Đề tài điều khiển giám sát mô hình sản xuất cà phê bột

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA: ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT MÔ HÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ BỘT TOÀN BỘ GIẢ LẬP, KHÔNG CẦN MÔ HÌNH THẬT BẠN NÀO CẦN FILE CHẠY WINCC + PLC S7-300 CỦA M

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA: ĐIỆN

ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT MÔ HÌNH SẢN XUẤT

CÀ PHÊ BỘT (TOÀN BỘ GIẢ LẬP, KHÔNG CẦN MÔ HÌNH THẬT) BẠN NÀO CẦN FILE CHẠY WINCC + PLC S7-300 CỦA

MÔ HÌNH LIÊN HỆ MAIL MÌNH, HOẶC SỐ ĐIỆN THOAI:

Mail: Vanngocpro@gmail.com

Phone: 0973.652.625 LỚP: ………

MSSV

2 .

MSSV

3 .

MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1.1 Nguồn gốc 1

1.1.2 Phân loại 1

1.2 CẤU TẠO CỦA QUẢ CÀ PHÊ 2

1.2.1 Cấu tạo 2

1.2.2 Thành phần hóa học 2

1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÀ PHÊ 4

1.4 THU HÁI QUẢ CÀ PHÊ TƯƠI 5

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ BỘT 6

2.1 QUY TRÌNH CHẾ BIẾN 6

2.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH 6

2.2.1 Nguyên liệu 7

2.2.2 Rang 7

2.2.3 Nghiền 9

2.2.4 Đóng gói 10

2.2.5 Loadcell (Cảm biến cân trọng lượng) 10

2.2.6 Cảm biến nhiệt độ 11

2.3 Tìm hiểu về WinCC flexible 12

2.3.1 Khái quát chung 12

3.3.2 Điều khiển và giám sát trong WinCC flexible 12

2.3.2 Một số Tab cơ bản trong WinCC flexible 14

2.4 PLC S7-300 17

2.4.1 Khái niệm chung 17

2.4.2 Đặc điểm và vai trò của PLC 17

2.4.3 cấu trúc cơ bản PLC 18

2.4.4 Thiết bị điều khiển logic khả trình simatic S7-300 19

2.4.4.1.Cấu hình cứng 19

2.4.5 Phần mềm lập trình cho S7-200 24

CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ LẬP TRÌNH PLC S7-300 32

3.1 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 32

3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống 32

3.1.2 Giải thích sơ đồ 33

3.2 ĐẦU VÀO/RA PLC 34

3.2.1 Đầu vào/ra thực tế 34

3.2.2 Thống kê các miền nhớ 34

3.3 KÊT NỐI VÀO RA PLC 35

3.4 LẬP TRÌNH TRONG PLC S7-300 39

3.5 GIÁM SÁT BẰNG WINCC FLEXIBLE 39

LỜI GIỚI THIỆU

Cà phê là một loại nước uống có từ rất lâu đời và được ưa chuộng đến ngày hômnay Cà phê không chỉ chiếm lĩnh thị trường trong nước mà còn có mặt ở các thịtrường lớn như: Mỹ, Đức, Pháp, Ý…góp phần giải quyết việc làm và đem lại hiệuquả kinh tế

Cà phê (café: tiếng pháp) là một loại thức uống màu đen có chứa caffein và đượcsản xuất từ những hạt cà phê rang lên Cà phê được xem là một loại hàng vị giác

có hương vị phong phú, tạo cảm giác sảng khoái, hưng phấn cho người dùng vàđặc biệt dễ tạo thành thói quen (còn gọi là “nghiện”)

Tuy nhiên sau quá trình thu hoạch nếu không bảo quản hợp lí thì cà phê dễ bị tổnthất về khối lượng và chất lượng Một giải pháp là chế biến thành cà phê nhân đểlàm nguồn nguyên liệu cho việc chế biến tiếp theo: cà phê hòa tan, cà phê khônghòa tan…mang những hương vị đặc trưng riêng

Đó là lí do nhóm chúng em chọn đề tài “CÀ PHÊ KHÔNG HÒA TAN”

