Qúa trình hình thành giáo trình điều chỉnh vận tốc quay của pittong trong vận hành động cơ 1 pha p10 ppt

Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng Mở đầu Đặt vấn đề Đất nớc ta vào thời kì công nghiệp hoá đại, hoá đất nớc Đảng nhà nớc đà chủ động khuyến khích doanh nghiệp ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào trình sản xuất nhằm đa đất nớc phát triển Trong tự động hoá đóng vai trò quan träng nhiƯm vơ chung cđa ®Êt n−íc Trong kinh tế nớc ta sản xuất nông nghiệp chiếm phần lớn kinh tế đất nớc, mà sản phẩm sản xuất có sức cạnh tranh thấp Để nâng cao chất lợng sản phẩm, tăng sức cạnh tranh giải sản phẩm đầu cho nhân dân việc quan trọng Với xuất phát điểm có trình độ khoa học kỹ thuật kinh tế lạc hậu nên việc sản xuất nông nghiệp nớc ta chủ yếu sản xuất thủ công, suất không cao, chất lợng sản phẩm không đồng đều, không đáp ứng đợc với yêu cầu thực tiễn kinh tế Từ yêu cầu cấp thiết việc ứng dụng tự động hoá vào dây chuyền sản xuất điều tất yếu nhằm giải phóng sức lao động tăng suất, hiệu kinh tế Tự động hoá sản xuất đà đợc ứng dụng nhiều ngành công nghiệp nông nghiệp Trong ngành nông nghiệp nớc ta, tự động hoá trình sản xuất đà đợc ứng dụng vào trình sản xuất nh bia, rợu, chè, dứa, nớc hoa quảđà thu đợc kết tốt nhằm thúc đẩy kinh tế nớc nhà Đợc quan tâm đầu t Đảng Nhà nớc Công ty thực phẩm xuất Đồng Giao đà đa vào ứng dụng dây chuyền sản xuất tự động , đặc biệt dây chuyền sản xuất nớc dứa cô đặc thu đợc thành tích lớn Từ việc ứng dụng dây chuyền sản xuất vào thực tế công ty cần có kỹ s vận hành dây chuyền sản xuất Để có ngời có khả vận hành làm chủ dây chuyền sản xuất Chính vậy, việc nghiên cứu ứng dụng tự động hoá vào dây chuyền sản xuất đồng thời tạo chuyên gia lập trình nh tự động hoá, góp phần tích cực vào công xây dựng đất nớc Lớp tự động hoá 46 Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng Nh tự động hoá lựa chọn ngành sản xuất nhằm tạo sản phẩm có chất lợng, có khả cạnh tranh tốt Đối với nớc ta công cụ quan trọng nhằm phục vụ nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu PLC - Nghiên cứu phần mềm S7 200 - Nghiên cứu dây chuyền công nghệ sản xuất nớc dứa cô đặc - ứng dụng phần mềm SIMATIC S7 200 để thành lập chơng trình điều khiển mô hình tự động điều khiển trình gia nghiệt khâu tiệt trùng dây chuyền sản xuất nớc dứa cô đặc Nội dung đề tài Do hạn chế thời gian điều kiện khách quan nên đề tài nghiên cứu nội dung sau - Tìm hiểu hoạt động sản xuất, kinh doanh công ty thực phẩm suất Đồng Giao - Tìm hiểu dây chuyền sản xuất nớc dứa cô đặc - Tìm hiểu PLC - Tìm hiểu kỹ thuật lập trình PLC S7 200 - Xây dựng sơ đồ thuật toán điều khiển tự động trình gia nhiệt khâu tiệt trùng dây chuyền sản xuất nớc dứa cô đặc - Lập trình điều khiĨn b»ng PLC, S7 – 200 - ThiÕt kÕ l¾p giáp mô hình - Kết nối chạy thử mô hình Phơng pháp nghiên cứu Với mục đích nội dung đề tài để tiến hành làm đề tài dựa phơng pháp nghiên cứu sau: - Kế