Đồ án tốt nghiệp Đề tài thiết kế, thi công hệ thống pha trộn sơn và Đóng nắp lon tự Động

Cơ s l thuy t v mế ề àu sơn và pha trộn sơn Sơn thường được sử dụng rộng rãi để : - Bảo v ệ - Trang tr - Cung cấp kết cấu cho các đối tượng Chủ y u trên thế ị trường là sơn được bán d

TRƯỜNG ĐẠ I H ỌC SƯ PHẠ M KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN T Ự ĐỘNG ĐIỀ U KHI ỂN -⸙∆⸙ -

Nguyễn H ồng Phướ c 13151074

Tp H ồ Chí Minh tháng 8 năm 2020

Tp HCM, ngày 8 tháng 8 năm 2020

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Lê Long Đỉnh MSSV:16151139

Nguy n Quang H i ễ ả MSSV:16151150 Nguy n Hễ ồng Phước MSSV: 13151074 Chuyên ngành: Công ngh ệ Điều Khi n và Tể ự Động Hóa

Hệ đào tạo: Đại học chính quy

Khóa: 2016

I TÊN Đ TÀI: THIỀ ẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG PHA TRỘN SƠN VÀ

ĐÓNG NẮP LON TỰ ĐỘNG

II NHIỆM VỤ:

Nội dung thực hiện:

 Nội dung 1: Tìm hiểu về các h thệ ống pha màu sơn, các quy tắc pha trộn màu sơn

 Nội dung 2: Tìm hiểu về PLC S7 -1200, các thiế ị sử dụng trong hệ t b thống

 Nội dung 3: Tìm hiểu về các chuẩn truyền thông trong công nghiệp

 Nội dung 4: Thử nghiệm và lập bảng tỉ lệ màu sơn

 Nội dung 5: Thiết kế mô hình & thi công h thống ệ

 Nội dung 6: Viết chương trình điều khiển hệ thống

 Nội dung 7: Thiết kế giao diện giám sát SCADA

 Nội dung 8: Liên kết và truyền dữ ệu giữa SQL Server và WINCC Runtime.li

 Nội dung 9: Thiết kế giao diện điều khiển Webserver

 Nội dung 10: Đánh giá kết qu thực hiện ả

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 16/4/2020

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 11/8/2020

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Trần Vi Đô

CN B HƯNG D N  B MÔN T  ĐNG ĐIU KHIN

Tu ần/ngày N ội dung Xác nh ận

GVHD

20/4/2020

- 9/5/2020

- Tìm hiểu về các h thệ ống pha màu sơn, các quy tắc

pha trộn màu sơn

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan đề tài: “Thiết Kế, Thi Công Hệ Thống Pha Trộn Sơn

Và Đóng Nắp Lon Tự Động” là một công trình nghiên cứu dưới sự ớng dẫn của tiếhư n

sĩ Trần Vi Đô, ngoài ra không có bất cứ sự sao chép của người khác Đề tài, nội dung, báo cáo tốt nghiệp là sản phẩm mà chúng tôi đã nỗ lực nghiên cứu trong quá trình học tập tại trường cũng như chương trình thực tập thực tế Các số ệu và kết quả trình bày litrong báo cáo là hoàn toàn trung thực, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước

bộ môn và nhà trường nếu như có vấn đề xảy ra

Người th c hiện đề tài ự

Lê Long Đỉnh Nguyễn Quang Hải

v

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường Đại Học Sư Phạm K ỹ Thuật TP.HCM nói chung, các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử nói riêng đã dạy d cho chúng em ki n th c v ỗ ế ứ ề các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp chúng em có được cơ sở lý thuy t v ng vàng và tế ữ ạo điều kiện giúp đỡ chúng

em trong suốt quá trình học tập

Chúng em cũng xin gửi lời tri ân và biết ơn sâu sắc đến TS Trần Vi Đô ngườ đã i tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình làm khoá luận

Cuối cùng vì kinh nghi m và ki n th c còn h n ch , khệ ế ứ ạ ế ả năng tiếp thu vấn đề còn giới h n nên không thạ ể trách được nh ng sai sót, chúng em mong nhữ ận được s quan ựtâm giúp đỡ của các thầy cô đểđồ án này được đầy đủ và hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Người th c hiện đề tài ự

Lê Long Đỉnh Nguyễn Quang Hải

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

LỊCH TRÌNH TH C HI ỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHI P Ệ iii LỜI CAM ĐOAN iv

LỜI CẢM ƠN v

MC LC vi

DANH MC HÌNH V xẼ DANH MC BẢNG xiv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN V ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1

