Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép NatstellVina dùng PLCS7200
I HC THI NGUYấN Bộ giáo dục đào tạo KHOA CễNG NGH THễNG TIN Tr-ờng Đại học Thái Nguyên Khoa C«ng nghƯ th«ng tin ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Bïi tuÊn ngäc Đề tài: XÂY DỰNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN VẬN CHUYỂN THÉP CUỘNhÖ CHO NH MY CN điều THẫP Xây dựng thống tự đông NATSTELL-VINA DNG PLCchuyển S7-200 khiển băng chuyền vận thép cuộn cho nhà máy cán thép natstell-vina dùng PLC s7-200 Sinh viờn thc hin: Giỏo viờn hng dn: đồ án tốt nghiệp đại học THI NGUYấN - 2016 Thái nguyên - 2009 BÙI TUẤN NGỌC Lớp KS2K4 PHẠM ĐỨC LONG LỜI NĨI ĐẦU Ở nước ta q trình cơng nghiệp hoá đại hoá, việc nắm bắt thành tựu khoa học kỹ thuật giới để áp dụng thành công hiệu vào đời sống, sản xuất cần thiết Một kinh tế vững mạnh phải xây dựng sở tảng công nghiệp đại tiên tiến Thực tiễn với phát triển lĩnh vực điện tử tin học, xí nghiệp đặt vấn đề phải cải tạo, nâng cấp dây chuyền sản xuất cũ theo quan điểm giữ lại thiết bị phù hợp Trong thời gian học tập khoa Công nghệ thông tin trường Đại học Thái Nguyên, em đào tạo tiếp thu kiến thức đại tiên tiến lĩnh vực công nghệ thông tin Sau kết thúc khoá học lý thuyết, em thực tập tốt nghiệp Công ty thép Natsteel-Vina tiến hành thực đồ án: “Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép Natstell-Vina dùng PLCS7-200” Trong suốt trình làm đồ án tốt nghiệp, em luôn nhận giúp đỡ thày cô giáo môn Công nghệ điều khiển tự động Khoa Công nghệ thông tin trường Đại học Thái nguyên cán công nhân viên công tác Công ty thép Natsteel-Vina, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo Phạm Đức Long Đến nay, đề tài em hoàn thành Em xin trân trọng cảm ơn! Do trình độ chun mơn thân hạn chế điều kiện thời gian có hạn nên báo cáo em khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến nhận xét, đánh giá thày giáo góp ý bạn Sinh viên: Bùi tuấn Ngọc MỤC LỤC Lời nói đầu Chương TỔNG QUAN VỀ HỌ PLC S7-200 1.1 Tổng quan PLC 1.2 Tìm hiểu PLC S7-200 Chương NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH “STEP 7-MICRO/WIN” 2.1 Làm quen với giao diện lập trình Step 7-Micro/Win 2.2 Phương pháp lập trình 2.3 Thực hành với Step Micro/Win Window 3 10 19 19 20 24 Chương ỨNG DỤNG PLC S7-200 VÀO ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN THÉP CUỘN CỦA NHÀ MÁY NASTELL-VINA 3.1 Giơi thiệu phân tích u cầu cơng nghệ 3.2 Ứng dụng PLC S7-200 vào điều khiển hệ thống gom thép Chương MƠ PHỎNG 4.1 Giới thiệu mơ hình 4.2 Sơ đồ đấu nối mạch thực tế Kết luận Tài liệu tham khảo 29 30 31 48 48 49 52 54 Chương TỔNG QUAN VỀ HỌ PLC S7-200 1.1 TỔNG QUAN VỀ PLC 1.1.1 Giới thiệu chung Sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động