nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển giám sát quá trình trộn thức ăn gia súc tại công ty cổ phần dinh dưỡng việt tín yên bái

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM - PHẠM THANH BÌNH NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH TRỘN THỨC ĂN GIA SÚC TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN DINH DƯỠNG VIỆT TÍN - YÊN BÁI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM - PHẠM THANH BÌNH NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH TRỘN THỨC ĂN GIA SÚC TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN DINH DƯỠNG VIỆT TÍN - YÊN BÁI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 60.52.02.02 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGÔ TRÍ DƯƠNG HÀ NỘI, 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan, giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2014 Tác giả luận văn Phạm Thanh Bình Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn này, nhận giúp đỡ nhiều cá nhân tập thể Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thày giáo TS Ngô Trí Dương tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, cán công nhân Công ty Cổ phần dinh dưỡng Việt Tín Yên Bái tạo điều kiện, giúp đỡ trình hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo, cán công nhân viên chức Bộ môn tự động hóa, Ban quản lý đào tạo – Học viện Nông nghiệp Việt Nam giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu khoa học hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo Viện, cán bộ, đồng nghiệp Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch - Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc giúp đỡ hoàn thành luận văn Nhân dịp này, xin bày tỏ lòng cảm ơn tới người thân gia đình, bạn bè giúp đỡ động viên khuyến khích suốt thời gian học tập hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2014 Tác giả luận văn Phạm Thanh Bình Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục đích nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Giới hạn nghiên kết nghiên cứu đề tài Chương TỔNG QUAN 1 Tình hình chế biến thức ăn gia súc giới Việt Nam 4 1.1.1 Tình hình chế biến thức ăn gia súc giới 1.1.2 Tình hình chế biến thức ăn gia súc Việt Nam 1.2 Tìm hiểu tình hình sản xuất kinh doanh qui trình công nghệ Công ty CP dinh dưỡng Việt Tín Yên Bái 1.2.1 Khái quát tình hình sản xuất kinh doanh Công ty 1.2.2 Quy trình công nghệ 1.3 Thiết bị trộn dây chuyền chế biến thức ăn gia súc 21 1.3.1 Thiết bị trộn giới 21 1.3.2 Thiết bị trộn Việt Nam 23 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page iii 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trộn 25 1.3.4 Mục đích, ý nghĩa trình trộn 26 1.3.5 Yêu cầu thiết kế 26 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TRỘN THỨC ĂN GIA SÚC TẠI CÔNG TY CP DINH DƯỠNG VIỆT TÍN 28 2.1 Yêu cầu thiết kế 28 2.1.1 Yêu cầu công nghệ 28 2.1.2 Giải pháp thực 28 2.1.3 Giải pháp điều khiển 29 2.1.4 Giải pháp kỹ thuật 30 2.2 Xây dựng thuật toán điều khiển 33 2.2.1 Thuật toán điều khiển cấp nguyên liệu 33 2.2.2 Thuật toán điều khiển cân định lượng trộn 37 2.3 Lựa chọn điều khiển 40 2.3.1 Tổng quan PLC S7-300 40 2.3.2 Cấu trúc PLC S7-300 40 2.3.3 Tổ chức nhớ CPU PLC S7-300 43 2.3.4 Nguyên tắc hoạt động PLC S7-300 44 Chương THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH TRỘN THỨC ĂN GIA SÚC 47 3.1 Giới thiệu phần mềm thiết kế giao diện WinCC 7.0 47 3.2 Hướng dẫn cài đặt step 53 3.3 Thiết kế hệ điều khiển giám sát hoàn chỉnh