Điều khiển lò ấp trứng dùng tia portal s7300

ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC ĐỀ TÀI : ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ ẤP TRỨNG DÙNG PLC GVHD : TS Trương Đình Nhơn SVTH : TP.HCM, tháng 12 năm 2017 & SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN LỜI NÓI ĐẦU Thế kỷ 21 mở thời đại mới, thời đại khoa học cơng nghệ địi hỏi người ln ln khơng ngừng tìm tịi học tập để tiến Thiết bị công nghệ đổi tiên tiến góp phần nâng cao chất lượng máy móc, thiết bị hoạt động có hiệu quả, an tồn ổn định Ngày điều khiển lập trình có ứng dụng ngày rộng rãi lĩnh vực kỹ thuật đời sống xã hội, đặc biệt kỹ thuật tự động hóa Trong hoạt động sản xuất nơng nghiệp nay, việc tự động hóa khâu sản xuất quan trọng Trong năm trở lại đây, có nhiều ứng dụng điều khiển lập trình vào hoạt động chăn nuôi…Một yếu tố ngành nông nghiệp chăn nuôi gia cầm với khâu quan trọng ổn định khâu sản xuất giống, mà cụ thể việc ấp nở giống từ trứng gia cầm Từ thực tế thấy tầm quan trọng việc ấp nở giống từ trứng gia cầm đặc biệt việc ổn định nhiệt độ lị ấp trứng Vì nhóm em lựa chọn đề tài “ Điều khiển nhiệt độ ấp trứng dùng PLC ” Với giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn, với nỗ lực nhóm, đến đề tài nhóm em hồn thành Trong q trình làm kinh nghiệm cịn hạn chế, tài liệu tham khảo có hạn nên nhóm em khơng tránh khỏi thiếu sót Nhóm chúng em mong bảo, góp ý thầy để làm nhóm em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Trương Đình Nhơn tận tình hướng dẫn, bảo, tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đề tài với kết tốt Nhóm em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực Phạm Tuấn An Mai Xuân Hồng SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày tháng năm 2015 Giáo viên hướng dẫn TS Trương Đình Nhơn SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Tổng quan: Ngày phát triển khoa học kỹ thuật tác động đến lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực tự động hóa tạo bước nhảy vọt vượt bậc nhiều lĩnh vực đời sống xã hội Ngay trồng trọt, chăn nuôi áp dụng khoa học công nghệ để đạt suất cao Là sinh viên năm cuối với kiến thức học em mong muốn tạo hệ thống tự động áp dụng chăn ni Đó đề tài Điều khiển nhiệt độ ấp trứng dùng PLC Người ta thường cho trứng ấp nhiệt độ cố định cho phép Tuy nhiên nhiệt độ lị ln thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Vì nhóm em mong muốn nghiên cứu thiết kế hệ thống ổn định nhiệt độ lò ấp trứng không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Tính cấp thiết: Nghiên cứu hệ thống ấp trứng thủ cơng tại, tìm ưu nhược điểm hệ thống thủ công, thiết kế hệ thống tự động ổn định nhiệt độ có đảm bảo nhiệt độ ổn định theo khoa học Mục tiêu đề tài: - Thiết kế hệ thống ổn định nhiệt độ lò theo đối tượng trứng gà (vịt) - Mục tiêu hệ thống ấp trứng gà (vịt), dựa vào phần cứng hệ thống có Nội dung đề tài: - Tìm hiểu phần mềm S7-1200 - Phân tích chọn phương án thi cơng - Thiết kế hệ thống - Xây dựng hệ thống SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHƯƠNG GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Thiết bị phần cứng 2.1.1 PLC S7-1200: − −     − − − − SIMATIC S7-1200 dòng điều khiển logic khả trình (PLC) kiểm sốt nhiều ứng dụng tự động hố với quy mơ nhỏ vừa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, tập lệnh mạnh giúp có nhiều giải pháp hồn hoản cho ứng dụng sử dụng với SIMATIC S7-1200 Những ưu điểm S7-1200: Đơn giản cài đặt, lập trình vận hành, sử dụng cho nhiệm vụ điều khiển đơn giản vá phức tạp Đa ứng dụng, sử dụng hệ thống đơn lẻ mạng với hệ thống phân phối Có thể tận dụng thiết bị cũ để tiết kiệm chi phí Có tính thời gian thực mạnh mẽ, dễ dàng cho việc ứng dụng thời gian thực cho hệ thống Cấu trúc S7-1200 bao gồm:một vi xử lí ( microprocessor), nguồn cung cấp tích hợp sẵn, đầu vào/ra (DI/DO) S7-1200 tích hợp sẵn cổng truyền thơng PROFINET cho phép kết nối máy tính với hình HMI hay truyền thông PLC – PLC, kết nối với thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở, giao tiếp PROFIBUS kết nối PTP ( point to point) Các tính đo lường, điều khiển vị trí , điều khiển 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 thơng số điều khiển ( auto – tune functionality) S7-1200 có loại module mở rộng : communication module( CP), signal board (SB), signal module (SM) SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2.1.2 - GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Cấu trúc bên PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC General specifications and features Technical data Order number Dimensions W x H x D (mm) Shipping weight Power dissipation Current available (SM and CM bus) Current available (24 VDC) Digital input current consumption (24VDC) CPU 1214C DC/DC/DC 6ES7 214-1AG31-0XB0 110 x 100 x 75 415 grams 12 W 1600 mA max (5 VDC) 400 mA max (sensor power) mA/input used SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC - GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN S7-1200, CPU 1214 DC/DC/DC bao gồm: • 14 digital input (DI) 24V DC • 10 digital output (DO) 24V DC • analog input (AI) 0-10V DC • Nguồn cấp DC 20.4 – 28.8V DC • Truyền thơng mở rộng MODBUS, Profibus, hỗ trợ chuẩn Ethernet TCP/IP 2.1.3 Các thiết bị kết nối sử dụng a) bóng đèn nhiệt sấy halogen 1- Vỏ thủy tinh thạch anh 2- Dây tóc tim cốt 3- Dây tóc tim pha 4- Giá đỡ 5- Các tiếp điểm Đèn halogen sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh để làm bầu đèn chúng chịu nhiệt độ áp suất cao (khoảng đến bar) cao thủy tinh bình thường làm cho dây tóc đèn sáng tuổi thọ cao bóng đèn thường Bên chứa khí halogen (thành phần khí argon nitơ) sợi dây tóc vonfram Bóng đèn lấy điện tơ đốt nóng sợi dây tóc đến SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN khoảng 2.500 độ C, cịn sợi dây tóc nóng đỏ lên phát sáng đèn halogen có tim đèn nhỏ so với bóng thơng thường Điều cho phép điều chỉnh tiêu điểm xác so với loại bóng bình thường Để tăng độ sáng cho bóng đèn halogen khơng q khó, muốn độ sáng bóng đèn lớn nhiệt độ dây tóc phải cao Điều làm cho số phân tử kim loại bị bay tăng mạnh, kết tuổi thọ dây tóc bóng đèn giảm Điện áp (v): 36,72,110,120,220,240,380 V Công suất (w): 150 ~ 2500 W Chiều dài (mm): 200 ~ 1500 mm Đường kính (mm): ф10, 12,14,18,20,23,25,28 mm Hồng ngoại bước sóng (mm):2.0 ~ 4um Nhiệt độ màu (k): 800 ~ 1500K Hiệu suất chuyển đổi nhiệt (%): ≥ 95% Nhiệt độ làm việc tối đa: ≤ 500 ℃ Hiệu suất chuyển đổi xạ nhiệt: ≥ 70% Nhiệt độ nóng tối đa: ≤ 900 ℃ b) Động DC 24V: D91F-30B4 ĐỘNG CƠ CHIỀU 24VDC 150W EXCEM Gồm có phần stator( phần cảm), rotor ( phần ứng), phần chỉnh lưu (chổi than cổ góp) - Stator động điện chiều thường hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện - Rotor có cuộn dây quấn nối với nguồn điện chiều - Bộ phận chỉnh lưu, có nhiệm vụ đổi chiều dòng điện chuyển động SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN quay rotor liên tục Thơng thường phận gồm có cổ góp chổi than tiếp xúc với cổ góp c) Role trung gian: -Mã sản phẩm: LY4N-DC24 hãng omron, nguồn 24VDC d) Nút nhấn Sử dụng nút nhấn XB7 hãng Schneider e) Quạt Dùng quạt tản nhiệt SUNON DP200A -220V-240V 10 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 20 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 21 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 22 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 23 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 24 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 25 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 26 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 27 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 28 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 29 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 30 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 31 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 32 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN KẾT LUẬN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC - Tìm hiểu làm quen với mơ hình máy ấp trứng tự động với thiết bị điện đại PLC, Sensor, hình cảm ứng cơng nghiệp, biến tần… - Nắm vững kiến thức học để áp dụng việc thiết kế lắp đặt đuợc mơ hình ứng dụng thực tế dùng PLC S7- 1200 - TIA Portal việc viết chương trình điều khiển đáp ứng yêu cầu hệ thống Dựa vào hệ thống thực tế để tạo giao diện mô phần mềm WinCC Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật - Thiết kế thành công giao diện HMI cho hệ thống Wincc - Phát triển kỹ tư sáng tạo, khả học hỏi giải vấn đề Khai thác sức mạnh cơng nghệ thơng tin việc tìm kiếm tài liệu nghiên cứu HUỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI -Phát triển mơ hình thành sản phẩm thực tế đáp ứng nhu cầu người lao động với mức chi phí rẻ đạt chất lượng yêu cầu HẠN CHẾ Vì kiến thức thân cịn nhiều hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót chúng em xin bước hoàn thiện sau Rất mong bảo thầy góp ý bạn để tập đồ án hoàn thiện Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Ts Trương Đình Nhơn hướng dẫn, giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tiến độ Sinh viên thực Phạm Tuấn An Mai Xuân Hồng 33 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Điều khiển lập trình, trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, 9/2010 Giáo trình Đo lường cảm biến, Lê Chí Kiên, trường ĐH Sư Phạm Kỹ thuật TP.HCM 34 SVTH:PHẠM TUẤN AN MAI XUÂN HỒNG ... thực tế thấy tầm quan trọng việc ấp nở giống từ trứng gia cầm đặc biệt việc ổn định nhiệt độ lị ấp trứng Vì nhóm em lựa chọn đề tài “ Điều khiển nhiệt độ ấp trứng dùng PLC ” Với giúp đỡ tận tình... 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. .. học em mong muốn tạo hệ thống tự động áp dụng chăn ni Đó đề tài Điều khiển nhiệt độ ấp trứng dùng PLC Người ta thường cho trứng ấp nhiệt độ cố định cho phép Tuy nhiên nhiệt độ lị ln thay đổi phụ