ giao diện về mô hình và bảng điều khiển, bảng mã màu để dễ dàng trong việc giám sát và điều khiển. Kết nối giữa giao diện Wincc, giám sát hệ thống qua màn hình HMI và chương trình PLC. Thi công mô hình và điều khiển mô hình hoàn toàn hoạt động. 1.5. Một số mô hình ngoài thực tế Hình 1.1 Hệ thống pha màu sơn của Seamaster Hệ thống máy pha màu cho phép người dùng tùy ý điều chỉnh, các màu sắc mà họ muốn hoặc tạo ra, các sắc thái màu sắc mới bằng cách sử dụng hệ thống pha màu trên máy tính. Hệ thống máy pha màu tự động của Seamaster có hơn 10.000 màu có sẵn để người dùng lựa chọn. Hình 1.2 Hệ thống máy pha màu tự động hiện đại Mykolor 1.5. Kết luận Sau quá trình tìm, hiểu cho chúng ta thấy hệ thống rất tiện lợi cho người tiêu dùng, rút ngắn được thời gian chờ đợi. Đối với sơn pha sẵn khách hàng sau khi chọn màu và sử dụng, nếu trong quá trình thi công bị thiếu, khách phải đợi 15 - 20 ngày mới có sản phẩm theo yêu cầu vì phải vận chuyển từ nhà máy ra. Còn máy trộn sơn tự động khách hàng sẽ có ngay, chỉ cần đi ra cửa hàng sơn và báo mã màu cho nhân viên bán hàng. Vì vậy em đã tìm hiểu về hệ thống trộn sơn với kiến thức đã được học trên trường cho em biết hệ thống sử dụng PLC, nên em tìm hiểu PLC S7-300 và phần mềm mô phỏng Wincc. CHƯƠNG 2 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC VÀ GIÁM SÁT WINCC 2.1. Tổng quan về PLC S7-300 2.1.1. Khái niệm Thiết bị điều khiển logic lập trình (Programmable Logic Control, viết tắt là PLC) là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình. Thay cho việc thực hiện thuật toán đó bằng mạch số như vậy với chương trình điều khiển PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn dễ dàng thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hay máy tính). Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình như khối OB, FC hoặc FB, và được thiết lập theo chu kỳ vòng quét. Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC có tình năng như một máy tính. Nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (PLC), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên phải có cổng đầu vào/ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó PLC còn có thêm các khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer)… và các khối chuyên dụng khác. 2.1.2. Cấu trúc của PLC Thiết bị điều khiển logic lập trình PLC là thiết bị điều khiển đặc biệt dựa trên bộ vi xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh và thực hiện các chức năng: phép logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, thuật toán để điều khiển máy và các quá trình. PLC được thiết kế cho phép những người không yêu cầu kiến thức cao về máy tính và ngôn ngữ máy tính có thể vận hành được. Khi cần điều khiển một bài toán ta chỉ cần viết chương trình theo ngôn ngữ PLC và nhập vào bộ nhớ PLC. Thiết bị điều khiển sẽ giám sát các tín hiệu vào /ra theo các chương trình này và thực hiện các quy tắc điều khiển đã lập trình. PLC có 5 thành phần cơ bản: Đơn vị xử lý trung tâm, bộ nhớ, bộ nguồn nuôi, khối tín hiệu vào/ra và thiết bị lập trình. Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc cơ bản của PLC 2.1.3. Cấu tạo PLC Một PLC điển hình có cấu tạo như hình vẽ: Hình 2.2 Cấu tạo của PLC Ta thấy cấu trúc cơ bản của PLC bao gồm một bộ vi xử lý trung tâm CPU, bộ nhớ (ROM, RAM) khối vào ra, khối phát xung nhịp, pin và hệ thống các BUS. Toàn bộ hoạt động của PLC được điều khiển bởi CPU, nó được cung cấp bởi khối phát xung nhịp, do đó tốc độ của CPU sẽ phụ thuộc vào khối phát xung nhịp (thông thường khối phát xung nhịp có tần số vào khoảng 1 8 MHz), xung nhịp này sẽ cung cấp cho tất cả các khối trong PLC để đồng bộ hóa quá trình hoạt động của khối này với CPU. Hệ thống BUS bao gồm BUS địa chỉ (xác định địa chỉ trên các vùng nhớ), BUS điều khiển (truyền tải các thông tin điều khiển), BUS dữ liệu (truyền tải dữ liệu) và các BUS vào/ra (mang thông tin từ các đầu vào ra). Có bốn bộ nhớ trong PLC: Bộ nhớ ROM: là loại bộ nhớ không thể thay đổi được, bộ nhớ này chỉ nạp được một lần nên ít được sử dụng phổ biến như các loại bộ nhớ khác. Bộ nhớ RAM: là loại bộ nhớ có thể thay đổi được và dùng để chứa các chương trình ứng dụng cũng như dữ liệu, dữ liệu chứa trong RAM sẽ bị mất khí mất điện. Tuy nhiên, điều này có thể khắc phục bằng cách dung Pin. Bộ nhớ EPROM: giống như RAM, nhuồn nuôi cho EPROM không cần dung Pin, tuy nhiên nội dung chứa trong nó có thể xóa bằng cách chiếu tia cực tím vào một cửa sổ nhỏ trên EPROM và sau đó nạp lại nội dung bằng máy nạp. Bộ nhớ EEPROM: kết hợp hai ưu điểm của RAM và EPROM, loại này có thể xóa và nạp bằng tín hiệu điện. Tuy nhiên số lần nạp cũng có giới hạn. 2.1.4. Ưu nhược điểm của hệ thống Trong giai đoạn đầu của thời kỳ phát triển