Tích hợp hệ thống cân định lượng sử dụng thuật toán điều khiển chính xác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ===== W X ===== PHẠM KHƯƠNG DUY TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ===== W X ===== PHẠM KHƯƠNG DUY TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC NGÀNH : ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐINH VĂN NHà HÀ NỘI – 2012 Mục lục LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined.  Danh mục hình ảnh Error! Bookmark not defined.  Lời mở đầu Error! Bookmark not defined.  CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HOÁ NHÀ MÁY THỨC ĂN CHĂN NUÔI NGỌC HỒI Error! Bookmark not defined.  1.1 Giới thiệu nhà máy thức ăn chăn nuôi Ngọc Hồi.Error! Bookmark not defined.  1.2 Công nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi Error! Bookmark not defined.  1.3 Dây chuyền sản xuất nhà máy thức ăn chăn nuôi Ngọc Hồi.Error! Bookmark not 1.3.1 Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất Error! Bookmark not defined.  1.3.2 Sơ đồ khối công nghệ thiết bị nhà máy .Error! Bookmark not defined.  1.3.3 Quá trình nhập nguyên liệu vào kho nhà máy.Error! Bookmark not defined.  1.3.4 Quá trình đưa nguyên liệu tới hệ cân định lượng .Error! Bookmark not defined.  1.3.5 Công đoạn cân định lượng Error! Bookmark not defined.  1.3.6 Quá trình nghiền trộn liệu Error! Bookmark not defined.  1.3.7 Quá trình ép viên xẻ mảnh Error! Bookmark not defined.  1.3.8 Hệ thống đóng bao Error! Bookmark not defined.  CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP CẤP LIỆU VÀ ĐỊNH LƯỢNGError! Bookmark no 2.1 Vai trò hệ cấp liệu cân định lượng .Error! Bookmark not defined.  2.2 Cấp liệu Error! Bookmark not defined.  2.2.1 Giới thiệu chung Error! Bookmark not defined.  2.2.2 Cơ cấu đưa vật liệu lên băng chuyền Error! Bookmark not defined.  2.2.3 Cơ cấu vận chuyển liệu Error! Bookmark not defined.  2.3 Định lượng Error! Bookmark not defined.  2.3.1 Cấu trúc nguyên lý họat động hệ cân định lượngError! Bookmark not defined.  2.3.2 Giải pháp định lượng liên tục .Error! Bookmark not defined.  2.3.3 Giải pháp định lượng gián đoạn .Error! Bookmark not defined.  2.4 Phương pháp nâng cao độ xác trình cân định lượng.Error! Bookmark not d 2.4.1 Các yêu tố gây sai số kết cân .Error! Bookmark not defined.  2.4.2 Phương pháp nâng cao độ xác trình cân Error! Bookmark not defined.  CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ CÂN ĐỊNH LƯỢNG Error! Bookmark not defined.  3.1 Yêu cầu điều khiển giám sát hoạt động hệ thống.Error! Bookmark not defined.  3.1.1 Yêu câu điều khiển hệ thống Error! Bookmark not defined.  3.1.2 Yêu cầu giám sát hoạt động hệ thống Error! Bookmark not defined.  3.2 Lựa chọn Load Cell xây dựng mạch chuyển đổi.Error! Bookmark not defined.  3.2.1 Nguyên lý hoạt động Load Cell Error! Bookmark not defined.  3.2.2 Lựa chọn loại Load Cell cho hệ cân .Error! Bookmark not defined.  3.2.3 Xây dựng mạch khuếch đại tín hiệu Error! Bookmark not defined.  3.2.4 Xây dựng mạch lọc thông thấp Error! Bookmark not defined.  3.2.5 Xây dựng mạch khuếch đại đệm Error! Bookmark not defined.  3.3 Xây dựng hệ thống điều khiển sử dụng S7-300.Error! Bookmark not defined.  3.3.1 Giới thiệu S7-300 Error! Bookmark not defined.  3.3.2 Mạng truyền thông công nghiệp Error! Bookmark not defined.  3.3.3 Cấu hình hệ thống điều khiển .Error! Bookmark not defined.  