THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT TỰ ĐỘNG HỆ THỐNG NHIỆT ĐỘ ỨNG DỤNG MÀN HÌNH CẢM ỨNG TP460L VÀ PLC S7 200

Xuất phát từ nhu cầu thực tế cũng như muốn làm quen với màn hình cảm ứng HMI để điều khiển và gián sát một cách ổn định,chính sát và hiệu quả hơn.Vì vậy nhóm tác giả không thực hiện mô h

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT TỰ ĐỘNG

Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành Cơ Điện Tử

Giáo viên hướng dẫn

ThS.NGUYỄN LÊ TƯỜNG ThS.DƯƠNG THẾ PHONG

Tháng 06 năm 2011

Chúng em cũng xin bài tỏ sự biết ơn chân thành đối với cô Nguyễn Lê Tường

đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp

Chúng em cũng xin bài tỏ sự biết ơn chân thành đối với thầy Dương Thế Phong

đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp

Đặc biệt, chúng em xin cảm ơn quý Thầy / Cô trong hội đồng đã dành thời gian nhận xét góp ý để luận văn của em hoàn thiện hơn

Và cuối cùng, chúng em xin dành tất cả lòng biết ơn và kính trọng sâu sắc nhất tới bố mẹ chúng em, những người đã sinh thành, nuôi dưỡng chúng em nên người, đã

lo lắng, chỉ bảo từ những việc nhỏ nhất, đã tạo mọi điều kiện cho chúng em được sống

và học tập một cách tốt nhất để vươn tới những ước mơ và hoài bão của mình

Mặc dù đã rất nỗ lực và cố gắng để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, song chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót Vì vậy, chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô giáo để đề tài hoàn thiện

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng… năm 2011

Sinh viên thực hiện

Lư Hải Quang Cao Văn Tuấn Dũng

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Thiết kế chế tạo mô hình điều khiển giám sát tự động hệ thống nhiệt độ ứng dụng màn hình cảm ứng HMI TP460-L và PLC S7 200” được tiến hành tại trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh

Giao diện trên TouchWin có hai chế độ lựa chọn là tự động và điều khiển bằng tay, việc điều khiển bằng tay được thực hiện bằng cách nhấn vào các nút trên giao diện.Khi chọn chế độ tự động thì sẽ cho phép PLC thực thi chương trình đã được cài đặt cho PLC Trên giao diện ta có thể giám sát nhiệt độ và trạng thaiis các thiết bị đang hoạt động

Kết quả đạt được là điều khiển được nhiệt độ như yêu cầu và giám sát vàđược nhiệt độ và các đối tượng điều khiển.trền màn hình cảm ứng HMI

Kết quả khảo nghiệm cho thấy toàn bộ hệ thống hoạt động tương đối ổn định

Mục lục

 

Mục lục iv

Danh mục hình vii

Danh mục bảng ix

Danh mục viết tắt x

Chương 1:MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vần đề 1

1.2 Mục đích đề tài 2

1.3 Hạn chế chế đề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN 3

2.1.Tổng quan về mà hình cảm ứng HMI 3

2.1.1 Lịch sử về màn hình cảm ứng HMI 4

2.1.2 Định ngĩa về màn hình cảm ứng 5

2.1.3 Cấu tạo về màn hình cảm ứng 5

2.1.3.1 Cảm biến cảm ứng 5

2.1.3.2 Bộ điều khiển 6

2.1.3.3 Phần mềm điều khiển 8

2.1.4.Các loại màn hình cảm ứng 11

2.1.4.1 Màn hình cảm ứng kiểu điện trở 11

2.1.4.2.Màn hình cảm ứng kiểu điện dung 12

2.1.4.3 Màn hình cảm ứng kiểu âm thanh 12

2.1.4.4 Màn hình cảm ứng kiểu sóng âm 13

2.1.4.5 Màn hình cảm ứng kiểu hồng ngoại: 14

2.1.5 Cổng kết nối: 14

2.1.5.1 Cổng kết nối với PLC: 14

2.1.5.2 Cổng kết nối với máy tính: 15

2.1.6 Các ứng dụng của màn hình cảm ứng: 15

2.2 Tổng quan về PLC 15

2.2.1 Sơ lược về PLC 15

2.2.1.1 Bộ nhớ PLC: 16

2.2.1.2 Vòng quét chương trình: 17

2.2.1.3 Cấu trúc chương trình: 18

2.2.2 Giơi thiệu về CPU 222 19

2.3 Phần mềm lập trình STEP7-MICROWIN 3.2 20

2.4 Module xử lý nhiệt độ 21

2.5 Cảm biến nhiệt độ 25

2.5.1 Phân loại cảm biến nhiệt độ 25

2.5.1.1 Cặp nhiệt điện (Thermocuple) 25

2.5.1.2 Nhiệt điện trở RTD 26

2.5.1.3 Thermistor 26

2.6 Giới thiệu hệ thống sử dụng nhiệt 27

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

3.1 Nội dung nghiên cứu 29

3.2 Linh kiện,thiết bị được sử dụng trong thiết kế và điều khiển 29

3.3 Phương pháp nghiên cứu 30

3.3.1 Phương pháp lý thuyết 30

3.3.2 Phương pháp thực hành 30

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

4.1 Màn hình giao tiếp người và máy (HMI): 31

4.2 Mô hình bồn nhiệt: 32

4.3 PLC S - 200 CPU222: 33

4.4 EM231 TC : 34

4.5 Relay 34

4.6 Sơ đồ khối điều khiển và giám sát nhiệt độ 36

4.7.Lưu đồ giải thuật 37

4.8 Thiết kế giao diện trên màn hình HMI 37

4.9 Nguyên lý hoạt động của quy trình bồn nhiệt 38

4.10 Kết quả khảo nghiệm 39

4.10.1 Kết quả khảo nghiệm cài đặt trên trên màn hình cảm ứng HMI 39

4.10.2 Kết quả khảo nghiệm nhiệt độ 45

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47 5.1 Kết luận: 47 5.2 Đề nghị: 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Danh mục hình