1.1 Đặ ấn đềt v 1

1.2 Mục tiêu đề à t i 1

1.3 Gi i hớ ạn đề à t i 2

1.4 B cố ục đồ án 2

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

2.1 Cơ sở l thuyết về màu sơn và pha trộn sơn 3

2.1.1 T ng quan v ổ ề sơn 3

2.1.2 Công ngh s n xuệ ả ất sơn 4

2.1.3 Quy luật pha màu sơn [9] 7

2.2 Cơ sở lý thuyết về các thiế ị ử ụt b s d ng trong mô hình 14

2.2.1 T ng quan v PLC và PLC S7-1200 14ổ ề 2.2.1.Băng tải 25

2.2.3 Cảm biến 28

2.2.2.Cơ cấu xylanh 30

2.2.3.Van điện t 34ừ 2.2.4.Động cơ DC 36

2.2.5.Arduino 38

2.3 TRUY N THÔNG MODBUS 39

2.3.1 Modbus là gì? 39

2.3.2 Mô t giao th c modbus 40ả ứ 2.3.3 Phân loại Modbus [8] 42

vii

2.4.2 Trang web t xây dự ựng[7]. 45

2.4.3 Truy c p Webserver 48ậ CHƯƠNG 3: TNH TON THIẾT KẾ V LA CHN THIẾT BỊ 50

3.1 Yêu c u h ầ ệ thống 50

3.2 Tính toán thi t k 51ế ế 3.2.1 Quy trình v n hành cậ ủa hệ thống 51

3.2.2 Thi t k ph n c ng 52ế ế ầ ứ 3.2.3.Sơ đồ khối hệ thống 53

3.2.4 Sơ đồ kết nối 54

3.2.5 Lưu đồ giải thuật 59

3.3 Thiết bị ử ụ s d ng trong mô hình 61

3.3.1 Cảm biến lưu lượng 61

3.3.2 Cảm biến vật cản h ng ngo i 62ồ ạ 3.3.3 Cảm biến siêu âm 63

3.3.4 Cảm biến quang ch U 64ữ 3.3.5 Van điện từ nước 65

3.3.6 Van điệ ừn t khí nén 66

3.3.7 Van điện từ Airtac 67

3.3.8 Van hút chân không dùng khí nén 68

3.3.9 Xy lanh kép 68

3.3.10 Xylanh compact SMC 69

3.3.11 Xylanh tròn PVN 69

3.3.12 Động cơ giảm tốc 70

3.4 Thiết bị trong t ủ điện 71

3.4.1 PLC 71

3.4.2 Module m r ng 72ở ộ 3.4.3 B ngu n 73ộ ồ 3.4.4 Relay 74

3.4.5 Cầu đấu dây 2 tầng 75

3.4.6 Board Arduino Uno R3 76

CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 80 4.1 Thi công ph n c ng 80ầ ứ 4.1.1 Bộ phận cấp lon 80 4.1.2 B ph n chiộ ậ ết rót 81 4.1.3 B phộ ận đóng n p 81ắ 4.1.4 B ph n lộ ậ ắc sơn 83 4.1.5 T ủ điện 83 4.1.6 Mô h nh sau khi thi công 84ì 4.2 Giao di n SCADA 85ệ 4.2.1 Giao di n Log in 85ệ 4.2.2 Giao di n ch n m u 85ệ ọ à 4.2.3 Giao di n d u m u 85ệ ữ liệ à 4.2.3 Giao diện điều khi n 86ể CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THC HIỆN 87 5.1 Kết quả giao ti p gi a PLC v vi x l 87ế ữ à ử  5.2 Giao di n SCADA 88ệ 5.3 Giao di n Webserver 93ệ 5.4 Thiết kế cơ sở ữ liệu SQL để lưu trữ ữ liệ d d u 94 5.5 Giao di n web hi n th ệ ệ ị online cơ sở ữ liệ d u 96 5.6 Kết quả pha sơn và đá nh gi 98á CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN V HƯ NG PHÁT TRIN 99 6.1 Kết luận 99 6.1.1 Nh ng k t quữ ế ả đạt được 99 6.1.2 Nh ng mữ ặt hạn ch 100ế 6.1.3 Những khó khăn gặp ph i 100ả 6.1.4 Kinh nghi m và ki n thệ ế ức đạt được sau khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp 100 6.2 Hướng phát triển đề 101tài TÀI LIỆU THAM KH O 102Ả PH L C 103 Phụ lục 1: Sơ đồ ạch độ m ng l c 220VAC 103ự

ix Phụ lục 4: Sơ đồ ết n i Module m k ố ở ộ r ng SM1223 8 DI 8DO 104Phụ lục 5: Sơ đồ ết n i Module m k ố ở ộ r ng SM1222 16 DO Relay 105

Hình 2.1 Hình nh vả ề sơn 3

Hình 2.2 Quy trình công ngh s n xuệ ả ất sơn 4

Hình 2.3 Nhà máy s n xuả ất sơn Caparol, Dubai 6

Hình 2.4 Nhà máy s n xuả ất sơn ICI Dulux, Khu công nghiệp Mỹ Phước 2, Bình Dương 6

Hình 2.5 Máy pha sơn hãng My Kolor 6

Hình 2.6 Máy pha sơn hãng Solite Paint 7

Hình 2.7 Thang màu t ừ đỏ tới tím của 7 sắc cầu v ng 7ồ Hình 2.8 Thang màu vô s c 7ắ Hình 2.9 So sánh tương quan giữa quang độ và cường độ của hai màu 8

Hình 2.10 Quy luật cộng màu h màu RGB 8ệ Hình 2.11 Quy luật trừ màu trong h màu CMYK 9ệ Hình 2 12 S khác biự ệt khi k t hế ợp 2 màu của sơn và ánh sáng (vàng+lam) 10

Hình 2 13 S khác biự ệt khi k t hế ợp 2 màu của sơn và ánh sáng (lam+đỏ) 10

Hình 2 14 S khác biự ệt khi k t hế ợp 2 màu của sơn và ánh sáng (đỏ+lục) 10

Hình 2.15 Nguyên t c pha tr màu v 3 ắ ừ ới màu sơ cấp RYB 11

Hình 2.16 Ba màu cơ bản trên b nh xe m u 12á à Hình 2.17 V d c c m u th c p 12ụ á à ứ ấ Hình 2.18 V d v c c m u trung gian 13ụ ề á à Hình 2.19 So sánh ưu điểm hệ PLC so với kết nố ứng dùng relay và timer 14i c Hình 2.20 Một số ứng d ng c a PLC trong công nghi p 15ụ ủ ệ Hình 2.21 : T ng quan v ổ ề PLC S7-1200 16

Hình 2.22 B ng tín hi u SB 19ả ệ Hình 2.23 Module tín hi u 21ệ Hình 2.24 Module truy n thông 22ề Hình 2.25 Cách th c truy xu 1 bit trong PLC S7-1200 23ứ ất Hình 2.26 Biểu tượng TIA Portal V13 trên màn hình Desktop 25

Hình 2.27 Hình nh mả ột số loại băng tải 25

Hình 2.28 ng d ng cỨ ụ ủa băng tải trong phân loại hàng 26

Hình 2.29 ng d ng cỨ ụ ủa băng tải trong nh m y s n xuà á ả ất nước giải kh t 27á Hình 2.30 Các thành phần cơ bản của băng tải 27

xi

Hình 2.33 Hình nh máy nén khí 30ả

Hình 2.34 Các thành ph n c u t o cầ ấ ạ ủa máy nén kh điển hình 31

Hình 2.35 Van kh n n trong th é ực tế 31

Hình 2.36 Hình nh vả à sơ đồ mô ph ng c u tỏ ấ ạo xylanh tác động đơn 34

Hình 2.37 Hình ảnh và sơ đồ mô ph ng c u tỏ ấ ạo xylanh tác động kép 34

Hình 2.38 Hình ảnh van điệ ừn t khí nén và chất lỏng 35

Hình 2.39 Các thành ph n c u t o cầ ấ ạ ủa van điệ ừn t 35

Hình 2.40 Hình ảnh một số loại động cơ DC 36

Hình 2.41 Các thành ph n cầ ủa động cơ DC 37

Hình 2.42 Mô phỏng nguyên lý hoạt động của động cơ DC 38

Hình 2.43 Các phiên b n c a Arduino 39ả ủ Hình 2.44 C u tr c chung c a Modbus 40ấ ú ủ Hình 2.45 Giao ti p gi a Server v Client trong Mobus 41ế ữ à Hình 2.46 V d Modbus RTU 42ụ Hình 2.47 V d Modbus Ascii 42ụ Hình 2.48 V d Modbus TCP 43ụ Hình 2.49 Giao diện Web Server 44

Hình 2.50 Giao di n Web chu n 44ệ ẩ Hình 2.51 Sơ đồ thể hiện tổng quát cách nhúng User-defined web 45

Hình 2.52 Giao diện để ấ c u hình cho Web server 47

Hình 2.53 Khối lệnh WWW 48

Hình 2.54 Sơ đồ liên kết trong mạng LAN 48

Hình 2.55 Sơ đồ liên kết trong mạng WAN 49

Hình 3.1 B n vả  phần c ng mô hứ ình 52

Hình 3.2 Sơ đồ bố tr các thi t bị trong tủ ế điện điều khiển 52

Hình 3.3 Sơ đồ tổng thể hệ thống 53

Hình 3.4 Sơ đồ mạch động lực 220VAC 56

Hình 3.5 Sơ đồ mạch động lực 24VDC 56

Hình 3.6 Sơ đồ kết nối PLC 1212C 57

Hình 3.7 Sơ đồ ết nố k i module SM 1223 8DI/ DO8 57

Hình 3.10 Chương trình con dây chuyên sản xuất 60

Hình 3.11 Hoạt động của cảm biến lưu lượng 61

Hình 3.12 C m biả ến lưu lượng YF-S201 62

Hình 3.13 C m bi n vả ế ật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 63