3.3.4 Thuật toán điều khiển lập trình chương trình điều khiển.Error! Bookmark not defined 3.4 Xây dựng giao diện điều khiển dùng WinCC 6.0.Error! Bookmark not defined.  3.4.1 Giới thiệu WinCC Error! Bookmark not defined.  3.4.2 Xây dựng giao diện điều khiển giám sát công đoạn cân định lượng.Error! Bookmark n 3.5 Vận hành kết thực nghiệm chọn offset Error! Bookmark not defined.  3.5.1 Vận hành Error! Bookmark not defined.  3.5.2 Các thao tác để chỉnh giá trị Offset Error! Bookmark not defined.  3.5.3 Phụ lục bảng giá trị thực nghiệm Offset Error! Bookmark not defined.  KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined.  Tài liệu tham khảo : Error! Bookmark not defined.  Phụ Lục: Chương trình điều khiển hệ thống cân định lượng.Error! Bookmark TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Ngoài phần tài liệu tham khảo liệt kê đầy đủ, số liệu kết phần luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình khác TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ Danh mục hình ảnh Hình 1: Bố trí nhà xưởng nhà máy thức ăn chăn nuôi Ngọc Hồi Hình 2: Sơ đồ khối tổng quát dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi .9 Hình 3: Sơ đồ tổng quát dây chuyền sản xuất 10 Hình 4: Quá trình nhập liệu .10 Hình 5: Quá trình cân định lượng nghiền trộn .11 Hình 6: Quá trình ép viên xẻ mảnh đóng bao .11 Hình 7: Sơ đồ hệ thống điều khiển bán tự động nhà máy thức ăn chăn nuôi Ngọc Hồi 12 Hình 8: Công đoạn nhập nguyên liệu vào kho nhà máy 15 Hình 9: Công đoạn cân định lượng 17 Hình 10: Cách bố trí thực tế hệ cân C1 C2 19 Hình 11: Công đoạn nghiền trộn .20 Hình 12 Công đoạn ép viên xẻ mảnh 22 Hình 13 Hệ thống đóng bao 24 Hình 1: Gầu tải đưa liệu lên băng chuyền cao 27 Hình 2: Cấu tạo vít tải 28 Hình 3: Cơ cấu xích tải 29 Hình 4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động chung cân định lượng .30 Hình 5: Giải pháp định lượng liên tục .30 Hình 6: Thiết bị định lượng làm việc gián đoạn 31 Hình 1: Loadcell 38 Hình 2: Nguyên lý hoạt động Load Cell .39 Hình 3: Một số loại Load Cell 40 Hình 4: SLU Load Cell 40 Hình 5: STA-2-2000 Load Cell 42 Hình 6: Kích thước Loadcell .43 Hình 7: Mạch khuêch đại vi sai 44 Hình 8: Mạch lọc thông thấpSallen-Key Butterworth .45 Hình 9: Đặc tính tần số lọc thông thấp Butterworth Filter 45 Hình 10: Mạch khuêch đại đệm 46 Hình 11: Siemens PLC S7-300 46 Hình 12: Nguyên lý chung cấu trúc điều khiển logic khả trình (PLC) 47 Hình 13: Phân chia vùng nhớ CPU 51 Hình 14: Hoạt động CPU S7-300 .52 Hình 15: Cấu hình rack trạm PLC S7-300 56 Hình 16: Vòng quét chương trình 53 Hình 17: Mô hình phân cấp chức mạng truyền thông công nghiệp 59 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ Hình 18: Mô hình truy nhập bus sử dụng kết hợp Token-Passing Master/Slave 63 Hình 19: Cấu hình hệ thống điều khiển giám sát 64 Hình 20: Cấu hình phần cứng trạm điều khiển PLC 65 Hình 21: Lưu đồ thuật toán công đoạn cân định lượng 78 Hình 22: Vòng quét chương trình 82 Hình 23: Lập trình có cấu trúc 84 Hình 24: Giao diện WinCC Explorer 85 Hình 25: Cửa sổ thiết kế đồ hoạ 87 Hình 26: Cửa sổ soạn thảo Tag Logging 89 Hình 27: Màn hình công đoạn Cân định lượng .92 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ Lời mở đầu Hiện đất nước ta giai đoạn chuyển mạnh mẽ theo phát triển giới khu vực với sản xuất đa dạng đầy tiềm năng.