cho trình trộn thức ăn gia súc Công ty CP dinh dưỡng Việt Tín Yên Bái 53 3.3.1 Các bước thiết kế 53 3.3.2 Kết chạy mô 72 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 77 77 Kết luận Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page iv Đề nghị 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 79 DANH MỤC BẢNG STT 1.1 Tên bảng Thành phần thức ăn hỗn hợp thức ăn đậm đặc cho lợn có khối lượng thể 30- 60 kg (tính cho mẻ trộn) 1.2 Trang Bảng mã hóa tín hiệu Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 31 Page v DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1 Quy trình công nghệ sản xuất Công ty 1.2 Sơ đồ tổng thể qui trình công nghệ 13 1.3 Sơ đồ thiết bị khâu nghiền cấp nguyên liệu 15 1.6 Sơ đồ công nghệ khâu trộn 17 1.7 Hệ thống cân định lượng 17 1.8 Máy trộn 17 1.9 Sơ đồ công nghệ ép viên sàng phân loại 19 1.10 Lô ép viên 19 1.11 Máy ép viên 19 1.12 Một số loại máy trộn 22 1.13 Đường đặc tính trộn máy trộn 23 1.14 Mối quan hệ thời gian trộn độ đồng số loại máy trộn thức ăn chăn nuôi 23 2.1 Sơ đồ thuật toán điều khiển trình cấp nguyên liệu vào Bin 36 2.2 Sơ đồ thuật toán điều khiển cân định lượng trộn 39 2.3 Cấu trúc PLC S7-300 41 2.4 Tổ chức nhớ CPU S7-300 44 2.5 Vòng quét chương trình 44 3.1 Chạy chương trình Win CC 49 3.2 Tạo project 49 3.3 Đặt tên cho project 50 3.4 Tạo driver kết nối với PLC 50 3.5 Chọn driver cho kết nối với PLC 51 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page vi 3.6 Tạo tag nội 52 3.7 Một nhóm van 53 3.8 Cân nguyên liệu thô vào thùng cân 73 3.9 Đưa nguyên liệu vi lượng vào thùng trộn 73 3.10 Máy trộn làm việc 74 3.11 Gầu tải bị cố 75 3.12 Gầu tải bị cố 79 3.13 Trang giao diện giới thiệu tên đề tài 76 4.1 Tạo môi trường cài đặt Win CC 93 4.2 Chạy file cài đặt Win CC 94 4.3 Chọn ngôn ngữ 94 4.4.Chấp nhận trình cài đặt 94 4.5 Extract file 95 4.6 Chọn ngôn ngữ cài đặt 95 4.7 Cảnh báo cài đặt 96 4.8 Chọn accept bắt đầu cài đặt 97 4.9 Chọn ngôn ngữ khác bạn muốn cài đặt thêm 97 4.10 Chọn ổ chứa thư mục cài đặt 98 4.11 Chọn phiên bảnWin CC muốn cài đặt 98 4.12 Chạy file cài đặt step 99 4.13 Chọn ngôn ngữ cài đặt 99 4.14 Màn nhắc nhở cài đặt 100 4.15.Chạy chương trình 100 4.16 Chọn chấp nhận cài đặt 101 4.17 Chọn chương trình muốn cài đặt 101 4.18.Chạy chương trình muốn cài đặt 102 4.19 Tạo New project 102 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page vii 4.20 Đặt tên cho project 103 4.21 Chọn PLC 104 4.22 Khai báo cấu phần cưng cho PLC 104 4.23 Chọn khối module cho PLC 105 4.24 Màn PLC 106 4.25.Chọn ngôn ngữ lập trình cho PLC 106 4.26 Khung soạn thảo chương trình 107 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page viii Phụ lục 2: Hướng dẫn sử cài đặt sử dụng WIN CC 7.0 SP2 Bước 1: Cài đặt môi trường để cài Win CC Nhấn nút Start\Control Panel\Programs\Programs and Features sau chọn Turn Windows features on or of để cài đặt môi trường hình vẽ Hình 4.1 Tạo môi trường cài đặt Win CC Bước 2: Cài đặt win cc 7.0 SP3 Bước 3: Kích đúp vào biểu tượng cài đặt Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 93 Hình 4.2 Chạy file cài đặt Win CC Bước : Chọn Next Hình 4.3 Chọn ngôn ngữ Bước : Chọn accept next Hình 4.4.Chấp nhận trình cài đặt Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 94 Bước 6: chọn next chờ extract xong Hình 4.5 Extract file Bước 7: Chọn ngôn ngữ Hình 4.6 Chọn ngôn ngữ cài đặt Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 95 Bước 8: Chọn Next Hình 4.7 Cảnh báo cài