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

1.1 GI ỚI THIỆU CHUNG

1.1.1 Ngu ồn gốc

Cà phê được sử dụng lần đầu tiên vào thế kỉ thứ 9, khi nó được khám phá ra từvùng cao nguyên Ethiopia Cho tới khi Crit-Tôp-Cô-Lông và các nhà thám hiểmkhác tìm ra Châu Mỹ vào năm 1496 thì loài người mới biết đến quê hương thứhai của cà phê là ở Nam Mỹ trên đất nước Braxin rộng lớn Từ thế giới Hồi giáo,

cà phê đến Ý, sau đó là phần còn lại của Châu Âu, Indonesia và Mĩ Hiện nay càphê được trồng ở khắp mọi nơi

1.1.2 Phân lo ại

a Cà phê chè (coffee Arabical)

Đây là cà phê được trồng lâu đời nhất và tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới vì thơmngon, dịu (chiếm 70% sản lượng cà phê trên thế giới) Hàm lượng cafein trungbình 1.3% Nguồn gốc ở cao nguyên Jimma, thuộc nước Etiopia, vùng nhiệt đới

ở phía Châu Phi

Cây thuộc dạng bụi thân cao 3-4m, cành đối xứng, mềm, rủ xuống Lá mọc đốixứng hình trứng dài, đầu nhọn, rìa lá quăn, xanh đậm Quả cà phê thuộc loại quảthịt, hình trứng, khi chín có màu đỏ tươi, dài 10-18mm, rộng 8-12mm Hạt cà phêhình tròn dẹt, có màu xanh xám, xanh lục (tùy theo giống và điều kiện bảo quản).Cây cà phê chè có đặc tính tự thụ phấn nên có độ thuần chủng cao hơn các loại

cà phê khác

Cây cà phê chè ưa nơi mát và hơi lạnh Nhiệt độ thích hợp 18-25 0C, tốt nhất là10-20 0C Do yêu cầu như vậy nên cà phê thường được trồng ở miền núi có độcao 600-2500m

b Cà phê vối (Coffe canephora)

Nguồn gốc ở khu vực Công-Gô, miền núi thấp xích đạo và nhiệt đới Tây ChâuPhi, có rất nhiều chủng loại khác nhau về kích thước, độ gợn sóng của phiến lá,hình dạng quả…Cà phê vối có hàm lượng cafein trong hạt chiếm 1,79-3,06%(cao nhất trong ba loại cà phê)

Cây có một hoặc nhiều thân, cao 8-12m, cành dài rủ xuống Lá hình trứng hoặchình lưỡi mác, mũi nhọn, phiến lá gợn sóng mạnh Quả hình trứng, núm quả nhỏ,trên quả thường có nhiều gân dọc, quả chín có màu đỏ hoặc hồng Kích thước hạt

Cà phê vối không tự thụ phấn được Thích hợp với khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ

24-260C

c Cà phê mít (Coffee excelsa)

Xuất xứ ở Ubangui-Chari, sa mạc Sahara (thường gọi là cà phê sari)

Hàm lượng cafein trong hạt 1,02-1,15% Cây cao 6-15m Quả hình trứng, hơidẹt, núm quả lồi Quả to khi chín có màu đỏ sẫm, hạt màu xanh ngả vàng, vỏ lụabám chặt vào hạt làm khó tróc hạt Cà phê mít có vị chua, chất lượng nước uống

ít được ưa chuộng

1.2 C ẤU TẠO CỦA QUẢ CÀ PHÊ

1.2.1 C ấu tạo

Quả cà phê gồm những phần sau (đi từ vỏ vào nhân)

- Lớp vỏ quả: Là lớp vỏ ngoài cùng mềm mỏng, có màu xanh hoặc đỏ Vỏ của càphê chè mềm hơn cà phê vối và cà phê mít

- Lớp vỏ thịt: Nằm dưới lớp vỏ quả Vỏ thịt cà phê chè mềm, chứa nhiều chấtngọt dễ xay xát hơn Vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn

- Lớp vỏ trấu: Cứng, chứa nhiều chất xơ bao bọc xung quanh nhân Vỏ trấu của

cà phê chè mỏng, dễ đập hơn vỏ trấu cà phê mít và cà phê vối

- Lớp vỏ lụa: Là lớp vỏ mỏng nằm sát nhân cà phê, có màu sắc đặc tính khácnhau tùy thuộc loại cà phê Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc rất mỏng và dễbong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến Vỏ lụa cà phê vôi màu nâu nhạt, vỏ lụa

cà phê mít màu vàng nhạt

- Nhân cà phê: Nằm trong cùng Lớp tế bào ngoài của nhân thì cứng và có những

tế bào nhỏ, trong có chất dầu Một quả cà phê có thể có 1,2 hoặc 3 nhân Thôngthường chỉ có 2 nhân