Để sản xuất phát triển được, không đòi hỏi lao động có tay nghề mà cần phải áp dụng cách rộng rãi tiến khoa học kĩ thuật, đặc biệt công nghệ tự động hóa Trong công nghiệp đại, hệ thống điều khiển tự động thực tạo nên giá trị vật chất to lớn, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành giải phóng sức lao động chân tay người Công nghệ tự động hóa ứng dụng nhiều lĩnh vực sản xuất đời sống xã hội xu tất yếu: từ công nghệ lắp ráp, công nghệ chế biến, tự động hóa tòa nhà Và công nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi không nằm xu Được đồng ý Viện đào tạo sau đại học, Viện điện hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Đinh Văn Nhã, đợt thực tập làm luận văn tốt nghiệp, em tiến hành nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống Tự động hóa dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Ngọc Hồi –Thanh Trì – Hà Nội, hệ cân định lượng ứng dụng vào công nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi, xây dựng thuật toán trương trình điều khiển trình nhập nguyên liệu cân định lượng dùng PLC S7-300 xây dựng giao diện mô trình hoạt động dây chuyền phần mềm Wincc 6.0 SIEMENS Công nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi gồm số công đoạn chính: cấp liệu thô, cân định lượng, nghiền, trộn, thành phẩm…mỗi công đoạn có vai trò quan trong, yếu tố đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế ,chất lượng sản phẩm công đoạn cân cấp liệu phối TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ hợp nguyên liệu cho sản phẩm sau này, đảm bảo cho việc cân định lượng xác có ý nghĩa thiết thực Nội dung luận văn “…” chia thành phần CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HOÁ NHÀ MÁY THỨC ĂN CHĂN NUÔI NGỌC HỒI CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP CẤP LIỆU VÀ ĐỊNH LƯỢNG CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ CÂN ĐỊNH LƯỢNG Trên tóm tắt kết mà em đạt trình làm luận văn Để có kết em xin chân thành cám ơn thầy hướng dẫn PGS.TS Đinh Văn Nhã tận tình hướng dẫn bảo cho em trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy ! TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ Mục lục LỜI CAM ĐOAN 1  Danh mục hình ảnh 2  Lời mở đầu 4  CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HOÁ NHÀ MÁY THỨC ĂN CHĂN NUÔI NGỌC HỒI 8  1.1 Giới thiệu nhà máy thức ăn chăn nuôi Ngọc Hồi 8  1.2 Công nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi 9  1.3 Dây chuyền sản xuất nhà máy thức ăn chăn nuôi Ngọc Hồi 10  1.3.1 Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất 10  1.3.2 Sơ đồ khối công nghệ thiết bị nhà máy 11  1.3.3 Quá trình nhập nguyên liệu vào kho nhà máy 15  1.3.4 Quá trình đưa nguyên liệu tới hệ cân định lượng 16  1.3.5 Công đoạn cân định lượng 17  1.3.6 Quá trình nghiền trộn liệu 20  1.3.7 Quá trình ép viên xẻ mảnh 22  1.3.8 Hệ thống đóng bao 24  CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP CẤP LIỆU VÀ ĐỊNH LƯỢNG 26  2.1 Vai trò hệ cấp liệu cân định lượng .26  2.2 Cấp liệu 26  2.2.1 Giới thiệu chung 26  2.2.2 Cơ cấu đưa vật liệu lên băng chuyền 27  2.2.3 Cơ cấu vận chuyển liệu 28  2.3 Định lượng 29  2.3.1 Cấu trúc nguyên lý họat động hệ cân định lượng 29  2.3.2 Giải pháp định lượng liên tục 30  2.3.3 Giải pháp định lượng gián đoạn 31  2.4 Phương pháp nâng cao độ xác trình cân định lượng 32  2.4.1 Các yêu tố gây sai số kết cân 32  2.4.2 Phương pháp nâng cao độ xác trình cân 33  CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ CÂN ĐỊNH LƯỢNG 37  3.1 Yêu cầu