Đồ án PLC : HỆ THỐNG CUNG CẤP NƯỚC CHO TÒA NHÀ CAO TẦNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG CUNG CẤP NƯỚC CHO TỊA NHÀ CAO TẦNG TP.Hồ Chí Minh-12/2017 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Nội dung đề tài Giới hạn đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài CHƯƠNG II: THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 2.1 Thiết bị phần cứng 2.1.1 PLC S7-300 .5 2.1.2 Cấu trúc bên PLC S7-300 2.1.3 Các thiết bị kết nối sử dụng .7 2.2 Phần mềm sử dụng 12 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 14 3.1 Sơ đồ khối hệ thống .14 3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống .14 3.3 Sơ đồ kết nối PLC 16 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 21 5.1 Kết đạt được: 21 5.2 Hướng phát triển: 21 KẾT LUẬN 22 SVTH: Trang TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Q trình cơng nghiệp hóa điện đại hóa đất nước ngày phát triển, song song với việc ứng dụng khoa học tiến vào hoạt động sản xuất Việc tự động hóa lĩnh vực sản xuất sử dụng rộng rãi qua thuật ngữ giám sát dần hình thành Việc giám sát hoạt động hệ thống thực phương tiện máy móc kỹ thuật mới, giảm bớt lại cơng việc người Trong giám sát mạng điện yêu cầu cần đặt Vậy nên thay ln phải có người túc trực đóng cắt máy bơm để bơm nước cho tòa nhà, cơng trình Chúng ta ứng dụng PLC vào công việc này, vừa giúp tiết kiệm thời gian, tiền bạc lâu dài Mục tiêu đề tài Tạo công cụ giám sát, điều khiển hệ thống bơm nước tự động, dễ sử dụng đem lại hiệu cao Nội dung đề tài Khi có yêu cầu vận hành, PLC kiểm tra mức nước bể chứa Nếu bể chứa có lượng nước thấp mức cảm biến máy bơm nước bật bơm mức nước bể đạt đến mức cảm biến máy bơm khơng bơm Các van đóng mở tay phòng có trường hợp sảy cố làm giảm giá thành đề tài Vậy lầu tòa nhà có bể chứa nước riêng, người dùng lo lắng nước gần hết máy bơm tự động bơm nước vào SVTH: Trang Giới hạn đề tài Tạo công cụ giúp hỗ trợ người dùng, dễ dàng sử dụng, hiệu cao, chi phí lắp đặt vận hang hợp lý Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Áp dụng cho tòa nhà, khu đơng dân cư cần cung cấp nước liên tục Giúp cho việc vận hành hệ thống bơm nước dễ dàng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI SVTH: Trang 1.1 Giới thiệu đề tài Nền công nghiệp giới đà phát triển ngày cao, vấn đề điều khiển tự động mối quan tâm hàng đầu ứng dụng khoa học sản xuất Nó đòi hỏi xác, tính tiêu chuẩn khả xử lý nhanh mức hoàn hảo, đáp ứng nhu cầu ngày gia tăng xã hội Từ hệ thống máy tính to lớn cồng kềnh phức tạp, nhà khoa học khơng ngừng cải tiến hồn thành phần cứng lẫn phần mềm để đáp ứng yêu cầu công nghiệp với sản phẩm gọn nhẹ, tiện dụng, độ linh hoạt cao, giá thành rẻ Từ lập trình PLC đời Cùng với phần mềm điều khiển giám sát hệ thống tự động phát triển nhằm tăng tính tương tác người dùng hệ thống tự động, giúp cho trình điều khiển thực dễ dàng Từ yêu cầu cấp thiết việc phát triển phần mềm điều khiển giám sát hệ thống mạng điện hạ PLC SCADA, đề tài nghiên cứu phát triển phần mềm điều khiển cho mô-đun PLC Mục tiêu đề tài nghiêu cứu, phát triển phần mềm giám sát, điều khiển hiệu quả, đáp ứng nhu cầu làm việc học tập nhà trường Nhằm tạo công cụ giúp người dùng dễ dàng giám sát, vận hành hệ thống nước Người