BÁO cáo PLC FINAL đồ án plc

ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ LỜI NĨI ĐẦU Hiện với phát triển mạnh mẽ kỹ thuật máy tính cơng nghệ thơng tin, cơng nghệ điện tử phát triển nhanh với tốc độ cao Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa đại hố, việc ứng dụng Tự Động Hóa Điều Khiển vào đời sống sinh hoạt, sản xuất u cầu cần thiết Để cơng việc thực cách khoa học, đạt hiệu cao kinh tế Việc ứng dụng hệ thống PLC giúp giảm sức lao động, tăng khả làm việc xác mà đạt hiệu cao, đáp ứng nhu cầu cho đời sống xã hội Trong đồ án nhóm xin trình bày đề tài: “Hệ thống điều khiển giám sát bơm điều áp cho tòa nhà khu dân cư” hệ thống sử dụng rộng rãi nhà máy cung cấp nước, tòa nhà, khu dân cư đơng người Dù cố gắng q trình làm đồ án: tìm hiểu tài liệu, nghiên cứu, viết chương trình, tham khảo ý kiến từ thầy cơ, bạn bè, ; khơng tránh thiếu sót thời gian kiến thức hạn chế Nhóm mong đóng góp từ thầy để đồ án mơn học tốt Xin chân thành cảm ơn! SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ MỤC LỤC CHƯƠNG 1: SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU TỔNG QUAN MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ 1.1 Mục đích chọn đề tài: Ở khu dân cư hay tòa nhà cao tầng, cao điểm, nhiều hộ gia đình sử dụng nước gây tình trạng thiếu áp suất đẩy nước lên cao xa Từ thực tế u cầu cần có hệ thống bơm điều áp đảm bảo cung cấp nước ổn định liên tục Nhận thức tầm quan trọng nên nhóm định nghiên cứu về: “Hệ thống điều khiển giám sát bơm điều áp cho tòa nhà khu dân cư” 1.2 Mục tiêu đề tài: Mục tiêu đồ án mơn học giúp cho nhóm ứng dụng hiểu biết điều khiển tự động, để áp dụng vào thực tế sở lý thuyết học Từ rút học kinh nghiệm cho thân để sẵn sàng bước vào đường kỹ thuật tương lai Thiết kế mơ thành cơng hệ thống điều khiển giám sát bơm điều áp cho tòa nhà – khu dân cư 1.3 Nội dung đề tài: Đồ án nghiên cứu, sử dụng thiết bị Schneider phần mềm hỗ trợ nhằm thực điều khiển giám sát hệ thống bơm điều áp 1.4 Giới hạn đề tài: Trong đồ án mơn học lần này, nhóm tập trung nghiên cứu hệ thống bơm điều áp tòa nhà, khu dân cư 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Hệ thống bơm điều áp sử dụng rộng rãi nhà máy cung cấp nước, tòa nhà, khu dân cư đơng người Nhờ điều khiển, giám sát PLC Schneider, biến tần, HMI,…đảm bảo cung cấp nước liên tục, tiết kiệm chi phí hệ thống tương tự SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hệ thống điều khiển tay tự động CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM SỬ DỤNG ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 2.1 Thiết bị phần cứng SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ 2.1.1.Giới thiệu chung PLC TM221CE24R Hình 2.1 Hình dạng PLC TM221CE24R PLC TM221CE24R loại PLC hãng Schneider có 14 ngõ vào số, ngõ vào tương tự, 10 ngõ relay, cổng serial, cổng Internet, nguồn cung cấp 100240VAC 2.1.2.Bơm pha SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 2.2 Máy bơm Pentax -Xuất xứ: Italy - Cơng suất: 11 kW - Điện áp sử dụng: 380 V - Lưu lượng: 24-72 m3/h - Cột áp: 24.5 - 45.6 m - Áp lực làm việc: 10 Bar - Số vòng quay: 2900 vòng/phút - Nhiệt độ chất lỏng bơm: 10 – 900C 2.1.3.Cảm biến áp suất SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Siemems Sitrans P DS III Hình 2.3 Cảm Biến áp suất Siemems Sitrans P DS III - Có thể chịu nhiệt độ lên đến 1250C - Tầm đo: – 10 mBar đến – 100 Bar 2.1.4.Biến tần ATV: 11kW Hình 2.4 Biến tần ATV SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ 2.1.5.Màn hình HMI: 7” Hình 2.5 Màn hình HMI 2.1.6.Thiết bị đóng cắt bảo vệ Hình 2.5 MCCB pha 100A SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 2.5 Contactor pha 220VAC - MCCB pha: Iđm = 100 A CB tích hợp Relay nhiệt: 22 A Contactor pha 220VAC Relay 220VAC Chống sét lan truyền Hộp cầu chì 2.1.7.Cơng tắc-nút nhấn-còi báo-đèn - Còi báo Switch Nút E.Stop Nút nhấn Đèn báo 220V 2.1.8.Thiết bị đo lường - Ammeter 