công nghiệp vào khoảng 1960 - 1980, yêu cầu tự động của hệ điều khiển được thực hiện bằng các Rơle điện tử nối với nhau bằng dây dẫn điện trong bảng điều khiển, trong nhiều trường hợp bảng điều khiển có kích thước quá lớn đến nỗi không thể gắn toàn bộ lên trên tường và các dây nối cũng không hoàn toàn tốt vì thế rất hay xảy ra trục trặc trong hệ thống. Một điểm quan trọng nữa là do thời gian làm việc của các Rơle có giới hạn nên khi cần thay thế phải ngừng toàn bộ hệ thống và dây nối cũng phảit hay mới cho phù hợp, bảng điều khiển chỉ dùng được một yêu cầu riêng biệt không thể thay đổi tức thời chức năng khác mà đòi hỏi thợ chuyên môn có tay nghề cao. Tóm lại hệ thống điều khiển Rơle hoàn toàn không linh hoạt. • Tóm tắt nhược điểm của hệ thống điều khiển dùng Rơle: Tổn kém rất nhiều dây dẫn. Thay thế rất phức tạp. Cần công nhân sửa chữa tay nghề cao. Công suất tiêu thụ lớn. Thời gian sửa chữa lâu. Khó cập nhật sơ đồ nên gây khó khăn cho công tác bảo trì cũng như thay thế. • Ưu điểm của hệ điều khiển PLC: Sự ra đời của hệ điều khiển PLC đã làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển cũng như các quan niệm thiết kế về chúng, hệ điều khiển dùng PLC có nhiều ưu điểm sau: Giảm 80% số lượng dây dẫn. Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp. Có chức năng tự chuẩn đoán do đó dễ dàng cho công tác sửa chữa được nhanh chóng và dễ dàng. Chức năng điều khiển thây đổi dễ dàng bằng thiết bị lập trình (máy tính, màn hình) mà không cần thay đổi phần cứng nếu không có yêu cầu thêm bớt các thiết bị xuất nhập. Số lượng Rơle và Timer ít hơn nhiều so với hệ điều khiển cổ điển. Số lượng tiếp điểm trong chương trình sử dụng không hạn chế. Thời gian hoàn thành một chu chình điều khiển rất nhanh (vài mS) dẫn đến tăng cao tốc độ sản xuất. Chi phí lắp đặt thấp. Độ tin cậy cao. Chương trình điều khiển có thể in ra giấy chỉ trong vài phút thuận tiện cho vấn đề bảo trì và sửa chữa hệ thống. 2.2. Cấu trúc phần cứng của PLC Thông thường, để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào/ra cũng như chủng loại tín hiệu vào /ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hóa về cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành các modul. Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo yêu cầu công nghệ, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul chính là các modul CPU, các modul chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ. Chúng được gọi chung là modul mở rộng. Tất cả các modul được gá trên những thanh ray (RACK). 2.2.1. Modul CPU Là modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (chuẩn truyền RS485) và có thể còn có một vài cổng vào/ra số (Digital). Các cổng vào ra có trên modul CPU được gọi là cổng vào ra ONBOART. Modul CPU bao gồm các loại sau: • CPU 312-IFM 6ES7-312-5AC00-OABO 6ES7-312-5AC01-OABO 6ES7-312-5AC02-OABO 6ES7-312-5AC81-OABO 6ES7-312-5AC82-OABO Các module này có: Vùng nhớ làm việc: 6KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.6ms/KAW DI/DO trên module CPU: 10/6 Sử dụng trong nối mạng MPI • CPU 313 6ES7 313-1AD00-0AB0 6ES7 313-1AD01-0AB0 6ES7 313-1AD02-0AB0 6ES7 313-1AD03-0AB0 • Các module này có: Vùng nhớ làm việc: 12KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.6ms/KAW Sử dụng trong nối mạng MPI • CPU 314 6ES7 314-1AE01-0AB0 6ES7 314-1AE02-0AB0 6ES7 314-1AE03-0AB0 6ES7 314-1AE04-0AB0 6ES7 314-1AE83-0AB0 6ES7 314-1AE84-0AB0 Các module này có: Vùng nhớ làm việc: 24KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.3ms/KAW Sử dụng trong nối mạng MPI • CPU 314 IFM 6ES7 314-5AE00-0AB0 6ES7 314-5AE01-0AB0 6ES7 314-5AE02-0AB0 6ES7 314-5AE03-0AB0 6ES7 314-5AE82-0AB0 6ES7 314-5AE83-0AB0 • Các module này có: Vùng nhớ làm việc: Từ 24KB đến 32KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.3ms/KAW DI/DO trên module CPU: 20/16 Truyền thông kiểu MPI • CPU 315 6ES7 315-1AF00-0AB0 6ES7 315-1AF01-0AB0 6ES7 315-1AF02-0AB0 6ES7 315-1AF03-0AB0 Các module này có: Vùng nhớ làm việc: 48KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.3ms/KAW Sử dụng trong nối mạng MPI • CPU 315-2DP 6ES7 315-2AF00-0AB0 6ES7 315-2AF01-0AB0 6ES7 315-2AF02-0AB0 6ES7 315-2AF03-0AB0 6ES7 315-2AF82-0AB0 6ES7 315-2AF83-0AB0 Các module này có: Vùng nhớ làm việc: 48KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.3ms/KAW Truyền thông kiểu MPI, Profilbus -DP • CPU 316 6ES7 316-1ag00-0ab0 Các module này có: Vùng nhớ làm việc: 128KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.3ms/KAW Sử dụng trong nối mạng MPI • CPU 316-DP 6ES7 316-2AG00-0AB0 Các module này có: Vùng nhớ làm việc: 128KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.3ms/KAW Truyền thông kiểu MPI, Profilbus-DP • CPU 318-2 6ES7 318-2AJ00-0ab0 Các module