thừa kết nghiên cứu đà có phần mềm để lập trình Lớp tự động hoá 46 Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng - Kế thừa mô hình dây chuyền sản xuất đà có sẵn thực tiễn cụ thể dây chuyền sản xuất nớc dứa cô đặc - Sử dụng cách lập trình khác để tìm phơng pháp đơn giản nhất, hiệu - Viết chơng trình điều khiển -Dụng cụ thiết bị làm đề tài gồm có: +Máy tính cá nhân PC + Bé ®iỊu khiĨn S7 – 200 víi khèi xử lý CPU224 Lớp tự động hoá 46 Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng Chơng Tổng quan 1.1 Giíi thiƯu chung vỊ PLC - Kü tht ®iỊu khiĨn tự động phát triển mạnh ngày chiếm vị trí quan trọng ngành kinh tế quốc dân Tự động hoá ngày đóng vai trò quan trọng sản xuất Dựa phát triển tin học, cụ thể phát triển kỹ thuật máy tính mà kỹ thuật điều khiển đà phát triển đến trình độ cao, đem lại hiệu kinh tế Đà có nhiều kiểu điều khiển đời nh điều khiển cấu cam, điều khiển rơ le Nhng phát triển mạnh mẽ có khả phục vụ rộng rÃi điều khiển PLC - Bớc đầu phát triển PLC đơn đợc thiết kế để thay cho hệ điều khiển dùng Rơ le, công tắc tơ đơn Tuy nhiên trình phát triển PLC thiết bị có khả lập trình mềm dẻo thay cho mạch logic cứng, PLC phát triển nhanh chóng phần cứng phần mềm Về phần cứng xử lý nhanh có dung lợng lớn đà thay cho vi xử lý tốc độ thấp dung lợng nhỏ Các cổng vào đà đợc tăng lên số lẫn tơng tự Với số lợng lớn đầu vào/ra(số, tơng tự) giúp cho PLC không thích hợp cho điều khiển logic mà sử dụng hiệu trình điều khiển liên tục, đặc biệt thực chức điều khiển phức tạp nh luật điều khiển PI, PIDVề mặt cấu trúc PLC ngày đợc chế tạo theo module để mở rộng theo yêu cầu Về phần mềm, cú pháp lệnh PLC ngày phát triển phong phú không đơn giản lệnh logic mà lệnh toán học, truyền thông, đếm, định thờiCác loại PLC nói chung thờng có nhiều loại ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ đối tợng sử dụng khác Nhng ngày thông dụng ba cách lập trình là: STL ngôn ngữ liệt kê lệnh, LAD ngôn ngữ hình thang, FBD ngôn ngữ hình khối Nh vậy, PLC thiết bị điều khiển sử dụng nhớ để lập trình lu giữ cấu trúc lệnh thông qua cổng vào để thực chức điều khiển 1.1.1 Vai trò điều khiển PLC Lớp tự động hoá 46 Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng Trong hệ thống điều khiển tự động,PLC có vai trò quan trọng nơi giữ thuật toán điều khiển nơi thu nhận tín hiệu từ cảm biến ®−a tÝn hiƯu ®iỊu khiĨn Cịng nh− rÊt nhiỊu thiết bị điều khiển khác nhau, nh Rơ le đơn giản đế thiết bị điều khiển phúc tạp PLC đợc sử dụng rộng rÃi có vai trò nh sau: - PLC đợc xem nh trái tim hệ thống điều khiển tự động đơn lẻ với chơng trình điều khiển đợc chứa nhớ PLC, PLC xác định trạng thái hệ thống qua tín hiệu hồi tiếp từ thiết bị nhập Sau da chơng trình logic để xác định tiến trình hoạt động, đồng thời đa tín hiệu điều khiển tơng ứng đế thiết bị xt - Trong hƯ thèng ®iỊu khiĨn tù ®éng,bé ®iỊu khiển PLC đợc coi nh nÃo có khả điều hành toàn hệ thống điều khiển với chơng trình nạp vào