Hình 2.1: IOVU-XXX by IEI Technology 4

Hình 2.2: TPA60-T-by touchwin 4

Hình 2.3: sơ đồ chân và hình ảnh thực tế của IC ADS7843 6

Hình 2.4: sơ đồ chuỗi nguyên tắc giao tiếp giữa ADS7843 với VĐK 7

Hình 2.5: Giao diện thiết kế phần mền TouchWin 9

Hình 2.6: Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu điện trở 11

Hình 2.7:Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu điện dung 12

Hình 2.8: Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu âm thanh 13

Hình 2.9:Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu sóng âm 13

Hình 2.10: Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu hồng ngoại 14

Hình 2.11: Giao diện chính của phần mềm 20

Hình 2.12: Module EM231 AI4 RTD 21

Hình 2.13: Module EM231 AI8 TC 21

Hình 2.14: Module EM231 AI4 TC 22

Hình 2.15: Cấu tạo của Thermocuple 26

Hình 2.16 :Cấu tạo nhiệt điện trở RTD 26

Hình 4.1: Màn hình cảm ứng TP460-L 31

Hình 4.2: Mô hình bồn nhiệt 32

Hình 4.3: Bồn nhiệt thực tế 33

Hình 4.4 EM 231 TC 34

Hình 4.5 : Relay Omrom 34

Hình 4.6: Sơ đồ khối điều khiển và giám sát 36

Hình 4.7:Lưu đồ giải thuật điều khiển 37

Hình 4.8 :Giao diện thiết kế chương trình điều khiển và giám sát 38

Hình 4.9: Mô hình đề tài 39

Hình 4.10: Bên trong của tủ điện 40

Hình4.11: giao diện chính của chương trình 40

Hình 4.12: Khi nhấn nút chọn chế độ Auto 41

Hình 4.13: Khi nấn nút cài đặt 41

Hình 4.14: Nhập giá trị cho thông số của chế độ Auto 42

Hình 4.15: Giao diện giám sát 42

Hình 4.16: Khi nhấn nút chọn chế độ Manual 43

Hình 4.17: khi nhấn nút chọn sấy, nung 43

Hình 4.18: Nhập giá trị cho các thông số của quá trình sấy và nung 44

Hình 4.19: Nhập giá trị cho các thông số của quá trình sấy và nung 44

Hình 4.20: Quá trình đang hoạt động 46

Danh mục bảng

Bảng 2.1: Các đặc tính kỹ thuật 22

Bảng 2.2: Cách sử dụng các SW từ 1 đến 3 để lựa chọn loại thermocouple Error! Bookmark not defined Bảng 2.3: Cách sử dụng cài dặt các SW từ 5 đến 8 để lựa chọn Error! Bookmark not defined Bảng 3.1: Bảng linh kiện,thiết bị được sử dụng trong thiết kế và điều khiển 29

Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật HMI TP460-L (Datasheet TouchWin TP460-L) 32

Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật PLC S7-200 CPU222 (Data sheet PLC S7-200) 33

Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật EM 231 TC 34

Bảng 4.4: Bảng thông kỹ thuật số relay G2R-08-P (Datasheet relay G2R-08-P) Error! Bookmark not defined Bảng 4.5: Kết quả khảo nghiệm nhiệt độ 45

Trước sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, kéo theo sự phát triển của tất cả các ngành, nghề và đòi hỏi tất cả các ngành các lĩnh vực phải hỗ trợ lẫn nhau cùng phát triển Các ngành tự động hóa, kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin cũng có những bước phát triển nhảy vọt theo, các ứng dụng của các ngành này vào các ngành khác ngày càng nhiều, trong đó có kỹ thuật nhiệt là một trong những tầm quan trọng.Trong thực tế kỹ thuật nhiệt sẽ giúp ta giải quyết nhiều vấn đề , góp phần tích cực vào nâng cao năng xuất lao động cho con người,tăng chất lượng của hàng hoá đặt biệt là trong lĩnh vực sản xuất,xuất khẩu, đáp ứng được các tiêu chuẩn về chất lượng

và an toàn sản phẩm của quốc tế

Xuất phát từ nhu cầu thực tế cũng như muốn làm quen với màn hình cảm ứng HMI để điều khiển và gián sát một cách ổn định,chính sát và hiệu quả hơn.Vì vậy nhóm tác giả không thực hiện mô hình của những ứng dụng thực tế,mà chỉ thiết kế chế tạo mô hình điều khiển giám sát tự động hệ thống nhiệt độ ứng dụng màn hình cảm ứng HMI TP460-L và PLC S7 200,để đưa ra các yêu cầu chỉ tiêu về một hệ thống nhiệt để điều khiển ….và nghiên cứu sử dụng các thiết bị tự động hóa trong đề tài,qua

đó nhóm có thể hiểu hơn về các tính năng của màn hình cảm ứng HMI ,PLC,các thiết

bị tự động và hệ thống nhiệt để điều khiển trong thực tế và sản phẩm tạo ra có thể sử dụng làm mô hình trong dạy học để mô phỏng

1.2 Mục đích đề tài

Nghiên cứu khảo sát màn hình cảm ứng HMI với mục đích hiều rỏ về những công nghệ mới để vận dụng vào thực tế và vận dụng những kiến thức về PLC để điều khiển nhiệt độ sử dụng các thiết bị tự động

Thiết kế , chế tạo mô hình điều khiển giám sát tự động hệ thống nhiệt độ ứng dụng màn hình cảm ứng HMI TP460-L và PLC S7 200

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng hữu ích không những phụ vụ việc thiết kế chế tạo điều khiển nhiệt độ mà còn có thể được sử dụng làm cơ sở giản dậy và

đào tạo hoặc nghiên cứu có liên quan

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1.Tổng quan về mà hình cảm ứng HMI

HMI được viết tắt của cụm từ Human machine interface là giao diện giữa người

và máy Là một hệ thiết bị để người sử dụngcó thể giao tiếp thông tin qua lại với máy,hệ thống điều khiển thông qua mọi hình thức HMI cho phép người dùng theo dõi, ra lệnh điều khiển toàn bộ hệ thống một cách dễ dàng HMI có giao diện đồ họa, giúp cho người dùng có cái nhìn trực quan về tình trạng của hệ thống Ví dụ như những chương trình nhập liệu, báo cáo, văn bản, hiển thị LED, khẩu lệnh bằng giọng nói… Ngoài ra HMI còn giúp cho việc thiết kế tủ điện gọn gàng hơn vì thay thế được

số lượng lớn nút nhấn,đồng thời tiết kiệm đáng kể ngõ vào(input) của PLC.Hiện trên thị trường có các sản phẩm HMI của Seimen, Omron, TouchWin…