0-50A Voltmetter Ammeter-Voltmeter switches 2.2 Phần mềm 2.2.1.SoMachine Basic: SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 10 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Phần mềm lập trình PLC dòng TM221 Hình 2.2 Giao diện phần mềm SoMachine Basic 2.2.2.Vijeo Designer 6.1: Phần mềm lập trình HMI Schneider Hình 2.3 Giao diện phần mềm Vijeo Designer 2.2.3 CADe-SIMU: SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 11 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Phần mềm thiết kế, vẽ sơ đồ mạch điện Hình 2.4 Giao diện phần mềm Vijeo Designer 2.2.4 AutoCad: Phần mềm thiết kế, vẽ sơ đồ mạch điện Hình 2.5 Giao diện phần mềm Auto CAD 2010 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 12 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG 3: GVHD: THS TRẦN PHI VŨ THIẾT KẾ HỆ THỐNG BƠM ĐIỀU ÁP 3.1 Mơ tả hệ thống Hệ thống gồm: bể nước, bơm điều áp, biến tần điều khiển bơm chính, bơm phụ điều khiển trực tiếp contactor Trạm bơm giếng có hai giếng, cơng suất 11 kW Bơm giếng có hai chế độ hoạt động: Local (tại chỗ) Remote (từ xa) + Local: điều khiển tắt mở bơm cơng tắc bảng điều khiển tủ bơm giếng + Remote: chế độ có hai chế độ: Man (Manual) Auto • Chế độ Man điều khiển tắt mở bơm công tắc bảng điều khiển trạm bơm Chạy Man chuyển công tắc “Man_Off_Auto” bơm giếng vò trí “Man” , Tắt chuyển vò trí “OFF” • Chế độ Auto điều khiển tắt mở bơm giếng hình cảm ứng máy tính trạm bơm tự động đổi bơm hết thời gian cài đặt Điều khiển cách chọn công tắc “Man_Off_Auto” bơm giếng vò trí “Auto” Ở chế độ hoạt động bình thường, tiếng, hệ thống tự động chuyển bơm - phụ Ví dụ: bơm bơm chính, bơm bơm phụ sau tiếng làm việc hệ thống tự động đổi bơm bơm chính, bơm trở thành bơm phụ SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 13 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ 3.2 Sơ đồ mạch động lực Xem phụ lục 3.3 Sơ đồ kết nối PLC Xem phụ lục Địa ngõ vào: STT 10 11 12 13 Tên S1 (Nút nhấn) S9 (Nút nhấn) S10 S11 S12 S13 S14 KA7 KA8 KA9 PULSE R1A KA11 Địa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I0.8 I0.9 I0.11 I0.12 I0.13 Chức Chế độ tự động Tự do-hệ thống Chuyển bơm Reset lỗi Bơm P1 – tự động Bơm P2 – tự động Bơm P3 – tự động Bơm P1 – lỗi Bơm P2 – lỗi Bơm P3 – lỗi Xung flow meter Biến tần sẵn sàng Cạn nước Địa ngõ ra: STT Tên KA1 KA2 KA3 KA4 KA5 KA6 KA10 Địa Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.8 Q0.9 Chức Chạy bơm P1 – biến tần Chạy bơm P1 – trực tiếp Chạy bơm P2 – biến tần Chạy bơm P2 – trực tiếp Chạy bơm P3 – biến tần Chạy bơm P3 - trực tiếp Đèn báo lỗi LI1 – Run – ATV61 LI4 – Reset – atv61 3.4 Sơ đồ kết nối biến tần - modbus Xem phụ lục 3.5 Sơ đồ mạch điều khiển Xem phụ lục SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 14 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG 4: GVHD: THS TRẦN PHI VŨ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BƠM ĐIỀU ÁP-AUTO HỆ THỐNG KHƠNG HOẠT ĐỘNG CHO PHÉP HOẠT ĐỘNG AUTO SỰ CỐ BƠM, HỆ THỐNG CẠN NƯỚC BƠM HOẠT ĐỘNG, TIẾNG CHUYỂN BƠM CHÍNH – PHỤ ĐỔI BƠM, CỊI BÁO, ĐÈN BÁO, HIỂN THỊ HMI NGỪNG BƠM, ĐỢI GIẾNG ĐỦ NƯỚC, HIỂN THỊ HMI Y N N Y N Y 4.1 Giải thuật điều khiển SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 15 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ 4.2 Chương trình điều khiển 4.2.1.Chương trình PLC Xem phụ lục 4.2.2.Chương trình HMI SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 16 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.1 Giao diện hình giám sát điện áp pha dây Hình 4.2 Thiết lập giá trị SETPOINT SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 17 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.3 Hình 4.4 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 18 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.5 Hình 4.6 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 19 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.7 