điều khiển giám sát hoạt động hệ thống .37  3.1.1 Yêu câu điều khiển hệ thống 37  3.1.2 Yêu cầu giám sát hoạt động hệ thống 37  3.2 Lựa chọn Load Cell xây dựng mạch chuyển đổi 37  3.2.1 Nguyên lý hoạt động Load Cell 37  3.2.2 Lựa chọn loại Load Cell cho hệ cân 40  3.2.3 Xây dựng mạch khuếch đại tín hiệu 43  3.2.4 Xây dựng mạch lọc thông thấp 44  TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ Hình 23: Lập trình có cấu trúc 3.4 Xây dựng giao diện điều khiển dùng WinCC 6.0 3.4.1 Giới thiệu WinCC WinCC (Windows Control Center) phần mềm ứng dụng để giám sát, điều khiển thu thập liệu hệ thống tự động hoá trình sản xuất Để đáp ứng yêu cầu điều khiển hệ SCADA cần kết hợp điều khiển lập trình PLC hiển thị HMI (Human Machine Interface-Giao diện người máy) Trong lĩnh vực tự động hoá công nghiệp, WinCC phần mềm HMI chuyên dụng SIEMENS để quản lý, thu thập liệu điều khiển trình công nghiệp Chương trình dùng để điều hành nhiệm vụ hình hiển thị cà hệ thống điều khiển tự động hoá sản xuất trình Hệ thống cung cấp khối chức thích ứng công nghiệp: Hiển thị đồ họa, thông báo, lưu trữ báo cáo Việc truy cập hình ảnh nhanh chóng, chức lưu trữ an toàn đảm bảo tính hữu dụng cao Các chức hệ thống, WinCC mở giao diện cho giải pháp người sử dụng, giao diện khiến chúng tích hợp WinCC vào giải pháp tự động hoá phức tạp toàn công ty.Việc xửlý liệu lưu trữ tích hợp giao diện chuẩn ODBC SQL Việc thêm vào đối tượng 84 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ tài liệu tích hợp OLE2.0 OLE Custom Controls (OCX) Các chế làm cho WinCC trở thành phận dễ truyền tải môi trường Windows 3.4.1.1 WinCC Explorer WinCC explorer xuất khởi động WinCC Tất phần WinCC khởi động từ đây, từ cửa sổ WinCC explorer ta truy nhập vào tất thành phần mà project giao diện người máy cần có việc xây dựng cấu hình cho phần riêng rẽ WinCC explorer gồm tất chức quản lý, ta đặt cấu hình ( Computer, Driver, Tag …) khởi động mode runtime Hình 24: Giao diện WinCC Explorer Nhiệm vụ chính: + Tạo Project + Đặt cấu hình trọn vẹn + Gọi lưu trữ Project + Quản lý Project: mở, lưu, di chuyển, copy + Chức ấn bảng mạng cho nhiều người sử dụng + Trình bày (thể hiện) cấu hình liệu + Điều khiển đặt cấu hình cấp bậc picture kiến trúc hệ thống + Cài đặt thông số tổng thể ngôn ngữ, hệ thống đường dẫn người dùng + Đặt cấu hình cho vị trí chức đặc biệt người dùng 85 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ + Lập báo cáo trạng thái hệ thống + Phản hồi tài liệu (feed back documentation) + Chuyển đổi chạy thực (runtime) đặt cấu hình + Sử dụng Simulator để kiểm tra 3.4.1.2 Các module chức (Function modules) ™ Graphic System: thực dễ dàng chức mô hoạt động thông qua đối tượng đồ họa WinCC, Windows, OLE…với nhiều thuộc tính động ™ Message System (Alarm Logging): Thực hiển thị thông báo hay báo cáo hệ thống vận hành ™ Tag Logging: Thu thập, lưu trữ nén giá trị đo thể nhiều dạng khác ™ User achives: Truy nhập vào liệu chương trình công cụ quản lý số liệu hay tham số công thức ™ Report System: Tạo lập thông báo, ghi kiện ™ Processing function: Hỗ trợ phương thức sử lý liệu, tổ chức số liêu cách linh hoạt thông qua kiểu lập trình ngôn ngữ C WinCC sản phẩm có tính an toàn hệ thống cao: Để đảm bảo tính an toàn trình vận hành phần mềm có chức bảo vệ chống người xâm nhập, chức cảnh báo, thông báo lỗi, hướng dẫn thể phương pháp dễ thấy hình hay âm thông qua sound card máy tính ¾ Phương