Ngày nay trên thế giới các hệ thống dây chuyền sản xuất tự động hóa,các robots đều được tích hợp các hệ thống giao tiếp người và máy rất thông minh Hệ thống này không những cho phép con người có thể điều khiển và giám sát môt cách dễ dàng các thiết bị mà nó còn cung cấp các thông tin cần thiết cho người điều khiển một cách trực quan nhất.Một hệ thống thông minh thì không thể thiếu được hệ giao tiếp này.Chính vì vậy HMI là một thành phần quan trọng kết nối giữa một nhân viên vận hành nhà máy

và một dây chuyền sản xuất tự động,HMI phải phù hợp với người sử dụng ở mọi cấp

Hình 2.1: IOVU-XXX by IEI Technology

Hình 2.2: TPA60-T-by touchwin

2.1.1 Lịch sử về màn hình cảm ứng HMI

Từ năm 1971, Tiến sỹ Sam Hurst (người sáng lập của công ty Elographics) đã

là người đầu tiên chế tạo "cảm biến cảm ứng" (touch sensor), khi đó ông ta còn là một trợ giáo ở trường Đại học Kentucky (Hoa Kỳ) Khi chế tạo xong cảm biến này được gọi là "Elograph" và đã được đăng ký phát minh tại Quỹ Tài trợ Nghiên cứu của Trường Đại Học Tổng hợp Kentucky Cảm biến "Elograph" không trong suốt như các màn hình cảm ứng thế hệ gần đây, tuy nhiên, sự ra đời của loại cảm biến "Elograph"

đã đánh dấu một mốc quan trọng của công nghệ màn hình cảm ứng

Đến năm 1974, lần đầu tiên màn hình cảm ứng dạng trong suốt đã được Sam Hurst chế tạo, cũng tại Elographics Năm 1977, công ty Elographics đã phát minh và

đăng ký sáng chế công nghệ năm dây điện trở (five-wire resistive), là công nghệ được ứng dụng trong hầu hết các màn hình cảm ứng hiện đang lưu hành trên thị trường Ngày 24 tháng hai năm 1994, công ty Elographics chính thức thay đổi tên thành Elo TouchSystems.Vì vậy ngày nay công ty Elo TouchSystems vẫn được coi là nơi phát minh ra màn hình cảm ứng và là một trong số ít các nhà cung cấp nhiều màn hình cảm

ứng nhất thế giới

Một vài năm gần đây bắt đầu xuất hiện các màn hình có tính năng khá đặc biệt trên các lĩnh vực giải trí, trong những thiết bị điều khiển thế hệ mới.người dùng chỉ việc chạm đầu ngón tay vào những nút ảo được thiết kế hoặc vẽ bằng phần mềm trên màn hình là lập tức thao tác tương ứng được thực hiện Loại màn hình này được gọi là màn hình cảm ứng Sự ra đời của màn hình cảm ứng đã tạo ra rất nhiều tiện ích cho

các ngành công nghiệp điện tử trong đó có cả lĩnh vực giải trí

2.1.2 Định ngĩa về màn hình cảm ứng

Màn hình cảm ứng là dạng màng hình thể hiện sự nhạy cảm và có những phản hồi với các thao tác tiếp xúc,tác động của ngón tay,bút trâm …lên bề mặt màn hình.Màn hình cảm ứng có nhiều ưu điểm, nhưng ưu điểm quan trọng bậc nhất là cung cấp nhiều cách thức thiết kế, thay đổi giao diện ứng dụng, thiết bị so với một nhóm các nút nhấn vật lý cố định như trước công nghệ màn hình cảm ứng hội đủ tiềm năng để thay thế hầu hết tính năng quan trọng của chuột và bàn phím cũng như các nút nhấn

hiệu xuất hiện ở chỗ chạm vào Nói chung, các cảm biến đều có một dòng điện hoặc một tín hiệu dạng khác đi qua nó và việc chạm vào màn hình sẽ gây nên sự thay đổi một giá trị điện áp hoặc thay đổi dòng điện Sự thay đổi điện áp hoặc dòng điện này

được sử dụng để định vị chỗ bị chạm tay vào trên màn hình

2.1.3.2 Bộ điều khiển

Bộ điều khiển là một bản mạch nhỏ nối giữa cảm biến cảm ứng và bộ xử lý Nó tiếp nhận thông tin từ cảm biến cảm ứng và dịch sang dạng thông tin mà Bộ xử lý có thể hiểu Thông thường, bộ điều khiển được lắp đặt ngay bên trong màn hình LCD Màn hình cảm ứng tích hợp sẵn bộ điều khiển có thể kết nối Bộ xử lý với nhiều thiết

bị khác ,còn những bộ điều khiển đặc biệt (chuyên dụng) thường được dùng để kết nối với bộ đọc đĩa DVD

Thành phần gồm : IC chuyên dụng có chức năng nhận tín hiệu từ cảm biến cảm ứng truyền về giải mã và chuyển đổi tín hiệu cấp cho vi điều khiển

IC chuyên dụng của màn hinh cảm ứng

Các IC chuyên dụng hỗ trỡ cho màn hình cảm ứng là : ADS7843, TCS2046, RSM1483

Ta chọn khảo sát IC ADS7843 là IC chuyên dụng hổ trỡ cho màn cảm ứng

Ưu điểm : Viết chương trình sẽ đơn giản hơn

Hình 2.3: sơ đồ chân và hình ảnh thực tế của IC ADS7843

- Chức năng của các chân

Vcc : Cấp nguốn nuôi cho IC điện áp từ 2,7V đến 5V

Vref : Cấp điện áp tham chiếu dung cho quá trình chuyển đổi ADC

PENIRO : tạo ra sự kiện ngắt cho ADS7843 khi cảm biến cảm ứng được tác động

CS : Chân cho phép IC hoạt động ,Khi CS=1 IC bị cấm

BUSY: chân báo trạng thái chờ của IC, khi chân CS chưa cho phép

DLCK: chân cấp xung cho IC , tần số xung cấp khỏang 1 Micro giây

IN3,IN4 : chân tạo mã chọn chế độ phân giải cho IC trong quá trình chuyển đổi ADC