Hình 4.8 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 20 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.9 Hình 4.10 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 21 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.11 Hình 4.12 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 22 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ TỔNG KẾT Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu, nhóm hồn thành số cơng việc sau:  Nghiên cứu lý thuyết phần cứng chương trình  Vẽ sơ đồ mạch động lực, điều khiển, kết nối PLC, kết nối biến tần-Modbus,…  Sử dụng phần mềm hổ trợ để viết chương trình PLC, HMI SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 23 [...]... CỊI BÁO, ĐÈN BÁO, HIỂN THỊ HMI NGỪNG BƠM, ĐỢI GIẾNG ĐỦ NƯỚC, HIỂN THỊ HMI Y N N Y N Y 4.1 Giải thuật điều khiển SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 15 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ 4.2 Chương trình điều khiển 4.2.1.Chương trình PLC Xem phụ lục 5 4.2.2.Chương trình HMI SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 16 ĐỒ ÁN. ..ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Phần mềm lập trình PLC dòng TM221 Hình 2.2 Giao diện phần mềm SoMachine Basic 2.2.2.Vijeo Designer 6.1: Phần mềm lập trình HMI Schneider Hình 2.3 Giao diện phần mềm Vijeo Designer 2.2.3 CADe-SIMU: SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 11 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Phần mềm thiết kế, vẽ sơ đồ mạch... MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 17 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.3 Hình 4.4 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 18 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.5 Hình 4.6 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 19 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.7 Hình... MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 20 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.9 Hình 4.10 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 21 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ Hình 4.11 Hình 4.12 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 22 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ TỔNG KẾT Sau... Chạy bơm P2 – biến tần Chạy bơm P2 – trực tiếp Chạy bơm P3 – biến tần Chạy bơm P3 - trực tiếp Đèn báo lỗi LI1 – Run – ATV61 LI4 – Reset – atv61 3.4 Sơ đồ kết nối biến tần - modbus Xem phụ lục 3 3.5 Sơ đồ mạch điều khiển Xem phụ lục 4 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 14 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG 4: GVHD: THS TRẦN PHI VŨ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN... việc hệ thống sẽ tự động đổi bơm 2 là bơm chính, bơm 1 và 3 trở thành bơm phụ SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 13 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: THS TRẦN PHI VŨ 3.2 Sơ đồ mạch động lực Xem phụ lục 1 3.3 Sơ đồ kết nối PLC Xem phụ lục 2 Địa chỉ ngõ vào: STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tên S1 (Nút nhấn) S9 (Nút nhấn) S10 S11 S12 S13 S14 KA7 KA8 KA9 PULSE R1A KA11... THS TRẦN PHI VŨ Phần mềm thiết kế, vẽ sơ đồ mạch điện Hình 2.4 Giao diện phần mềm Vijeo Designer 2.2.4 AutoCad: Phần mềm thiết kế, vẽ sơ đồ mạch điện Hình 2.5 Giao diện phần mềm Auto CAD 2010 SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 12 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG 3: GVHD: THS TRẦN PHI VŨ THIẾT KẾ HỆ THỐNG BƠM ĐIỀU ÁP 3.1 Mơ tả hệ thống Hệ thống gồm: bể nước, 3 bơm điều... TỔNG KẾT Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu, nhóm đã hồn thành một số cơng việc sau:  Nghiên cứu lý thuyết về phần cứng chương trình  Vẽ sơ đồ mạch động lực, điều khiển, kết nối PLC, kết nối biến tần-Modbus,…  Sử dụng các phần mềm hổ trợ để viết chương trình PLC, HMI SVTH: LẠI ĐÌNH MẠNH HUỲNH VĂN HIỂU MSSV: 12142146 MSSV: 12142081 Trang 23