phức thể đồ họa Graphics Designer trình soạn thảo đồ họa, giúp người lập trình vẽ lại toàn trình phương pháp kéo thả Những đối tượng đồ họa WinCC lưu trữ Library Việc thực mô chia làm bước: + Mô hệ thống trạng thái tĩnh + Mô hệ thống trạng thái động 86 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ - Thể trạng thái tĩnh Sử dụng đối tượng chuẩn hình vẽ hình ảnh cần thiết, đối tượng thả xuống có giá trị thuộc tính mặc định Người thiết kế cần đặt giá trị vị trí, màu nền, phông chữ, màu chữ, độ lớn… - Thể trạng thái động Để thể trạng thái động người thiết kế phải có tập hợp Tag kê khai Tag management Các đối tượng có thuộc tính gắn liền với biến chương trình, thay đổi giá trị biến chương trình thay đổi thuộc tính đối tượng, khả mang lại tính mềm dẻo tổ chức chương trình Hình 25: Cửa sổ thiết kế đồ hoạ 87 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ ¾ Hiển thị Chức Tag Logging: Có chức cho phép lấy liệu từ tình thực thi, chuẩn bị để hiển thị lưu trữ liệu Dữ liệu cung cấp tiêu chuẩn công nghệ kỹ thuật quan trọng liên quan đến trạng thái hoạt động hệ thống Nhiệm vụ Tag Logging + Hệ thống cấu hình (Tag Logging CS): Có thể gán tất đặc tính cần thiết để lưu trữ hiển thị cho liệu Tag Logging CS Các đặc tính phải tạo chuẩn bị trước hệ thống RunTime khởi động Tag Logging CS WinCC cung cấp giao diện đặc biệt cho mục đích + Hệ thống Run-Time (Tag Logging RT): Nhận giá trị liệu liên kết chũng với đặc tính ấn định Các liệu định hình theo kiểu này, thực trước để hiển thị lưu trữ Tag Logging thực cho mục đích sau: + Tối ưu hoá hệ thống + Cung cấp thủ tục vận hành rõ ràng, dễ hiểu + Tăng suất + Tăng chất lượng sản phẩm + Tối ưu hoá chu kì lặp lại (delay) + Cung cấp tài liệu 88 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ Hình 26: Cửa sổ soạn thảo Tag Logging - Hệ thống tạo in báo cáo (Report Designer) Report Designer cung cấp chức cho việc tạo in báo cáo WinCC cung cấp trình soạn thảo cho việc tạo báo cáo + Soạn thảo báo cáo theo trang (Page Layout) + Soạn thảo báo cáo theo dòng (Line Layout) Đối với in báo, phải đặt thời gian in môi trường in.WinCC cung cấp lựa chọn sau: + In khởi động người sử dụng (print start by user) + Chu kỳ in (cyclic output) + In vào file ( output to a file) + In vào trang (output to a page) - Trình soạn thảo Text Library Text Library cho phép soạn thảo văn để sử dụng chạy thực modul khác Text Library cấu trúc dạng bảng, Text-ID cột gán cho text dùng thời gian thực Các cột định nghĩa ngôn ngữ nước cho nhiều text cấu hình ¾ Cấu trúc Alarm Logging Alarm Logging đảm trách thông báo nhận lưu trữ chứa chức nhận thông báo từ trình, để chuẩn bị, hiển thị, hồi đáp lưu trữ 89 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ chúng Với đặc tính này, Alarm Logging giúp người dùng tìm nguyên nhân lỗi hệ thống vận hành - Các đặc tính Alarm Logging: + Cung cấp thông tin lỗi trạng thái hoạt động toàn diện + Cho phép sớm nhận tình trạng nguy cấp + Tránh giảm thiểu thời báo + Cung cấp tài liệu - Alarm Logging bao gồm hệ thống: + Hệ thống cấu hình (Alarm Logging CS): Sử dụng để đặt cấu hình cho thông báo để chúng hiển thị theo cách ta muốn Có thể thực điều trước hệ thống Run-Time khởi động Hệ cấu hình Alarm Logging WinCC cung cấp giao diện đặc biệt tạo lập sẵn + Hệ thống Run-Time (Alarm Logging RT): Có nhiệm vụ thu thập thông báo hồi đáp, chuẩn bị thông báo để hiển thị lưu trữ 3.4.1.3 Các bước soạn