nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển giám sát cho quá trình rót thành phẩm tại công ty cổ phần xuất nhập khẩu đồng giao

B GIO DC V O TO B NễNG NGHIP V PTNT HC VIN NễNG NGHIP VIT NAM - - PHM VIT ANH NGHIấN CU, THIT K H THNG IU KHIN GIM ST CHO QU TRèNH RểT THNH PHM TI CễNG TY C PHN XUT NHP KHU NG GIAO LUN VN THC S H NI , 2014 B GIO DC V O TO B NễNG NGHIP V PTNT HC VIN NễNG NGHIP VIT NAM - - PHM VIT ANH NGHIấN CU, THIT K H THNG IU KHIN GIM ST CHO QU TRèNH RểT THNH PHM TI CễNG TY C PHN XUT NHP KHU NG GIAO LUN VN THC S Chuyờn ngnh : K thut in Mó s : 60.52.02.02 NGI HNG DN KHOA HC TS NGễ TR DNG H NI , 2014 LI CAM OAN Tụi xin cam oan, s liu v kt qu nghiờn cu lun ny l trung thc v cha c bo v mt hc v no Tụi xin cam oan, mi s giỳp cho vic thc hin lun ó c cm n v cỏc thụng tin trớch dn lun u c ch rừ ngun gc H Ni, ngy 26 thỏng nm 2014 Tỏc gi lun Phm Vit Anh Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page i LI CM N Lun Nghiờn cu, xõy dng h thng iu khin t ng dõy chuyn cụng ngh sn xut nc hoa qu ti cụng ty c phn xut nhp khu ng Giao tnh Ninh Bỡnh" c hon thnh vi s n lc nghiờm tỳc ca bn thõn, s giỳp ca thy giỏo hng dn v cỏc bn ng nghip Tụi xin trõn trng cm m thy giỏo: TS Ngụ Trớ Dng ó hng dn, nh hng cho tụi quỏ trỡnh thc hin lun Tụi xin chõn thnh cm n cỏc cỏn b, cụng nhõn viờn Cụng ty c phn xut nhp khu ng Giao v s giỳp quỏ trỡnh tỡm hiu, thu thp s liu t thc t ca dõy chuyn Tụi xin by t lũng cm n sõu sc ti cỏc thy cụ giỏo B mụn T ng Húa, Khoa C - in, Hc Vin Nụng Nghip Vit Nam ó to iu kin thun li giỳp tụi cụng tỏc nghiờn cu.Vi thi gian v kin thc cú hn chc chn lun s cũn nhiu thiu sút, kớnh mong thy cụ v cỏc bn ng nghip gúp ý lun c hon thin hn H Ni, ngy 26 thỏng nm 2014 Tỏc gi lun Phm Vit Anh Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page ii MC LC LI CAM OAN i LI CM N ii Mục lục iv Dang mục bảng vii Danh mục hình viii Mở đầu 1 t Mục đích đề tài Đối tợng nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phơng pháp nghiên cứu ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn Chơng 1: Tổng quan dây chuyền đóng hộp Nớc hoa 1.1 Giới thiệu chung công ty 1.2 Tổng quan dây chuyền đóng hộp nớc hoa 1.2.1 Khu vực chích ép 1.2.2 Khu vực Decanter 1.2.3 Khu vực cô 1.2.4 Khu vực trùng 1.2.5 Khu vực rót 11 1.3 Đánh giá hệ thống dây chuyền sản xuất nớc hoa 11 Chơng 2: Khảo sát đánh giá máy rót thành phẩm công ty 14 2.1 Giới thiệu số thiết bị máy rót 14 2.1.1 Hệ thống điều khiển băng tải bàn nâng 15 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page iv 2.1.2 Cảm biến thùng 16 2.1.3 Cảm biến trọng lợng (Loadcell) 17 2.1.4 Cảm biến hành trình 18 2.1.5 Cảm biến hành trình piston mở nắp túi 19 2.1.6 Cảm biến tiệm cận điện dung OMRON E2K-C 19 2.1.7 Cảm biến nhiệt điện trở E52MY 20 2.1.8 Giới thiệu số cấu chấp hành chấp hành 21 2.2 Hệ thống van 25 2.2.1 Quá trình trùng 25 2.2.2 Quá trình rót sản phẩm 25 2.2.3 Thổi nắp đóng nắp sau rót 27 2.2.4 Quá trình đa sản phẩm 27 2.3 Giới thiệu thiết bị khiển PLC hình điều khiển 28 2.3.1 Giới thiệu PLC SattCon 05 Slimline 28 2.3.2 Giới thiệu hình điều khiển OP45 32 2.4 Gii phỏp iu khin 32 Chơng 3: Nghiên cứu, Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát cho trình rót thành phẩm dùng phần mềm Wincc 34 3.1 Nghiờn cu v PLC S7-300 34 3.1.1.Tng quan v PLC S7-300 34 3.1.2 Cu trỳc ca PLC S7-300 34 3.1.3.T chc b nh CPU ca PLC S7-300 37 3.1.4 Nguyờn tc hot ng ca PLC S7-300 38 3.1.5 Lm quen lp trỡnh vi phn mm Step7 39 3.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển 43 3.2.1 Lựa chọn Module nguồn PS-300 43 3.2.2 Lựa chọn module CPU 44 3.2.3 Lựa chọn module IM (Interface Module) 45 3.2.4 Lựa chọn module vào/ra số 45 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page v 3.2.5 Lựa chọn module vào/ra tơng tự 47 3.3 Hệ thống điều khiển SCADA 49 3.3.1 Định nghĩa SCADA 49 3.3.2 Phân loại hệ thống SCADA 50 3.3.3 Những chuẩn đánh giá hệ SCADA: 51 3.3.4 Cấu trúc chung hệ SCADA: 51 3.4 Mô hình phân cấp chức 53 3.4.1 Mô hình phân cấp 53 3.4.2 Chức nhiệm vụ cấp 55 3.5 Chơng trình điều khiển máy rót nớc dứa cô đặc 57 3.5.1 Mi hoá tín hiệu vào/ra 57 3.5.2 Thuật toán điều khiển trình rót thành nớc dứa cô đặc 60 3.5.3 Quá trình rót sản phẩm 61 3.5.4 Chơng trình điều khiển rót sản phẩm 61 3.6 Thit k h iu khin giỏm sỏt cho quỏ trỡnh rút thnh phm nc da cụ c ti Cụng ty xut nhp khu ng Giao 63 3.6.1 Giới thiệu phần mềm WinCC 63 3.6.2 Cỏch s dng Wincc 64 3.6.3 Thit k h iu khin giỏm sỏt cho quỏ trỡnh rút thnh phm nc da cụ c 68 Kết luận kiến nghị 85 Kết luận 85 Kiến nghị 85 Tài liệu tham khảo 87 Phụ lục 1: Chơng trình lập trình S7-300 88 Phụ lục 2: CƠ cấu chấp hành Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut 102 Page vi Dang mục bảng STT Tờn bng Trang Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật cảm biến nhiệt điện trở E52MY 21 Bảng 3.1 Mi hoá tín hiệu vào 57 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page vii DANH MC CC HèNH STT Tờn hỡnh Trang Hỡnh 1.1 Tng quan cụng ngh sn xut nc da cụ c ca nh mỏy Hỡnh 1.2 S cụng ngh khu vc chớch ộp Hỡnh 1.3 S cụng ngh khu vc Decanter Hỡnh 1.4 S cụng ngh khu vc cụ c Hỡnh 1.5 S cụng ngh khu vc trựng Hỡnh 1.6 Thit b trựng hi dng ng Hỡnh 2.1 Mỏy rút thnh phm 14 Hỡnh 2.2 S mch in truyn ng bn nõng v bng ti cun 15 Hỡnh 2.3 Cu to ca bm thu lc truyn ng bn nõng 15 Hỡnh 2.4 Cu to bn nõng v bng ti cun 16 Hỡnh 2.5 Cm bin quang in E3JM 17 Hỡnh 2.6 Mch kiu Transistor NPN cc thu h 17 Hỡnh 2.7 Hỡnh dng v cu to ca loadcell KIS-2 ca Sweden 18 Hỡnh 2.8 Cụng tc gii hn ca OMRON Z-15HW78-B 19 Hỡnh 2.9 Cm bin hnh trỡnh hóng Honeywell 24CE2-S2 19 Hỡnh 2.10 Cm bin tim cn in dung ca OMRON E2K-C 20 Hỡnh 2.11 Cu to cm bin nhit in tr 20 Hỡnh 2.12 Cu to c cu chp hnh 21 Hỡnh 2.13 Ký hiu v cu to ca van logic OR van FESTO OS-1/8-B) 22 Hỡnh 2.14 Van mt chiu 22 Hỡnh 2.15 S iu khin van o chiu tỏc ng bng tay 23 Hỡnh 2.16 Cu to piston tỏc ng kộp 24 Hỡnh 2.17 H thng van hi ca mỏy rút 25 Hỡnh 2.18 Quỏ trỡnh trựng 25 Hỡnh 2.19 Quỏ trỡnh rút sn phm 26 Hỡnh 2.20 Quỏ trỡnh v sinh np sau rút 27 Hỡnh 2.21 Quỏ trỡnh úng np 27 Hỡnh 2.22 Mt s thit b ph tr ca SattCon 05 Slimline 29 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page viii Hỡnh 2.23 Giao din phn mm lp trỡnh DOX 10 30 Hỡnh 2.24 Cu hỡnh ca PLC SattCon 05 Slimline SDA 30 Hỡnh 2.25 Cu hỡnh ca PLC SattCon 05 Slimline SD24D 31 Hỡnh 2.26 Mn hỡnh iu khin OP45 32 Hỡnh 