1.2.2 Thành ph ần hóa học

Cà phê nhân dạng thương phẩm chứa: lipit, khoáng, lipit…Ngoài ra trong nhân

cà phê còn chứa một lượng đáng kể Vitamin thuộc nhóm B (như B1, B2, B6, B12),các chất bay hơi và cấu tử gây mùi thơm

a Nước

Trong nhân cà phê đã sấy khô, nước còn lại 10-12% ở dạng liên kết Khi hàm

lượng nước cao sẽ làm tăng thể tích bảo quản kho, khó khăn trong quá trình rang,tốn nhiều nguyên liệu và nhất là tổn thất hương cà phê Hàm lương nước còn lạitrong cà phê sau khi rang là 2,7%.

e Lipit

Hạt cà phê chứa lượng Lipit khá lớn 10-13% Lipit trong cà phê chủ yếu là dầu

và sáp Trong đó sáp chiếm 7-85 tổng lượng lipit, còn dầu chiếm 90%

Trong quá trình chế biến, lipit bị biến đổi (một phần acid béo tham gia phản ứngdưới tác dụng của nhiệt độ cao tạo hương thơm cho sản phẩm), lượng lipit không

bị biến đổi là dung môi tốt hào tan chất thơm Khi pha cà phê chỉ một lượng nhỏlipit đi vào trong nước, còn phần lớn lưu lại trên bã

Trigonulin (acid metyl betanicotic : C7H7NO2) dưới tác dụng của nhiệt độ cao, nó

bị phân hủy thành acid nicotic (tiền vitamin pp)

g Chất thơm

Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nó được hình thành và tích lũy trong hạt

Sự tích lũy chịu nhiều yếu tố như đất đai, khí hậu và đặc biệt là chủng loại càphê Mặt khác, nó được hình thành trong quá trình chế biến, đặc biệt trong quátrình rang

Chất thơm bao gồm nhiều cấu tử khác nhau : acid, andehit, ceton, rượu,phenol Trong quá trình rang, các chất thơm thoát ra ban đầu có mùi hắt sauchuyển thành mùi thơm Các chất thơm của cà phê dễ bay hơi, biến đổi và dẫnđến hiện tượng cà phê bị mất mùi thơm nên đựng trong bao bì kín và tiêu thụnhanh

1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÀ PHÊ

Cà phê từ lâu đã được biết đến với công dụng kích thích sự hưng phấn của thầnkinh dưới ảnh hưởng của caffein Ngoài ra cà phê còn có tác dụng an thần.Người ta đã chứng minh được rằng, nếu đi ngủ trong vòng 15 phút sau khi uống

cà phê thì giấc ngủ sẽ sâu hơn, bởi máu trong não được lưu thông tốt hơn

caffein bắt đầu phát huy hiệu quả, chúng ta sẽ không ngủ được nữa Phươngpháp an thần này đã được sử dụng ở nhiều bệnh viện, đặc biệt đối với các bệnhnhân cao tuổi.

Bã cà phê còn là một chất rửa tay tuyệt vời Ngoài ra, do bao gồm nhiều hạt nhỏ

và không bị bám dính nên người ta thường sử dụng bã cà phê để làm sạch nhữngvật dụng mà tay không thò vào được như chai lọ hay các ấm đun nước

Tuy vậy loại đồ uống thơm ngon này cũng có thể có một vài tác dụng xấu đốivới sức khỏe

- Nó làm tăng đột ngột lượng insulin trong máu, làm mất thăng bằng cơ thể cũngnhư ảnh hưởng không tốt tới tuyến tụy Đặc biệt đối với những người bị viêmtụy thì việc sử dụng cà phê là điều cấm tuyệt đối