đại cơng nghệ điều khiển logic khả trình dựa sở phát triển tin học mà cụ thể phát triển kỹ thuật máy tính Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) phát triển từ năm 1968 -1970 Trong giai đoạn đầu thiết bị khả trình yêu cầu người sử dụng phải có kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao Ngày thiết bị PLC phát triển mạnh mẽ có mức độ phổ cập cao Thiết bị điều khiển logic lập trình PLC dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa vi xử lý, sử dụng nhớ lập trình để lưu trữ lệnh thực chức năng, chẳng hạn, cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, thuật toán để điều khiển máy q trình cơng nghệ PLC thiết kế cho kỹ sư, không yêu cầu cao kiến thức máy tính ngơn ngữ máy tính, vận hành Chúng thiết kế cho khơng nhà lập trình máy tính cài đặt thay đổi chương trình Vì vậy, nhà thiết kế PLC phải lập trình sẵn cho chương trình điều khiển nhập cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản (ngôn ngữ điều khiển) Thuật ngữ logic sử dụng việc lập trình chủ yêu liên quan đến hoạt động logic ví dụ có điều kiện A B C làm việc Người vận hành nhập chương trình (chuỗi lệnh) vào nhớ PLC Thiết bị điều khiển PLC giám sát tín hiệu vào tín hiệu theo chương trình thực quy tắc điều khiển lập trình Các PLC tương tự máy tính, máy tính tối ưu hố cho tác vụ tính tốn hiển thị, PLC chuyên biệt cho tác vụ điều khiển mơi trường cơng nghiệp Vì PLC: + Được thiết kế bền để chịu rung động, nhiệt, ẩm tiếng ồn + Có sẵn giao diện cho thiết bị vào + Được lập trình dễ dàng với ngơn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải phép toán logic chuyển mạch Về chức điều khiển logic PLC giống chức điều khiển thiết kế sở rơle công tắc tơ sở khối điện tử là: + Thu thập tín hiệu vào tín hiệu phản hồi từ cảm biến + Liên kết, ghép nối tín hiệu theo yêu cầu điều khiển thực đóng mở mạch phù hợp với cơng nghệ + Tính tốn soạn thảo lệnh điều khiển sở so sánh thông tin thu thập + Phân phát lệnh điều khiển đến địa thích hợp Riêng máy cơng cụ người máy cơng nghiệp PLC liên kết với điều khiển số NC CNC hình thành điều khiển thích nghi Trong hệ thống trung tâm gia công, quy trình cơng nghệ PLC điều khiển tập trung 1.1.2 Các thành phần PLC 1.1.2.1 Cấu hình phần cứng Hệ thống PLC thơng Thiết bị lập trình dụng có năm phận gồm: xử lý, nhớ, nguồn, giao diện vào/ra Bộ nhớ thiết bị lập trình Được thể hình 1.1 * Bộ xử lý Bộ xử lý gọi Giao diện vào Bộ xử lý Giao diện xử lý trung tâm (CPU), linh kiện chứa vi xử lý Nguồn cung cấp Hình 1.1: Sơ đồ khối PLC Bộ xử lý biên dịch tín hiệu vào thực hoạt động điều khiển theo chương trình lưu nhớ CPU, truyền định dạng tín hiệu hoạt động đến thiết bị Nguyên lý làm việc xử lý tiến hành theo bước tuần tự, thông tin lưu trữ nhớ chương trình gọi lên kiểm soát đếm chương trình Bộ xử lý liên kết tín hiệu đưa kết đầu Chu kỳ thời gian gọi thời gian quét (scan) Thời gian vòng qt phụ thuộc vào tầm vóc nhớ, vào tốc độ CPU Sự thao tác chương trình dẫn đến thời gian trễ đếm chương trình qua chu trình đầy đủ, sau bắt đầulại từ đầu Chuyển liệu từ cổng vào Truyền thông kiểm tra nội VỊNG QT Thực chương trình Chuyển liệu từ cổng Hình 1.2 : Vòng qt chương trình Để đánh giá thời gian trễ người ta đo thời gian quét chương trình dài 1Kbyte coi tiêu để so sánh PLC Với nhiều loại thiết bị thời gian trễ tới 20ms Nếu thời gian trễ gây trở ngại cho trình điều khiển phải dùng biện pháp đặc biệt, chẳng hạn lặp lại lần gọi quan trọng thời gian lần quét, điều khiển thông tin chuyển giao để bỏ bớt lần gọi quan trọng thời gian quét dài tới mức chấp nhận Nếu giải pháp không thoả mãn phải dùng PLC có thời gian qt ngắn * Bộ nguồn Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho vi xử lý (thường 5V) cho mạch điện module lại (thường 24V) * Thiết bị lập trình Thiết bị lập trình sử dụng để lập chương trình điều khiển cần thiết sau chuyển cho PLC Thiết bị lập trình thiết bị lập trình chun dụng, thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ, phần mềm cài đặt máy tính cá nhân * Bộ nhớ Bộ nhớ PLC thường có nhớ RAM ROM có dung lượng tuỳ thuộc vào thiết kế riêng loại PLC, nhớ chia thành vùng : - Bộ nhớ điều hành Hệ điều hành thường nằm vùng nhớ ROM, phát triển nhà sản xuất nên cần thay đổi, hệ điều hành chương trình ngơn ngữ máy đặc biệt để chạy PLC, dẫn cho vi xử lý đọc hiểu lệnh, biểu tượng người sử dụng lập trình, theo dõi trạng thái vào/ra trì giám sát trạng thái hệ thống - Bộ nhớ hệ thống Khi hệ điều hành thực nhiệm vụ thường cần số vùng để lưu giữ kết thơng tin trung gian, phần nhớ RAM dùng cho mục đích - Bộ nhớ đệm vào/ra CPU không lấy liệu trực tiếp từ đầu vào thiết bị đầu vào không đưa kết đến trực tiếp thiết bị đầu ngoại vi, mà đưa tín hiệu đến đệm vào/ra - Bộ nhớ chương trình Vùng nhớ dùng để chứa chương trình ứng dụng, vùng nhớ mà hệ điều hành cho CPU đọc thực lệnh chương trình, vùng nhớ chương trình nằm RAM Đặc điểm nhớ RAM nội dung nhớ thay đổi nhanh, nội dung nhớ bị xố có lỗi nguồn cung cấp PLC người ta ln sử dụng nguồn dự phòng để trì nhớ RAM với thời gian trì tuỳ loại * Giao diện vào/ra Giao diện vào nơi xử lý nhận thông tin từ thiết bị ngoại vi truyền thông tin đến thiết bị bên ngồi Tín hiệu vào từ cơng tắc, cảm biến nhiệt độ, tế bào quang điện Nút bấm công tắc logic giới hạn Các tham số điều khiển t0 áp suất, áp lực Bộ chuyển mạch, cơng tắc hành trình, giới hạn Các tín hiệu báo động Bộ PLC Các cuộn hút Các đèn Các van Hình 1.3:Tín hiệu vào/ PLC Tín hiệu cung cấp cho cuộn dây cơng tắc tơ, rơle, van