này có: Vùng nhớ làm việc: 256KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.3ms/KAW Sử dụng trong nối mạng MPI • CPU 614 6ES7 614-1aH00-0ab3 6ES7 614-1aH01-0ab3 6ES7 614-1aH02-0ab3 6ES7 614-1aH03-0ab3 Các module này có: Vùng nhớ làm việc: 128KB đến 192KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.3ms/KAW Sử dụng trong nối mạng MPI • CPU 614 6ES7 614-1AH00-0AB3 6ES7 614-1AH01-0AB3 6ES7 614-1AH02-0AB3 6ES7 614-1AH03-0AB3 Các module này có: Vùng nhớ làm việc: Từ 128KB đến 192KB Thời gian xử lý 1 khối lệnh: 0.3ms/KAW DI/DO trên module CPU: 512KB Truyền thông kiểu MPI • CPU M7 CPU 388-4 6ES7-388-4BN00-0AC0 • Các modul mở rộng. Các modul mở rộng được chia làm 5 loại chính: 1. PS (Power supply) module nguồn nuôi: có 3 loại 2A, 5A, 10A. 2. SM (Sigal module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra gồm: DI (Digital Input): module mở rộng cổng vào số có thể là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại module. DO (Digital Output): module mở rộng cổng ra số. DI/DO: module mỏ rộng cổng vào/ra số. AI (Analog Input): cổng vào tương tự, chúng là những bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits. AO (Analog Output) Module cổng ra tương tự, là những bộ chuyển đổi tương tự(DA). AI/AO: Module mở rộng các cổng vào/ra tương tự. 3. IM (Interface Module) Module ghép nối: Là loại module chuyên dụng có nhiêm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại vơi nhau thành một khối và được quản ly chung bởi 1 module CPU. Thông thường các module mở rộng được gá liền nhau trên một thanh đỡ gọi là Rack. Mỗi 1 Rack có thể gá được nhiều nhất 8 module mở rộng (không kể module CPU, module nguồn nuôi). Một module CPU S7-300 có thể làm việc nhiều nhất với 4 Rack và các Rack này phải được nối với nhau bằng module IM. 4. FM (Function Module): Module có chức năng điều khiển riêng: VD module động cơ bước, module PID…. 5. CP (Commuication Module): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính. Hình 2.3 Sơ đồ kết nối trạm PLC S7 – 300 2.2 Các linh kiện sử dụng trong hệ thống 2.2.1 Loại cảm biến sử dụng trong hệ thống Cảm biến mức • Cảm biến lưu lượng là gì? Cảm biến lưu lượng nước là loại cảm biến dùng để đo lưu lượng chất lỏng. Thiết bị này được ứng dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp như: nước giải khát, dầu mỏ, hóa chất… Các nhà máy công nghiệp lớn, các tòa nhà thương mại và dân cư đòi hỏi một lượng nước lớn dẫn đến sự ra đời của hệ thống cấp nước công cộng. Cảm biến lưu lượng nước được sử dụng cho mục đích đo tốc độ dòng chảy của nước để theo dõi lượng nước được cung cấp và sử dụng. Hình 2.4 Hình ảnh cảm lưu lượng Thông số cảm biến lưu lượng • Kích cỡ đường ống: DN25, 32, 40, 50, 65, 80 và 100mm • Giới hạn tốc độ dòng chảy: trong dải từ 0.25m/s ~ 12m/s. • Sai số: 0.2 ~ 0.5% • Chất liệu: Thân cảm biến: Thép 304 (mặc định) Lớp lót: Nhựa PTFE • Điện cực: (tùy chọn) thép 316L, Hastelloy B (hoặc C), Titanium, Platinum … • Cấp độ bảo vệ: phần thân vỏ IP68. • Nhiệt độ làm việc: -40 ~ 150 độ C • Áp suất làm việc: 10 kg/cm2 (mặc định); tối đa là 40 kg/cm2 (tùy chọn) • Kiểu kết nối: ngàm kẹp hoặc bắt vít • Khả năng phòng nổ (tùy chọn): chuẩn Exd(ib)ibqIIBT5 Nguyên lý hoạt động của cảm biến lưu lượng • Nguyên lý hoạt động Cảm biến lưu lượng nước bao gồm một van nhựa mà nước có thể đi qua. Một rôto nước cùng với một cảm biến hiệu ứng Hall chỉ định chiều hướng và đo lưu lượng nước. Khi chảy qua van, nước làm quay rôto. Bằng cách này, chúng ta có thể quan sát sự thay đổitrong tốc độ của động cơ. Sự thay đổi này được tính là đầu ra dưới dạng tín hiệu xung bởi cảm biến hiệu ứng Hall từ đó chúng ta có thể đo tốc độ dòng chảy. Nguyên lý làm việc chính đằng sau hoạt động của cảm biến này là hiệu ứng Hall. Theo nguyên tắc này, trong cảm biến này, sự chênh lệch điện áp được tạo ra trong dây dẫn do sự quay của rôto. Sự chênh lệch điện áp cảm ứng này ngang với dòng điện. Khi quạt chuyển động được quay do dòng nước chảy, nó sẽ quay rôto gây ra điện áp. Điện áp cảm ứng này được đo bằng cảm biến hiệu ứng Hall và hiển thị trên màn hình LCD. Cảm biến lưu lượng nước có thể được sử dụng với nước nóng, nước lạnh, nước ấm, nước sạch và nước bẩn. Các cảm biến này có sẵn trong các đường kính khác nhau, với phạm vi tốc độ dòng chảy khác nhau. Đầu ra từ cảm biến hiệu ứng Hall . Hình 2.5 Cảm biến đo chất lỏng Các ứng dụng của cảm biến lưu lượng • Cảm biến lưu lượng nước có thể đo tốc độ dòng chảy của nước bằng cách đo vận tốc hoặc độ dịch chuyển. Chúng cũng có thể đo lưu lượng các loại chất lỏng như đo sữa trong ngành công nghiệp sữa v.v… • Có nhiều loại cảm biến lưu lượng nước có sẵn dựa trên đường kính và phương pháp đo của chúng. Một cảm biến lưu lượng nước vô cùng