3.1 Cu trỳc ca PLC S7-300 35 Hỡnh 3.2 T chc b nh ca CPU S7-300 38 Hỡnh 3.3 Vũng quột chng trỡnh 38 Hỡnh 3.4 To New project 39 Hỡnh 3.5 t tờn cho project 40 Hỡnh 3.6 Xừy dng cu hnh cng cho trm PLC 40 Hỡnh 3.7 Chn PLC 41 Hỡnh 3.8 Khai bỏo cu hỡnh phn cnh cho PLC 41 Hỡnh 3.9 Chn cỏc module cho PLC 42 Hỡnh 3.10 Mn hỡnh chớnh ca PLC 42 Hỡnh 3.11 Chn ngụn ng lp trỡnh cho PLC 43 Hỡnh 3.12 Khung son tho chng trỡnh 43 Hỡnh 3.13 Module ngun PS 307 5A 44 Hỡnh 3.14 Module CPU 314 45 Hỡnh 3.15 Nguyờn tc lp t cỏc module 45 Hỡnh 3.16 S SM 321 DI 16xDC 24V/321-1BH02-0AA0 46 Hỡnh 3.17 S SM 322 DO 8xRELAY AC 230/322-1HF01-0AA0 47 Hỡnh 3.18 S SM 331 AI 2x12bit/331-7KB02-0AB0 48 Hỡnh 3.19 S SM 332 A0 2x12bit/332-7KB02-0AB0 49 Hỡnh 3.20 Cỏc thnh phn c bn ca h SCADA 52 Hỡnh 3.21 Cu trỳc phn mm ca h thng iu khin v giỏm sỏt SCADA 53 Hỡnh 3.22 Mụ hỡnh phõn cp chc nng ca h thng iu khin giỏm sỏt 54 Hỡnh 3.23 Thut toỏn iu khin quỏ trỡnh rút nc da cụ c 61 Hỡnh 3.24 La chn kiu Project cn to 65 Hỡnh 3.25 Cỏch to kờnh Driver kt ni 65 Hỡnh 3.26 Cỏch to Driver kt ni vo mng tng thớch 66 Hỡnh 3.27 Khai bỏo cỏc thụng s kt ni 66 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page ix Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 89 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 90 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 91 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 92 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 93 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 94 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 95 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 96 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 97 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 98 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 99 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 100 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 101 Phụ lục CƠ cấu chấp hành Hình PL2.1 Cấu tạo cấu đội nắp Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 102 Hình PL2.2 Cấu tạo cấu kẹp nắp Hình PL2.3 Cấu tạo cấu pitton Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun Thc s Khoa hc K thut Page 103 [...]... HOA QU 1.1 Gii thiu chung v cụng ty Cụng ty c phn xut nhp khu ng Giao tin thõn l nụng trng quc doanh ng Giao, c hỡnh thnh v thnh lp ngy 26 thỏng 12 nm 1995 cú tng din tớch t t nhiờn l 5500 ha, trong ú cú 2300 ha l t nụng nghip Cụng ty c phn xut nhp khu ng Giao nm ngay bờn cnh ng quc l 1A v phớa Tõy Nam tnh Ninh Bỡnh Nhim v sn xut v ngnh ngh kinh doanh ch yu ca cụng ty: Trng trt cỏc loi rau qu nh: Da,... chnh nhit sụi bng cỏch thay i nhit chõn khụng Sơ đồ công nghệ Bán thành phẩm sau tâm ly Bồn cân bằng Bộ gia nhiệt trớc khi cô Hiệu ứng cô thứ nhất Hiệu ứng cô thứ hai Aroma Bộ làm mát Tank chứa 3, 4, 5 Hỡnh 1.4 S cụng ngh khu vc cụ c Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun vn Thc s Khoa hc K thut Page 8 1.2.4 Khu vc thanh trựng S cụng ngh Bán thành phẩm Bồn cân bằng Bộ gia nhiệt Làm mát bằng nớc Làm mát... 3.35 Ca s to tờn tag v chn kiu d liu 70 Hỡnh 3.36 Ca s chn loi d liu v a ch 71 Hỡnh 3.37 D liu v a ch cỏc Tag 71 Hỡnh 3.39 Ca s to giao din 