điện từ, động nhỏ Tín hiệu vào/ra tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên tục, tín hiệu logic Các tín hiệu vào/ra thể hình 1.3 Mỗi điểm vào có địa PLC sử dụng Các kênh vào/ra có chức cách ly điều hố tín hiệu cho cảm biến tác động nối trực tiếp với chúng mà khơng cần thêm mạch điện khác Tín hiệu vào thường PLC Ghép nối quang Tín hiệu đến CPU ghép cách điện (cách ly) nhờ Tín hiệu vào linh kiện quang hình 1.4 Diode bảo vệ Dải tín hiệu nhận vào cho PLC cỡ lớn 5v, 24v, Mạch phân áp 110v, 220v Các PLC nhỏ Hình 1.4: Ghép cách ly tín hiệu vào thường nhập tín hiệu 24v Tín hiệu ghép cách ly, cách ly kiểu rơle hình 1.5a, cách ly kiểu quang hình 1.5b Tín hiệu tín hiệu chuyển mạch 24v, 100mA; 110v, 1A chiều; chí 240v, 1A xoay chiều tuỳ loại PLC Tuy nhiên, với PLC cỡ lớn dải tín hiệu thay đổi cách lựa chọn Rơle Cầu chì Tín hiệu Ghép nối quang Tín hiệu PLC PLC b, a, Hình 1.5: Ghép cách ly tín hiệu module thích hợp 1.1.2.2 Phần mềm Thực chất ngơn ngữ dịch để tạo ngơn ngữ lập trình gần với người tối giản nhất, có nhiệm vụ thiết bị sử dụng với địa chỉ, chức năng, thông số cụ thể Phần mềm cho phép ta lập chương trình điều khiển theo cơng nghệ, thực máy tính PC máy lập trình PG sau chương trình chuyển vào nhớ RAM Trong thực tế công nghệ để đảm bảo độ tin cậy sau lập trình chương trình điều khiển chạy thử kiểm nghiệm đảm bảo tốt chuyển chương trình vào EPROM Các chương trình lập trình quản lý hệ điều hành Một hệ điều hành cài sẵn đĩa (gọi hệ thống) công cụ nối liền người sử dụng với PLC Nó thực phần mềm mắt ghép nối phần cứng phần khác phần mềm Hệ điều hành hệ sở để điều hành kiểm soát hoạt động PLC Nó làm nhiệm vụ quản lý chương trình thực máy tính, quản lý việc cấp phát tài nguyên máy xử lý trung ương, nhớ, thiết bị vào thường xuyên thực giao tiếp với người sử dụng để nhận lệnh thực lệnh người sử dụng 1.1.2.3 Cấu tạo chung PLC Các PLC có hai kiểu cấu tạo là: kiểu hộp đơn kiểu modulle nối ghép Ổ cáp nối với bên * Kiểu hộp đơn thường dùng cho PLC cỡ nhỏ cung oooooooooooo Chân cắm vào oooooooooooo Chân cắm cấp dạng nguyên hoàn chỉnh gồm nguồn, xử lý, Hình 1.6: Kiểu hộp đơn nhớ giao diện vào/ra Kiểu hộp đơn thường có khả ghép nối với module ngồi để mở rộng khả PLC * Kiểu module gồm module riêng cho chức module nguồn, module xử lý trung tâm, module ghép nối, module vào/ra, module mờ, module PID module lắp rãnh Bộ nguồn Bộ xử lý Các module vào/ra kết nối với Kiểu cấu Hình 1.7: kiểu modulle ghép no ghép tạo sử dụng cho thiết bị điều khiển lập trình với kích 3.1 GIỚI THIỆU VÀ PHÂN TÍCH U CẦU CƠNG NGHỆ 3.1.1 Giới thiệu cơng nghệ Trong giây chuyền sản xuất thép cuộn (cán dây), sau qua khu vực tạo cuộn thép tạo thành vòng tròn nối tiếp giải dàn lăn Khi đến khu vực gom thép (con thoi), thoi có nhiệm vụ gom vòng thép lại thành cuộn thép chuyển đến khu vực đóng bó Thép sau đóng bó đưa đến bàn cân thơng qua hệ thống lăn Tại bàn cân, cuộn thép cân cơng nhân đóng treo mác sản phẩm lên cuộn thép với thông số như: ca sản xuất, kích cỡ, trọng lượng Lúc này, cuộn thép đủ điều kiện, tiêu chuẩn để nhập kho Thép đưa vào kho thông qua hệ thống lăn, bàn lật thép, cần xâu thép cuối cầu trục chuyển thép từ cần xâu thép vào kho 3.1.2 Phân tích cơng nghệ Băng tải lăn gồm có vị trí hoạt động nhờ động điện xoay chiều pha, công suất 7,5kw đặt gầm dàn lăn Mỗi vị trí băng tải lăn có đặt cảm biến vị trí làm nhiệm vụ lấy tín hiệu để đưa PLC điều khiển cho động quay dừng Trên sử dụng loại cảm biến đo xa: tia sáng bị chắn vật thăm dò, tín hiệu tế bào quang điện chuyển có mặt thành tín hiệu điện đưa vào PLC để điều khiển động Bàn thoi gom thép đặt dàn lăn vị trí số 1, cấu tạo gồm có bàn tay, cánh tay, bàn tay thoi Tất hoạt động nhờ động điện có thơng số giống động kéo dàn lăn Do yêu cầu công nghệ đặt dàn lăn phải có nhiệm vụ làm mát (sử dụng hệ thống quạt gió đặt hành lang) trước đưa vào kho, phải có chiều dài phù hợp Vậy để tận dụng mặt nhà máy người ta bố trí dàn lăn theo kiểu gấp khúc 900 Tại chỗ gấp khúc, người ta bố trí bàn quay đầu (quay góc 900) tương ứng với vị trí số dàn lăn Ngoài ra, dàn lăn bố trí bàn ép để đóng bó vị trí Khi thép hết dàn lăn đến bàn lật thép, để lật thép vào cần xâu thép Bàn xâu thép có cần xâu thép cần xâu thép xâu cuộn thép Khi cần xâu thép xâu cuộn thép bàn xâu thép quay góc 900 để đưa cần xâu thép khác vào vị trí đón thép (sơ đồ mặt hình 2.1) 30 sơ đồ công nghệ sàn lăn vận chuyển thép cuộn th10 bàn quay đầu th9 th11 th8 pe4 th7 th13 pe27 th12 pe7 pe6 bµn lËt thÐp pe5 bàn ép pe3 pe2 bàn đỡ thép pe1 th6 pe0 th5 th4 ls1 ls2 th1 th2 th3 th1 th2 pe1 máy tạo cuộn th5 th3 th4 th6 thoi gom thÐp Hình 3.2: Sơ đồ mặt khu vực vận chuyển thép 3.2 ỨNG DỤNG PLC S7-300 VÀO ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG GOM THÉP 3.2.1 Xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC Từ yêu cầu công nghệ đặt ra, dựa tín hiệu cần xử lý, ta kết nối thêm modul mở rộng * Cấu hình cứng cho trạm PLC S7 – 200 sau: - Một modul nguồn nuôi 5A - Một modul CPU214 31 3.2.2 Địa đầu vào Công tắc I0.0 Dàn có thép I0.1 Dàn có thép I0.2 Dàn có thép I0.3 Vị trí nhận thép I0.4 Dàn có thép I0.5 Vị trí chuyển thép I0.6 Dàn có thép I0.7 Dàn có thép I1.0 Vị trí hạ bàn ép I1.1 Dàn có thép I1.3 Vị trí nâng bàn ép I1.2 Cửa kho I1.4 3.2.3 Tín hiệu đầu điều khiển Động quay Q0.0 Động quay Q0.1 Động quay Q0.2 Động chuyển thép quay thuận Q0.3 Động quay Q0.4 Động nhận thép quay nghịch Q0.5 Động quay Q0.6 Động nâng quay Q0.7 Động hạ bàn ép quay Q1.0 Động quay Q1.1 32 