thảo dự án mẫu ¾ Để soạn thảo dự án (Project) WinCC, tiến hành theo bước: +Tạo dự án (Project) WinCC +Chọn PLC Drivers từ Tag Management +Tạo biến nội (Internal) +Tạo hình ảnh từ cửa sổ giao diện Graphics Designer +Thiết lập thuộc tính hình ảnh tạo từ Graphics Designer +Thiết lập môi trường thời gian thực +Chạy mô ¾ Khi muốn xây dựng dự án mẫu WinCC phải khởi động chương trình WinCC sau khai báo tên dự án, chọn chế độ sử dụng dự án (Sing-User Project Multi- User Project) Khi cửa sổ hình soạn thảo WinCCExplorer xuất + Chọn PLC Drivers từ Tag Management Để thiết lập truyền thông WinCC với thiết bị cấp cần có mạng liên kết chúng với 90 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ việc trao đổi liệu Do cần Driver Driver: giao diện liên kết WinCC PLC + Tạo biến: • Biến nội(Internal): Là biến có sẵn WinCC Những biến nội vùng nhớ WinCC, có chức PLC thực • Biến ngoại(External): Là biến trình, phản ánh thông tin địa hệ thống PLC khác Các kiểu liệu WinCC: Tag types with type conversion Tag types without type conversion Binary Tag Kiểu nhị phân Signed 8-bit value Kiểu nguyên bit không dấu Unsigned 8-bit value Kiểu nguyên bit có dấu Signed 16-bit value Kiểu nguyên 16 bit không dấu Unsigned 16-bit value Kiểu nguyên 16 bit có dấu Signed 32-bit value Kiểu nguyên 32 bit không dấu Unsigned 32-bit value Kiểu nguyên 32 bit có dấu Floating-point number 32-bit IEEE 754 Kiểu số thực 32 bit theo tiêu chuẩn IEEE754 Floating-point number 64-bit IEEE 754 Kiểu số thực 64 bit theo tiêu chuẩn IEEE754 Text Tag bit character set Kiểu kí tự bit Text Tag 16 bit charater set Kiểu kí tự 16 bit Raw Data type Kiểu liệu thô 91 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ 3.4.2 Xây dựng giao diện điều khiển giám sát công đoạn cân định lượng 3.4.2.1 Giao diện điều khiển giám sát Hình 27: Màn hình công đoạn Cân định lượng 92 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ 3.4.2.2 Công dụng giao diện Trong hình cho phép người vận hành quan sát công đoạn Cân định lượng, trình cấp liệu nhà trời, tình trạng hoạt động thiết bị trạng thái silo chứa, quan sát khối lượng nguyên liệu cân Giao diện cân định lượng gồm thiết bị sau: o Xích tải 21, 61 o Băng tải 216, 218 o 14 Silo chứa nguyên liệu: 201 => 214 o Cân : hệ cân 500kg o Cân : hệ cân 2000kg o Các van chấp hành 3.5 Vận hành kết thực nghiệm chọn offset 3.5.1 Vận hành • Bước 1: Bật nguồn cấp điện cho PLC thiết bị chấp hành • Bước 2: Khởi động máy tính bật chương trình điều khiển giám sát công đoạn cân định lượng • Bước 3: Ta chọn sỗ mẻ cân cách nhập thông số vào ô C1_batch number C2_batch number • Chọn giá trị Off set cho silo hệ cân Đầu tiên ta chọn giá trị Set Point cho silo giá trị Sau chọn silo cần đặt giá trị off set Ví dụ ta chọn silo 201, đặt Set point =50kg Do trễ đóng van nguyên liệu nên có sai số lượng nguyên liệu thực tế giá trị set point đặt trước Ví dụ ta đặt 50 kg, thực tế đo 55 kg Vậy giá trị off set = 50-55= Tiếp tục qui trình với silo khác • Bước 4: Chọn chế độ chạy Auto hay Manual cách nhấn vào nút Auto hệ cân 93 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ • Bước 5: Dừng tắt hệ thống cách thoát khỏi chương trình cắt nguồn điện cho PLC cấu chấp hành 3.5.2 Các thao tác để chỉnh giá trị Offset Khi ta đặt khối lượng cân cho Si-lô (Setpoint) độ trễ việc đóng ngắt van; nguyên liệu tiếp tục xả xuống nên khối lượng cân thực bị tăng lên Khắc phục điều này, ta phải đặt