Hình 3.14 C m bi n siêu âm HC-ả ế SR04 64

Hình 3.15 C m bi n quang ch U Omron EE-ả ế ữ SX674 65

Hình 3.16 Van điện từ nước UNI-D UW15 66

Hình 3.17 Van điện từ khí nén SMC SY3140 5LZE 67

Hình 3.18 Van điện từ Airtac 4V210-08 67

Hình 3.19 Van hút chân không dùng khí nén 68

Hình 3.20 Xy lanh kép SMC CXSM10-15-Y59BL 69

Hình 3.21 Xylanh compact SMC CDQSB12-10DC 69

Hình 3.22 Xylanh tròn PVN Pneumatic Equipment 70

Hình 3.23 Động cơ giảm tốc Tsukasa TG-85E-CH-77-D919 71

Hình 3.24 PLC S7 1200 1212C DC/DC/DC 72

Hình 3.25 Module mở r ng 8ộ DO/ DI8 72

Hình 3.26 Module mở r ng 16 DO RELAY 73ộ Hình 3.27 B nguộ ồn 74

Hình 3.28 Relay Omron G2R-1-SND 24VDC 75

Hình 3.29 Cầu đấu dây 2 t ng 76ầ Hình 3.30 Board Arduino UNO R3 76

Hình 3.31 Ethernet W5100 Arduino 78

Hình 3.32 Switch 5 port Tenda 79

Hình 4.1 B ph n c p lon 80ộ ậ ấ Hình 4.2 B ph n ộ ậ chiết rót trong mô hình 81

Hình 4.3 B phộ ận đóng n p trong mô hình 82ắ Hình 4.4 Băng tải cấp nắp 82

Hình 4.5 B ph n lộ ậ ắc sơn trong mô hình 83

Hình 4.6 Hình nh bên ngoài t ả ủ điện 83

Hình 4.7 Hình nh bên trong t ả ủ điện 84

xiii

Hình 5.2 Kết quả truy n dề ữ liệu gi a PLC vữ à Arduino 87

Hình 5.3 Kết quả đo mực nước th c tự ế 88

Hình 5.4 M n hà ình Home 88

Hình 5.5 Đăng nhập bng quyền ADMIN hoặc User 89

Hình 5.6 M n hà ình ch n m m u v s ọ ã à à ố lượng lon 89

Hình 5.7 Hi n thệ ị thông b o khi nh p sá ậ ố lượng lon b ng 0 90

Hình 5.8 Hi n thệ ị thông b o x c nh n khi nh p s á á ậ ậ ố lượng lon kh c 0 90á Hình 5 9 M n hà ình cho ph p thêm m m u mé ã à ới 90

Hình 5.10 Giao di n v n h nh 91ệ ậ à Hình 5.11 M n h nh khi h à ì ệ thống đang hoạt động 91

Hình 5.12 Hi n thệ ị số lượng lon hi n thệ ời 92

Hình 5 13 Hi n thệ ị thể tch sơn hiệ ạn t i trong các bể 92

Hình 5.14 Thông b o khi h á ệ thống pha đủ ố ượng yêu c u 92 s l ầ Hình 5.15 Thông b o khi x y ra lá ả ỗi cần reset lại toàn b hộ ệ thống 93

Hình 5.16 Giao di n chệ nh c a Webserver 93ủ Hình 5.17 Trang web do nh m thió ết kế 94

Hình 5.18 Database lưu trữ quá trình sản xuất trong phần mềm SQL server 94

Hình 5 19 Bảng lưu trữ qu á trình s n xuả ất sơn 95

Hình 5.20 Bảng lưu trữ thể ch các b 95 t ể Hình 5.21 Kết quả lưu trữ qu á trình s n xu t trong SQL server 95ả ấ Hình 5.22 Kết quả lưu trữ ả b ng th tể ch trong SQL server 96

Hình 5.23 Trang ch website 96ủ Hình 5.24 Bảng lưu trữ quá trình s n xuả ất sơn hiện thị online 97

Hình 5.25 Bảng lưu trữ thể ch bể hi n th t ệ ị online 97 Hình 5.26 Trang web giới thiệu mô h nh 97ì Hình 5.27 Màu sơn thực tế so với màu s c trong b ng m u 98ắ ả à

Bảng 2.1 Thông s kố ỹ thu t các module CPU PLC S7 1200 17ậ [1]

xv

Sau quá trình tìm hi u và th c hi n c c nể ự ệ á ội dung trong đề tài, nhóm đã giả uyết i qđược các yêu cầu đã đề ra ban đầu, giải quyết từng bước và đặt ra những vấn đề mới giúp cho đồ án mang tính logic và hoàn thiện hơn Quá trình tìm hiểu đề tài thông qua các tài liệu trong nước và ngoài nước, s h ng d n c a c c th y cô, ti p xúc v i các ự ướ ẫ ủ á ầ ế ớanh chị đã có kinh nghiệm giúp nhóm có được nhi u ki n th c h u ích trong th i gian ề ế ứ ữ ờlàm đồ án

Những nội dung mà nhóm đã làm được trong đề tài:

- Hiểu được cơ sở lý thuyết về sơn, qui trình sản xuất và pha màu sơn

- Hiểu được các thiết bị ử ụ s d ng, tính toán và lựa chọn các thiết bị phù h p ợ

- Thực hiện liên kết và truyền dữ liệu giữa SQL Server và WINCC Runtime

- Xây d ng giao di n Websự ệ erver được h ỗ trợ b i hở ãng Siemen để điều khi n ểPLC từ xa

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1 Đặ ấn đềt v

Hiện nay, đất nước Việt Nam ta đang bước vào s nghi p Công nghi p hóa ự ệ ệ – Hiện đại hóa, việc đầu tư và ứng dụng các dây chuy n s n xu t t ề ả ấ ự động nhm mục đch giảm chi phí s n xuả ất và nâng cao năng suất lao động, cho ra s n ph m chả ẩ ất lượng, đáp ứng nhu c u c a khách hàng là r t quan tr ng M t trong nhầ ủ ấ ọ ộ ững ngành đang phát triển mạnh m hiện nay đó là ngành xây dựng và việc ứng dụng các dây chuy n s n xu t tề ả ấ ự động trong lĩnh vực này là không thể thiếu, trong đó có công nghệ và k thuỹ ật pha, trộn sơn Sơn là một trong nh ng nguyên v t li u ch y u trong ngành xây d ng, ch yữ ậ ệ ủ ế ự ủ ếu là