Động quay Q1.2 3.2.4 Các giá trị cờ điều khiển Chạy tự động M0.0 Tín hiệu quay động M0.1 Tín hiệu quay động M0.2 Tín hiệu quay động M0.3 Tín hiệu quay đầu chuyển thép M0.4 Tín hiệu quay động M0.5 Tín hiệu quay đầu nhận thép M0.6 Tính hiệu quay động M0.7 Tín hiệu nâng bàn ép M1.0 Tín hiệu hạ bàn ép M1.1 Tín hiệu quay động M1.2 Tín hiệu quay động M1.3 3.2.5 Các thời gian Sử dụng thời gian từ T33 đến T36 (có độ phân giải 10ms) T37 (có độ phân giải100ms nguyên lý hoạt động trình bày chương 2) đề nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ T33: tạo thời gian trễ giây trước dàn quay đầu chuyển hướng để chuyển thép sang dàn T34: tạo thời gian trễ giây trước dàn quay để chuyển thép sang dàn T35: tạo thời gian trễ giây (kể từ lúc thép chuyển từ dàn sang dàn 5) để dàn quay vị trí ban đầu tiếp tục nhận thép 33 T36: tạo thời gian trễ giây (kể từ lúc thép chuyển đến dàn 6) trước dàn nâng từ vị trí hạ lên vị trí ép để bó buộc cuộn thép T37: tạo thời gian trễ giây (kể từ lúc dàn từ vị trí ép xuống đến vị trí hạ) trước dàn tiếp tục quay để chuyển thép đến dàn 3.2.6 Bộ đếm Sử dụng đếm tiến theo sườn lên (đã trình bày chương 2) C0: đếm số lần dàn vị trí hạ nâng, nhằm mục đích cho phép nâng dàn lên vị trí ép (để buộc) lần Đếm vị trí hạ bàn ép C0 3.2.7 Nguyên lý làm việc hệ thống Để khởi động,ta bật cơng tắc làm M0.0 có giá trị hệ thống bắt đầu vào làm việc chế độ tự động Khi thép đến khu vực bàn thoi, vòng thép gom lại thành cuộn chuyển đến giàn lăn I0.1 (“gian ct”) có tín hiệu đưa đến M0.1 (“th quay dc 1”) làm cho Q0.0 (“dc quay”) tác động cấp điện cho động truyền động cho giàn lăn quay, đồng thời điều khiển giàn lăn quay Khi cuộn thép tới vị trí giàn lăn làm cho tế bào quang điện PE2 tín hiệu, đóng tiếp điểm thường mở I0.2 (“dan ct”) Nếu lúc giàn lăn khơng có thép động truyền động cho giàn lăn cấp điện, đồng thời gửi tín hiệu điều khiển đến kéo động giàn lăn quay Động truyền động cho giàn lăn tự động dừng lại sau cuộn thép chuyển sang giàn lăn Sau cuộn thép chuyển sang giàn lăn 3, cuộn thép sang đến giàn lăn PE3 khơng nhận tín hiệu, đóng tiếp điểm thường mở I0.3 (“gian ct”) , giàn lăn lúc khơng có thép động truyền động cho giàn lăn quay, tương tự trước động giàn lăn dừng lại 34 Khi cuộn thép sang đến dàn lăn (vị trí bàn quay đầu) dừng lại Lúc PE4 tín hiệu đóng tiếp điểm I0.5 (“gian ct”) đưa tín hiệu đến T33 (“tre cht”), sau thời gian trễ 2s, M0.4 (“th qd cht”) đưa tín hiệu đến Q0.3 (“dcct”) cấp điện cho động truyền động quay thuận cho bàn quay đầu (chuyển thép) Khi bàn quay đầu đến vị trí chuyển thép cảm biến vị trí TH8 tác động mở tiếp điểm I0.6 (“vt ct”) làm dừng động truyền động quay thuận cho bàn quay đầu Lúc dàn lăn khơng có thép sau thời gian 2s động truyền động