DIN : chân cấp dữ liệu đầu vào

DOUT : Chân xuất dữ liệu đầu ra

GND : Chân nối đất cho

X+,X-,Y+,Y- : Chân kết nối với cảm biến cảm ứng

- Cách kết nối cảm biến cảm ứng với ADS7843 : chỉ cần xác định được các chân

X+ ,X- ,Y+ ,Y- của cảm biến cảm ứng đấu vào chân X+, X-, Y+, Y- của ADS7843

- Cách kết nối ADS7843 với vi điều khiển

Chuẩn giao tiếp : ADS7843 giao tiếp với vi điều khiển theo chuẩn SPI

Các dòng vi điều khiển có hổ trợ chuẩn giao tiếp SPI : là các dòng vi điều khiển Thanh ghi SPI có chúc năng nhân dữ liệu từ ADS7843 chuyển về Nguyên tắc giao tiếp giữa ADS7843 với vi điều khiển tuân theo chuỗi sơ đổ sau

Màn hình tác động

Chân PENRIO tạo ngắt Chân BUSY lên cao

ADS7843 chuyển tín hiệu cho VĐK

- Dữ liệu đầu vào ADS7843 : là dữ liệu mà ta phải cấp cho ADS7843 được VDK gửi qua cấp vào chân DIN Dữ liệu đó là một Buyte 8bit

Chức năng các BIT như sau :

S : là bit báo cho IC biết bắt đầu họat động , S=1 kích hoạt

MODE : bit chọn chế độ phân giải cho IC , có 2 chế độ 8BIT và 12BIT

số thiết bị, chẳng hạn như bộ đọc đĩa DVD, và các hệ thống máy tính chuyên dụng hoặc là không cần đến phần mềm điều khiển hoặc là đã có những phần mềm điều

khiển màn hình cảm ứng được đặt sẵn bên trong để dành riêng cho nó

Phần mềm TuochWin

TouchWin là màn hình HMI của Trung Quốc sản xuất với giá thành rẻ và sử dụng hiệu quả.Sau khi thiết kế giao diện trên máy tính chúng ta cần phải download xuống HMI để nó có thể thực hiện những công việc như chúng ta đã thiết kế Việc download được thực hiện trên phần mềm thiết kế giao diện thông qua cáp giao tiếp PC-HMI, cáp này thường được cung cấp bởi nhà sản suất hoặc có thể tự làm theo

hướng dẫn của nhà sản xuất

Phần mềm dùng để thiết kế giao diện cho HMI TouchWin TP460-L là phần mềm TouchWin Edit Tool v2.9

Giao diện chương trình thiết kế giống như hình

Hình 2.5: Giao diện thiết kế phần mền TouchWin

Các đối tượng cơ bản trong thiết kế giao diện

 Nút nhấn – Button: Nút nhấn có thể tác động vào vùng nhớ của PLC

S7-200 theo bit, làm thay đổi giá trị của bit đó,

Các thuộc tính cơ bản:

Object: Chứa địa chỉ bit mà nút nhấn sẽ tác động tới ví dụ M0.0, I0.0, …

Operate: Qui định cách thức hoạt động của nút nhấn

Set ON: Set giá trị của bit trong Object = 1

Set OFF:Reset giá trị của bit trong Object = 0

Reverse: Đảo giá trị của bit trong Object

On Instant: Giá trị của bit trong Object bằng 1 chỉ khi nhấn và giử

Button: Qui định cách thức hiển thị của nút nhấn trên màn hình

 Đèn hiển thị - Lam: Đèn hiển thị là đối tượng mà hình ảnh của nó thay đổi theo trạng thái của một bít trong vùng nhớ của PLC S7-200 Hai trạng

thái hình ảnh của đèn tương ứng với giá trị 0, 1 của bit

Các thuộc tính cơ bản:

Object: Chứa địa chỉ bit mà đèn hiển thị sẽ lấy giá trị để hiển thị ví dụ M0.0,

I0.0, …

Lamp: Qui định cách thức hiển thị của đèn trên màn hình

Twinkle: Chọn kiểu đèn nhấp nháy

Stop: đèn sáng bình thường, không nhấp nháy

ON: đèn nhấp nháy khi bit ở trạng thái 1

OFF: đèn nhấp nháy khi ở trạng thái 0

Slow: Tốc độ nhấp nháy chậm

Fast:Tốc độ nhấp nhanh

 Nhập số - Digital Input: Nhập số là đối tượng dùng để đưa một giá trị

vào vùng nhớ của PLC S7-200 theo kiểu truy cập Byte, Word, DoubleWord

Các thuộc tính cơ bản:

Object: Khai báo biến nhớ mà sẽ thay đổi dữ liệu, ví dụ VW4, T73

Display: Quy định cách thức hiển thị trên màn hình

Format: Định dạng số, gồm Dec (số thập phân), Hex (số thập phân), Float (số

thực), Unsigned (số nguyên dương)

Bit length: Số kí tự hiện thị trên màn hình, gồm Total (tổng số kí tự hiển thị),

Float (số kí tự sau dấu chấm)

Input: Khai báo khoảng giá trị của biến nhập vào

 Hiển thị số - Digital Display: Hiển thị số là đối tượng dùng để hiển thị giá trị của một vùng nhớ trên PLC S7-200 theo kiểu truy cậpByte, Word,

DoubleWord

Các thuộc tính cơ bản:

Object: Khai báo biến nhớ mà sẽ thay đổi dữ liệu, ví dụ VW4, T73

Display: Quy định cách thức hiển thị trên màn hình Tương tự như đối tượng nhập số

 Chuyển trang màn hình: Do giới hạn kích thước của màn hình HMI nên khi có quá nhiều đối tượng để điểu khiển, theo giỏi thì không thể thiết kế trên một trang mà hình mà phải thiết kết trên nhiều trang màn hình khác nhau Khi thiết kế cần đưa các đối tượng có chức năng tương tự nhau trên một trang màn hình.Dựa vào mức độ liên quan giữa các đối tượng mà tạo sự liên

kết giữa các trang màn hình bằng các phím chuyển màn hình

Các thuộc tính cơ bản:

Operate: Qui định cách thức hoạt động

Screen ID: ID của màn hình cần chuyển tới

Log On: chuyển tới màn hình không cần xác nhận

Validate: Chuyển tới màn hình có yêu cầu nhập mật khẩu

2.1.4 Các loại màn hình cảm ứng

2.1.4.1 Màn hình cảm ứng kiểu điện trở

a Cấu tạo: Màn hình cảm biến điện trở gồm lớp kính mỏng bao phủ bên

ngoài 2 lớp mạch dẫn xuất điện và lớp mạch cảm biến Hai lớp này rất mỏng và được phân tách bởi một lớp đệm là những điểm riêng biệt không nhìn thấy được để tránh những tương tác không mong muốn

Hình 2.6: Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu điện trở

b Nguyên lý hoạt động: Khi hoạt động, dòng điện sẽ được truyền qua màn

hình, các lớp mạch này sẽ tương tác với nhau, gây ra sự thay đổi dòng điện và sẽ xác định được vị trí chúng ta chạm vào

2.1.4.2.Màn hình cảm ứng kiểu điện dung

a Cấu tạo: Màn hình cảm ứng điện dung chỉ là một lớp (một lưới điện) được

bảo vệ bởi một lớp dẫn xuất điện, được làm chủ yếu từ oxit thiếc in-di (Indium tin

oxide), mà không có lớp đệm

Hình 2.7:Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu điện dung

b Nguyên lý hoạt động: Các điện cực được đặt tại 4 góc màn hình để đo sự

thay đổi dòng điện khi có tác động Cơ thể chúng ta chứa điện tích nên khi chạm tay vào sẽ có sự thay đổi dòng điện trong lưới điện tại vị trí tác động, điện thế tại vị trí đó

sẽ bị sụt giảm, và đó là cách xác định vị trí được tương tác

2.1.4.3 Màn hình cảm ứng kiểu âm thanh

a Cấu tạo: Không có nhiều lớp mạch trên màn hình cảm ứng như những công

nghệ trên mà chỉ có một tấm kính mỏng làm chức năng hiển thị đồng thời chứa một

mạch thiết bị điều khiển nhỏ và 4 bộ điều biến điện áp ngay phía dưới bề mặt kính

Hình 2.8: Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu âm thanh

b Nguyên lý hoạt động: hoạt động của mà hình này là nhận diện âm thanh

được tạo ra khi người sử dụng chạm vào màn hình và chuyển đổi thành tín hiệu điện Những tín hiệu này được số hóa bằng một thiết bị điều khiển rồi được so sánh với âm thanh đã được lập trình từ trước cho từng vị trí trên màn hình Giá thành sản xuất màn hình cảm biến áp dụng công nghệ này tương đối thấp, ngoài ra màn hình có khả năng chống xước và chống nước, bụi bẩn cao

2.1.4.4 Màn hình cảm ứng kiểu sóng âm

a Cấu tạo: Công nghệ sử dụng sóng siêu âm có cấu tạo bề mặt tương tự như

công nghệ cảm biến nhận diện âm thanh.Bề mặt chỉ gồm tấm kính mỏng, bao phủ trên

những bộ điều biến điện áp có chức năng truyền và nhận trên hai trục X và Y

Hình 2.9:Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu sóng âm

b Nguyên lý hoạt động: Khi có sự tương tác vào màn hình, sóng thu nhận

được tại vị trí đó sẽ được gửi tới 2 trục X và Y để so sánh với bản đồ số hóa các vị trí trên màn hình, sự thay đổi sẽ được thực hiện nếu như tọa độ được tính toán là phù

hợp.Thiết bị điều khiển sẽ gửi tín hiệu điện tới thiết bị điều biến có chức năng truyền gửi để chuyển đổi tín hiệu đó thành sóng siêu âm ngay bên trong bề mặt kính.Những sóng này sẽ được truyền tới bộ điều biến có chức năng nhận bởi các hệ thống gương phản xạ được đặt đối nhau, tại đó những sóng siêu âm này lại được chuyển thành những tín hiệu điện.Quá trình này được lặp đi lặp lại trên 2 trục đặt tại mép của màn hình cảm ứng

2.1.4.5 Màn hình cảm ứng kiểu hồng ngoại:

a Cấu tạo: Các cảm biến được bố trí ở trên và xung quanh màn hình, tạo thành

lưới tia hồng ngoại, khi chúng ta chạm vào thì lưới hồng ngoại ở chỗ đó bị ngắt quãng

và thiết bị xác định được vị trí tương tác

Hình 2.10: Cấu tạo màn hình cảm ứng kiểu hồng ngoại

b Nguyên lý hoạt động:Lưới hồng ngoại do các cảm biến xung quanh màn

hình tạo ra sẽ bị ngắt quãng khi tay chạm vào màn hình

2.1.5 Cổng kết nối:

2.1.5.1 Cổng kết nối với PLC:

Có cổng RS-485 để giao tiếp với PLC kết nối được với hầu hết các PLC đang

được lưu hành trên thị trường qua một cáp nối tiếp tới cổng lập trình

Nguồn nuôi 24 VDC

Nhờ có cổng RS-485 mà các bàn điều khiển loại này có thể giao tiếp trực tiếp với PLC và càng trở nên hấp dẫn đối với các ứng dụng trong công nghiệp.Các thao tác như khởi động (start)dừng (stop),đóng ngắt rơle, bật/ tắt mô-tơ mà PLC phải thực hiện

đều có thể tác động thông qua các phím

2.1.5.2 Cổng kết nối với máy tính:

Giao tiếp theo cổng nối tiếp (COM): làm việc với Windows 95 / 98 / ME / NT /

có thể liệt kê ra một danh sách đầy đủ các địa chỉ ứng dụng màn hình cảm ứng

 Các hệ thống điều khiển và tự động hoá

 Sử dụng trong máy Photocopy

 Hiển thị những dòng thông tin ngắn ở nơi công cộng

Toàn bộ chương trình được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình con hoặc chương trình ngắt (Khối chính OB1) Trường hợp dung lượng nhớ của PLC không đủ cho việc lưu trữ chương trình thì ta có thể sử dụng thêm bộ nhớ ngoài hỗ trợ cho việc lưu chương trình và dữ liệu (Catridge)

Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lí (CPU), một hệ điều hành, một bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó nhằm phục vụ các bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải

có thêm những khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter), bộ định thời (Timer) Và những khối hàm chuyên dụng

iii/ Interrup (Chương trình ngắt) : Miền chứa chương trình ngắt, được tổ chức thành hàm và có khả năng trao đôi dữ liệu với bất cứ 1 khối chương trinh nào khác Chương trình này sẽ được thực hiện khi có sự kiện ngắt xảy ra Có rất nhiều sự kiện ngắt như: Ngắt thời gian, ngắt xung tốc độ cao…

b/ vùng chứa tham số của hệ điều hành: Chia thành 5 miền khác nhau

I (Process image input) : Miền dữ liệu các cổng vào số, trước khi bắt đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các cổng vào số, trước khi bắt đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các cổng đầu vào cất giữ chúng trong vùng nhớ I Thông thường chương trình ứng dụng không đọc trực tiếp trạng thái logic của cổng và số mà chỉ lấy dữ liệu của cổng vào từ bộ đếm I

Q (Process Image Output): Miền bộ đếm các dữ liệu cổng ra số Kết thưc giai đoạn thực hiện chương trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới cổng ra số Thông thường chương trình không trực tiếp gán giá trị tới tận cổng ra mà chỉ chuyển chúng tới bộ đệm Q

M (Miền các biến cờ): Chương trình ứng dụng sử dụng những biến này để lưu giữ các tham số cần thiết và có thể truy nhập nó theo Bit (M), byte (MB), từ (MW) hay

từ kép (MD)

T (Timer): Miền nhớ phục vụ thời gian (Timer) bao gồm việc lưu giữ giá trị thời gian đặt trước (PV-Preset Value), giá trị bộ đếm thời gian tức thời (CV-Current Value) cũng như giá trị logic đầu ra của bộ thời gian

C (counter): Miền nhớ phục vụ bộ đếm bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt trước (PV- Peset Value), giá trị đếm tức thời (CV-Current Value) và giá trị logic đầu ra của

bộ đệm

c/ Vùng chứa các khối dữ liệu: được chia làm 2 loại:

DB (Dât Block): Miền chứa dữ liệu được tổ chức thành khối Kích thước cũng như số lượng khối do người sử dụng quy định, phù hợp với từng bài toán điều khiển Chương trình có thể truy nhập miền này theo từng bit (DBX), byte (DBB), từ (DBW), hoặc từ kép (DBD)

L (Local dât block): Miền dữ liệu địa phương, được các khối chương trình OB1, chương trình con, chương trình ngắt tổ chức và sử dụng cho các biến nháp tức thời và trao đổi dữ liệu của biến hình thức với những khối chương trình gọi nó Nội dung của một khối dữ liệu trong miền nhớ này sẽ bị xóa khi kết thúc chương trình tương ứng trong OB1, chương trình con, chương trình ngắt Miền này có thể được truy nhập từng chương trình theo bit (L), byte (LB), từ (LW) hoặc từ kép (LD)

2.2.1.2 Vòng quét chương trình:

PLC thực hiện chương trình theo chu kì lập Mỗi vòng lập được gọi là vòng quét (Scan) Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình Trong từng vòng quét chương trình thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB (Block End) Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi

Chú ý rằng bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng và ra tương tự nên các lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lí chứ không thông qua bộ đệm Thời gian cần thiết để PLC thực hiện 1 vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan Time) Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Có vòng quét được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực và khối dữ liệu truyền thông trong vòng quét đó

Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gởi tín hiệu điều khiển đến đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng

quét Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương chương trình điều khiển trong PLC Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt,

ví dụ như khối OB40, OB80 , chương trình của các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại Các khối chương trình này

có thể được thực hiện tại mọi điểm trong vòng quét chứ không bị gò ép là phải ở trong giai đoạn thực hiện chương trình Chẳng hạn nếu 1 tín hiệu báo ngắt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra nội bộ, PLC sẽ ngừng công việc truyền thông, kiểm tra thực hiện khối chương trình tương ứng với tín hiệu báo ngắt đó Với hình thức xử lí tín hiệu ngắt như vậy, thời gian vòng quét sẽ càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét Do đó để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đối không nên viết chương trình xử lí ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chương trình điều khiển

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào ra, thông thường lệnh không việc trực tiếp với cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 điều hành CPU quản lí Ở 1 số module CPU, khi gặp lệnh vào ra ngay lập tức, hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lí ngắt, để thực hiện lệnh trực tiếp với cổng vào ra

b/ Lập trình cấu trúc: Chương trình được chia thành những phần nhỏ và mỗi phần thực thi những nhiệm vụ chuyên biệt riêng của nó, từng phần này nằm trong những khối chương trình khác nhau Loại hình cấu trúc này này phù hợp với những bài toán điều khiển nhiệm vụ và phức tạp PLC S7-200 có 3 loại khối cơ bản sau:

- Loại khối OB1 ( Organization Block) : Khối tổ chức và quản lí chương trình điều khiển Khối này luôn luôn được thực thi, và luôn được quét trong mỗi chu kì quét

- Loại khối SBR (Khối chương trình con) : Khối chương trình với những chức năng riêng giống như 1 chương trình con hoặc một hàm (chương trình con có biến hình thức) Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối chương trình con và các khối chương trình con này được phân biệt với nhau bằng tên của chương trình con đó

- Loại khối INT (Khối chương trình ngắt): Là loại khối chương trình đặc biệt

có khả năng trao đổi 1 lượng dữ liệu lớn với các khối chương trình khác Chương trình này sẽ được thực thi mỗi khi có sự kiện ngắt xảy ra