dùng vừa làm việc khác vận hành tốt hệ thống bơm nước tự động CHƯƠNG II: THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM SVTH: Trang 2.1 Thiết bị phần cứng 2.1.1 PLC S7-300 - PLC S7-300 thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình - Thiết kế dựa tính chất PLC S7-200 bổ sung tính - Kết cấu theo kiểu module xếp rack CPU S7-300 - Chứa vi xử lý, hệ điều hành, nhớ, định thời gian, đếm, cổng truyền thơng (RS485)… có vài cổng vào/ra số onboard - PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, đặt tên theo vi xử lý có CPU CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318… - Với CPU có hai cổng truyền thơng, cổng thứ hai có chức phục vụ việc nối mạng phân tán có kèm theo phần mềm tiện dụng cài đặt sẵn hệ điều hành Các loại CPU phân biệt với CPU khác tên gọi thêm cụm từ DP Ví dụ Module CPU 314C-2DP… Các tính đo lường, điều khiển vị trí , điều khiển q trình với: đếm tốc độ cao( high speed counter); ngõ PTO 100KHz điều khiển tốc độ vị trí động bước hay lái servo(servo drive); ngõ điều rộng xung PWM điều khiển tốc độ động , vị trí valve hay điều khiển nhiệt độ ;16 điều khiển PID với tính tự động xác định thông số điều khiển ( auto – tune functionality) Ứng dụng: Ứng dụng sản xuất dân dụng như: - Điều khiển robot công nghiệp - Hệ thống xử lý nước - Điều khiển cẩu trục - Điều khiển dây chuyền băng tải - Máy chế tạo công cụ - Máy dệt may v.v 2.1.2 Cấu trúc bên PLC S7-300 SVTH: Trang 2.1.3 Các module mở rộng Các module mở rộng PLC S7-300 chia làm loại: - Power Supply (PS): module nguồn ni, có loại 2A, 5A 10A - Signal Module (SM): module tín hiệu vào số, tương tự - Interface Module (IM): module ghép nối, ghép nối thành phần mở rộng lại với Một CPU làm việc trực tiếp nhiều rack, rack tối đa Module mở rộng rack nối với Module IM SVTH: Trang - Function Module (FM): module chức điều khiển riêng Ví dụ module điều khiển động bước, module điều khiển PID - Communication Processor (CP): Module phục vụ truyền thông mạng PLC với PLC với máy tính 2.1.4 Cảm biến đo mức nước RFLS-35 SVTH: Trang Hiện nay, ứng dụng đo mức công nghiệp ngày đa dạng Đòi hỏi cảm biến phải có độ xác cao, thời gian đáp ứng nhanh Có nhiều cảm biến đo mức như: siêu âm, radar, điện dung, thủy tĩnh, phao, cảm biến ON/OFF Mỗi loại cảm biến có cách hoạt động riêng phù hợp cho ứng dụng định Cảm biến đo mức ON OFF RFLS-35 loại cảm biến báo đầy báo cạn Như hình trên, thấy cảm biến lắp vị trí silo Một cảm biến có nhiệm vụ báo đầy lại có nhiệm vụ báo cạn Đây loại cảm biến sử dụng nhiều giá thành rẻ, dễ sử dụng Một vài thông số cảm biến đo mức ON OFF RFLS-35 như:  Nguồn cung cấp: 24 VDC  Vật liệu housing: thép 316L  Vật liệu điện cực: nhựa cao cấp chống bám dính SVTH: Trang  Ngõ ra: xung NPN PNP  Chuẩn bảo vệ: IP67, IP68  Thời gian đáp ứng nhanh  Dòng output max: 300mA  Nhiệt độ hoạt động: -40 +85 độ C  Ứng dụng: báo ON OFF nước, nước thải, hóa chất, xi măng, cát, đá, thức ăn gia súc, bột  Xuất xứ: Dinel (CH SÉC) Catalogue cảm biến RFLS-35 : SVTH: Trang SVTH: Trang 13 SVTH: Trang 14 SVTH: Trang 15 2.1.5 Cảm biến đo lưu lượng nước YF-S201 : Working voltage: 5V-24V Maximum current: 15 mA(DC 5V) Weight: 43 g Flow rate range: 1~30 L/min Operating temperature: 0°C~80°C Liquid temperature