để sơn phủ bề mặt đối tượng đồng thời cũng là hình thức trang trí thẩm m Chính vì ỹvậy, màu s c cắ ủa sơn là một trong nh ng y u tữ ế ố được quan tâm hàng đầu Đa số ệc vipha màu hi n nay trên thệ ị trường đều được th c hiự ện theo phương pháp thủ công, theo kinh nghiệm nên độ chính xác không cao, chất lượng và năng suất thấp Để loại b ỏnhững nhược điểm trên, cũng như để tạo ra nh ng s n ph m theo mong mu n, hi n nay ữ ả ẩ ố ệPLC (Program Logic Control – thiế ị điềt b u khi n lể ập trình) được s d ng r t r ng rãi ử ụ ấ ộ

để điều khi n h ể ệ thống trộn sơn, bởi những ưu điểm vượt trội như: giá thành thấp, dễ thi công lắp đặt, d s a ch a, chễ ử ữ ất lượng làm việc ổn định, linh hoạt… , Xuất phát t tình ừhình th c t trên và ham mu n hi u bi t v ự ế ố ể ế ề PLC,chúng em đã chọn đề tài: “Thiết kế, thi

công hệ ống pha trộn sơn và đóng nắp lon tự độ th ng” cho luận văn tốt nghi p cệ ủa

mình

1.2 M c tiêu tụ đề ài

Sơn là một trong những nguyên vật liệu chủ yếu trong ngành xây dựng nhm bảo

vệ b mề ặt của công trình, s n phả ẩm Đồng thời yế ố thẩm mĩ là rất quan trọng và màu u t sắc của sơn quyết định yếu tố này Ngoài những công trình xây dựng lớn được pha chế bng máy v i giá thành cao thì v n còn m t s vi c pha màu hi n nay dớ ẫ ộ ố ệ ệ ựa trên phương pháp th công chính là kinh nghi m c a nhủ ệ ủ ững người th xây d ng nh m ti t ki m chi ợ ự  ế ệphí, thế nên độ chnh xác, đồng đều màu gi a nh ng lữ ữ ần pha là không cao, năng suất thấp, lãng phí sức lao động và thời gian

- Pha ch ế được hơn 70 màu

- M u sà ắc và thể ch đú t ng v i yêu cớ ầu, đồng đều giữa c c lá ần pha

- Mô hình được gi m s t v á á à điều khi n t ể ự động từ h ệ thống SCADA v Webserver à

- Mực nước sơn trong bể được đo tự động b ng c m bi n  ả ế

1.3 Giớ n đề ài i h t

Trong n i dung ộ luận văn này, nhóm em t p trung ph t ậ á triển mô h nh trong ph m vi ì ạsau:

- Mô hình tạo ra được lon sơn hoàn chỉnh, pha được 73 màu sơn

- Cơ cấu cấp lon, cấp nắp tối đa chỉ được 5

- Công suất hoạt động của hệ thống: 120 lon/gi ờ

- Hệ thống được điều khi n v gi m s t thông qua Webể à á á server nhưng chỉ trong mạng nội bộ

1.4 B c ố ục đồ án

Báo c o c a nh m em g m cá ủ ó ồ ác chương sau:

- Chương 1: Tổng quan về đồ án tốt nghiệp

- Chương 2: Cơ sở l thuyết: lý thuyết về sơn, các thi t bị trong hệ thống và l ếthuyết chuẩn truy n thông Modbus trong công nghi p ề ệ

- Chương 3: Tnh toán thiết kế và lựa chọn thiết bị: yêu cầu của hệ thống, tính toán thi t kế ế ph n c ng, l a ầ ứ ự chọ thiết b , n ị sơ đồ kh i, ố lưu đồ ả gi i thuật điều khiển

- Chương 4: Thi công hệ thống: kết quả thi công hệ thống

- Chương 5: Kết quả thực hiện: trình bày k t quả vận hành và đánh giá kết quả ếthực hiện

- Chương 6: Kết luận: kết quả đạt được, hạn chế và hướng phát triển đề tài

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Cơ s l thuy t v mế ề àu sơn và pha trộn sơn

Sơn thường được sử dụng rộng rãi để :

- Bảo v ệ

- Trang tr

- Cung cấp kết cấu cho các đối tượng

Chủ y u trên thế ị trường là sơn được bán dướ ạng sơn nưới d c, có nhi u màu sề ắc phong phú và đa dạng, có đặc tính che phủ, bám dnh được nhiều bề mặt khác nhau

Hnh 2.1 H nh nh v    sơn

Trang 4

Các thành phần chính của sơn:

Nh ựa (40% - 60%): Alkyd, Acrylic, Epoxy, Polyurethane, Fluorocarbon

- T o liên kạ ết các thành phần của sơn

- Tạo độ kế dnh cho sơn

- Tạo độ ền cho màn sơn b

B ột màu (7% - 40%): b t màu gộ ốc, bột màu b ổ sung, bột chống gỉ

- Tạo màu sơn

- Tạo độ ền và độ ứ b c ng của màng sơn

Ph ụ gia (0% - 5%): Là các chất tăng độ bền cho sơn bao gồm độ b n màu s c, kh ề ắ ảnăng chịu thời tiết, tăng độ bóng cứng và độ phủ cho sơn, tăng thời gian bảo quản của sơn, một số tính chấ ặt đ c biệt khác Bao gồm:

- Chất làm khô t o sạ ức căng bề ặ m t

- Chất chóng n m m c ấ ố

Dung môi (10% - 30%): Hòa tan nhựa và bột màu

2.1.2 Công ngh s ệ ản xuất sơn

Qui trình công nghệ s n xuả ất sơn

Quy trình sản xuất sơn có 4 bước:

Ủ muối: Ở quá trình ủ muối, các nguyên liệu gồm bột màu (oxit kim loại như oxit titan, thiếc, chì…) , bột độn (CaCO3, silica, đất sét ), phụ gia (chất phân tán, chất hoạt động bề mặt, chất tạo bọt ), một phần chất tạo màng là nhựa latex (vinyl-acrylic,

Hnh 2.2 Quy tr nh công ngh s n xu   t sơn

styreneacrylic) và dung môi hữu cơ (nước sạch) được đưa vào thùng muối ủ và khuấy dưới tốc độ thấp Các nguyên liệu này được muối ủ trong thời gian vài giờ để đủ độ thấm ướt chất tạo màng và dung môi, tạo thành dạng hỗn hợp nhão (paste) cho công đoạn nghiền tiếp theo

Nghiền sơn: Đây là công đoạn chnh trong quy trình sản xuất sơn nước Hỗn hợp nhão các nguyên liệu (paste) sơn đã được muối ủ ở trên được chuyển vào thiết bị nghiền sơn Quá trìnhnghiền sơntạo thành dung dịch dạng chất lỏng mịn, nhuyễn Thời giannghiền có thể kéo dài phụ thuộc vào loại bột màu, bột độn và yêu cầu về độ mịn của sơn Trong giai đoạn này, thiết bị nghiền sử dụng nhiều nước làm lạnh thiết bị để đảm bảo paste trong quá trình nghiền không bị nóng lên nhiều nhm khống chế lượng dung môi bị bay hơi ở nhiệt độ cao và tác động xấu đến các thành phần paste nghiền Nước trước khi đưa vào máy nghiền phải được làm lạnh xuống 5 – 7oC

