Hệ thống điều khiển quá trình (phần 2)

Chương VẬN HÀNH HỆ THÓNG ĐIỂU KHIÉN QUÁ TRÌNH Trong phần trước tiên giới thiệu vận hành thiết bị mô (mô hình) hãng FESTO với phần mềm sừ dụng InTouch, Trên sở nắm vững nguyên lý vận hành phát triển ứng dụng vào qui trình công nghệ cụ thể sử dụng phần mềm khác; thông thường phần mềm hay dùng công nghiệp WinCC 4.1 BẢNG ĐIÈU KHIẺN Trong thiết bị HTĐKQT FESTO, trạm By-pass có bảng dùng cho việc điều khiển trạm by-pass tay ta không sử dụng phân mềm InTouch Khi ta điều khiển trạm By-pass tay phải chuyển chế độ hoạt động điều chỉnh sang chế độ Manual (đèn xanh bị tắt đi), Đây chức cùa nút bảng điều khiển + Nút Start - Khởi động bơiĩi + Nút Stop - Tẳt bơm + Nút thứ hai - Dùng để chọn van ngõ vào Nó dùng để bật tắt ngô vào trạm mức, lưu lượng, áp suất, nhiệt độ + Nút thứ ba - Dùng để chọn van ngõ vào Nó dùng để bật tắt ngõ trạm mức, lưu lượng, áp suất, nhiệt độ + N útQ uit - Reset trạm + Nút Emergency Stop - Dừng khẩn cấp 75 4.2 CÀI ĐẶT PHẦN MÈM INTOUCH Đối với hệ thống điều khiển trình, cần phải cài số phần mềm để hoạt động 4.2.1 Yêu cầu hệ thống +Minimum 32 MB RAM +Praphics VGA ( 640 X 480 , 64 Kb colours ) +Minimum 100MB Free Memory on Harddisk 4.2.3 Những phần mềm cài đặt +Intouch Development Program Disk (5 đĩa mềm 1.44Mb) +Softing GmbH Profibus FMS DDE-Server Version 5.0 (1 disk) +PCS InTouch Application (2 disks) +PCS Step files for S7, L, F, p, T (1 disk) +PCS Profius Files for DDE-Server Softing (1 disk) +EzDDE DDE Driver (1 disk) +PROVIS- GB Process Visualisation and Training (2 disks) 4.2.4 Cài đặt phần mềm Soíting ( Proíibus ) +Trước cài đặt, phải lắp card Proĩibus +Gắn Hardlock vào máy ( cổng máy in ) +Tiến hành cài đặt 4.2.5 Cài đặt phần mềm InTouch 4.2.6 Cài đặt ứng dụng PCS InTouch 76 4.3 CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG PCS 4.3.1 Cấu trúc hệ thống PCS +Hệ thống PCS hoàn chỉnh bao gồm module +Module điều khiển mức ( L e v e l) +Module điều khiển lun lượng ( Flow ) +Module Bypass +Module điều khiển áp suất ( Pressure ) +Module điều khiển nhiệt độ ( Temperature ) +Các module xếp theo thứ tự sau: ự) - - 5 ê o c Ll- o TO ^ - O) 3 ă> o Cũ ^ E (V c Q o E ^ 77 4.3.2 Các địa chỉ, công tắc Dip Switches, kết nối Prof1bus Khi sử dụng hệ thống PCS hoàn chỉnh, ta phải tuân theo thứ tự kết nối điều chỉnh địa trạm theo hình vẽ sau Address Address Address Address Address Level Conírol Fiow Control Siemens PLC Pressure Control Address Temperature Control +Điều chỉnh công tắc Dip Svvitches điều khiển Burket để sử dụng cho Proĩibus +Dành cho hai trạm lưu Iưọmg áp suất - Flow and Pressure ( Off, Off, On, On, Off, Off, On, O n ) +Dành cho hai trạm mức nhiệt độ Temperature ( On, On, On, On, Off, Off, On, On ) Level and +Sau vào Menu Serial để đặt chế độ làm việc điều chỉnh Remote đặt địa (address) theo hinh vẽ 78 4.4 SỬ DỤNG HỆ THÓNG ĐIÈU KHIỂN QUÁ TRÌNH 4.4.1 Khởi động hệ thống + M tất trạm +Khởi động máy tính (Hardlock phải gắn vào máy tính) +Khởi động Profibus trước cách “Start”, “Programs”, “FMS-DDE Server” Trên