cho dàn lăn quay đồng thời kéo dàn lăn quay Khi cuộn thép chuyển động sang dàn lăn tín hiệu đưa đến thời gian T35 (“tre nht”), sau thời gian trễ 2s đưa tín hiệu đến động truyền động quay nghịch (đón thép) cho bàn quay đầu Khi cuộn thép vào vị trí dàn lăn C0 (dem vi tri ha) nhận tín hiệu lần nên có giá trị 1, T36 (“tre nang”) nhận tín hiệu, sau thời gian 2s động quay nâng bàn ép nhận tín hiệu nâng bàn ép lên để thực việc buộc thép Khi bàn ép lên đến vị trí cao cắt động nâng bàn ép, sau thời gian trễ 32s (đủ để buộc thép) T36 cấp điện cho động hạ bàn ép xuống Khi bàn ép xuống vị trí thấp cảm biến vị trí TH10 tác động mở tiếp điểm thường kín I2.4 (“ban ep vt thap”) cắt động truyền động hạ bàn ép, đồng thời đưa tín hiệu lần thứ đến C0 nên đưa tín hiệu đến T37 sau thời gian trễ 2s đưa tín hiệu đến M1.2 (“th quay dc 6”) làm cho Q1.1 (“dc quay”) tác động cấp điện cho động truyền động cho giàn lăn 6, đồng thời kéo giàn lăn quay để chuyển thép vào kho 3.2.8 Chương trình Lad - Từ yêu cầu cơng nghệ, ta xây dựng lưu đồ thuật tốn sau: 35 Bắt đầu Dàn có thép: I0.1=0 Sai Đúng Dàn có thép: I0.2=0 Sai Quay dàn 1-2 Dàn có thép: I0.3=0 Đúng Sai Quay dàn 2-3 Vị trí nhận thép Đúng Dừng dàn Quay dàn 3-4 Dàn có thép: I0.3=0 Dừng dàn 4; Trễ 2s; Dàn chuyển thép Sai Đúng Đúng Dừng dàn Dàn có thép: I0.7=0 Dừng dàn Sai Đúng Sai Vị trí chuyển thép: I0.6=0 Dừng dàn Đúng Sai Quay dàn chuyển thép vào bàn lật Bàn lật có thép: I1.4=0 Sai Quay dàn 6-7 Đúng Dàn có thép: I1.3=0 Dừng hạ; Quay dàn 5-6 Sai Dừng quay , tạo trễ 2s, dàn 4-5 quay chuyển thép Dàn có thép: I1.0=0 Đúng Đúng Dừng dàn Dừng dàn Dừng dàn Vị trí hạ Sai Đúng Đúng Số lần hạ =2 Sai Trễ 2s; Nâng dàn Đúng Vị trí nâng Sai Hình 3.3 36 Dừng nâng; Trễ 32s; hạ - Chương trình LAD: 37 Chương MƠ PHỎNG Khi thực hiên mơ giúp cho người lập trình biết sai sót chương trình lập trình có giải thuật tốn đáp ứng u cầu công nghệ đặt hay không 4.1 GIỚI THIỆU MƠ HÌNH Mơ hình bao gồm: - Một cơng tắc nguồn để khởi động hệ thống - Sơ đồ mặt hệ thống vận chuyển thép - Tại vị trí dàn lăn sơ đồ, thay sử dụng động ta lắp đèn báo điều khiển PLC theo yêu cầu công nghệ Hình 4.1: Hình ảnh mơ 48 4.2 SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI CÁC MẠCH TRONG THỰC TẾ - Mạch phát hồng ngoại: Được lắp độc lập với mạch điều khiển hệ thống, nguồn phát hồng ngoại sử dụng ốt phát quang (led) phát với tần số 130Hz Tia hồng ngoại đóng vai trò tín hiệu vào mạch cảm biến hồng ngoại Ucc R3 R11 Q1 R4 D1 R2 R9 TR R Q DIS C3 CV THR LM555 R13 R1 R12 R5 R7 C2 C1 Q3 R6 Q2 R8 Hình 4.2: Mạch phát hồng ngoại - Mạch cảm biến hồng ngoại + Tia hồng ngoại dùng kích mở cho tranzitor quang U1 mạch, tia hồng ngoại có tần số 130Hz nên U1 đóng cắt theo tần số Kết tín hiệu đưa đến C1 