Khuấy sơn: Sau bước nghiền sơn chnh là bước pha sơn khuấy trộn sơn hỗn hợp

nhão các nguyên liệu (paste) sơn sau khi đã được nghiền đến độ ị m n theo yêu c u s ầ chuyển sang công đoạn khuấy sơn Công đoạn này tạo thành sản phẩm cuối cùng của quá trình s n xuả ất sơn Paste thành phẩm được chuy n sang b khu y, có th vài lô hể ể ấ ể ỗn hợp paste thành phẩm được đưa vào 1 bể khu y chung B khu y có 1 máy khu y liên ấ ể ấ ấtục trong quá trình khuấy sơn Tại đây paste sơn đã đạt độ ịn đượ m c bổ xung thêm đủlượng chất tạo màng, dung môi, các ph gia cụ ần thiết Khi đã đạt độ đồng nhất thì cũng

là lúc sản ph m hoàn tẩ ất và được chuy n sang côể ng đoạn đóng thùng

Đóng gói thành phẩm: Công đoạn này có thể là dây chuyền đóng thùng tự động hoặc đóng thùng thủ công Bao bì đựng sơn nước thường là bao bì nhựa hoặc kim loại tùy vào sản phẩm sơn mà công ty sơn phát hành Sản phẩm hoàn thành s được luân chuyển vào kho chứa Quá trình nhập kho được tiến hành chặt ch theo từng lô hàng Các kho sản phẩm phải được trang bị đầy đủ các phương tiện phòng chống cháy nổ vì nguy cơ cháy nổ rất cao đối với sản phẩm sơn dung môi hữu cơ

Ngoài ra còn có m t s quá trình phộ ố ụ trợ như vệ sinh thùng chứa sơn để đảm bảo chất lượng sản phẩm, làm mát để dung môi không bịbay hơi, v.v…

Trang 6

Một số dây chuy n, nhà máy s n xuề ả ất sơn hiện nay

 Nhà máy s n xuả ất sơn trong và ngoài nước:

 Máy pha sơn được sử dụng hiện nay:

Hnh 2.5 Máy pha sơn hãng My Kolor Hnh 2.4 Nhà máy s n xu  t sơn ICI Dulux, Khu công nghi p M ỹ Phước 2, Bnh Dương

Hnh 2.3 Nhà máy s n xu  t sơn Caparol, Dubai

Hnh 2.6 Máy pha sơn hãng Solite Paint

2.1.3 Quy luật pha màu sơn [9]

 Khái niệm màu s c ắ

Theo quang h c: Khi lu ng ánh sáng trọ ồ ắng đi qua lăng kính mặt trời thì tách ra 7 sắc gồm: Đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tm Đó là sự hiển thị của các loại ánh sáng có bước sóng dài ngắn khác nhau Do đó về ặt quang học, ta có thể kh m ẳng định màu sắc chính là ánh sáng Màu s c mà chúng ta nhìn th y t m i vắ ấ ừ ọ ật đó là sự ph n chi u cả ế ủa ánh sáng từ v t vào m ậ ắt

 Ba yếu t ố cơ bả n của màu s c ắ

- Sắc (Tone): Độ đậm hoặc nhạt của một màu nào đó khi pha trắng hoặc pha đen

- Quang độ (Value): Độ sáng ho c t i c a m t màu, là tác d ng liên k t gi a các ặ ố ủ ộ ụ ế ữ

độ đậm nh t này vạ ới độ đậm nh t kia Ví d : Trong vòng thu n sạ ụ ầ ắc, vàng là màu có đỉnh quang độ sáng nhất, tm là màu có đỉnh quang độ tối nhất do sự đập mắt

- Cường độ (Intensity): Là mức độ ạ m nh hay y u c a mế ủ ột màu nào đó (thị giác cảm nhận được độ tươi thắm) do sự kích thích thị giác

Hnh 2.7 Thang màu t t ừ đỏ ới tím củ a 7 s c c u v ng ắ ầ ồ

Hnh 2.8 Thang màu vô s c ắ

Trang 8

Ví dụ: Vàng - Quang độ sáng Cam Cường độ ạ- m nh

 Các quy lu ật pha màu

Có 2 quy lu t pha màu là: C ng màu và trậ ộ ừ màu

 Quy luật cộng màu:

Ba màu sơ cấp (hay cơ bản) trong ánh sáng là đỏ (Red - R), lục (Green - G) và lam (Blue - B)

 nh sáng đỏ hòa với ánh sáng lục cho ánh sáng vàng (Yellow - Y)

 nh sáng lục hòa với ánh sáng lam cho ánh sáng màu da trời (Cyan C).-

 nh sáng lam hòa với đỏ cho ánh sáng tm hồng (Magenta - M)

Tm hồng là màu khá gần với màu tm (Violet) Tm hồng (Magenta) là màu không

có trong phổ ánh sáng tự nhiên

Các màu tm hồng (M), vàng (Y), và da trời (C) được gọi lả các màu thứ cấp (secondary) của ánh sáng, vì chúng được tạo bởi hòa hai chùm ánh sáng màu sơ cấp

Hnh 2.9 So sánh tương quan giữa quang độ và cường độ ủ c a hai màu

Hnh 2.10 Quy luật cộ ng màu h màu RGB 

(primary) Nếu hòa cả 3 chùm ánh sáng sơ cấp R, G, B với nhau ta được ánh sáng trắng

Đó là quy luật cộng màu

 Quy luật tr màu: ừ

Trong màu hóa chất như mực in, phẩm nhuộm, sơn thì ngược lại: Ba màu sơ cấp

là tm hồng (Magenta - M), da trời (Cyan - C), và vàng (Yellow - Y)

 Tm hồng (M) hòa da trời (C) cho lam (Blue - B)

 Da trời (C) hòa với vàng (Y) cho lục (Green - G)

 Vàng (Y) hòa với tm hồng (M) cho đỏ (Red - R)

Như vậy, trong màu hóa chất thì đỏ, lục và lam lại là 3 màu thứ cấp Hòa 3 màu sơ cấp hóa chất M, C, Y với nhau vể mặt nguyên tắc ta được màu đen Nhưng vì các màu hóa chất không tuyệt đối tinh khiết, nên vẫn cần có màu đen riêng Vì thế, trong in ấn, chỉ cần 4 màu da trời (C) tm hồng (M) vàng (Y) đen(K) (trong đó K = key, tức màu đen), là in ra được tất cả các màu, trừ màu trắng (là màu của giấy)

Tại sao màu hóa chất lại tuân theo quy luật trừ màu? Đó là bởi vì vật chất bản thân

nó không có màu sắc (trừ những vật tự phát sáng) mà chỉ tán xạ và hấp thụ các bước sóng ánh sáng đơn sắc trong ánh sáng chiếu vào nó Một vật có màu đỏ là vì khi ánh sáng trắng chiếu vào nó, nó hấp thụ các ánh sáng lục và lam, chỉ phản chiếu ánh sáng

đỏ vào mắt ta Một vật có màu đen khi hấp thụ tất cả ánh sáng chiếu vào nó Một vật có màu trắng vì nó phản xạ tất cả các bước sóng ánh sáng