PLC - PLC đợc sử dụng cho yêu cầu điều khiển đơn giản đợc lập lập lại theo chu kỳ, liên kết với máy tính chủ khác máy tính chủ thông qua hệ thống mạng truyền thông, để thực trình xử lý phức tạp - Mức ®é th«ng minh cđa mét hƯ thèng ®iỊu khiĨn phơ thuộc chủ yếu vào khả PLC để đọc đợc liệu khác từ cảm biến nh thiết bị nhập tay - Liên kết, ghép nối đóng mở mạch phù hợp với chơng trình - Phân phát lệnh điều khiển đến địa thích hợp - Một hệ thống điều khiĨn sÏ kh«ng cã ý nghÜa thùc tÕ nÕu kh«ng giao tiếp đợc với thiết bị xuất, thiết bị chấp hành Nh vạy, PLC có vai trò quan trọng lớn ngành điều khiển tự động ngày đợc ứng dụng rộng rÃi ngày phát triển hoàn thiện Lớp tự động hoá 46 Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng 1.1.2.Ưu điểm việc dùng PLC tự động hoá Trớc việc điều khiển thực Rơle điện tử nối với dây dẫn điện bảng điều khiển, nhiều trờng hợp số lợng dây lớn lên bất tiện thời gian làm việc Rơle có giới hạn Sự đời PLC đà làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển nh quan niƯm thiÕt kÕ vỊ chóng, hƯ ®iỊu khiĨn dïng PLC có u điểm nh sau: - Chuẩn bị vào hoạt động nhanh Thiết kế kiểu Môdule cho phép thích nghi đơn giản với chức điều khiển Khi điều khiển phụ kiện đà đợc lắp ghép PLC vào t sẵn sàng làm việc - Độ tin cậy cao ngày tăng Độ tin cậy PLC ngày cao tuổi thọ ngày tăng Việc bảo dỡng định PLC - Dễ dàng thay đổi soạn thảo chơng trình Việc lập trình đơn giản, chức điều khiển thay đổi dễ dàng thiết bị lập trình mà không cần thay đổi phần cứng yêu cầu thêm bớt thiết bị xuất nhập - Sự đánh giá yêu cầu đơn giản biết đợc số đầu vào đầu cần thiết, đành giá kích cỡ yêu cầu nhớ Từ dễ dàng nhanh chóng lựa chọn loại PLC, phù hợp với yêu cầu - Xử lý t− liƯu tù ®éng Trong nhiỊu bé PLC, viƯc xử lý t liệu đợc tiến hành tự động làm cho việc thiết kế điện tử trỏ lên đơn giản - Tiết kiệm không gian Hệ thống điều khiển xử dụng PLC đòi hỏi không gian so với hệ điều khiển Rơle tơng đơng, nhiều trờng hợp không gian đợc thu hẹp lại - Khả tái tạo Bộ PLC sử dụng thuận lợi cho máy đà làm việc ổn định mà càn đáp ứng nhu cầu thiết bị mẫu mà ngời ta thay đổi cải tiến trình vận hành - Sự cải biến thuận tiện Những dây truyền điều khiển muốn cải biến phận nhỏ chức điều khiển, đợc cải tạo cách đơn giản băng cách chép,cải biến thêm vào phần so với kỹ thuật điều Lớp tự động hoá 46 Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng khiển Rơle dây giảm thời gian lắp ráp, lập trình chức điều khiển trớc lắp ráp bảng điều khiển - Hệ thống điều khiển sử dụng PLC lắp đặt đơn giản hệ dùng Rơle giảm: + 80% số lợng dây nối + Công suất tiêu thụ điện PLC thấp có chức chuẩn đoán giúp cho công tác sửa chữa đợc nhanh chóng dễ dàng + Số lợng Rơle Timer nhiều so với hệ điều khiển cổ điển, số lợng tiếp điểm chơng trình sử dụng không hạn chế + Thời gian hoàn thành chơng trình điều khiển nhanh (vài ms) dẫn đến nâng cao suất sản xuất + Có thể làm việc nhiều môi trờng khác + Có