hiệu quả và được sử dụng phổ biến nhất là cảm biến Paddlewheel. Nó có thể được sử dụng cho các loại chất lỏng giống như nước. • Đối với các ứng dụng mà đường ống thẳng không có sẵn cho đầu vào thì người ta thường dùng đồng hồ đo lưu lượng dịch chuyển tích cực. Loại cảm biến lưu lượng nước này cũng có thể được sử dụng cho nhớt. • Để làm việc với nước bẩn và nước thải có thể dẫn điện thì người ta sử dụng đồng hồ đo lưu lượng từ. Còn đồng hồ đo lưu lượng siêu âm được dùng cho các ứng dụng như nước thải, bùn và các chất lỏng bẩn khác. 2.2.2 Bồn chứa sơn • Hình trụ tròn • Ba bồn chứa sơn • Chất liệu Kim loại Hình 2.6 Bồn chưa sơn • Bồn chứa chính để trộn sơ. Hình 2.7 Bồn chứa chính 2.2.3 Động cơ trộn Hình 2.8 Động cơ xoay chiều gắn cánh gạt Động cơ xoay chiều không đồng bộ 1 pha Động cơ không đồng bộ 1 pha là loại động cơ xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của roto n (tốc độ quay của máy) nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường n1. Trong sản xuất và đời sống, động cơ không đồng bộ 1 pha chủ yếu dùng để biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành cơ năng. Ứng dụng Ngày nay động cơ điện 1 pha được dùng trong hấu hết mọi lĩnh vực, từ các động cơ nhỏ dùng trong lò vi sóng để chuyển động đĩa quay, đến các đồ nghề như máy khoan, hay các máy gia dụng như máy giặt, sự hoạt động của thang máy hay các hệ thống thông gió cũng dựa vào động cơ điện. Ở nhiều nước động cơ điện 1 pha được dùng trong các phương tiện vận chuyển. Động cơ xoay chiều được sử dụng trong hệ thống để gắn cánh quấy sử dụng để trộn sơn trong buồng chứa sơn chính 2.2.4 Cánh quấy sơn Hình 2.9 Cánh quấy sơn • Cánh khuấy Sơn để trộn tốc độ cao, cho phép phân tán hỗn hợp nhanh chóng • Cánh khuấy 04 cánh, khoảng cách giữa 2 cánh đối xứng nhau là 12 Cm Điểm hữu dụng cánh khuấy trộn Chế tạo từ thép mạ kẽm Mối hàn chăc chắn Kích thước: Trục khuấy Dài 45 Cm Đường kính cánh khuấy rộng 8,5 Cm Có độ chính xác cao khi di chuyển vị trí khuấy Hiệu quả cao và không gây hỏng bề mặt Thùng khuấy Sử dụng trong hệ thống Dùng để phân tán đều hỗn hợp sơn trong lúc trộn 2.2.5 Van đóng mở • Hệ thống đóng mở van bằng tại đầu ra đường ống. • Sử dụng van điện từ Kailing phi 212W 160-15 NC để lấy sơn từ bồn chính - Nguồn: 220VAC / 24 VDC - Vật liệu: Thân van là đồng thau. - Đường kính ren: Phi 21mm - Nhiệt độ môi trường làm việc: -5 đến 80*C - Áp xuất tối đa: 1Mpa - Kiểu hoạt động: Tác động tực tiếp, van NC (thường đóng) Hình 3.0 Van điều khiển từ Kailing phi 21 2W 160-15NC Sử dụng van đóng mở để rót sơn sau khi trộn sơn xong vào thùng chưa. 2.2.6 Đèn báo trạng thái. Hình 3.1 Đèn báo trạng thái Đèn Báo Đèn báo là thiết bị phụ kiện điện quen thuộc trong công nghiệp, được sử dụng nhiều trong các tủ điện công nghiệp, tủ điện dân dụng và trong các loại máy công nghiệp. Thông số kĩ thuật và cấu tạo đèn báo Điện áp: 220VAC, 220VDC, 380VAC, 24VDC, 24VAC, 110VAC, 110VDC. Dòng tiêu thụ: nhỏ hơn 18mA.Tuổi thọ: Trên 100 000h sáng liên tục. Nhiệt độ hoạt động: -25-70ºC. Tiêu chuẩn chống bụi nước: IP65. Ứng dụng Là loại đèn có chức năng thông báo, hiển thị tín hiệu, trạng thái hoạt động của nguồn điện. Với nhiều màu sắc hiển thị khác nhau như xanh, đỏ, vàng… hiển thị chi tiết từng trạng thái của nguồn điện đang bình thường hay có sự bất thường trong hệ thống. Sử dụng trong hệ thống để báo trạng thái hoạt động và dừng của máy 2.2.7 Nút bấm Hình 3.2Nút bấm Nút Bấm Nút ấn là một loại công tắc đơn giản điều khiển hoạt động của máy hoặc một số loại quá trình. Hầu hết, các nút nhấn là nhựa hoặc kim loại. Hình dạng của nút ấn có thể phù hợp với ngón tay hoặc bàn tay để sử dụng dễ dàng. Tất cả phụ thuộc vào thiết kế cá nhân. Nút ấn có 2 loại chính là nút nhấn thường mở hoặc nút nhấn thường đóng. Nguyên lí làm việc của nút nhấn Nút nhấn có ba phần: Bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh. Bộ truyền động sẽ đi qua toàn bộ công tắc và vào một xy lanh mỏng ở phía dưới. Bên trong là một tiếp điểm động và lò xo. Khi nhấn nút, nó chạm vào các tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm. Trong một số trường hợp, người dùng cần giữ nút hoặc nhấn liên tục để thiết bị hoạt động. Với các nút nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật cho đến khi người dùng nhấn nút lần nữa. Ứng dụng Công tắc nút nhấn sử dụng nhiều trong các ứng dụng khác nhau như máy tính, điện thoại nút nhấn và nhiều thiết bị gia dụng. Bạn có thể nhìn thấy chúng trong nhà, văn phòng và trong các ứng dụng công nghiệp ngày nay. Chúng có thể bật, tắt máy hoặc làm cho thiết bị thực hiện các hoạt động cụ thể, như trường hợp với máy tính. Trong một số trường hợp, các nút nhấn có thể kết nối thông qua liên kết cơ học, điều khiển một nút nhấn khác hoạt động. Đa số, các nút sẽ có màu sắc cụ thể để biểu thị mục đích của chúng. Ví dụ như nút nhất màu xanh thường được sử dụng để bật thiết bị hay nút nhấn màu đỏ để tắt thiết bị. Điều này tránh gây nên một sô nhầm lẫn. Nút dừng khẩn cấp thường là các nút ấn lớn, thường có màu đỏ và có đầu lớn hơn để sử dụng dễ dàng hơn. Sử dụng trong thiết bị để nhấn các trạng thái, điều khiển. 