Hnh 2.11 Quy lu ật trừ màu trong h  màu CMYK

Trang 10

Hnh 2 13 S khác bi t khi k ự  ết hợ p 2 màu c ủa sơn và ánh sáng (lam+đỏ )

Hnh 2 12 S khác bi t khi k ự  ết hợ p 2 màu c ủa sơn và ánh sáng (và ng+lam)

Hnh 2 14 S khác bi t khi k ự  ết hợ p 2 màu c ủa sơn và ánh sáng (đỏ+lc)

Lựa ch n quy luọ ật pha màu cho đề tài

Trên th c t các hự ế ạt màu trong màu sơn không phải là các màu sơ cấp l tưởng Vì thế b ng pha màu (hay vòng tròn màu sả ắc) chỉ có tác dụng định hướng Ch các hãng ỉsản xuất sơn mới nghiên c u và th c s hi u màu pha tr n vứ ự ự ể ộ ới nhau như thế nào để ạo tthành màu khác, d a trên kinh nghi m c a các chuyên gia và t tự ệ ủ ự ạo ra được m t công ộthức pha màu sơn cho riêng mình

Trong đề tài, chúng tôi áp d ng nguyên t c pha màu tuân theo quy t c tr màu và ụ ắ ắ ừchọn 3 màu sơ cấp (Primary, hay còn gọi là màu chnh, màu cơ bản, màu b c nh t) là ậ ấ

đỏ (Red – R), vàng (Yellow – Y) và lam (Blue – B) Từ đó có thể pha ra các màu khác (trừ đen và trắng không màu nào pha tr n ra nó) – ộ

Như vậy 3 màu thứ cấp là:

 Đỏ + Vàng -> Da cam (Orange)

 Vàng + Lam -> Lục (Green)

 Lam + Đỏ -> Tím (Violet)

Trộn màu sơ cấp với màu thứ cấp cạnh nó thì được màu tam cấp (Tertiary)

Hnh 2.15 Nguyên t c pha tr màu v 3 ắ ừ ới màu sơ c p RYB

Trang 12

Màu sơn sơ cấp: Màu đỏ, màu xanh và màu vàng được gọi là màu chính Không gi ng ốnhư màu thứ cấp, bậc ba và bậc bốn, màu sơn chnh không thể được "tạo ra" bng cách trộn 3 màu này b t ngu n t ph n còn lắ ồ ừ ầ ại của màu b n nhìn th y trên bánh xe màu ạ ấMàu sơn thứ cấp: Ngoài ra còn có 3 màu sơn thứ cấp trên một bánh xe

màu Chúng được tạo khi bạn kết hợp 2 màu chnh với nhau với số lượng bng nhau

Lưu : trên một bánh xe màu sơn, các màu trung gian được đặt giữa các màu chnh

và màu phụ Màu bậc ba, bậc bốn thường không được hiển thị trên biểu đồ pha trộn màu sơn cơ bản, để giữ cho mọi thứ đơn giản

Các cách pha màu cho đề tài

Pha trộn màu sơ cấp để to thành màu thứ cấp: Có 3 màu sơ cấp: đỏ, xanh

dương và vàng Các màu này không thể được “tạo ra” bng cách pha trộn các màu v khác Tuy nhiên, chúng có thể pha trộn với nhau để tạo thành 3 màu thứ cấp: đỏ pha xanh dương tạo thành màu tm, xanh dương pha vàng s thành màu xanh lá, và đỏ pha vàng s cho ra màu cam

Lưu  rng khi pha các chất màu v sơ cấp với nhau, các màu thứ cấp tạo ra s không được tươi sáng và rực rỡ lắm L do là vì các màu mới được kết hợp này mang tnh trừ nhiều hơn và t phản chiếu ánh sáng từ quang phổ màu hơn, khiến cho màu thứ cấp có vẻ tối và xỉn chứ không được sáng và rực rỡ

Tránh pha trộn các màu vẽ để to màu trắng: Các màu v là màu trừ, tức là sắc

tố màu hấp thụ một số phần của quang phổ và phản chiếu các phần khác, từ đó tạo ra màu v mà chúng ta nhận được Điều này có nghĩa là nếu bạn pha thêm nhiều màu khác nhau thì màu v s càng tối hơn vì nó s càng hấp thụ nhiều ánh sáng hơn Vì vậy, ta không thể pha trộn các chất pha màu với nhau để tạo nên màu trắng

Lưu  rng nếu muốn sử dụng màu trắng cho dự án v tranh, bạn s phải mua màu trắng thay vì pha trộn màu

Hnh 2.18 V d v c c m u trung gian    á à

Trang 14

Thêm màu trắng và các màu khác nhau để to màu nhẹ: Các màu nhẹ chỉ là

phiên bản nhạt hơn của màu gốc Để làm nhạt màu và tạo màu nhẹ, bạn hãy thêm màu trắng vào màu đó Lượng màu trắng thêm vào càng nhiều thì màu tạo thành s càng nhạt

 V dụ, thêm màu trắng vào màu đỏ s tạo ra màu hồng, phiên bản nhạt hơn của màu đỏ

 Nếu lỡ cho thêm quá nhiều màu trắng khiến màu trở nên quá nhạt, bạn có thể cho thêm một t màu gốc vào hỗn hợp để màu đậm trở lại

2.2 Cơ s lý thuy t v các thi t b s d ng trong mô hìnhế ề ế ị ử ụ

2.2.1 T ng quan v PLC và PLC S7-1200 ổ ề

PLC là vi t t t ti ng Anh c a t Programmable Logic Controller Bế ắ ế ủ ừ – ộ điều khiển logic kh trình Nó cho phép th c hi n linh ho t các giả ự ệ ạ ải pháp điều khi n logic thông ểqua m t ngôn ng lộ ữ ập trình, để thực hi n hàng ệ loạt các s ki n tùy theo yêu c u c a quá ự ệ ầ ủtrình s n xu t và dả ấ ễ dàng thay đổi nhiệm vụ bng cách thay đổi chương trình bên trong

bộ nhớ

Ưu điểm của hệ thống sử dụng PLC:

- Thích ứng với nhiều nhiệm vụ điều khi n khác nhau ể

- Khả năng thay đổi chương trình một cách linh ho t ạ

- Tiết kiệm không gian lắp đặt

- Dễ dàng kiểm tra chỉnh sửa lỗi

- Khả năng truyền thông mạnh để điều khi n giám sát t xa ể ừ

- Không cần các ti p ế điểm…

Ứng dụng: PLC ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau

Hnh 2.19 So sánh ưu điểm h PLC so v ới kết nối c ng dùng relay và timer

như:

- Điều khi n thang máy ể

- Điều khi n các quy trình s n xuể ả ất: Bia, xi măng, giấy, sữa, …

- Các dây chuyền đóng gói bao bì, đóng thùng

- Thiết bị s y, khai thác ấ

- Hệ thống gi xe, r a xe t ng ữ ử ự độ

Tổng quan v PLC S7-1200 ề [1]