thể tính toán giá trị kinh tế hệ thống điều khiển tự động trớc lắp đặt + Đợc ứng đụng điều khiển ph¹m vi réng r·i nhiỊu lÜnh vùc 1.1.3 Giá trị kinh tế PLC Ngày thời đại kinh tế việc đầu t dây truyền sản xuất yếu tố kỹ thuật phải xét đến kinh tế ( chi phí đầu t ) phơng án Sự đời PLC có giá trị kinh tế to lớn u ®iĨm râ rƯt so víi ®iỊu khiĨn b»ng R¬le, thùc tÕ viƯc sư dơng hƯ PLC thÊp h¬n nhiỊu so với hệ điều khiển băng Rơle Mặt hạn chế PLC đòi hỏi có đội ngũ nhân viên, có trình độ kỹ thuật cao, có kinh nghiệm, hiểu biết PLC để thiết kế lập trình điều khiển Tuy nhiên với u điểm hẳn so với hệ điều khiển Rơle hệ điều khiển PLC đợc sử dụng rộng rÃi ngày phát triển Dới u khuyết điểm hệ điều khiển băng PLC điều khiển rơle kinh tế lẫn kỹ thuật: Điều khiển Rơle Lớp tự động hoá 46 Điều khiển băng PLC Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng Ưu điểm: Ưu điểm: - Độ tin cậy cao nhờ sử dụng - Lắm biết đợc tin cậy phần tử tiếp xúc thời gian dài - Thay đổi dễ dàng qua công - Lắm biết đợc mức độ tin nghệ phích cắm cậy - - Kích thớc nhỏ, lắp đặt đơn Nhiều phân đà tiêu chuẩn hoá giản -Rất nhạy cảm với nhiễu - Thay đổi nhanh quy trình - Kinh tế với hệ thống nhỏ điều khiển mà không cần thay đổi Nhợc điểm: - Thời gian lắp đặt lâu - Thay đổi khó khăn - Khó theo dõi kiểm tra hệ thống lớn, phức tạp phần cứng - Có thể nối mạng với máy tính Nhợc điểm: -Giá thành tạo dựng cao thiết bị lập trình thờng giá đắt - Có h hao sử dụng, cần bảo quản thờng xuyên - Kích thớc lớn Tốn nhiều dây dẫn - Công suất tiêu thụ lớn - Công nhân sửa chữa tay nghề cao Những u điểm điều khiển PLC giúp đứng vững ngày phát triển ngành sản xuất Đặc biệt đợc ứng dụng nhiều ngành sản xuất đà thay toàn hệ điều khiển băng Rơle truyền sản xuất đại Lớp tự động hoá 46 Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng 1.1.4 Cơ sở khả phát triển PLC PLC phát triển sở công nghệ máy tính dựa kế thừa hệ điều khiển cổ điển Rơle, trục cam Sơ đồ thể sở phát triển PLC Các phần tử đầu vào Nút ấn Công tắc Công tắc hành trình cảm biến quang điện Nút ấn Công tắc Công tắc hành trình cảm biến quang điện Bộ điều khiển Rơle Công tắc tơ Rơle thời gian Bộ đếm PLC Phần tử chấp hành Động cơ, công tắc tơ Van thuỷ lực, khí nén hiển thị ộng cơ, công tắc tơ Van thuỷ lực, khí nén hiển thị Từ khắc phục nhợc điểm trớc hệ thống điều khiển trớc phát triển khoa học công nghệ tÝch hỵp PLC hiƯn cã dung l−ỵng rÊt lín có tốc đọ xử lý nhanh Làm cho PLC trơ thành phần tử tự động hoá thông dụng đáp ứng tất yêu cầu công nghệ Sự phát triển khoa học kỹ thuật cạnh tranh hÃng sản xuất làm cho giá thành PLC ngày hạ, làm cho việc đầu t ban đầu đợc thấp, đem lại hiệu kinh tế Do PLC có khả phát triển rộng rÃi ứng dụng nhiều ngành sản xuất công nghiệp nh nông nghiệp 1.1.5 ứng dụng hệ thống điều khiển PLC Do PLC có nhiều u điểm, hiên PLC đợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nh: Lớp tự động hoá 46 Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng - Hệ thống vận chuyển - Dây truyền đóng gói - Điều khiển bơm - Công nghệ sản xuất giấy - Dây truyền sản xuất thuỷ tinh - Công nghệ chế biến thực phẩm - Các dây truyền lắp ráp - Kiểm tra trình sản xuất Ngoài ứng dụng PLC dợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt ngành nông nghiệp " Công ty thực phẩm xuất Đồng Giao" Sử dụng PLC điều khiển dây truyền sản xuất, điển hình dây truyền sản xuất nớc dứa cô đặc Do điều kiện có hạn lên nêu hết ứng dụng PLC đợc ngày đợc ứng dụng nhiều tạo điều kiện tăng suất, giải phóng sức lao động cho công nhân nâng cao chất lợng sản phẩm 1.2 Cơ sở kỹ thuật số Khi lập tr×nh cho PLC ng−êi lËp tr×nh cã thĨ sư dơng nhiều phơng thức viết chơng trình Tuy nhiên PLC phần tử điều khiển logic ngời lập trình cần hiểu kiến thức sở kỹ thuật số 1.2.1 Các hệ đếm Chúng ta thờng sử dụng nhiều hệ đếm, thông thờng quen dùng vấn hệ thập phân Tuy nhiên lập trình PLC hệ thập phân có nhiều hệ đếm khác nh: - Hệ nhị phân: Hệ đếm sè 2, sư dơng hai sè vµ để biểu diễn giá trị Ví dụ: số biểu diễn là: 1001 - Hệ bát phân: Đây hệ đếm số 8, sử dụng tám số 0,1,2,3,4,5,6,7 để biểu diễn giá trị Lớp tự động hoá 46 10 Khoa điện Trờng DHNNI - HN Báo cáo tốt nghiệp Lê Mạnh Hùng - Hệ thập phân: Là hệ đếm số 10 sử dụng 10 sè tõ ®Õn ®Ĩ biĨu diƠn giá trị - Hệ thập lục phân: Là hệ ®Õm c¬ sè 16 sư dơng 16 sè 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E.F để biểu diễn giá trị 1.2.2 Kiểu liệu Một chơng trình ứng dụng PLC đợc sử dụng kiểu liệu khác PLC lu giữ liệu nhớ, liệu đợc lu trữ nhiều dạng khác Do dới trình bày kiểu liệu thờng đợc sử dụng Kiểu số tự nhiên Byte ( bit) Kiểu số tự nhiên không dấu Kiểu số tự nhiên có dấu Thập thân Kích thớc Hexadexima Thập thân Hexadexima ữ255 ữ FF -128 ÷127 80 ÷ 7F ÷ FFFF -32768 8000 ÷7FFF Word (16 bit) ÷65535 ÷32767 Double word 0÷FFFFFFFF -2147483648 80000000 ÷4294961295 ÷2147483647 ÷7FFFFFFF KiĨu sè thùc: PLC sư dụng 32 bit để mà hoá số thực, ta có giá trị: + 1175495E- 38 ữ + 3402823E + 38(Dơng) - 1175495E- 38 ữ - 3402823E + 38(Âm) 1.2.3 Đại số Boole Định nghĩa: Ta biết biên Boole loại hàm số mà miền giá trị có phần tử phần tư cđa chóng lµ vµ XÐt tËp hợp (B) với tất biến Boole với phÐp tÝnh And(^), Or(V), Not(_) Th× biÕn Boole tËp hợp có giá trị phần tử đơn vị đối Lớp tự động hoá 46 11 Khoa điện Trờng DHNNI - HN ... SIMATIC S7 200 để thành lập chơng trình điều khiển mô hình tự động điều khiển trình gia nghiệt khâu tiệt trùng dây chuyền sản xuất nớc dứa cô đặc Nội dung đề tài Do hạn chế thời gian điều kiện khách... để lập trình lu giữ cấu trúc lệnh thông qua cổng vào để thực chức điều khiển 1. 1 .1 Vai trò điều khiển PLC Lớp tự động hoá 46 Khoa ®iƯn – Tr−êng DHNNI - HN B¸o c¸o tèt nghiƯp Lê Mạnh Hùng Trong. .. tắc Công tắc hành trình cảm biến quang điện Nút ấn Công tắc Công tắc hành trình cảm biến quang điện Bộ điều khiển Rơle Công tắc tơ Rơle thời gian Bộ đếm PLC Phần tử chấp hành Động cơ, công tắc