BÀI tập lớn xây dựng chương trình điều khiển quá trình trộn nhiên liệu

SVTH: Nhóm 03 Lớp LTTĐHk3 GVHD: Nguyễn Thanh Lịch Lời mở đầu Trong những năm gần đây, ở nước ta công cuộc xây dựng Công Nghiệp hóa & Tự Động hóa phát triển rất mạnh kéo theo tất cả các ngành công nghiệp khác phát triển theo.Trong các nghành công nghiệp đó thì công nghiệp Xây Dựng nhất là xây dựng cơ sở hạ tầng đã và đang phát triển rất mạnh mẽ.Bê tông là một trong những vật liệu rất quan trọng trong công nghiệp xây dựng vì thế công nghệ sản xuất bê tông cũng phải phát triển để theo kip sự phát triển của CN xây dưng. Với sự ra đời của các thiết bị điều khiển hiện đại và sự phát triển vượt bậc của ngành tự động hóa thì dây chuyền sản xuất bê tông đã được tự động hoàn toàn từ công đoạn cân, trộn, cấp liệu, đến khi thành bê tông thương phẩm. Được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Nguyễn Thanh Lịch với việc nghiên cứu,tham khảo thêm tài liệu chúng em đã hoàn thành bài tập : Xây dựng chương trình điều khiển quá trình trộn nhiên liệu, Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế nên chắc hẳn bài tập của nhóm không tránh khỏi nhưng thiếu sót.Vậy nhóm em rất mong được sự góp ý của thầy và các bạn trong lớp LT-TDHK54! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày … tháng … năm 2011 Nhóm sinh viên 1. Lưu Đức Duy 2. Nguyễn Văn Lượng 3. Vũ Văn Quyết 4. Nguyễn Đức Thuận 5. Nguyễn Đình Tuân Trường ĐH: Mỏ- Địa Chất 1 Bộ Môn: Tự Động Hóa SVTH: Nhóm 03 Lớp LTTĐHk3 GVHD: Nguyễn Thanh Lịch Trường ĐH: Mỏ- Địa Chất 2 Bộ Môn: Tự Động Hóa 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 BÀI TẬP LỚN MÔN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Đề số 02 : Chương trình điều khiển quá trình trộn nguyên liệu. Sơ đồ gồm: - (1): Thùng chứa cát - (2): Thùng chứa đá - (3): Băng tải chở cát - (4): Băng tải chở đá - (5): Thùng chứa ximăng - (6): Ruột gà chứa xi măng - (7): Thùng cân cát đá - (8): Thùng cân ximăng - (9): Thùng trộn - (10): Thùng chứa vữa - (11): Van điện từ để đóng mở thùng cân cát đá - (12): Van điện từ để đóng mở thùng cân ximăng - (13): Van điện từ để đóng mở thùng trộn Nguyên lý vận hành: Động cơ vận hành băng tải (3) được khởi động đưa nguyên liệu cát vào thùng cân (7), đạt mức 200Kg thì dừng lại, khởi động băng tải (4) đưa đá vào thùng cân với mức 300kg. Van điện từ (11) được điều khiển mở thùng cân cát đá đưa hỗn hợp cát đá vào thùng trộn (9) và ruột gà chứa ximăng (6) được khởi động đưa ximăng vào thùng cân ximăng (8). Khi hết hỗn hợp cát đá van (11) điều khiển xilanh đóng lại chuẩn bị cho chu trình tiếp theo. Khi cân được 100kg ximăng thì (6) dừng lại đồng thời van (12) mở cửa thùng cân ximăng, ximăng được đưa vào thùng trộn (9). Khi hết ximăng trong thùng (8), van (12) điều khiển xilanh đóng cửa thùng cân (8) chuẩn bị cho chu trình tiếp theo đồng thời khởỉ động động cơ trộn. Sau một thời gian trộn t1, động cơ bơm nước (14) được khởi động đưa nước vào thùng trộn. Sau thời gian t2 động cơ bơm nước ngừng hoạt động, sau t3, dừng động cơ trộn, van (13) điều khiển xilanh mở cửa thùng trộn đưa vữa vào thùng vữa chính (10). Khi hết vữa trong thùng trộn, điều khiển đóng cửa thùng trộn chuẩn bị cho chu trình làm việc sau. * Yêu cầu thiết kế: - Từ yêu cầu công nghệ viết lưu đồ thuật toán - Tính chọn PLC và các modul mở rộng (nếu có) - Xác định và phân công I/ O - Thiết kế mạch điện - Viết chương trình PLC-S7200, xây dựng giao diện điều khiển giám sát bằng Protool I. Lưu đồ thuật toán khi khởi động hệ thống. 