2.4 Win CC 2.3.1 Giới thiệu về WinCC V14 Hình 3.3 Phần mềm wincc • Phần mềm WinCC của Siemens là một phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) cũng như phục vụ việc xử lý và lưu trữ dữ liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) thuộc chuyên ngành tự động hóa. • WinCC v14 (tích hợp trong TIA Portal v14) là phần mềm kỹ thuật được dùng để thiết lập cho bảng điều khiển HMI, máy tính công nghiệp và máy tính PC thông thường. WinCC này được ứng dụng thông qua phần mềm hiển thị WinCC Runtime Advanced hoặc phức tạp hơn trong hệ thống SCADA với phần mềm hiển thị WinCC Runtime Professional. • WinCC v14 (tích hợp trong TIA Portal v14) có 4 phiên bản phụ thuộc vào hệ thống điều khiển: • WinCC Basic để thiết lập cho màn hình HMI cơ bản. • WinCC Basic được đính kèm với trong mỗi phần mềm STEP 7 Basic and STEP 7 Professinal. • WinCC Comfort để thiết lập cho tất cả các màn hình HMI (Bao gồm Comfort HMI và điện thoại di động). • WinCC Advanced để thiết lập cho tất cả các màn hình HMI và máy tính với phần mềm hiển thị Wincc Runtime Advanced. • WinCC Runtime Advandec là phần mềm hiển thị cho hệ thống máy tính 1 trạm. • WinCC Professional để thiết lập cho tất cả các màn hình HMI và máy tính trong có có cả hệ thống SCADA. • WinCC Runtime Proffesional là hệ thống SCADA được sử dụng để thiết lập cả hệ thống 1 trạm điều khiển và nhiều trạm điều khiển. 2.4. Kết Luận Sau quá trình tìm hiểu ở chương II đã cho chúng ta hiểu hơn về PLC S7-300, về các ưu nhược điểm, cấu chúc phần cứng của PLC và tìm hiểu ngôn ngữ lập trình của PLC giúp chúng ta dễ dàng giao tiếp với chúng và phần mềm Wincc được tích hợp trong phần mềm tiaport v14 để chúng ta mô hỏng và hình dung ra nguyên lý hoạt động của máy trộn sơn Và giúp chúng ta hiểu sâu hơn về nguyên lý hoạt động của cảm biến mức được sử dụng trong hệ thống và muốn giúp chúng ta hiểu sâu ơn thêm về quy trình công nghệ hệ thống pha sơn công nghệ ở chương tiếp theo. CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG PHA SƠN TỰ ĐỘNG 3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống 3.1.1. Sơ đồ khối 3.1.2. Nguyên lý hoạt động
Trang 1MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 5
CHƯ NG 1 6
TỔNG QU N VỀ CÔNG NGHỆ PH S N TỰ ĐỘNG 6
1.1 Đặt vấn đề 6
1.2 Mục đích nghiên cứ 6
1.3 Giới hạn đề tài 6
1.4 H ớng thực hiện đề tài 6
1.5 Một số mô hình ng ài thực tế 7
1.5 Kết l ận 8
CHƯ NG 2 9
PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC VÀ GIÁM SÁT WINCC 9
2.1 Tổng q n về PLC S7-300 9
2.1.1 Khái niệm 9
2.1.2 Cấ trúc củ PLC 9
2.1.3 Cấ tạ PLC 10
2.1.4 Ư nh ợc điểm củ hệ thống 11
2.2 Cấ trúc phần cứng củ PLC 12
2.2.1 M d l CPU 12
2.2 Các linh kiện sử dụng tr ng hệ thống 17
Cảm biến mức 17
2.2.2 Bồn chứ s n 20
2.2.3 Động c trộn 20
Động c x y chiề không đồng bộ 1 ph 21
Ứng dụng 21
Điểm hữ dụng cánh kh ấy trộn 22
Kích th ớc: 22
Sử dụng tr ng hệ thống 22
2.2.5 V n đóng mở 22
2.2.6 Đèn bá trạng thái 22
Đèn Bá 23
Trang 2Ứng dụng 23
2.2.7 Nút bấm 23
23
Ng yên lí làm viê ̣c củ nút nhấn 24
Ứng dụng 24
2.4 Win CC 24
2.3.1 Giới thiệ về WinCC V14 24
2.4 Kết L ận 25
CHƯ NG 3 25
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG PH S N TỰ ĐỘNG 25
3.1 Ng yên lý h ạt động củ hệ thống 25
3.1.1 S đồ khối 25
3.1.2 Ng yên lý h ạt động 26
3.2 Xây dựng l đồ th ật t án 26
3.2.1 S đồ th ật t án điề khiển chính 26
3.2.2 Th ật t án điề khiển ch ng trình trộn s n 27
3.3 Xác định đầ và r củ hệ thống 28
3.4 Mô phỏng hệ th ng trên WinCC 29
3.4.1 Các b ớc thực hiện tr ng phần mềm Ti P rt l V14 29
3.4.2 Màn hình điề khiển chính 32
3.4.3 Màn hình lự chọn mà sắc 33
3.5 Kết q ả 33
3.5.1 Vận hành ch ng trình 33
3.5.2 Kết q ả kiểm chứng 34
3.5.3 Nhận xét và đánh giá 34
KẾT LUẬN 36
TÀI LIỆU TH M KHẢ 37
PHỤ LỤC 38
Trang 3LỜI MỞ ĐẦ
Cùng với sự phát triển củ xã hội, đời sống ng ời dân ngày càng đ ợc nâng c ,việc th y thế các h ạt động thủ công bằng các thiết bị tự động cũng đ ợc ng ời dân ứngdụng nhiề tr ng công nghiệp cũng nh tr ng sinh h ạt
Tr ng kỳ này m thực hiện đề tài “Thiết kế phần mềm giám sát và điều khiển hệ thống trộn sơn sử dụng PLC S7”
Ngày n y, i cũng biết rõ rằng công nghệ PLC đóng v i trò q n trọng tr ng năng
l ợng c và làm bộ nã ch các bộ phận cần tự động h á và c giới h á D đó, điề khiểnlập trình PLC rất cần thiết đối với các kỹ s c khí cũng nh các kỹ s điện, điện tử, từ đógiúp họ nắm đ ợc phạm vi ứng dụng rộng rãi và kiến thức về PLC cũng nh cách sử dụngthông th ờng