2.2.2 Giơi thiệu về CPU 222

Đặc tính

Điện áp vào AC 220V

Cổng vào DC

Cổng ra relay

Kích thước vật lí: Rộng x Cao x Sâu : 120 x 80 x 62

Kích thước bộ nhớ chương trình cho phép: 12 KB

Kích thước bộ nhớ dữ liệu cho phép: 8 KB

Số bít nội/ counters/ timers: 256/ 256/ 256

Timers trong đó có ba độ phân giải là 1ms, 10ms, 100ms, timer đếm có nhớ đếm hay không có nhớ

Số bộ đêm tốc độ cao: 4 bộ đếm tốc với tấn số 30 KHz

Số cổng vào ra: 8 cổng vào/ 6 cổng ra

Đầu vào

Tầm ở trạng thái ON: 15-30V DC, dòng nhỏ nhất 4 mA

Trạng thái ON bình thường: 24VDC, 7mA

Trạng thái OFF lớn nhất: 5 VDC, 1mA

Đầu ra

Kiểu đầu ra: Relay

Tầm điện áp 5 đến 30 VDC /250VAC

Dòng tải tối đa: 2A/ điểm; 8A/ common

Quá dòng: 7A với contact đóng

Điện trở cách li: nhỏ nhất 100 M

Thời gian chuyển mạch: tối đa 10ms

Thời gian sử dụng: 10.000.000 với công tắc cơ khí; 100.000 với tốc độ tải Chế độ bảo vệ ngắn mạch: không có

Giao diện chính của phần mềm

Hình 2.11: Giao diện chính của phần mềm

lệ h

Nút thay đổi trạng thái làm việc của PLC

Down load/Upl

Nỳt kiểm tra trạng thái của ì

Mở, tạo mới,

lưu một CT

iề iể

Một số thành phần quan trọng trong phần mềm STEP 7 MicroWin–Phụ luc B

2.4 Module xử lý nhiệt độ

Phân loại : Module nhiệt độ gồm 2 loại:

- EM231 TC

- EM231 RTD (thermocouple có đầu dò bằng platinum)

Được thiết kế tương thích với PLC S7-200 có CPU 222 trở lên

Hình 2.12: Module EM231 AI4 RTD

Hình 2.13: Module EM231 AI8 TC

Hình 2.14: Module EM231 AI4 TC

Đặc tính kỹ thuật tiêu biểu

SF: ON module bị lỗi, OFF module không bị lỗi

Đặc tính ngõ vào analog

Độ phân giải ngõ vào

Độ dài dây cảm biến 100 m (max) 100 m (max) 100 m (max)

Cuộn dây diện trở 100 ohm max 100 ohm max 20 ohm,2.7ohm for Cu

max Nguồn cung cấp cực

đại

Module thermocouple EM231 TC

Module EM231 TC là loại module sử lý nhiệt độ tương thích sử dụng được với

7 loại thermocouple sau: J, K, E, N, S, T, R chúng cho phép kết nối với S7-200 với các mức tín hiệu analog mức thấp, khoảng 680mV Sử dụng các switch DIP để chọn lựa loại thermocouple, kiểm tra đấu dây, chỉnh nhiệt độ, vv…

Cấu hình module thermocouple

Trên module có 8 witch DIP, trong đó switch DIP từ 1 đến 3 sử dụng để chọn lựa loại thermocouple, DIP 5 chọn điều khiển sự cố chập mạch sensor, DIP 6 kiểm tra kết nối, DIP 7 chọn loại nhiệt độ xử lý và DIP 8 chọn bù khi có mối nối từ thermocouple với dây khác

Sử dụng các SW từ 1 đến 3 để lựa chọn loại thermocouple xem bảng sau:

Bảng 2.2: Cách sử dụng các SW từ 1 đến 3 để lựa chọn loại thermocouple

Bảng 2.3: Cách sử dụng cài dặt các SW từ 5 đến 8 để lựa chọn

Mức cao (+3276,7 độ) Mức thấp (-3276,7 độ)

0

1

SW5 chọn điều khiển sự cố chập mạch sensor vượt quá nhiệt độ cho phép, cả mức thấp và mức cao

bị hở được thực hiện bằng cách cấp cho đoạn cuối đầu vào một dòng 25µA luôn luôn tiến hành kiểm tra kết nối thậm chí khi nguồn dòng không được

sử dụng EM231 phát hiện đầu dây

bị hở nếu tín hiệu sấp xỉ vượt quá

200mV

Không có khả năng 1

tắc 7 để chọn đơn

vị nhiệt độ là độ C hay độ F

Fahrenheit (°F) 1

Switch 8 Chọn bù Cài đặt Mô tả

dụng để chọn bù khi có mối nối từ thermocouple với dây khác Không cho phép bù 1

2.5 Cảm biến nhiệt độ

Nhiệt độ từ môi trường sẽ được cảm biến hấp thu, tại đây tùy theo cơ cấu của cảm biến sẽ biến đại lượng nhiệt này thành một đại lượng điện nào đó Như thế một yếu tố hết sức quan trọng đó là “ nhiệt độ môi trường cần đo” và “nhiệt độ cảm nhận của cảm biến” Cụ thể điều này là: Các loại cảm biến mà các bạn trông thấy nó đều là cái vỏ bảo vệ, phần tử cảm biến nằm bên trong cái vỏ này ( bán dẫn, lưỡng kim….) do

đó việc đo có chính xác hay không tùy thuộc vào việc truyền nhiệt từ môi trường vào đến phần tử cảm biến tổn thất bao nhiêu ( 1 trong những yếu tố quyết định giá cảm biến nhiệt )

Một nguyên tắc đặt ra là: Tăng cường trao đổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường cần đo

2.5.1 Phân loại cảm biến nhiệt độ

2.5.1.1 Cặp nhiệt điện (Thermocuple)

Là cảm biến nhiệt dung rộng rãi trong công nghiệp Cặp nhiệt điện được tạo từ hai sợi kim lọai khác nhau và có ít nhất là hai mối nối (junction), đầu tiếp xúc đối tượng đo, gọi là “điểm nóng”, đầu còn lại giữ nhiệt độ chuẩn , gọi đầu ra

Về nguyên tắc khi ta đốt nóng mối nối của hai kim loại bất kỳ đền sinh ra một suất điện động nhiệt,nhưng không phải kim nào cũng làm thermocouple được ,màphải

là những kim loại có đặc tính:độ tinh khiết cao,nhiệt dộ nóng chảy cao hơn nhiệt độ cần đo,chống ăn mòn tốt,có khả năng lặp lại trong khoảng thời gian dài(repeable),dẫn điện,dẫn nhiệt tốt

Với vật liệu cấu tạo khác nhau,ta có các lạo thermocouple khác nhau tương ứng với giá thành thay dổi rõ rệt.Trên thị trường hiện nay có các loại như:J,K,T,R,B,S…

Ưu điểm:Tầm đo nhiệt rộng(>600oC),giá thành thấp,đơn giản,thời gian đáp ưng nhanh.)