1 . Lưu đồ thuật toán hệ thống trén nguyªn liÖu: 2 . Chương trình trộn nhiên liệu chính 3 . Chương trình trộn 2 Van (11) më Băng tải (6) chạy Van (11) ®ãng (7) hÕt ≥100Kg <100Kg Băng t i ả (6) dõng Van (12) më t = t1 Van (12) ®ãng §éng c¬ trén ch¹y B¬m nuíc (14)ch¹y t = t2 B¬m nuíc (14)dõng Băng t i ả (4) dõng (8) hÕt Van (13) më Van (13) ®ãng (9) hÕt End §éng c¬ trén dõng t = t3 4 . Chương trình dừng hệ thống: 5 . Chương trình xử lý sự cố: II . TÝnh chän PLC vµ c¸c modul më réng (PLC S7-200) 1. CẤU TRÚC CHUNG PLC S7-200 Do hãng Siemens (CHLB Đức) chế tạo . Cấu hình kiểu mô-đun : mô-đun cơ bản và các mô-đun mở rộng. Sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Là PLC cỡ nhỏ. Với các CPU: 212, 214, 222, 224, 226. Khác nhau về số lượng đầu vào/ra và kích cỡ. Thành phần cơ bản là khối VXL loại: • CPU212: - 8 cổng vào - 6 cổng ra - 2 mô-đun mở rộng. • CPU214: - 14 cổng vào. - 10 cổng ra . - 7 mô-đun mở rộng. Bảng 1.1. Các thông số chính của PLC CPU212 và CPU214 Các thông số CPU212 CPU214 Lượng từ đơn (2 Byte-Word) để lưu CT, đọc/ghi được, không mất tin khi mất nguồn (từ) 512 (1KB) 2048 (4KB) Số lượng từ đơn (2 Byte-Word) để lưu dữ liêu, không mất tin khi mất nguồn, trong đó đọc/ghi được (từ) 512 100 2048 512 Số cổng vào/ra logic 8/6 14/10 Số mô-đun mở rộng (kể cả mô-đun ) tương tự 2 7 Số cổng vào/ra logic cực đại 64/64 64/64 Số Timer Trong đó phân giải 1ms/10ms/100ms 64 2/8/54 128 4/16/108 Số bộ đếm (Counter- cả tiến và lùi) 64 128 Số bit nhớ đặc biệt: dùng làm bit TThái hoặc đặt Cđọ đặc biệt 368 688 Chế độ ngắt, xử lí ngắt: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên/xuống, theo T.gian, theo bộ đếm ttốc độ cao Có Có Thơi gian lưu dữ liệu sau khi mất nguồn cấp (giờ) 50 190 Số bộ đếm tốc độ cao 2kHz và 7kHz 0 2 Số bộ phát xung nhanh kiểu: Dãy xung thường (PTO) và Dãy xung có điều chế theo độ rộng xung (PWM) 0 2 Các bộ đ/c tương tự 1 2 2. MỞ RỘNG CỔNG VÀO RA Ngoài CPU, Step7-200 cho phép ghép nối các mô-đun mở rộng, trong đó, số lượng nhiều nhât với: -CPU212 là 2 mô-đun; -CPU214 là 7 mô-đun; Địa chỉ các cổng vào/ra mở rộng tuỳ thuộc vào: -Kiểu vào/ra; -Vị trí của mô-đun cùng kiểu. Các mô-đun mở rộng loại số (rời rạc) đêù chiếm chỗ bộ đệm, tương ứng vói số đầu vào/ra của mô-đun. Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc các PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là 300 đến 38400. Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập trình thuộc họ PG7xx có thể sử dụng một cáp nối thẳng qua MPI. Cáp đó có kèm theo máy lập trình. Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS-232 (cổng COM) cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485 Ví dụ về cách đặt địa chỉ vào/ra của CPU214 (xem hình 1.6) [...]