hình máy tính phải xuất khung cừa sổ hình vẽ Trạng thái hoạt động “Board Status” “Running” không báo “Error” Neu báo Eưor íhì phải khỏd động máy lại HlãỉQ PROnBƯÍÍ ỉỉeỉp ỈPRO RB U S D D É Server Board status: running Topics allocated: Topics connected: +Thu nhỏ cửa sổ Profibus lại +Khỏi động chương trình InTouch cách “Start”, “Programs”, “Festo Didactic” “ InTouch” +Khi hình InTouch xuất hiện, đánh dấu vào thư mục sau (c:\progra~l\pes_s7pc) 79 InTọucK Version 5.6b Select an Appiication DiiệctcKỵ: c A p r o g r a ^ ^ lV d id a c tic V in to u c h g b K n e M a p p c : \ p r o g r a '" \ d i d a c t i c \ p c s g b c :\D io a fa ~ \D c s s dc Cancel Application Descriptíon I Neue !nfouch-Afiwendung Ị ! V ideo resolution: E40 X ị Application Mode: ỉ * £r&atc Direclofy-, I Standạrd i Ìíotfify Difectoij> Uyt ị H elp Confígure lnĩouchi(et(íng* íor lhì« Computer (NetvvorkedApplication DevelopmenL ResoluUon) +Hãy click vào biểu tượng “ W indow Viewier” hình Process Control System reSTO Didđctỉc Training tằse onlyỉRechhei^tt 3||DenkendoT D««lopíMỉứt tìh ỈP«C14Ỉ - Process Control System " — ^ eỳ—ĩ 80 y 'process portrd 4.4.2 Điều khiển trình +Click vào Process Controi ta thấy trạm By-pass với valve cảm biến rE.VTO D ỉdactic rrũ n in e eni>'|K «chl»eref(r ||l> en k « n d o r - Process Control System process conứ-oi overvi ew storagè p ressu re íỊỉtration - -X»4Ô,J K-Ó 00 w»0,a V-O.C3Ị W -Ó'£ìO Y »1.Õ 11 I ■eot^r I conl< r rẹ a ctọ r i p rọ c e s s ] X -2Ị V\'*0-p v=jÍO vyw)íl ỷ=ClO c.cvTitr r t s i! Ẻ T it ìn í’ m sasm elob binâry control ^1^^ h ỉsloncaitrend reUirn' +PLC phải chế độ hoạt động FESTO D l d ^ t í í - T r* in in o n ỉy |R « c h b e re « tr 3!iD*nKeii>“210 y^S Y»ò,ó ■Gorẳrrị proce39 -ẹ ọperating Ịỉânẹl M ] ÌOỈK,t‘v □ □ □ □s to p nà l 4n - C c-mi Qgu i gE s t I Stalus Operatitìg mode Oparatittg 1process ị frì-fin»4íi process rrcturn i *' alarm Tn«cỉi''e í m e a s i^ o ísb bỉn arv cóntrol 'íàciríe hísÈorlcaíírend' plc retum 81 +Tất valve bơm điều khiển từ hình băng cách click vào biểu tượng tương ứng + Màu xanh biểu thị cho việc thiết bị hoạt động ( mở ), màu đỏ biêu thị cho việc thiết bị chế độ tắt ( đóng ) +Cỉick vào “Measure Lab” để thấy hình điều khiển cho tất írạm T tS lí) f>id-i tií • T in in g Ịise onỉ.vlRecKhprgshr 3|ỊD«nkf>ndoi-eỉ4r ỉ||IX*n.h«ndoi IteuaHL mmầ 'k®v?H"ốộí pộỉrđ: * 0.0 PlovN Set PọíOtr-O.O LộVôl pỊTữcaẹs Value = 0 i ^ 40JP-; '• ^ I t Ỷ i L ev ílP V iữ' *- rtrt return 122 :* 5.10 THIÉT KÉ BÒN CHỨA DUNG DỊCH Ta dùng chức vẽ hình chữ nhật- Rectangle” drawing toolbar để vẽ bồn chứa Nhấn đúp vào bồn chứa, ta thấy xuất hộp thoại Đánh dấu vào ô Fill Color Analog Percent Fill Vertical Nhấn đúp nhập vào Expression dòng chữ W_Level Sau ta chọn màu cho dung dịch Ta dùng Text để chức bồn chứa T ouch tín ks — u«eí Inpĩrtí ị r* DUcreỉe Analog r r Sỉring ~m Color ir Diícrete n Discieỉe ị P* Analog F Anãlog Diícrete Alarro r DiscreteÁlarin r* DiscrỉUe Aliiim ịF AnalogAlaim r AnạlógÂlarin p Analữtí Alarm Verlícal r Heighl Hofizonial r Wícfth T