m xin chân thành cảm n sự giúp đỡ nhiệt tình củ cô giá và các thầy cô giá
tr ng kh để m thực hiện tốt đề tài này T y nhiên d kiến thức, kinh nghiệm ch đ ợc
h àn chỉnh nên còn có một số thiế sót tr ng q á trình thực hiện đề tài, m ng đ ợc sự chỉ
bả , đóng góp ý kiến củ các thầy cô giá và bạn đọc q n tâm đề tài này
Hà Nội, năm 2021
Sinh viên
Trang 4CHƯ NG 1 TỔNG Q N VỀ CÔNG NGHỆ PH S N TỰ ĐỘNG 1.1 Đặt vấn đề
Hiện n y, đất n ớc t b ớc và thời kỳ công nghiệp h á, hiện đại hó , để q á trìnhnày phát triển nh nh chúng t cần tập tr ng đầ t và các dây ch yền sản x ất tự động
hó , nhằm mục đích giảm chi phí sản x ất, nâng c năng s ất l động và ch r sản phẩm
có chất l ợng c Một tr ng những ph ng án đầ t và tự động h á là việc ứng dụngPLC và các dây ch yền sản x ất Đối với những tính năng tiện ích củ hệ thống PLC nênhiện n y bộ điề khiển này đ ng đ ợc sử dụng rất nhiề tr ng các lĩnh vực khác nh Một
tr ng những ngành đ ng phát triển mạnh mẽ nhất hiện n y đó là ngành xây dựng, và việcứng dụng PLC và tr ng ngành xây dựng là một việc làm sẽ đ m lại hiệ q ả c và rấtphù hợp, đặc biệt là tr ng công đ ạn ph chế s n
1.2 Mục đích nghiên cứu
S n là một tr ng những ng yên vật liệ chủ yế tr ng ngành xây dựng, chủ yế là
s n phủ bề mặt nhằm bả vệ bề mặt đối t ợng sử dụng, đồng thời cũng là hình thức tr ngtrí thẩm mỹ, chính vì vậy mà sắc củ s n là một yế tố đ ợc q n tâm hàng đầ Đ sốviệc ph mà hiện n y trên thị tr ờng đề đ ợc thực hiện trên ph ng pháp thủ công (tức
th kinh nghiệm) Chính vì vậy độ chính xác không c , sản phẩm sản x ất r đôi khikhông th m ng m ốn, tỷ lệ phế phẩm nhiề , năng s ất thấp, lãng phí sức l động, thời
gi n, Để l ại bỏ những nh ợc điểm trên Cũng nh để tạ r những sản phẩm th m ng
m ốn, chỉ bằng một th tác đ n giản, đ bộ điể khiển lập trình PLC và để thực hiện
cụ thể là một dây ch yền sản x ất tự động
1.3 Giới hạn đề tài
Từ yê cầ củ đề tài, cũng nh khả năng về kiến thức m chỉ thực hiện những côngviệc s : Đầ tiên m tìm hiể về mô hình ph mà tr ng thực tế Tìm hiể và nghiên cứPLC S7 – 300 Viết ch ng trình, chạy ch ng trình trên PLC (CPU 315) Tìm hiể phầnmền Win CC Viết gi diện bằng phần mền WinCC, kết nối gi tiếp giữ gi diện WinCC
và ch ng trình PLC
1.4 H ớng thực hiện đề tài
Nghiên cứ mô hình máy ph mà từ các bồn chứ vật liệ c bản (các mà c bản
và thành phần để tổng hợp nên mà c bản) Ấn định sản x ất một số mà (c m, x nh lácây, l m, chàm) từ các mà c bản (đỏ, vàng, x nh) Ấn định sản x ất l ợng sản phẩm
đ ợc ng ời sử dụng nhập từ gi diện Sử dụng gi diện để ng ời sử dụng lự chọn sảnphẩm và tỷ lệ th các thành phần mà để có một mà th m ng m ốn Sử dụng các bộtim r để tính thời gi n trộn và xả sản phẩm Thông q PLC để tác động đóng mở các v ncấp ng yên vật liệ và điề khiển động c kh ấy trộn Vẽ gi diện về mô hình và bảngđiề khiển, bảng mã mà để dễ dàng tr ng việc giám sát và điề khiển Kết nối giữ gi
Trang 5diện Wincc, giám sát hệ thống q màn hình HMI và ch ng trình PLC Thi công mô hình
và điề khiển mô hình h àn t àn h ạt động
1.5 Một số mô hình ng ài thực tế
Hình 1.1 Hệ thống ph màu sơn củ S m st r
Hệ thống máy ph mà ch phép ng ời dùng tùy ý điề chỉnh, các mà sắc mà
họ m ốn h ặc tạ r , các sắc thái mà sắc mới bằng cách sử dụng hệ thống ph mà trênmáy tính
Hệ thống máy ph mà tự động củ S m st r có h n 10.000 mà có sẵn để ng ờidùng lự chọn
Hình 1.2 Hệ thống máy ph màu tự động hiện đại Myk l r
Trang 61.5 Kết luận
S q á trình tìm, hiể ch chúng t thấy hệ thống rất tiện lợi ch ng ời tiê dùng,rút ngắn đ ợc thời gi n chờ đợi Đối với s n ph sẵn khách hàng s khi chọn mà và sửdụng, nế tr ng q á trình thi công bị thiế , khách phải đợi 15 - 20 ngày mới có sản phẩm
th yê cầ vì phải vận ch yển từ nhà máy r Còn máy trộn s n tự động khách hàng sẽ
có ng y, chỉ cần đi r cử hàng s n và bá mã mà ch nhân viên bán hàng Vì vậy m đãtìm hiể về hệ thống trộn s n với kiến thức đã đ ợc học trên tr ờng ch m biết hệ thống
sử dụng PLC, nên m tìm hiể PLC S7-300 và phần mềm mô phỏng Wincc
Trang 7CHƯ NG 2 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC VÀ GIÁM SÁT WINCC 2.1 Tổng qu n về PLC S7-300
2.1.1 Khái niệm
Thiết bị điề khiển l gic lập trình (Pr gr mm bl L gic C ntr l, viết tắt là PLC) là
l ại thiết bị ch phép thực hiện linh h ạt các th ật t án điề khiển số thông q một ngônngữ lập trình Th y ch việc thực hiện th ật t án đó bằng mạch số nh vậy với ch ngtrình điề khiển PLC trở thành một bộ điề khiển số nhỏ gọn dễ dàng th y đổi th ật t án
và đặc biệt dễ tr đổi thông tin với môi tr ờng x ng q nh (với các PLC khác h y máytính) T àn bộ ch ng trình điề khiển đ ợc l tr ng bộ nhớ củ PLC d ới dạng các khối
ch ng trình nh khối B, FC h ặc FB, và đ ợc thiết lập th ch kỳ vòng q ét