- Những bệnh nhân bị bệnh tiểu đường cũng không nên dùng cà phê, hoặc nếu

có thì chỉ được dùng rất ít

- Cà phê nếu dùng quá nhiều cũng có thể làm sưng màng nhầy ở dạ dày Quanniệm cho rằng uống cà phê với sữa sẽ làm giảm bớt nguy cơ này là hoàn toàn sailầm Caffein sẽ hoà quyện với chất béo trong sữa và nhờ đó bám được ở màng

dạ dày trong thời gian lâu hơn

1.4 THU HÁI QU Ả CÀ PHÊ TƯƠI

Yêu cầu đầu tiên đối với việc thu hái cà phê là hái đúng tầm chín Để có cà phêchất lượng cao nhất thiết phải có quả chín đỏ hay vừa chín, không hái quả xanh.Không để quả chín nẫu hay khô trên cây Nếu có lẫn những loại này thì cần bỏ

ra phơi riêng Trong sản phẩm thu hoạch số quả chín hoặc vừa chín nhất là 95%.Hái cà phê bằng cách dùng ngón tao bứt quả, không tuốt cành, không bứt cảchùm đối với cà phê chè Phải bảo vệ cành, lá, nụ tránh ảnh hưởng tới vụ sau.Không để quả cà phê lẫn vào trong đất dễ bị nhiễm nấm bệnh

Cà phê hái xong phải chế biến ngay Nếu không kịp phải tãi quả cà phê trên nềngạch thoáng mát, tầng không quá dày 30 – 40 cm Không ủ đống cà phê làm cho

cà phê lên men Không giữ cà phê hái về quá 24h

Bao bì đựng sản phẩm cà phê quả tươi và phương tiện vận chuyển phải sạch,không có mùi phân bón, mùi hoá chât…

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ BỘT

2.1 QUY TRÌNH CH Ế BIẾN

NGUYÊN LIỆU(Cà phê nhân)

RANG CÀ PHÊNHÂN

XAY CÀ PHÊ NHÂN

2.2 THUY ẾT MINH QUY TRÌNH

có thể giải thích cho tổn thất caffein trong quá trình rang cà phê

Những biến đổi diễn ra trong quá trình rang như sau :

- Ngoài sự mất nước, sản sinh các chất khí, còn phát triển hương vị mà chúng

sẽ hòa tan trong khi pha chế

- Các chất đường trong hạt bị caramen hóa một phần

- Protein bị phân hủy một phần do nhiệt, hàm lượng cafein cũng bị biến đổi

Thành phần trong hạt cà phê rang phụ thuộc vào giống, phương pháp chế biến vàcường độ rang Cĩ 3 phương pháp rang cà phê:

- Gia nhiệt trực tiếp: áp dụng từ lâu đời

- Gia nhiệt gián tiếp: cần các thiết bị

- Gia nhiệt theo nguyên lí tầng sơi

+ Thiết bị rang: Người ta tiến hành rang trong nhiều loại thiết bị cĩ mức độ cơ

giới khác nhau, và dùng nhiều loại nhiên liệu khác nhau

Người ta cĩ thể rang trong thiết bị thùng đứng cĩ trục khuấy hoặc tay đảo Thiết

bị cịn cĩ ống lấy mẫu và cửa quan sát Cà phê sau khi rang ua hệ thống làmnguội bằng thùng hoặc bằng bao tải rải đều cà phê cho chĩng nguội

Cĩ thể đốt bằng than, dầu hoặc hơi nĩng ở vỏ nồi hoặc trục nồi

Ngồi ra cịn cĩ những thiết bị rang hiện đại, tư động hĩa dưới một áp suất lớn,cho ta sản phẩm sau rang rất đều và hao hụt về hương thơm coi như được khốngchế tốt

Hình 2-2: Thiết bị rang thùng quay liên tục

Thơng số cơng nghệ:

- Nhiệt độ của hạt cà phê nên nằm trong giới hạn 180-240oC

- Thời gian rang được xác định theo mức độ rang mong muốn và nhiệt độthực hiện

- quá trình rang; không vượt quá 1 giờ

- Quá trình làm nguội sẽ kết thúc khi nhiệt độ hạt bằng nhiệt độ môi trường

Lưu ý: các hạt nghiền khơng quá mịn, nếu khơng sẽ gây khĩ khăn cho quá trìnhlọc, ảnh hưởng đến hiệu suất và cĩ thể gây tắc hệ thống lọc.