ouch PushbuHons Percèni RB ~ ị- Locátíbrt ị r Veitical 17 Verhcal p Horizontal p Hofízontal I Ị“ MỈ«cellar»èOu* pValue Dísplay " -— |jr Discrele Value In VmbiĐty Ịp Oiscĩet-íỉ, ỊIF Aclion r Bíìnk ị r~ Aĩtoíogí Ị” SNíJW! WÌnđDW p íUiiny, n HiđeWìnđow r* Oríentatmr) r" Oisable ỉ, , - -— Ị — yerticạl Fill 1 iỉ r>Analợg Valuo Expíesiỉcm: OK W _Level I Cancel Píoperties Value a l MâK Fìtl: 100 p Díiectìon r Mají* FiH- ỊĨÕÕ' Clear M iaX P iỉl: |Õ” Value ạt Mịn FỈIL' t^yp Text Color Ì r* Ị Obịecí s ìĩe - — ị Sliders ir r Ị-UneCoÌof - Down Background Color: 123 5.11 K É T Q U Ả V À K I Ẻ M T R A Kểt hinh ta xuất hình ảnh É r a S Ĩ O D idactìe- TrainingU5e onji.v|Rechỉ>et^tr ỈỊllXenkenđor • l « í - ỈẶ » lip tc â ỉ ■ RiSứÌBMẬ■ m] 'Siiaiom' ■ - Process Control System Level Set Point + Flow Set Polnt t L9VôỉỔétPoint = 0 F ỉo w S e tP o ỉn t- 0.0 leveiotvựater L€^1 P roceạs Vslue = 0 ' 20 1ÍS l,Ũ ta 80.0 ù 40 10 -Q %J0 SQO 40.ŨT - -' 60 : Levỡl PV r 40^ M Ũ - , r 7Jữ-_ ‘ 0 - ■- OD te v e i ' - ' - fỉo w return Thoát dùng Window Viewer để kiểm tra Kiểm tra xem hệ thống PCS bật lên chưa Đặt chế độ tự độngautomatic Moduie điều khiển mức - Level lưu lượng- Flow Bắt đầu điều khiển hình, ta quan sát thấy điều chỉnh hoạt động ta điều khiển hình 5.12 MỞ RỘNG ỨNG DỤNG CHO PHÀN MÈM WINCC Với kiến thức kỹ thực thành thục InTouch thiết kế giao diện điều khiển cho ứng dụng phần mềm khác Với thiết bị tự động điều khiển trình công nghiệp tùy theo xuất xứ có phần mềm ứng dụng khác Việc tạo giao diện ứng dụng tùy thuộc vào mục đích điều khiển 124 Với thiết bị mô hệ thống điều khiển trình công nghệ chưng cất đề cập chươiig trước tương tự triển khai thiết kế giao diện điêu khiển phần mềm WinCC Bài thực nghiệm thiết kế giao diện điều khiển phần mềm WinCC Muc đích - Tạo kỹ thiết kế giao diện giám sát thông số trình công nghệ - Biết cách sử dụng thư viện tool để thiết kế nhanh hơn, đẹp - Biết thiết lập cách kết nối PLC - WinCC Thiết bi -P L C - Hệ thống chưng cất - Máy tính - Phần mềm WinCC license - Card thu thập liệu CP5611 Nôi duns thiỉc nshiêm - Tạo Project tùy theo qui mô Project mà chọn loại sau đây: Singlc_User Project: Prọịcct đơii người dùng Multi User Prọịect: Project nhiều người dùng hay Project mà nhiều máy tính khác sử dụng Các máy tính phải có quyền ưu tiên ngang (đều cấp độ Server) Muti_Client Project; nhiều người sử dụng (ở cấp độ Client) truy cập sở liệu project (ở câp độ Server) Open an Existing project: mở project có sằn 125 W m C CExplorer C reate a N e w Proiecí ~s in g lo u s o r Pfojõ5r^ Muỉli-User Proịect Mcỉlỉi-CIient Píoịect ^ Ị í” " o p e n a n E x ís t in g P r o ịe c t C ancei ị Tạo Driver kết nối WinCC-PLC Driver phần giao tiếp WinCC thiết bị PLC • Để tạo Driver từ Navigation Window WinCC Explorer ta right_click vào Tag Management chọn Add New Driver J O |x j WinCCEKplorer - C:\5iemens\WinCC\WiiịCCPr0]ficts\l:est\te5t^CP Pie Eđt View Eđtes Tũols Help D áí| H ► B test Ị ^ Computer Q ù-6“£Q »-s-ft- Í-S k-Ã-o i!i Namế ^;^Internakâg7 ỉm ĩnternaỉ tags Ì ip iB W , g] Internal