đặt Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 96 Bước 9: Chọn accept Next Hình 4.8 Chọn accept bắt đầu cài đặt Hình 4.9 Chọn ngôn ngữ khác bạn muốn cài đặt thêm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 97 Hình 4.10 Chọn ổ chứa thư mục cài đặt Hình 4.11 Chọn phiên bảnWin CC muốn cài đặt Bước 10: Chờ đợi trình cài đặt xong restart lại máy Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 98 Phụ lục 3: Hướng dẫn cài đặt phần mềm step Bước1 : Kích đúp vào biểu tượng file cài đặt step Hình 4.12 Chạy file cài đặt step Bước 2: Chọn ngôn ngữ Hình 4.13 Chọn ngôn ngữ cài đặt Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 99 Bước 3: chọn Next Hình 4.14 Màn hình nhắc nhở cài đặt Hình 4.15.Chạy chương trình Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 100 Bước Chọn accept next Hình 4.16 Chọn chấp nhận cài đặt Bước 5: chọn chương trình cần cài.Có thể chọn hết chương trình sử dụng đến để cài Sau đợi cho chương trình cài xongvà restart lại máy để hoàn thoàn trình cài Hình 4.17 Chọn chương trình muốn cài đặt Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 101 Hình 4.18.Chạy chương trình muốn cài đặt Khởi tạo project mới: o kick đúp vào biểu tượng S7 300 đẻ chạy chương trình o Màn hình S7 300: Hình 4.19 Tạo New project Muốn tạo project mới, ta kick vào biểu tượng New project Muốn mở project sẵn có chọn Open Khi tạo Project xuất cửa sổ: Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 102 Hình 4.20 Đặt tên cho project Đánh tên dự án ấn OK Trong trường hợp muốn mở Project có sẵn Chọn Open Xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC Khi khởi tạo dự án ta nên cấu hình lại cho trạm để đảm bảo tính thống Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 103 Hình 4.21 Chọn PLC Hình 4.22 Khai báo cấu hình phần cưng cho PLC Nháy đúp chuột vào biểu tượng Hardware để vào hình khai báo cấu hình Các module PLC S7-300 Màn hình khai báo cấu hình: Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 104 Hình 4.23 Chọn khối module cho PLC Muốn đưa module vào sử dụng ta cần kéo thả chuột vào bảng danh mục module kèm Trong luận văn này, module sử dụng gồm có: o PS 307 5A: Khối nguồn sử dụng o CPU 315: khối xử lý chương trình o khối AI2x12bit: khối AI có cổng vào, trao đổi với ngoại vi với tín hiệu trao đổi dạng analog o khối DO2x16bit: dùng cho 12 cổng tương tự a Soạn thảo chương trình cho khối logic (OB) Về lại hình PLC: Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 105 Hình 4.24 Màn hình PLC Nháy đúp chuột vào khối OB1 bắt đầu soạn thảo Chọn ngôn ngữ lập trình, ngôn ngữ lập trình sử dụng STL Hình 4.25.Chọn ngôn ngữ lập trình cho PLC Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 106 Hình 4.26 Khung soạn thảo chương trình Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 107 [...]... nghiệp Việt Nam, chúng tôi thực hiện đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển giám sát quá trình trộn thức ăn gia súc tại Công ty CP dinh dưỡng Việt Tín Yên Bái 2 Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu hệ thống điều khiển giám sát hệ thống thiết bị sản xuất thức ăn gia súc tại Công ty CP dinh dưỡng Việt Tín Yên Bái - Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát quá trình trộn thức ăn gia súc 3 Phương pháp nghiên. .. nghiên cứu - Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu - Trên cơ sở các thiết bị tiên tiến để nghiên cứu điều khiển giám sát thiết kế được hệ thống trộn 4 Nội dung nghiên cứu - Tổng quan về hệ thống điều