72 Hỡnh 3.40 Ca s xỏc lp c tớnh thi gian chy trong WinCC 73 Hỡnh 3.41 Giao din chung ca h thng 73 Hỡnh 3.42 Giao din h thng 74 Hỡnh 3.43 Giao din chớnh h thng giỏm sỏt 74 Hỡnh 3.44 Qỳa trỡnh kim tra iu kin rút 75 Hỡnh 3.45 Tớn hiu nhn thựng t cm bin G1 75 Hỡnh 3.46... Da Chut, Vi, Ngụ v cỏc loi rau qu khỏc Ch bin rau qu di dng: hp, ụng lnh, cụ c, nc, kinh doanh xut nhp khu cỏc loi vt t, nguyờn nhiờn liu phc v cho sn xut nụng nghip v ch bin rau qu Quy mụ ca Cụng ty: - Sn xut nụng phm: rau qu phc cho vic ch bin ca Cụng ty - Khu ch bin: gm 4 dõy chuyn ch bin nm trong 4ha + Dõy chuyn hp + Dõy chuyn nc da cụ c + Dõy chuyn ụng lnh IQF + Dõy chuyn nc qu t nhiờn úng hp... sut gim lm thit hi kinh t cho nh mỏy v phi ph thuc vo cỏc chuyờn gia nc ngoi sang x lý s c Trong khi đó PLC S7-300 l dũng sn phm cao cp, c dựng cho nhng ng dng ln vi nhng yờu cu I/O nhiu v thi gian ỏp ng nhanh, yờu cu kt ni mng v cú kh nng m rng sau ny Ngụn ng lp trỡnh a dng cho phộp ngi s dng cú quyn chn la c im ni bt ca S7300 ú l ngụn ng lp trỡnh cung cp nhng hm toỏn a dng cho nhng yờu cu chuyờn bit... thanh trựng cỏc thit b rau qu, ung Thi gian thanh trựng tu thuc vo loi sn phm v c lon nh thanh trựng vo khong (90ữ100)phỳt/m Cụng sut cho h thng thanh trựng: + Khong 2520lon/m cho c lon 150z, (73x113)mm + Khong 2040 lon/m cho c lon 200z, (84x113)mm + Khong 1416 lon/ m cho c lon 300z, (99x113)mm Quy trỡnh x lý: - Tip nhn sn phm - Thit b thanh trựng ny cú th cha lon, trong ú lon c ng trờn cỏc tm ng bn... t 100kg thựng c nõng lờn v trớ L4, khi trng lng thựng t 150kg thựng c nõng lờn v trớ L5 v rút cho n khi trng lng t 250kg thỡ dng rút, ốn Filling sỏng bỏo y cho phộp cụng nhõn vn hnh mỏy kia 1.3 ỏnh giỏ h thng dõy chuyn sn xut nc hoa qu Ton b dõy chuyn cụng ngh sn xut nc da cụ c ca cụng ty c phn xut khu ng Giao c lp t nm 2002 do tp on Tetra Pak lp t v o to cụng nhõn vn hnh Tuy nhiờn h thng ny cha c... vn sau: - H thng s dng hai PLC hóng ABB ca Thu in, õy l dũng PLC rt him trờn th trng Vit Nam Phn mm lp trỡnh cho PLC ny cng rt him Vit Nam, thng phi b mt s tin khụng nh cú phn mm cú bn quyn Chớnh vỡ lý do ny nờn bờn tp on Tetra Pak khụng cung cp phn mm cho cụng ty, õy chớnh l yu t cụng ty ph thuc vo bờn cung cp thit b Mt khỏc vi s lng u vo v u ra khụng nhiu m s dng hai PLC l SDA v SDA24D s khụng... dng cho rt nhiu cụng on sn xut Vỡ vy ỏp sut thng xuyờn lm nh hng n cỏc khõu sn xut, c bit nh hng ln n quỏ trỡnh rút sn phm Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun vn Thc s Khoa hc K thut Page 13 Chng 2: KHO ST V NH GI MY RểT THNH PHM CA CễNG TY 2.1 Gii thiu mt s thit b ca mỏy rút Hỡnh 2.1 Mỏy rút thnh phm Mỏy rút thnh phm l cụng on cui cựng trong dõy chuyn cụng ngh sn xut nc hoa qu ca cụng ty CPXNK ng Giao. .. Khoa hc K thut Page 14 2.1.1 H thng iu khin bng ti v bn nõng 2.1.1.1 S mch in ng lc Hỡnh 2.2 S mch in truyn ng bn nõng v bng ti cun Hai ng c M2 v M3 truyn ng cho bn nõng v truyn ng cho bng ti cun ng c M2 cú o chiu quay cho bng ti chy tin, lựi cho thựng i vo hoc i ra Hỡnh 2.3 Cu to ca bm thu lc truyn ng bn nõng Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun vn Thc s Khoa hc K thut Page 15 2.1.1.2 Nguyờn lý lm vic Khi