 Khái niệm chung v PLC S7-1200 ề

Năm 2009, Siemens ra dòng sản ph m S7-ẩ 1200 dùng để thay th d n cho S7-200 ế ầ

So với S7-200 thì S7-1200 có những tnh năng nổi trội:

- -1200 là m t dòng c a bS7 ộ ủ ộ điều khi n logic l p trình (PLC) có th ki m soát ể ậ ể ểnhiều ng d ng tứ ụ ự động hóa Thi t k nh g n, chi phí th p, và m t t p l nh m nh làm ế ế ỏ ọ ấ ộ ậ ệ ạcho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng d ng s d ng vụ ử ụ ới S7-1200 S7-

1200 bao g m m t microprocessor, m t ngu n cung cồ ộ ộ ồ ấp được tích h p s n, ợ ẵ các đầu vào/ra (DI/DO)

- M t sộ ố tnh năng bảo m t giúp b o v quy n truy c p vào cậ ả ệ ề ậ ả CPU và chươngtrình điều khiển:

Hnh 2.20 M ột số  ng d ng c a PLC trong công nghi p  ủ 

Trang 16

+ Tất c ả các CPU đều cung c p b o v b ng password ch ng truy c p vào ấ ả ệ  ố ậ PLC + Tnh năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình

- S7-1200 cung c p m t c ng PROFINET, h ấ ộ ổ ỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP Ngoài

ra có thể dùng các module truy n thông m r ng kề ở ộ ết nố i b ng RS485 ho c RS232 ặ

- Phần mềm dùng để ậ l p trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ng l p trình là FBD, LAD và SCL Ph n mữ ậ ầ ềm này được tích h p trong TIA Portal ợ

2: Khe c m th ắ ẻ nhớ ằm dướ n i c a phía trên ử

3: Các LED tr ng thái dành cho I/O tích h p ạ ợ

4: B ộ phậ n k t n i PROFINET (phía trên c a CPU) ế ố ủ

Hnh 2.21 : Tổ ng quan v  PLC S 7-1200

 Các module trong h ệ S7-1200

Các module CPU PLC S7-1200: Các ki u CPU khác nhau cung c p m t sể ấ ộ ự đa dạng các tnh năng và dung lượng giúp cho người dùng tạo ra các gi i pháp có hi u qu ả ệ ảcho nhiều ng d ng khác nhau ứ ụ

Bng 2.1 Thông số ỹ k thu t các module CPU PLC S7 1200 ậ [1]

Compact CPU 1211C, 25kb integral PROGRAM/DATA MEMORY, 1MB loading memory execution times for boolean operation : 0.1µs; intergral I/Os : 6 digital input; 4 digital output, 2 analog inputs; expandable with up to 3 communication modules and 1 signal board; digital inputs as HSC with 100kHz, 24DC digtial outputs can be used as PTO or PWM with 100kHz

1211 C DC/DC/DC

1211 C DC/DC/Rly

CPU

1212C

1212 C AC/DC/Rly

Compact CPU 1212c, 25kb integral PrROGRAM/DATA MEMORY, 1MB loading memory; execution times for booleam operations : 0.1µs; intergral I/Os : 8 digital input; 6 digital output, 2 analog inputs; expandable with up to 3 communication modules, 2 signal modules and 1 signal board; digital inputs can be used as HSC with 100kHz, 24DC digtial outputs as PTO or PWM with 100kHz

1212 C AC/DC/Rly

1212 C DC/DC/DC

CPU

1214C

1214 C AC/DC/Rly

Compact CPU 1214c, 50kb integral PROGRAM/DATA MEMORY, 2MB loading memory; execution times for booleam operations : 0.1µs; intergral I/Os : 14 digital input; 10 digital output, 2 analog inputs; expandable with up to 3 communication modules, 8 signal modules and 1

1214 C DC/DC/DC

1214 C DC/DC/Rly

Trang 18

c module m r ng: H ở ộ ọ S7-1200 cung c p mấ ột số lượng l n các module tín hiớ ệu tín hiệu để ở ộng dung lượ m r ng của CPU Người dùng còn có th lể ắp đặt thêm

các giao thule truy n ề thông để ỗ trợ h ức truy n thông khác ề

Bng 2.2 B ng các module h  ỗ trợ PLC S7-1200 [1]

 Các b ng tín hi u: ả ệ

Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU Người dùng

có th thêm m t SB v i c I/O ki u s hay kiể ộ ớ ả ể ố ểu tương tự SB k t n i vào phía ế ố trước của CPU

- SB với 4 I/O kiểu s (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC) ố

signal board; digital inputs can be used as HSC with 100kHz, 24DC digtial outputs as PTO or PWM with 100kHz

CPU

1215C

1215 C DC/DC/DC

SIMATIC S7-1200, CPU 1215C, compact CPU, AC/DC/RELAY, 2 profitnet port,I/O: 14 DI 24V DC; 10 DO RELAY 2A, 2 AI 0-10V DC, 2 AO 0-20MA DC, Power suppy: AC 85 264 V AC AT –

47 63 HZ, Program/Data Memory: 100 KB –

1215 C AC/DC/Rly

1215 C DC/DC/Rly

- SB với 1 ngõ ra kiểu tương tự

Bng 2.3 B ng tín hi u s d ng cho PLC S7-1200   ử  [1]

Signal Boards

SB 1223 DC/DC

2 x 24VDC inputs

2 x 24VDC outputs

2 inputs, DC 24v, IEC type

1, current sinking; 2 transistor output DC 24V, 0.5A, 5W; can be used as additional HSC with up to 30kHz

SB 1232 AQ 1 analog outputs

1 analog output, ± 10v with

12 bits or 0 to 20 mA with 11 bits

1 Các led tr ng thái trên SB ạ

2 Bộ ph n k t n i dây cậ ế ố ủa người

8 x 24VDC outputs

8 inputs, DC 24V, IEC type 1, current sinking; 8 transistor outputs DC 24V 0.5A, 5W

16 inputs, DC 24V, IEC type 1, current sinking; 16 relay outputs DC 5 to 30V /

AC 5 to 250V, 2A, 30W DC / 200W

AC

SM 1223

16 x 24VDC inputs

16 x 24VDC outputs

16 inputs, DC 24V, IEC type 1, current sinking; 16 transistor outputs DC 24V 0.5A, 5W

4 analog inputs, ±10v, ±5V, ±2,5V, or

0 to 20 mA, 12 bits + sign;

2 analog output, ± 10V, 14 bits or 0 to

1 Các LED tr ng thái dành cho ạ

I/O của module tín hi u ệ

2 Bộ ph n kậ ết nối đường d n ẫ

3 Bộ ph n kậ ết n i nố ối dây của

người dùng có thể tháo ra

 Các module truy n thông: ề

Họ S7-1200 cung c p các module truyấ ền thông (CM) dành cho các tnh năng bổsung vào hệ thống Có 2 module truy n thông: RS232 và RS485 ề

- CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông

- Mỗi CM k t n i vào phía bên trái c a CPU (hay v phía bên trái c a m t CM ế ố ủ ề ủ ộkhác)