... Tín hiệu ra điều khiển van (11) Q0.3 Tín hiệu ra điều khiển công tắc tơ 3K ( chạy băng tải (6) ) Q0.4 Tín hiệu ra điều khiển van (12) Kg (S3) 300 Tín hiệu cảm biến báo mức I0.5 Kg (S4) Tín hiệu cảm biến báo thùng (7) hết (S5) I0.6 < 100 Tín hiệu cảm biến báo mức I0.7 Kg (S6) 100 Tín hiệu cảm biến báo mức I1.0 Kg (S7) I1.1 Tín hiệu cảm biến báo thùng (8) hết (S8) I1.2 Q0.5 Tín hiệu ra điều khiển công... vào ra của hệ thống trộn nguyên liệu em xin chn CPU214 a Bang vao ra cua chng trinh Đầu vào Input I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 Đầu ra Output Đầu vào khởi động Start Q0.0 Q0.1 Đầu vào dừng khẩn Stop Tín hiệu cảm biến báo mức < 200 Kg (S1) Tín hiệu cảm biến báo mức 200 Kg (S2) Tín hiệu cảm biến báo mức < 300 Tín hiệu ra điều khiển công tắc tơ 1K ( chạy băng tải (3) ) Tín hiệu ra điều khiển công tắc tơ 2K... 100 Tín hiệu cảm biến báo mức I1.0 Kg (S7) I1.1 Tín hiệu cảm biến báo thùng (8) hết (S8) I1.2 Q0.5 Tín hiệu ra điều khiển công tắc tơ 4K ( chạy động cơ trộn) Q0.6 Tín hiệu ra điều khiển công tắc tơ 5K ( chạy động cơ bơm nuớc) Q0.7 Tín hiệu ra điều khiển van (13) I0.8 t m trn Q2.0 Coi bỏo s c Tín hiệu cảm biến báo thùng (9)hết (S9) b START Input I0.0 Sơ đồ ghép nối với PLC STOP (S1) (S2) I0.1 I0.2 I0.3... - Giúp ngời thiết kế có thể trình bày giao diện đẹp, thân thiện với ngời dùng - Thuận tiện cho các chơng trình Demo với các công cụ đợc chuẩn hoá input/output fields, bar graphs, trend graphics, raster and vector graphics và attributes với dynamic capability - Khả năng tích hợp các hệ thống message - Xử lý và lu trữ những dữ liệu đo nếu cần - Lu trữ các biến của các quá trình và các messages - Sử dụng... cú th chy trờn nn Windows 95, Windows 98, Windows 2000 v Windows NT 4.0 Vi Protool Pro CS c dựng thit k giao din cu hỡnh chớnh ca mỏy (PU hoc PC ) Trong Windows ( dựng chy ng dng khi kt ni giao din PC hoc PU vi thit b iu khin PLC) Cũn Protool Pro RT l mt chng trỡnh c chy quỏ trỡnh o) - Cỏc panels chuyờn dựng cho h thng SCADA: Operator Panels OP 37 Pro Cu trỳc c bn ca mt h thng iu khin giỏm sỏt (SCADA)... trỡnh hc tp v lm bi tp mụn thit k h thng truyn ng in nhúm chỳng em ó lm c nhng cụng vic sau: - Da v s yờu cu cụng ngh ca trm cn s tớn hiu u ra v tớn hiu u vo em ó bit la chn thit b iu khin PLC S7-200 dựng CPU 214 - Xõy dng c lu thut toỏn - Vit chng trỡnh iu khin - Thit k mch in - Thit k giao din giỏm sỏt iu khin bng Protool . của quá trình trộn ta xây dụng mạch điện điều khiển quá trình trộn nguyên liệu như sau: 20A 20A Động cơ băng tải 3 Động cơ băng tải 4 Động cơ băng tải 6 Sơ đồ điều khiển các van vữa V . Chương. cứu,tham khảo thêm tài liệu chúng em đã hoàn thành bài tập : Xây dựng chương trình điều khiển quá trình trộn nhiên liệu, Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế nên chắc hẳn bài tập của nhóm không tránh. Hóa 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 BÀI TẬP LỚN MÔN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Đề số 02 : Chương trình điều khiển quá trình trộn nguyên liệu. Sơ đồ gồm: - (1): Thùng chứa