thêm giá trị Offset cho si-lô để vít tải cắt trước khoảng thời gian Để lấy giá trị Offset si-lô ta làm theo bước sau → Bước : Đảm bảo Setpoint si-lô → Bước : Đặt setpoint cho si-lô mà ta muốn tìm offset Ví dụ : si lô 201 : setpoint = 50kg → Bước : Nhập số mẻ vào ô Batch number → Bước : Chuyển sang chế độ Auto, cho Start → Bước : Cân xong, đọc giá trị đồng hồ cân Ví dụ : cân = 55kg Ta tính Offset = setpoint – cân = 50-55 = -5 → Bước : Xả hết cân, nhập giá trị offset vừa tìm Start lại → Bước : đọc giá trị offset, sai lệch setpoint cân chấp nhận lấy -5 làm offset cho si lô 201 Nếu không, giá trị cân < setpoint tăng Offset lên làm lại từ bước Giá trị cân > setpoint giảm offset làm lại từ bước tìm offset mong muốn 94 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ 3.5.3 Phụ lục bảng giá trị thực nghiệm Offset Si lô Loại nguyên liệu Offset 201 Cám mỳ -1 202 Bột thịt -3 203 Cám gạo sát -2 204 Bột xương -5 205 Sắn lát -8 206 Khô đậu tương -14 207 DDGS -18 208 Cám gạo -9 211 Ngô -18 212 Khô cải -6 213 Bột cá 60% -5 214 Cám mỳ viên -15 95 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ KẾT LUẬN Sau thời gian thực luận văn tốt nghiệp, với cố gắng tâm thân với hướng dẫn tận tình thầy cô môn đặc biệt thầy giáo PGS.TS Đinh Văn Nhã, em hoàn thành luận văn tốt nghiệp theo thời gian yêu cầu đặt Tự động hoá nói chung tự động hoá nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi vấn đề quan trọng hàng đầu công nghiệp sản xuất, việc nghiên cứu phát triển hệ thống dây truyền tự động không dừng lại mà luôn phát triển để ngày hoàn thiện Cũng toán mà đề tài đặt ra, không phương pháp tiếp cận lời giải toán hoàn toàn Trong thời gian thực luận văn, em gặp phải không khó khăn, vương mắc Nhưng sau lần em hiểu phải nắm lý thuyết mà phải sát thực tế Qua em bổ xung thêm vào vốn kiến thức số lĩnh vực liên quan : - Loadcell công nghiêp - Cân điện tử công nghiệp - Lý thuyết ứng dụng thực tế công nghiệp phần mềm :PLC S7-300, WinCC-siemens, SCADA … Đó thực hành trang quan trọng để sau tốt nghiệp, em tự tin bước vào môi trường làm việc Tuy có hội làm việc thực tế, thiếu kinh nghiệm thời gian thực bị giới hạn nên khó tránh sai sót, nhầm lẫn Em mong nhận góp ý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn ! 96 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ Tài liệu tham khảo : Đinh Văn Nhã, Nghiên cứu thiết kế tích hợp hệ thống cân định lượng ứng dụng nhà máy công nghiệp Nguyễn Doãn Phước - Phan Xuân Minh – Vũ Vân Hà, Nxb KH-KT năm 2006 Tự động hóa với Simantic S7-300 Tài liệu kỹ thuật vận hành hệ thống cân định lượng nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Ngọc Hồi Bản vẽ dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi nhà máy sản xuất thức ăn Ngọc Hồi 97 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ Phụ Lục: Chương trình điều khiển hệ thống cân định lượng 98 ... “Xây dựng thuật toán điều khiển xác cân định lượng nhiều thành phần – Nhà máy thức ăn chăn nuôi gia súc Ngọc Hồi ” TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================... not defined.  Phụ Lục: Chương trình điều khiển hệ thống cân định lượng. Error! Bookmark TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================... điều sơ đồ công nghệ đây: 11 TÍCH HỢP HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC ================================================================ Hình 7: Sơ đồ hệ thống điều