Bng 2.5 B ng các module truy n thông s d ng cho S7-1200   ử  [1]

 Lưu trữ dữ liệu, các vùng nhớ và việc ghi địa chỉ PLC S7-1200

CPU cung c p m t s các tùy ch n dành cho viấ ộ ố ọ ệc lưu trữ d ữ liệu trong su t s ố ự thực thi chương trình người dùng:

- Global memory (b nh toàn c c): CPU cung c p nhi u vùng nh chuyên môn ộ ớ ụ ấ ề ớhóa, bao g m các ngõ vào (I), các ngõ ra (Q) và b nh BIT(M) B nh này là có th ồ ộ ớ ộ ớ ểtruy xuất bởi t t cấ ả các kh i mã mà không có s h n ch nào ố ự ạ ế

- Data block (DB kh i d– ố ữ liệu): ta có th bao gể ồm các DB trong chương trìnhngười dùng để lưu trữ dữ liệu cho các khối mã Dữ liệu được lưu trữ vẫn duy khi strì ự thực thi của một khối mã có liên quan d n kầ ết thúc

- Temp memory (b nh t m th i): khi m t khộ ớ ạ ờ ộ ối mã được g i, họ ệ điều hành của CPU phân b b nhổ ộ ớ t m th i hay c c b ạ ờ ụ ộ (L) để s d ng trong su t s ử ụ ố ự thực thi c a kh i ủ ốKhi sự thực thi c a kh i hoàn thành, CPU s phân b l i b nh c c b dành cho viủ ố  ổ ạ ộ ớ ụ ộ ệc thực thi các khối mã khác

Mỗi v trí b nh khác nhau có mị ộ ớ ột địa ch ỉ đơn nhất Chương trình người dùng sử dụng các địa chỉ này để truy xuất thông tin trong vị trí bộ nhớ

Hnh 2.24 Module truy n thông 

Bng 2.6 B ng các vùng nh  ớ PLC S 7-1200 [1]

Mỗi vùng nhớ khác nhau có một địa chỉ đơn nhất Chương trình người dùng sử dụng các địa chỉ này để truy xuất thông tin trong vị trí bộ nhớ Hình dưới đây thể hiện cách th c truy xu t m bit (ứ ấ ột còn được gọi là ghi địa chỉ “byte.bit”) Trong v dụ này, vùng b nh ộ ớ và địa ch byte (I = ngõ vào và 3 = byte ỉ 3) được theo sau b i m t d u ở ộ ấ chấm (“.”) để ngăn cách địa chỉ bit ( bit 4)

F Các bit của byte được chọn

Hnh 2.25 Cách th c truy xu 1 bit trong PLC S7-1200  t

ví d IB0, MW20 hay QD8 Các tham chiụ ếu như là I0.3 và Q1.7  s truy xuất ảnh ti n ếtrình Để truy xuất ngõ vào hay ngõ ra vật lý, ta cộng thêm tham chiếu với ký tự “: P” (như là I0.3:P, Q1.7:P hay “Stop:P”)

Giới thiệu v ề phần lậ p trình cho S7-1200

Để thực hiện viết code cho PLC S7 – 1200 ta cần có phần mềm chuyên d ng là ụTIA Portal (Totally Integrated Automation Portal)

Phần m m l p trình mề ậ ới này giúp ngườ ử ụi s d ng phát tri n, tích h p các hể ợ ệ thống

tự động hóa m t cách nhanh chóng, do gi m thi u thộ ả ể ời gian trong vi c tích hệ ợp, xây dựng ng d ng t nh ng ph n m m riêng rứ ụ ừ ữ ầ ề  Được thi t k vế ế ới giao di n thân ệ thiện người sử dụng, TIA Portal thích h p cho cả nhợ ững người mới lẫn những người nhiều kinh nghi m trong l p trình tệ ậ ự động hóa Là ph n mầ ềm cơ sở cho các ph n m m dùng ầ ề

để lập trình, cấu hình, tích h p các thiết b trong dải sản phẩm Tích h p tự ng hóa ợ ị ợ độtoàn di n (TIA) c a Siemens Ví d ệ ủ ụ như phầm mềm m i Simatic Step 7 ớ để lập trình các

bộ điều khiển Simatic, Simatic WinCC để ấ c u hình các màn hình HMI và ch y Scada ạtrên máy tính

Để thiế ết k TIA portal, Siemens đã nghiên cứu rất nhiều các phần mềm ứng dụng điển hình trong tự ng hóa qua nhiđộ ều năm, nhm mục đch hiểu rõ nhu cầu c a khách ủhàng trên toàn th gi i Là ph n mế ớ ầ ềm cơ sở để tích h p các ph n m m l p trình cợ ầ ề ậ ủa Siemens l i v i nhau, TIA Portal giúp cho các ph n mạ ớ ầ ềm này chia s cùng m t ẻ ộ cơ sở d ữ

liệu, t o nên sạ ự ống nhất trong giao diện và tính toàn vẹn cho ứng dụng Ví dụ, tất cả thcác thi t b và mế ị ạng truy n thông bây gi ề ờ đã có thể được c u hình trên cùng m t c a sấ ộ ử ổ Hướng ứng dụng, các khái niệm về thư viện, quản lý dữ liệu, lưu trữ dự án, chẩn đoán lỗi, các tnh năng online là những đặc điểm rất có ch cho người sử dụng khi sử dụng chung cơ sở dữ liệu TIA Portal Tất cả các bộ đều khiển PLC, màn hình HMI, các bộ

truyền động của Siemens đều được lập trình, cấu hình trên TIA portal Việc này giúp giảm thời gian, công sức trong việc thiết lập truy n thông giề ữa các thiết bị này

Ở đây nhóm sử ụng TIA Portal V13 để d thực hiện lập trình và thiết kế giao diện giám sát cho PLC S7 1200 –

Hnh 2.26 Biểu tượng TIA Portal V13 trên màn hình Desktop

2.2.1 Băng tải

Băng tải là thiết b chuyên dị ụng được dùng trong công nghiệp được cấu tạo từ hệ thống máy hoặc cơ có khả năng di chuyển m t v t n ng hay m t khộ ậ ặ ộ ối lượng l n nguyên ớvật liệu t ừ điểm này tới điểm khác cách đó một khoảng cách v t lý nhậ ất định

Trong sản xuất,băng tảicó  nghĩa đặc biệt quan trọng, nhất là trong công nghiệp Các ngành công nghiệp nặng và công nghiệp nhẹ, nhờ sự xuất hiện củabăng tải con lănđã giảm tải được rất nhiều khâu trong quá trình sản xuất nhất là đối với các nhà máy x nghiệp có lượng nguyên liệu cần vận chuyển nhiều và thường xuyên Trong xây dựng, thiết bị này chủ yếu được dùng để chuyên chở vật liệu xây dựng từ trên xuống dưới hay

từ dưới lên trên ở một độ cao nhất định, đặc biệt trên mọi địa hình Băng tải công nghiệpgiúp giảm tải sức lao động tối đa giúp các chủ thầu tiết kiệm được tiền thuê nhân công

Hnh 2.27 Hình  nh m ột số loại băng ti