Thiết bị nghiền:

Thiết bị nghiền trong công nghiệp được thiết kế nhiều trục nghiền răng có tốcđộ quay khác nhau Trên bề mặt các trục quay có tốc độ cao có các răng cưahình chữ U nằm nghiêng, còn trên bề mặt trục quay tốc độ thấp có các răngcưa hình chữ U thẳng đứng Hai trục quay với tốc độ khác nhau sẽ tạo thànhmột cặp, giữa mỗi cặp sẽ có 1 khoảng cách thích hợp với mức độ nghiền Đitừ trên xuống dưới, mức độ nghiền sẽ đi từ thô sang tinh

Hình 2-3: Thiết bị nghiền trục

Thơng số cơng nghệ:

- Độ ấm nguyên liệu vào: 1-2%

- Kích thước hạt sau khi nghiền 1000μm

2.2.5 Loadcell (C ảm biến cân trọng lượng)

Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết nốithành 1 cầu điện trở Wheatstone như hình dưới và được dán vào bề mặt của thânloadcell

Hình 2-4: Cấu tạo LoadcellMột điện áp kích thích được cung cấp cho ngõ vào loadcell (2)góc (1) và (4) củacầu điện trở Wheatstone) và điện áp tín hiệu ra được đo giữa hai góckhác Tại trạng thái cân bằng (trạng thái không tải), điện áp tín hiệu ra là sốkhông hoặc gần bằng không khi bốn điện trở được gắn phù hợp về giá trị

Đó là lý do tại sao cầu điện trở Wheatstone còn được gọi là một mạch cầu cânbằng

Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell bị biếndạng (giãn hoặc nén), điều đó dẫn tới sự thay đổi chiều dài và tiết diện của cácsợi kim loại của điện trở strain gauges dán trên thân loadcell dẫn đến một sự thayđổi giá trị của các điện trở strain gauges Sự thay đổi này dẫn tới sự thay đổitrong điện áp đầu ra Sự thay đổi điện áp này là rất nhỏ, do đó nó chỉ có thể được

đo và chuyển thành số sau khi đi qua bộ khuếch đại của các bộ chỉ thị cân điện tử(đầu cân).

Hình 2-5: Một số loại Loadcell trên thực tế

2.2.6 C ảm biến nhiệt độ

a) Nhiệt điện trở với Platin và Nickel

*) Điện trở kim loại thay đổi theo nhiệt độ

Được sử dụng các kim loại nguyên chất (Pt; Cu; Ni) với hệ số nhiệt điện trở cànglớn càng tốt

Pt làm việc ở nhiệt độ 1900C đến 6500C

Cu làm việc ở nhiệt độ 500C đến 1500C

Người ta kéo chúng thành sợi mảnh quấn trên khung chịu nhiệt rồi đặt vào hộp

vỏ đặc biệt và đưa ra 2 đầu để lấy tín hiệu với điện trở(R) chếtạo khoảng từ10(Ω) đến 100(Ω) Trong đó R0là điện trở tại thời điểm ban đầu

Φ = 1/n.e.μ

Trong đó: n: Là số điện tửtựdo trong một đơn vịdiện tích

e: Là điện tích của điện tử tự doμ: Là tính linh hoạt của điện tử, μ được đặc trưng bởi tốc độ củađiện tử trong từtrường)

*) Nhiệt điện trở Platin.

Platin là vật liệu cho nhiệt điện trở được dùng rộng dãi trong công nghiệp Có 2tiêu chuẩn đối với nhiệt điện trở platin, sự khác nhau giữa chúng nằm ở mức độtinh khiết của vật liệu Hầu hết các quốc gia sử dụng tiêu chuẩn quốc tế DIN IEC

751 – 1983 (được sửa đổi lần thứ nhất vào năm 1986, lần thứ 2 vào năm 1995).USA vẫn tiếp tục sử dụng tiêu chuẩn riêng

Theo tiêu chuẩn DIN vật liệu Platin dùng làm nhiệt điện trở có pha tạp Do đókhi bịcác tạp chất khác thẩm thấu trong quá trình sử dụng sự thay đổi trị số điệncủa nó ít hơn so với các Platin ròng, nhờthếsự ổn định lâu dài theo thời gian,thích hợp hơn trong công nghiệp Trong công nghiệp nhiệt điện trở Platin thườngdùng có đường kính 30 μm (so sánh với đường kính sợi tóc khoảng 100 (μm)

*) Nhiệt điện trở nickel.

Nhiệt điện trở nicken so sánh với Platin rẻ tiền hơn và có hệ số nhiệt độ lớn gầngấp 2 lần (6,18.10-3 0C-1) Tuy nhiên dải đo chỉtừ-600C đến +2500C, vì trên 3500Cnicken có sựthay đổi vềpha, cảm biến nicken 100 thường dùng trong công nghiệpđiều hoà nhiệt độ phòng

*) Các cấu trúc của cảm biến nhiệt platin và nickel.