Để có thể thực hiện đ ợc một ch ng trình điề khiển, tất nhiên PLC có tình năng
nh một máy tính Nghĩ là phải có một bộ vi xử lý (PLC), một hệ điề hành, bộ nhớ để
l ch ng trình điề khiển, dữ liệ và tất nhiên phải có cổng đầ và /r để gi tiếp đ ợcvới đối t ợng điề khiển và tr đổi thông tin với môi tr ờng x ng q nh Bên cạnh đóPLC còn có thêm các khối chức năng đặc biệt khác nh bộ đếm (C nt r), bộ thời gi n(Tim r)… và các khối ch yên dụng khác
2.1.2 Cấu trúc củ PLC
Thiết bị điề khiển l gic lập trình PLC là thiết bị điề khiển đặc biệt dự trên bộ vi
xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình đ ợc để l trữ các lệnh và thực hiện các chức năng: phép
l gic, lập ch ỗi, định giờ, đếm, th ật t án để điề khiển máy và các q á trình
PLC đ ợc thiết kế ch phép những ng ời không yê cầ kiến thức c về máy tính
và ngôn ngữ máy tính có thể vận hành đ ợc Khi cần điề khiển một bài t án t chỉ cần viết
ch ng trình th ngôn ngữ PLC và nhập và bộ nhớ PLC Thiết bị điề khiển sẽ giám sátcác tín hiệ và /r th các ch ng trình này và thực hiện các q y tắc điề khiển đã lậptrình
PLC có 5 thành phần c bản: Đ n vị xử lý tr ng tâm, bộ nhớ, bộ ng ồn n ôi, khốitín hiệ và /r và thiết bị lập trình
Trang 8Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc cơ bản củ PLC
cả các khối tr ng PLC để đồng bộ hó q á trình h ạt động củ khối này với CPU
Trang 9Hệ thống BUS b gồm BUS đị chỉ (xác định đị chỉ trên các vùng nhớ), BUS điềkhiển (tr yền tải các thông tin điề khiển), BUS dữ liệ (tr yền tải dữ liệ ) và các BUS
Bộ nhớ PR M: giống nh R M, nh ồn n ôi ch PR M không cần d ng Pin,
t y nhiên nội d ng chứ tr ng nó có thể xó bằng cách chiế ti cực tím và một cử sổnhỏ trên PR M và s đó nạp lại nội d ng bằng máy nạp
Bộ nhớ PR M: kết hợp h i điểm củ R M và PR M, l ại này có thể xó
và nạp bằng tín hiệ điện T y nhiên số lần nạp cũng có giới hạn
2.1.4 Ưu nh ợc điểm củ hệ thống
Tr ng gi i đ ạn đầ củ thời kỳ phát triển công nghiệp và kh ảng 1960 - 1980,
yê cầ tự động củ hệ điề khiển đ ợc thực hiện bằng các R l điện tử nối với nh bằngdây dẫn điện tr ng bảng điề khiển, tr ng nhiề tr ờng hợp bảng điề khiển có kích th ớc
q á lớn đến nỗi không thể gắn t àn bộ lên trên t ờng và các dây nối cũng không h àn t àntốt vì thế rất h y xảy r trục trặc tr ng hệ thống Một điểm q n trọng nữ là d thời gi nlàm việc củ các R l có giới hạn nên khi cần th y thế phải ngừng t àn bộ hệ thống và dâynối cũng phảit h y mới ch phù hợp, bảng điề khiển chỉ dùng đ ợc một yê cầ riêng biệtkhông thể th y đổi tức thời chức năng khác mà đòi hỏi thợ ch yên môn có t y nghề c Tóm lại hệ thống điề khiển R l h àn t àn không linh h ạt
Tóm tắt nhược điểm củ hệ thống điề khiển dùng R l :
Khó cập nhật s đồ nên gây khó khăn ch công tác bả trì cũng nh th y thế
Ư điểm củ hệ điề khiển PLC:
Sự r đời củ hệ điề khiển PLC đã làm th y đổi hẳn hệ thống điề khiển cũng nhcác q n niệm thiết kế về chúng, hệ điề khiển dùng PLC có nhiề điểm s :
Trang 10Giảm 80% số l ợng dây dẫn.
Công s ất tiê thụ củ PLC rất thấp
Có chức năng tự ch ẩn đ án d đó dễ dàng ch công tác sử chữ đ ợc nh nh chóng
và dễ dàng
Chức năng điề khiển thây đổi dễ dàng bằng thiết bị lập trình (máy tính, màn hình)
mà không cần th y đổi phần cứng nế không có yê cầ thêm bớt các thiết bị x ất nhập
Số l ợng R l và Tim r ít h n nhiề s với hệ điề khiển cổ điển
Số l ợng tiếp điểm tr ng ch ng trình sử dụng không hạn chế
Thời gi n h àn thành một ch chình điề khiển rất nh nh (vài mS) dẫn đến tăng ctốc độ sản x ất
nh mà các bộ điề khiển PLC đ ợc thiết kế không bị cứng hó về cấ hình Chúng đ ợcchi nhỏ thành các m d l Số các m d l đ ợc sử dụng nhiề h y ít t ỳ th yê cầ côngnghệ, s ng tối thiể b giờ cũng phải có một m d l chính là các m d l CPU, các m d lchức năng ch yên dụng nh PID, điề khiển động c Chúng đ ợc gọi ch ng là m d l mởrộng Tất cả các m d l đ ợc gá trên những th nh r y (R CK)
2.2.1 M dul CP
Là m d l có chứ bộ vi xử lý, hệ điề hành, bộ nhớ, các bộ thời gi n, bộ đếm, cổng
tr yền thông (ch ẩn tr yền RS485) và có thể còn có một vài cổng và /r số (Digit l) Các
cổng và r có trên m d l CPU đ ợc gọi là cổng và r NB RT
Trang 11 Các m d l này có:
Vùng nhớ làm việc: 6KB
Thời gi n xử lý 1 khối lệnh: 0.6ms/K WDI/D trên m d l CPU: 10/6
Trang 12Tr yền thông kiể MPI
Trang 13Tr yền thông kiể MPI, Pr filb s -DP
Sử dụng tr ng nối mạng MPI
Trang 14DI/D trên m d l CPU: 512KB
Tr yền thông kiể MPI
I/ : M d l mở rộng các cổng và /r t ng tự
3 IM (Int rf c M d l ) M d l ghép nối:
Là l ại m d l ch yên dụng có nhiêm vụ nối từng nhóm các m d l mở rộng lại
v i nh thành một khối và đ ợc q ản ly ch ng bởi 1 m d l CPU
Trang 15Thông th ờng các m d l mở rộng đ ợc gá liền nh trên một th nh đỡ gọi là R ck.Mỗi 1 R ck có thể gá đ ợc nhiề nhất 8 m d l mở rộng (không kể m d l CPU, m d l