tagf AddNevvDriver |-/struđuretag -|^J" G raphics Designe — - — Mị AlarmLogging Properties JJ TagLogging I • Dpnnrh P ip c i n n p r test\TagManagement\ «I-J ỊÌxỄẽrna! ĩagsỉ 0/ Llcense: 1024 NUM ổ • Cửa sổ Add new driver lên, ta chọn loại Driver tương thích Với việc giao tiếp họ PLC SIMATIC S7 300/400 chọn kênli “SIMATIC S7 protocol Suite.CHN” 126 Thiết kế giao diện giám sát Cách tạo Picture: • Từ Navigation Window WinCC Explorer, right_click vào Graphics Designer chọn New Picture WinCCEKplorer - C;\Sìemens\W ìnCCXW InCCPfOiecto Ip s t t f s t M rp File B - Edit View Editors Toois Heip ỉm Name test I ^ Computer - 9: (tỉ' m i Tag Managemenl; structure tag H H SB B Alarm Logging J TagLogging ^ Report Designer ^ Globaỉ Script ^ Text Library ^ User Admỉnistrator CrossRePerence ^ Redundancy ^ User Archive Timesynchroni2 atÌon test^Graphlcs Deslgner\ Open New pictur Graphic OLL Select ActỉveX Controỉ Convert pictures > Right_click vào Graphics D esginer > C họnN ew Convert gíobal library Convert project library Propertỉes ' ^ ri^õbjict(s) NUM Học viên thiết kế giao diện giám sát íheo mẫu sau: 127 HỆ THỐNG CHƯNG CẮT t 33 0 (t NldítaíT2 33.500 (t KliỂtđôTS 34.100 (t NhiỂ(đđT4 3 0 ^ NUểtđỔTS 34.100 HtóSt.ỊẨTẹ 34.100 pQ ị 803.241«bit VTT4Mn-1l33jũŨ{tị /ssísẽìs2fsá\ 11 _ 32.400 m ầ im 33.500 ^ MMaa[...]... nghiệm điều khiển quá trình trong công nghệ chưng cất Phát triển các kỹ năng vận hành HTĐKQT ở phần cơ bản như trên khi dùng phần mềm InTouch có thể ứng dụng để khai thác ứng dụng cho điều khiển các quá trình trong các dây truyền công nghệ cụ thê Một hệ thống điều khiển quá trình chứa đựng trong đó toàn bộ các giải pháp đo lường, điều khiển, vận hànli và giám sát nhằm đảm bảo các yêu cầu của quá trình. .. phù họrp với điều khiên nhiệt độ, PI phù họp với điều khiển mức, lưu lượng, áp suất Hệ thống thực nghiệm tự động hóa được xây dựng với thiết bị chưng cất, cảm biến, van điều chỉnh, tủ điều khiển, bộ điều khiển PLC S7-300 và máy tính cài đặt phần mềm WinCC Cấu trúc hệ thống và sơ đồ thiết lập hệ thống điều khiển như sau: MÁY TÍNH 96 TU ĐIỀU KHIẾN HÊ THỐNG CHƯNG CÁT PLC S7.300 12 Đầu dò nhiệt ab: AOl... lượng điều chỉnh và cấu trúc kênh điều chỉnh - Khảo sát nội dung các màn hình điều khiển, giá trị thông số công nghệ c) Điều khiến quá trĩnh qua giao diện điều khiển: - Tắt, m ở các thiết bị động lực, van - Vận hành thiết bị riêng lẻ: thiết bị gia nhiệt nhập liệu - Điều chỉnh thông số công nghệ bàng tay: mức lỏng, nhiệt độ nhập liệu Phúc trình: - Vẽ lại sơ đồ công nghệ và sơ đồ khối của hệ thống điều. .. dạng đáp ứng quá độ và các chỉ tiêu chất lượng yd , ÍR ở 2 chế độ điều chỉnh bàng tay và tự động Bài 2: Cấu trúc hệ thống tự động hoá quá trình Muc đích: - Giới thiệu cấu trúc, các phần tử của HTĐKQT trong công nghiệp - Đọc hiểu các kênh điều khiển, biểu diễn thiết bị tự động hóa trên sơ đô công nghệ - Đọc hiểu các màn hình điều khiển quá trình trên máy tính Cơ sở lý thuyết bổ s u m : Quá trình và thiết... chỉnh 4 thông số công nghệ là nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức lỏng - Viết giải thuật vận hành các thiết bị và điều chỉnh bàng tay thông số công nghệ trong quá trình chưng cất 105 Bài 3: Tự động điều chỉnh các thông số công nghệ cơ bản Muc đích: - Điều chỉnh các đại lượng cơ bản trong quá trình hoá công nghệ là: + Điều chỉnh nhiệt độ + Điều chỉnh áp suất + Điều chỉnh lưu lượng + Điều chỉnh mức lỏng -... trúc bộ điều khiển (PID) và đáp ứng quá độ của hệ thống điều chỉnh thông số công nghệ Nôi duns thưc m h iêm : Nội dung thực nghiệm cho hệ thống điều chỉnh tất cả bốn thông số công nghệ gôm có: - Tạo nhiễu bậc thang (Z) - Quan sát biến đổi thông số công nghệ (y) và xác định giá trị xác lập mới (yoo) Kết nối thiết bị với bộ điều khiển (R) lần lượt có cấu trúc p, PI, PD PID - Khảo sát đáp ứng quá độ y(t)... vận hànli và giám sát nhằm đảm bảo các yêu cầu của quá trình và thiết bị công nghệ như chất lượng sản phâm, sản lượng, hiệu quả sản xuất, an toàn vận hành Một hệ thống thực nghiệm hệ thống điều khiển quá trình bao gồm các thành phần cơ bản là bộ điều khiển, thiết bị đo, thiết bị chấp hành Điên hình là thiết bị mô phỏng quá trình chưng cất đề cập dưới đây 87 Sơ đồ nguyên lý thiết bị chưng cất: 4 5 6 7... chất lượng điều khiển ỵd, tR c) Tự động điều chỉnh nhiệt độ: - Kết nối thiết bị với bộ điều khiển nhiệt độ trên PLC Đưa tác động nhiễu z vào thiết bị - Quan sát đáp ứng quá độ của nhiệt độ T X ác định các chỉ tiêu yo, tR Phúc trình ihưc nshiêm : - Phân tích, đánh giá ảnh hưỏfng của sự biến đổi nhiệt độ do tác động nhiễu lên hoạt động thiết bị (chế độ công nghệ) trong điều kiện không có hệ thống điều chỉnh... mục tiêu chính là làm thực nghiệm về quá trình chưng cất Năm 2008 thiết bị thực nghiệm điều khiển quá trình chựng cất tưong tự được xây dựng hệ thống điều khiển trên nền WinCC, thiết kế, chê tạo hoàn chỉnh và sử dụng làm thực nghiệm khá hiệu quả ở Trường ĐH Bách khoa TP.HỒ Chí Minh Đề tài đã được chuỵển giao với sự hỗ trợ hoàn toàn kinh phí của Sờ Khoa học Công nghệ TP.HỒ Chí Minh, triển khai bởi Trung... nghiệm sau; Bài 1: Khái niệm điều chỉnh thông số công nghệ Nôi dms: Khảo sát sự thay đổi nhiệt độ ở ba chế độ vận hành: Không có điều chỉnh - Điều chỉnh bằng tay - Tự động điều chinh Thông số công nghệ được điều chỉnh là nhiệt độ dòng liệu vào tháp Sơ đồ hệ thống ứiiết bị: 100 TOOOW u 1 Bồn chứa liệu; 2 Điện trở dùng tạo nhiễu theo nhiệt độ vào thiết bị; 3 Máy bơm; 4 Van điều chỉnh lưu lượng: được sử ... CỦA HỆ THỐNG PCS 4.3.1 Cấu trúc hệ thống PCS +Hệ thống PCS hoàn chỉnh bao gồm module +Module điều khiển mức ( L e v e l) +Module điều khiển lun lượng ( Flow ) +Module Bypass +Module điều khiển. .. nghiệm điều khiển trình công nghệ chưng cất Phát triển kỹ vận hành HTĐKQT phần dùng phần mềm InTouch ứng dụng để khai thác ứng dụng cho điều khiển trình dây truyền công nghệ cụ thê Một hệ thống điều. .. Đọc hiểu kênh điều khiển, biểu diễn thiết bị tự động hóa sơ đô công nghệ - Đọc hiểu hình điều khiển trình máy tính Cơ sở lý thuyết bổ s u m : Quá trình thiết bị công nghệ mô điều khiển hình máy