xoay chiều, qua C1 lọc thành chiều đưa tới R2 tạo điện áp vào đầu vào khơng đảo KĐTT tín hiệu khuếch đủ cơng suất kích mở cho Q1 Khi khơng có tín hiệu tới đầu vào PLC + Khi tín hiệu hồng ngoại, U1 khố nên Q1 khố kết có tín hiệu đưa tới PLC 49 Ucc R1 R7 C1 D1 + R6 R5 + - R2 R4 C2 Q1 U1 R3 R8 Hình 4.3: Mạch cảm biến hồng ngoại - Mạch điều khiển động + Không đảo chiều: A B C KĐ D RN1 RN2 K4 CD K1 K2 K K3 RN2 Hình 4.4: Mạch điều khiển động RN1 ĐC Hình 4.5: Mạch lực 50 + Có đảo chiều A B C D T2 T3 N5 KĐN T5 T RN1 RN2 T4 CD T1 KĐT N1 N2 N3 N N4 Hình 4.6: Mạch điều khiển động RN2 RN1 ĐC Hình 4.7: Mạch lực 51 KẾT LUẬN Để thực đồ án này, em phân tích, tìm hiểu PLC qua tài liệu tham khảo, từ tổng hợp kiến thức để giao tiếp lập trình với PLC Mục đích cuối đề tài xây dựng chương trình ứng dụng sử dụng PLC S7200 hãng SIEMENS để điều khiển dây chuyền vận chuyển thép cuộn Trong thời gian làm đồ án, em hồn thành phần lập trình, mơ hình mô chạy thành công Tuy nhiên, thời gian có hạn nên chương trình chưa tối ưu mơ hình chưa thật thực tế Khả phát triển đề tài: hồn thiện để áp dụng vào thực tế Qua thực đồ án này, em có hội tìm hiểu kiến thức chuyên môn để áp dụng giải vấn đề thực tế 52 LỜI KẾT Trong thời gian thực tập vừa qua, hướng dẫn, bảo tận tình thầy Phạm Đức Long, em có hội tiếp xúc, tìm hiểu nắm số vấn đề tính ứng dụng PLC việc điều khiển thiết bị tự động hố mơi trường cơng nghiệp Qua đó, em củng cố, phát huy kiến thức học, xác định đắn mục tiêu học tập Với cố gắng thân, giúp đỡ thầy cô giáo môn Công nghệ điều khiển tự động, đặc biệt thầy giáo Phạm Đức Long, em hoàn thành đồ án thời gian quy định, nhiên khó tránh khỏi thiếu xót Vậy, mong nhận đánh giá, đóng góp ý kiến bạn Một lần em xin chân trọng cảm ơn thầy giáo Phạm Đức Long, người trực tiếp hướng dẫn em suốt thời gian thực tập 53 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn doãn Phước- Phan xuân Minh: Tự động hoá với SIMATIC S7200 Nhà xuất khoa học kỹ thuật-2002 [2] Phòng kỹ thuật Công ty thép Natsteel-Vina: Yêu cầu kỹ thuật công nghệ cán nóng liên tục Cơng ty thép Natsteel-Vina 54 ... thép Natsteel-Vina tiến hành thực đồ án: Xây dựng hệ thống điều khiển băng chuyền vận chuyển thép cuộn cho nhà máy cán thép cán thép Natstell-Vina dùng PLCS7-200” Trong suốt trình làm đồ án... MặT BằNG NHà MáY đóng bó thép cuộn máy cắt nguội đóng bó thép sàn xích chuyển Chng ỨNG DỤNG PLC S7-200 VÀO ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN THÉP CUỘN CỦA NHÀ MÁY NASTELL-VINA dµn lăn chuyển cuộn sàn... DỤNG PLC S7-200 VÀO ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN THÉP CUỘN CỦA NHÀ MÁY NASTELL-VINA 3.1 Giơi thiệu phân tích u cầu cơng nghệ 3.2 Ứng dụng PLC S7-200 vào điều khiển hệ thống gom thép Chương MƠ PHỎNG