ng ồn n ôi) Một m d l CPU S7-300 có thể làm việc nhiề nhất với 4 R ck và các R cknày phải đ ợc nối với nh bằng m d l IM
4 FM (F ncti n M d l ): M d l có chức năng điề khiển riêng: VD m d l động
Các nhà máy công nghiệp lớn, các tò nhà th ng mại và dân c đòi hỏi một l ợng
n ớc lớn dẫn đến sự r đời củ hệ thống cấp n ớc công cộng Cảm biến l l ợng
n ớc đ ợc sử dụng ch mục đích đ tốc độ dòng chảy củ n ớc để th dõi l ợng n ớc
đ ợc c ng cấp và sử dụng
Trang 16Cảm biến l l ợng n ớc b gồm một v n nhự mà n ớc có thể đi q Một rôt
n ớc cùng với một cảm biến hiệ ứng H ll chỉ định chiề h ớng và đ l l ợng n ớc
Khi chảy q v n, n ớc làm q y rôt Bằng cách này, chúng t có thể q n sát sự
th y đổitr ng tốc độ củ động c Sự th y đổi này đ ợc tính là đầ r d ới dạng tín hiệ
x ng bởi cảm biến hiệ ứng H ll từ đó chúng t có thể đ tốc độ dòng chảy
Ng yên lý làm việc chính đằng s h ạt động củ cảm biến này là hiệ ứng H ll
Th ng yên tắc này, tr ng cảm biến này, sự chênh lệch điện áp đ ợc tạ r tr ng dây dẫn
d sự q y củ rôt Sự chênh lệch điện áp cảm ứng này ng ng với dòng điện
Trang 17Khi q ạt ch yển động đ ợc q y d dòng n ớc chảy, nó sẽ q y rôt gây r điện
áp Điện áp cảm ứng này đ ợc đ bằng cảm biến hiệ ứng H ll và hiển thị trên màn hìnhLCD
Cảm biến l l ợng n ớc có thể đ ợc sử dụng với n ớc nóng, n ớc lạnh, n ớc ấm,
n ớc sạch và n ớc bẩn Các cảm biến này có sẵn tr ng các đ ờng kính khác nh , với phạm
vi tốc độ dòng chảy khác nh Đầ r từ cảm biến hiệ ứng H ll
Hình 2.5 Cảm biến đ chất lỏng
Các ứng dụng củ cảm biến l l ợng
Cảm biến l l ợng n ớc có thể đ tốc độ dòng chảy củ n ớc bằng cách đ vậntốc h ặc độ dịch ch yển Chúng cũng có thể đ l l ợng các l ại chất lỏng nh đ
sữ tr ng ngành công nghiệp sữ v.v…
Có nhiề l ại cảm biến l l ợng n ớc có sẵn dự trên đ ờng kính và ph ng pháp
đ củ chúng Một cảm biến l l ợng n ớc vô cùng hiệ q ả và đ ợc sử dụng phổbiến nhất là cảm biến P ddl wh l Nó có thể đ ợc sử dụng ch các l ại chất lỏnggiống nh n ớc
Đối với các ứng dụng mà đ ờng ống thẳng không có sẵn ch đầ và thì ng ời t
th ờng dùng đồng hồ đ l l ợng dịch ch yển tích cực L ại cảm biến l l ợng
n ớc này cũng có thể đ ợc sử dụng ch nhớt
Để làm việc với n ớc bẩn và n ớc thải có thể dẫn điện thì ng ời t sử dụng đồng hồ
đ l l ợng từ Còn đồng hồ đ l l ợng siê âm đ ợc dùng ch các ứng dụng
nh n ớc thải, bùn và các chất lỏng bẩn khác
Trang 192.2.3 Động cơ trộn
Hình 2.8 Động cơ x y chiều gắn cánh gạt
Động cơ x y chiều không đồng bộ 1 ph
Động c không đồng bộ 1 ph là l ại động c x y chiề làm việc th ng yên lýcảm ứng điện từ, có tốc độ q y củ r t n (tốc độ q y củ máy) nhỏ h n tốc độ q y củ
Động c x y chiề đ ợc sử dụng tr ng hệ thống để gắn cánh q ấy sử dụng để trộn
s n tr ng b ồng chứ s n chính
2.2.4 Cánh quấy sơn
Trang 20Hình 2.9 Cánh quấy sơn
Cánh kh ấy S n để trộn tốc độ c , ch phép phân tán hỗn hợp nh nh chóng
Cánh kh ấy 04 cánh, kh ảng cách giữ 2 cánh đối xứng nh là 12 Cm
Điểm hữu dụng cánh khuấy trộn
Có độ chính xác c khi di ch yển vị trí kh ấy
Hiệ q ả c và không gây hỏng bề mặt Thùng kh ấy
Trang 21Hình 3.0 V n điều khiển từ K iling phi 21 2W 160-15NC
Sử dụng v n đóng mở để rót s n s khi trộn s n x ng và thùng ch
2.2.6 Đèn bá trạng thái.
Hình 3.1 Đèn bá trạng thái
Đèn Bá
Đèn bá là thiết bị phụ kiện điện q n th ộc tr ng công nghiệp, đ ợc sử dụng nhiề
tr ng các tủ điện công nghiệp, tủ điện dân dụng và tr ng các l ại máy công nghiệp
Thông số kĩ thuật và cấu tạ đèn bá
Điện áp: 220V C, 220VDC, 380V C, 24VDC, 24V C, 110V C, 110VDC.Dòng tiê thụ: nhỏ h n 18m T ổi thọ: Trên 100 000h sáng liên tục
Trang 22Tiê ch ẩn chống bụi n ớc: IP65.
Ứng dụng
Là l ại đèn có chức năng thông bá , hiển thị tín hiệ , trạng thái h ạt động củ ng ồnđiện Với nhiề mà sắc hiển thị khác nh nh x nh, đỏ, vàng… hiển thị chi tiết từng trạngthái củ ng ồn điện đ ng bình th ờng h y có sự bất th ờng tr ng hệ thống
Nguyên lí làm viê ̣c củ nút nhấn
Nút nhấn có b phần: Bộ tr yền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh Bộ tr yềnđộng sẽ đi q t àn bộ công tắc và và một xy l nh mỏng ở phí d ới Bên tr ng là mộttiếp điểm động và lò x Khi nhấn nút, nó chạm và các tiếp điểm tĩnh làm th y đổi trạngthái củ tiếp điểm Tr ng một số tr ờng hợp, ng ời dùng cần giữ nút h ặc nhấn liên tục đểthiết bị h ạt động Với các nút nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật ch đến khi ng ời dùng nhấnnút lần nữ
Ứng dụng
Công tắc nút nhấn sử dụng nhiề tr ng các ứng dụng khác nh nh máy tính, điện
th ại nút nhấn và nhiề thiết bị gi dụng Bạn có thể nhìn thấy chúng tr ng nhà, văn phòng
và tr ng các ứng dụng công nghiệp ngày n y Chúng có thể bật, tắt máy h ặc làm ch thiết
bị thực hiện các h ạt động cụ thể, nh tr ờng hợp với máy tính Tr ng một số tr ờng hợp,