khiển giám sát - Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát quá trình trộn Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 2 - Tìm hiểu về phần mềm thiết kế giao diện Wincc và phần. .. đó thiết kế giao diện điều khiển giám sát quá trình trộn 5 Giới hạn nghiên kết quả nghiên cứu của đề tài - Đề tài chỉ thiết kế giao diện chạy thử ở phòng thí nghiệm - Đề tài tập trung nghiên cứu về khâu trộn dây chuyền sản xuất tại Công ty CP dinh dưỡng Việt Tín Yên Bái Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 3 Chương 1 TỔNG QUAN 1 1 Tình hình chế biến thức ăn gia súc. .. là vĩnh cửu” Một số loại thức ăn gia súc gia cầm do công ty sản xuất Sản phẩm thức ăn gia súc do Công ty sản xuất rất đa dạng và phong phú bao gồm thức ăn cho lợn, gà, vịt, ngan Có nhiều công thức thức ăn cho mỗi vật nuôi, theo các giai đoạn sinh trưởng, công thức thành phần một số loại thức ăn chăn nuôi lợn thống kê trong bảng Bảng 1.1 Thành phản thảc ăn hản hảp và thảc ăn đảm đảc cho lản có khải... doanh của Công ty Công ty Cổ phần Dinh dưỡng Việt Tín với tên giao dịch Quốc tế là Viettin Nutritions JointStock Company (Viết tắt là Việt Tín) được thành lập vào tháng 10 năm 2003 Trải qua hơn 10 năm hình thành và phát triển, đến nay Việt Tín đã sở hữu 2 nhà máy chế biến thức ăn chăn nuôi tại Sóc Sơn và Yên Bái (Công ty CP dinh dưỡng Việt Tín Yên Bái) Sản phẩm, dịch vụ Việt Tín trong năm 2011 đã lọt... biến thức ăn chăn nuôi thường chia làm công nghệ trộn thức ăn chăn nuôi phối hợp, công nghệ trộn bổ sung thêm liều lượng đã trộn trước và công nghệ trộn thêm chất lỏng Hình thức trộn chia thành hai loại: trộn mẻ (gián đoạn) và trộn liên tục Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 21 Hình 1.12 Một số loại máy trộn a) Máy trộn liên tục ngang dạng cánh xẻng xoắn b) Máy trộn. .. được thiết bị sản xuất hiện đại với vốn đầu tư nhỏ, tiết kiệm chi phí năng lượng, đồng thời đảm bảo được tỉ lệ dinh dưỡng thức ăn trong mỗi kg sản phẩm (độ đồng đều của sản phẩm); đây cũng là hướng nghiên cứu mà đề tài quan tâm đến 1.2 Tìm hiểu tình hình sản xuất kinh doanh và qui trình công nghệ của Công ty CP dinh dưỡng Việt Tín Yên Bái 1.2.1 Khái quát tình hình sản xuất kinh doanh của Công ty Công ty. .. cứu gần đây của ngành chăn nuôi cho thấy rằng: nếu độ trộn đều hỗn hợp nhỏ hơn 90% có thể làm giảm mức tăng trọng của gà và lợn từ 5 - 10% [5],[6] Về nghiên cứu quá trình trộn đều thức ăn chăn nuôi, hầu hết các tác giả trên thế giới đều thống nhất đánh giá: hệ số biến thiên độ đồng đều σ (CV) đảm bảo chất lượng trộn như sau: - Thức ăn chăn nuôi hỗn hợp σ ≤ 10%; - Thức ăn đậm đặc σ ≤ 5%; Công nghệ trộn. .. bị trộn ẩm 21 và máy ép viên 22 được đấu liên động với nhau Máy ép viên làm việc trước, bộ trộn ẩm làm việc sau, quá trình điều khiển phụ thuộc vào người vận hành 1.3 Thiết bị trộn trong dây chuyền chế biến thức ăn gia súc 1.3.1 Thiết bị trộn trên thế giới Trong chế biến thức ăn chăn nuôi thì trộn hỗn hợp là khâu chế biến cuối cùng có vai trò rất quan trọng đối với chất lượng thức ăn chăn nuôi Các nghiên. .. định chất lượng, giảm giá thành thức ăn chăn nuôi, ngoài việc nâng cao năng suất, sản lượng nguyên liệu cần quan tâm thích đáng đến việc ứng dụng công nghệ tự động hoá trong các dây chuyền thiết bị đồng bộ chế biến thức ăn chăn nuôi Vì vậy, việc nghiên cứu áp dụng kỹ thuật tự động hoá vào quá trình sản xuất thức ăn gia súc để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm là cần thiết Xuất phát từ yêu cầu thực