Hình 2.15: Cấu tạo của Thermocuple

2.5.1.2 Nhiệt điện trở RTD

Cấu tạo của RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…được quấn tùy theo hình dáng của đầu đo Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa hai đầu dây kim loại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong một

khoảng nhiệt độ nhất định.Phổ biến nhất của RTD là loại cảm biến Pt, được làm từ Platinum Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo được dài Thường có các loại: 100, 200, 500, 1000 ohm tại 0 D.C Điện trở càng cao thì độ nhạy nhiệt càng cao

RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây

Hình 2.16 :Cấu tạo nhiệt điện trở RTD

2.5.1.3 Thermistor

Thermistor được cấu tạo từ hổn hợp các bột ocid Các bột này được hòa trộn theo tỉ lệ và khối lượng nhất định sau đó được nén chặt và nung ở nhiệt độ cao Và mức độ dẫn điện của hổn hợp này sẽ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi

Có hai loại thermistor: Hệ số nhiệt dương PTC- điện trở tăng theo nhiệt độ; Hệ

số nhiệt âm NTC – điện trở giảm theo nhiệt độ Thường dùng nhất là loại NTC

Thermistor chỉ tuyển tính trong khoảng nhiệt độ nhất định 50-150D.C do vậy người ta ít dùng để dùng làm cảm biến đo nhiệt Chỉ sử dụng trong các mục đích bảo

vệ, ngắt nhiệt

2.6 Giới thiệu hệ thống sử dụng nhiệt

Đại lượng nhiệt là một trong những tầm quan trọng trong thực tế ,nên việc điều khiển và giám sát,am hiểu hệ thống nhiệt sẽ giúp ta giải quyết nhiều vấn đề trong thực

tế, góp phần tích cực vào nâng cao năng suất lao động cho con người,tăng chất lượng của hàng hoá đặt biệt là trong lĩnh vực sản xuất,xuất khẩu, đáp ứng được các tiêu

chuẩn về chất lượng và an toàn sản phẩm của quốc tế

Hệ thống lò nung gốm sứ

Quá trình nung gồm 3 giai đoạn

1 Giai đoạn sấy

Trước khi nung, sản phẩm được sấy từ 1 đến 3 giờ, tuỳ thuộc vào kích cỡ của sản phẩm Các sản phẩm có kích cỡ lớn phải được sấy lâu hơn để tránh bị nứt trong khi nung Mục đích của quá trình sấy là giảm độ ẩm trong sản phẩm nung, nhiệt độ sấy thường vào khoảng 200 OC

2 Giai đoạn nung (nhiệt độ từ 200 - 1200 C)

Sau giai đoạn sấy, nhiên liệu được đưa thêm vào buồng đốt và đốt trong khoảng thời gian từ 4 - 5 giờ Thời gian bảo ôn là 30 phút Khi ngọn lửa trong gầm gi sáng trắng là lúc than trong lò đã cháy đều, lúc đó dừng đốt củi để than tự cháy trong lò Quá trình này kéo dài từ 10 - 12 giờ Quá trình nung đốt lò than thủ công được thực hiện chủ yếu dựa vào kinh nghiệm nung đốt của các thợ lò Quá trình cháy trong lò là một quá trình tự nhiên, nhiệt độ nung phụ thuộc vào chất lượng than cám, cách phối liệu, đấu chế và số lượng than chồng vào lò

Theo kinh nghiệm khi chồng lò thì lượng than chồng ở xung quanh tường lò và cửa lò nhiều hơn ở giữa lò Than dùng trong gầm gi được đấu chế có tỷ lệ than cao hơn để dễ bén trong quá trình nung (tỷ lệ than 80%, chất độn 20%)

3 Giai đoạn làm nguội

Quá trình làm nguội là một quá trình tự nhiên, thời gian từ khi chồng lò đến khi

ra lò phải mất từ 4 - 5 ngày tuỳ theo sản phẩm nung đốt lớn hay nhỏ Trong quá trình

dỡ lò, vì sản phẩm và nhiên liệu được xếp chồng xen kẽ nên đây cũng là một khâu rất nặng nhọc, ảnh hưởng đến sức khoẻ của người lao động do bụi than và hơi nóng

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát màn hình cảm ứng HMI

- Tìm hiểu hệ thống nhiệt lò nung gạch

- Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển giám sát nhiệt độ tự động ứng dụng màn

hình cảm ứng HMI TP460-L.và PLC S7 200 – CPU 222

3.2 Linh kiện,thiết bị được sử dụng trong thiết kế và điều khiển

Bảng 3.1: Bảng linh kiện,thiết bị được sử dụng trong thiết kế và điều khiển

1 Màn hình cảm ứng HMI

TP460-L

Điều khiển và giám sát 1 cái

6 Thermocuple loại K Dò tính hiệu để truyền về EM 231 1 cái

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp lý thuyết

- Tìm hiểu tài liệu về màn hình cảm ứng HMI

- Tìm hiểu tài liệu về phần mềm TouchWin và phần mềm STEP 7 MicroWin

- Tìm hiểu tập lệnh cơ bản của PLC S7200-CPU 222

- Tìm hiểu lý thuyết về module xử lý nhiệt EM 231

- Cách giao tiếp giũa máy tinh PC ,PLC và màn hình cảm ứng HMI

o PLC S7-200 đọc tính hiệu từ module EM 231 đo từ cảm biến, nhận lệnh từ HMI TouchWin TP460-L để xử lý, sau đó điều khiển các thiết bị đóng ngắt hoạt động theo đúng chu trình

- Phương pháp đo bằng đồng hồ cơ