- Nhiệt điện trở với vỏ gốm: Sợi Platin được giữ chặt trong ống gốm sứ với bộtnhôm, dải đo từ – 2000C đến 8000C

2.3 Tìm hi ểu về WinCC flexible

2.3.1 Khái quát chung

WinCC Flexible là phần mềm chuyên dụng được dùng để cấu hình các hệ mànhình HMI, OP/TP mới của Siemen và là công cụ thay cho Protool trước đây(Bảncuối là Protool 6.0 SP3)

Là một trong những phiên bản WinCC được hãng Siemens phát triển, có thêmmột số chức năng mới so với các bản WinCC thông thường như 5.0, 6.0 … Cácphiên bản Wincc flexible gồm Wincc flexible 2007, Wincc flexible 2008 SP1,Wincc flexible SP2, Wincc flexible SP3

3.3.2 Điều khiển và giám sát trong WinCC flexible

Việc điều khiển và giám sát các hoạt động tự động trong công nghiệp trên phầnmềm WinCC flexible được thực hiện thông qua PLC PLC sẽ thu thập dữ liệu vàđưa đến các loại màn hình HMI sử dụng hoặc Runtime trên máy tính

Để thực hiện một dự án trên WinCC flexible cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Khởi động WinCC flexible

Sau khi đã cài đặt phần mềm WinCC flexible, khi khởi tạo một dự án mới phầnmềm sẽ có giao diện như sau:

Hình 3.3: Tạo một dự án mới trong WinCC flexible

Bước 2: Khởi tạo dự án mới trên WinCC flexible

Trên giao diện chính của WinCC flexible chọn Create an empty project, khi đótrên màn hình sẽ xuất hiện bảng các lựa chọn các loại màn hình sử dụng, tuỳ vàoyêu cầu thực thế có thể chọn các loại màn hình HMI hoặc chạy Runtime trênmáy tính, nếu Runtime trên máy tính ta chọn WinCC flexible Runtime như hìnhdưới

Bước 3: Kết nối WinCC flexible với PLC

Vào mục Conections trong phần mềm để thực hiện kết nối, tuỳ vào các loại thiết

bị điều khiển(cụ thể là PLC) mà chọn các kiểu kết nối khác nhau

Cột Name: là cột tên kết nối, tuỳ vào mỗi bài toán mà có thể đặt tên khác nhau Cột Communicaton driver: Cột này tuỳ chọn loại thiết bị kết nối giữa WinCC

flexible với PLC, trong đề tài này chọn OPC

Cột Online: Biểu diễn trạng thái làm việc, ở chế độ làm việc bình thường chọn

là “on”

Cột Comment: Biểu thị lời giải thích hay bình luận.

Mục Device OPC server: chọn thiết bị kết nối, đối với PLC S7-200 chọn S7200

OPCServer

Hình 3.5: Các loại kết nối hỗ trợ trong phần mềm

Bước 4: Tạo và hiệu chỉnh giao diện của quá trình.

Các giao diện trong wincc rất đa dạng với nhiều thể loại khác nhau, tuỳ vào cácbài toán cụ thể mà ta lựa chọn các hình ảnh trong thư viện hoặc các hình ảnh tựtạo

Bước 5: Thực hiện chạy Runtime.

Sau khi đã hoàn thiện xong giao diện trên screen thì thực hiện chạy Runtime, có

2 kiểu chạy Runtime: Runtime khi đã kết nối với PLC(Runtime system) hoặcRuntime từng đối tượng trên Screen(Runtime system with simulation)

2.3.2 M ột số Tab cơ bản trong WinCC flexible

2.3.2.1 Nút ấn (Button)

Chức năng Button hầu hết được sử dụng trong tất cả các hệ thống điều khiển

Nội dung chính của Tab nút ấn được thể hiện trong mục Events Thông thường tachọn 2 chế độ là Press(nhấn) và Release(thả) Ở chế độ Press chọn là Setbit vàchế độ Release chọn là Resetbit nếu là nút ấn thường mở và ngược lại nếu là nút

ấn thường đóng

2.3.2.2 I/O field

Là mục nhập và xuất dữ liệu bằng các con số, giao diện như sau:

Mode: Gồm 2 chế độ Input/output, nếu chọn xuất dữ liệu để giám sát thì chọn

chế độ Output, nếu chọn nhập dữ liệu từ màn hình thì chọn Input hoặcInput/Output nếu chọn 2 chế độ nhập và xuất

Tag: Kết nối tag cần nhập hoặc xuất dữ liệu đã khai báo trong phần tags

2.3.2.4 Trend view

Chức năng đồ thị trong wincc flexible biểu thị trạng thái của đối tượng dưới dạng

đồ thị, được thể hiện bằng đường dịch chuyển hoặc điểm dịch chuyển Trạng thái

sẽ được cập nhật trong khoảng thời gian đặt trước, giao diện trend view như sau:

Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC hiện nay có ứng dụng rất rộng rãi nó cóthể thay thế được cả một mảng rơle, hơn thế nữa PLC giống như một máy tínhnên có thể lập trình được Chương trình của PLC có thể thay đổi rất dễ dàng, cácchương trình con cũng có thể sửa đổi nhanh chóng.

Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC đáp ứng được hầu hết các yêu cầu và như

là yếu tố chính trong việc nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất trong côngnghiệp Trước đây thì việc tự động hoá chỉ được áp dụng trong sản xuất hàng loạtnăng suất cao Hiện nay cần thiết phải tự động hoá cả trong sản xuất nhiều loạikhác nhau để nâng cao năng suất và chất lượng

2.4.2 Đặc điểm và vai trò của PLC

PLC có đầy đủ các chức năng như: Bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi, bộ cộng

bộ trừ, bộ so sánh và các tập lệnh cho phép thực hiện các tín hiệu theo yêu cầuđiều khiển từ đơn giản đến phức tạp khác nhau Hoạt động của plc hoàn toàn phụthuộc vào chương trình nằm trong bộ nhớ, nó luôn cập nhật tín hiệu gõ vào xử lýtín hiệu để điều khiển ngõ ra

Hình thức giao diện cơ bản giữa PLC và các thiết bị nhập là: nút ấn, cầu dao Ngoài ra PLC còn nhận được tín hiệu từ các thiết bị nhận dạng tự động như:Công tắc trạng thái, cảm biến quang điện Các loại tín hiệu nhập đến PLC phải

Trong một hệ thống tự động hoá, thiết bị xuất cũng là một yếu tố rất quan trọng.Nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với thiết bị xuất thì hầu như hệ thống sẽ

bị tê liệt hoàn toàn Các thiết bị xuất thông thường là: Động cơ, cuộn dây namchâm, relay, còi báo Thông qua hoạt động của motor, các cuộn dây, PLC có thểđiều khiển một hệ thống từ đơn giản đến phức tạp

Tuy nhiên các thiết bị xuất khác như là: Đèn, còi và các báo động sự cố chỉ chobiết các mục đích như: Báo cho chúng ta biết giao diện tín hiệu ngõ vào, các thiết

bị ngõ ra được giao tiếp với PLC qua miền rộng của Modul ngõ ra PLC

Ngày nay plc được đưa vào hệ thống điều khiển một các rộng rãi và trở lên thôngdụng để đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng Các nhà sản xuất đưa ra thị trườnghàng loạt các loại PLC khác nhau với nhiều mức độ thực hiện chương trình, đủ

để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.Vì vậy để đánh giá một PLC người ta dựavào 2 tiêu chuẩn sau :

Dung lượng bộ nhớ

Số tiếp điểm vào/ra của PLC

Bên cạnh đó cũng cần chú ý đến các chức năng như: Bộ vi sử lý, chu kì xungclock, ngôn ngữ lập trình, khả năng mở rộng số ngõ vào/ra

và các phép toán logic: AND, OR, NOT

Bộ nhớ (các thanh ghi) Bên trong bộ vi sử lý được sử dụng để lưu trữ thông tinliên quan đến sự thực thi chương trình

Memory

Trong hệ thống plc có nhiều loại bộ nhớ :

- Bộ nhớ địa chỉ (ROM) cung cấp dung lượng lưu trữ cho hệ điều hành và dữ liệu

cố định được cpu sử dụng

- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) dành cho dữ liệu Đây là nơi lưu trữ thôngtin theo trạng thái cua các thiết bị nhập xuất Đặc điểm nội dung có thể đọc, ghi,xoá, khi mất điện thông tin sẽ bị mất