Trạm trộn nguyên liệu plc s7 300

I CƠ SỞ LÍ THUYẾT 1.1 Phân tích công nghệ 1.2 Tìm hiều PLC-S7-300 1.2.1 Khái quát PLC sử dụng 1.2.2 Các module mở rộng 1.3 Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL 1.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP Basic 1.3.2 Các bước tạo project 1.4 Kết nối PLC với Wincc Professional TIA PORTAL 1.5 Tìm hiểu SCADA, DCS, HMI .11 II THIẾT KẾ HỆ THỐNG 11 2.1 Lựa chọn thiết bị .11 2.2 Xây dựng sơ đồ khối 12 2.2.1 Lưu đồ .12 2.2.2 Lưu đồ tín hiệu vào silo 13 2.2.3 Lưu đồ tín hiệu vào silo3 13 2.2.4 Lưu đồ tín hiệu vào silo1 14 2.3 Mạch lực, bảng địa sơ đồ đấu dây, thực toán điều khiển 15 2.3.1 Mạch lực .15 2.3.2 Mạch lực PLC tổng quát .15 2.3.2.1 2.3.3 Mạch lực động quay 15 Bảng địa 16 2.3.3.1 INPUT 16 2.3.3.2 OUTPUT 16 2.3.4 Sơ đồ đấu dây .17 2.3.5 Chương trình điều khiển .17 2.4 III 2.3.5.1 Cấu hình phần cứng CPU S7 300 18 2.3.5.2 Module Analog .18 2.3.5.3 Module DI/DO .18 2.3.5.4 Chương trình Main .19 2.3.5.5 Xử lý tín hiệu Analog 21 2.3.5.6 Khối chương trình điều khiển FB 22 2.3.5.7 Chương trình mô simulate(FC) 26 2.3.5.8 Giao diện thiết kế hmi 31 (a) Màn hình 31 (b) Chế độ tự động 32 (c) Chế độ tay 33 Trình bày giao thức truyền thơng hệ thống 33 KẾT LUẬN 34 3.1 Các nội dung đạt đề .34 3.2 Các hạn chế tồn phương pháp khắc phục 34 I CƠ SỞ LÍ THUYẾT I.1 Phân tích cơng nghệ Phân phối liệu sản phẩm quan trọng doanh nghiệp chế biến, sản xuất Phân phối liệu có tác dụng xác định xác mức khối lượng nguyên liệu định sẵn cho sản phẩm Nó xác định đồng thời tất loại nguyên liệu sau tập trung lại băng tải máy trộn nguyên liệu để tạo hỗn hợp nguyên liệu Sản phẩm đầu sử dụng hệ thống phân phối liệu đảm bảo chất lượng tiêu chuẩn cao theo tỉ lệ thành phần mong muốn Hiện hệ thống cân phối liệu ứng dụng phổ biến nhà máy, doanh nghiệp sản xuất như: xi măng, nhà máy thức ăn chăn nuôi, phân bón, bột thạch cao, bột trét tường, xi măng tươi Hầu hết sản phẩm cần trộn nguyên liệu theo tỉ lệ định cần đến hệ thống phân phối liệu để làm việc I.2 Tìm hiều PLC-S7-300 I.2.1 Khái quát PLC sử dụng  Định nghĩa: Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controller) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể thuật tốn mạch số Ưu điểm:  Nhỏ gọn  Dễ thay đổi thuật tốn  Dễ trao đổi thơng tin với mơi trường xung quang (với PLC khác với máy tính)  Các phận PLC  Bộ vi xử lí trung tâm (CPU)  Hệ điều hành  Bộ nhớ chương trình  Các cổng vào Page Hình 1 Cấu trúc bên PLC S7-300  Các tín hiệu kết nối với PLC S7-300  Tín hiệu số: Là tín hiệu thuộc dạng hàm Boolean, dạng tín hiệu có trị Đối với PLC Siemens:  Mức 0: Tương ứng với 0V mạch hở  Mức 1: Tương ứng với 24V Ví dụ: Tín hiệu từ nút nhấn, từ cơng tắc hành trình, tín hiệu số  Tín hiệu tương tự: Là tín hiệu liên tục từ 0-10V 4-20mA Ví dụ: Tín hiệu đọc từ cảm biến loadcell,  Kiểu liệu phân chia nhớ  Kiểu BOOL: dung lượng bit có giá trị Page  Kiểu BYTE: gồm bits, dùng để biểu diễn số nguyên dương khoảng từ đến 255  Kiểu WORD: gồm bytes, biểu diễn số nguyên dương từ đến 65535  Kiểu INT: gồm bytes, biểu diễn số nguyên khoảng từ -32768 đến 32767  Kiểu DINT: gồm bytes, biểu diễn số nguyên từ -2147483648 đến 2147483648  Kiểu S5T (hay S5TIME): khoảng thời gian, tính theo giờ/phút/giây/mili giây  Kiểu TOD: biểu diễn giá trị thời gian tính theo giờ/phút/giây  Kiểu DATE : biểu diễn giá trị thời gian tính theo năm/ tháng/ ngày  Kiểu CHAR: biểu diễn nhiều kí tự (nhiều kí tự)  Cấu trúc nhớ CPU Bộ nhớ S7-300 chia làm vùng chính:  Vùng chứa chương trình ứng dụng: Được chia làm miền:  OB (Organization Block): Miền chứa chương trình tổ chức  FC (Function): Miền chứa chương trình tổ chức thành hàm có biến hình thức để dễ trao đổi liệu với chương trình gọi  FB (Function Block): Miền chứa chương trình tổ chức thành hàm có khả trao đổi liệu với khối chương trình khác  Vùng chứa tham số hệ điều hành chương trình ứng dụng:  I (Process Image Input): Miền đệm liệu cổng vào số  Q (Process Image Output): Miền đệm liệu cổng số  M: Miền biến cờ Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ để lưu trữ tham số cần thiết truy nhập theo bit (M), byte (MB), từ (MW) từ kép (MD)  T: Miền nhớ phụ vụ thời gian (Timer) bao gồm việc lưu giữ giá trị thời gian đặt trước (PV: Preset Value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV: Current Value)  C: Miền nhớ phục vụ đếm (Counter) bao gồm việc lưu giữ giá trị đặt trước, giá trị đếm tức thời, giá trị logic đầu đếm  PI: Miền địa cổng vào Module tương tự Page  PQ: Miền địa cổng Module tương tự  Vùng chứa khối liệu: Được chia thành loại:  DI (Data block): Miền chứa liệu tổ chức thành khối Kích thước số lượng khối người sử dụng quy định, phù hợp với toán điều khiển  L (Local data block): Miền liệu địa phương, khối chương trình OB, FC, FB tổ chức, sử dụng cho biến nháp tức thời trao đổi liệu biến hình thức với khối chương trình gọi Nội dung số liệu miền nhớ bị xóa sau kết thúc chương trình tương ứng OB, FC, FB I.2.2 Các module mở rộng Được chia thành loại sau:  Nguồn ni (PS: Power Supply): Cung cấp nguồn cho CPU module khác  SM ( Signal Module): Module tín hiệu vào ra, bao gồm:  DI: Digital Input  DO: Digital Output  DI/DO: Digital Input/ Output  AI: Analog Input  AO: Analog Output  AI/AO: Analog Input/ Output  IM (Interface Module): Module ghép nối  FM (Function Module): Module điều khiển riêng: điều khiển servo,  CP (Communication Module): Module truyền thơng Page Hình Ghép nỗi Module mở rộng PLC S7-300 I.3 Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL I.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP Basic Step Basic hệ thống kỹ thuật đồng đảm bảo hoạt động liên tục hồn hảo Thơng minh trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật cấu hình mạng, lập trình, chuẩn đốn nhiều Trực quan dễ dàng để tìm hiểu dễ dàng để hoạt động I.3.2 Các bước tạo project Bước 1: Từ hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng TIA Portal V13 Bước 2: Click chuột vào “Create new project” để tạo dự án Page Bước 3: Nhập tên dự án vào “Project name” sau nhấn “Create” Bước 4: Chọn “configure a device” Page Bước 5: Chọn “add new device” Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau chọn “add” Page Bước 7: Project Hình Một project tạo I.4 Kết nối PLC với Wincc Professional TIA PORTAL Bước 1: Chọn add new device Page II.3.4 Sơ đồ đấu dây Page 18 II.3.5 Chương trình điều khiển Page 19 II.3.5.1 Cấu hình phần cứng CPU S7 300 II.3.5.2 Module Analog Page 20 II.3.5.3 Module DI/DO II.3.5.4 Chương trình Main Page 21 Page 22 II.3.5.5 Xử lý tín hiệu Analog Page 23 Page 24 II.3.5.6 Khối chương trình điều khiển FB Page 25 Page 26 Page 27 Page 28 II.3.5.7 Giao diện thiết kế hmi (a) Màn hình (b) Chế độ tự động Page 29 (c) Chế độ tay Page 30 II.4 Trình bày giao thức truyền thông hệ thống Hệ thống điều khiển dựa giao tiếp truyền thông máy tính với plc qua cổng MPI III KẾT LUẬN Page 31 III.1 Các nội dung đạt đề - Thông qua việc thực đề tài, chúng em vận dụng kiến thức học lớp kiến thức tìm hiểu bên vào thực tế - Hiểu cấu trúc hệ thống SCADA giám sát điều khiển mở rộng cấu trúc hệ DCS - Biết sử dụng phần mềm TIA- Portal xây dựng khối hàm FB FC hay OB cho PLC s7 300 III.2 Các hạn chế tồn phương pháp khắc phục - Đề tài chúng em thực phần hệ thống trạm trộn hóa chất, bê tông, pha sơn hỗn hợp khác,… - Trong q trình thực nhiều hạn chế chúng em chưa có điều kiện tiếp xúc thật với mơi trường bên ngồi nên kiến thức thực tế non kém,… - Các sử dụng thuật toán sơ đồ chưa thành thạo,… - Trong thời gian tới chúng em chuẩn bị thực tập cố gắng củng cố kiến thức thực tế nhiều hơn, tiếp cận thực đề tài lớn tương lai Page 32 ... tải máy trộn nguyên liệu để tạo hỗn hợp nguyên liệu Sản phẩm đầu sử dụng hệ thống phân phối liệu đảm bảo chất lượng tiêu chuẩn cao theo tỉ lệ thành phần mong muốn Hiện hệ thống cân phối liệu ứng... phối liệu sản phẩm quan trọng doanh nghiệp chế biến, sản xuất Phân phối liệu có tác dụng xác định xác mức khối lượng nguyên liệu định sẵn cho sản phẩm Nó xác định đồng thời tất loại nguyên liệu. .. bột thạch cao, bột trét tường, xi măng tươi Hầu hết sản phẩm cần trộn nguyên liệu theo tỉ lệ định cần đến hệ thống phân phối liệu để làm việc I.2 Tìm hiều PLC-S7-300 I.2.1 Khái quát PLC sử dụng