chuong 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ HỆ CẦU TRỤC chuong 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO MÔ HÌNH CẦU TRỤCchuong 3 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG4.5. Lưu đồ thuật toán của toàn bộ hệ thốngCHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA BÁO CÁO MƠN HỌC Đề tài : Điều khiển giám sát hệ cầu trục Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Hải Trương Văn Tuấn Lớp:Tự Động Hóa K14A Giảng viên hướng dẫn : Th.s Đỗ Thị Mai Thái Nguyên, tháng năm 2019 LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông – Đại học Thái Nguyên nói chung thầy giáo Khoa Cơng nghệ Tự động hóa nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới cô giáo ThS Đỗ Thị Mai, cô tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn suốt q trình làm báo cáo mơn học Trong q trình làm việc với cơ, chúng em khơng ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho bọn em trình học tập làm việc sau Thái Nguyên, tháng năm 2019 Sinh viên thực Trương Văn Tuấn Nguyễn Hữu Hải 2 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ, khoa học kỹ thuật ngày ứng dụng rộng rãi, trực tiếp gián tiếp nâng cao mức sống người, giải phóng dần sức lao động chân tay người lao động, tăng suất lao động chất lượng sản phẩm Việc tìm hiểu hệ thống nắm nguyên lý vận hành thiết bị tự động hoá máy, dây chuyền sản xuất yêu cầu quan trọng thiếu kỹ sư Từ tiền đề đó, bọn em cô giáo Th.S Đỗ Thị Mai giao cho bọn em đề tài là: Điều khiển giám sát hệ cầu trục phòng thực hành thí nghiệm tự động hóa trường ĐH CNTT&TT Thái nguyên tháng Năm 2016 Sinh viên Trương Văn Tuấn Nguyễn Hữu Hải 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ HỆ CẦU TRỤC 1.1 Tổng quan hệ thống điều khiển, giám sát SCADA SCADA (viết tắt : Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu theo nghĩa truyền thống hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu Nhằm hỗ trợ người trình giám sát điều khiển từ xa Tuy nhiên, thực tế có số hệ thống thường gọi SCADA, hệ thống thực chức thu thập liệu 4 Đây hệ thống hỗ trợ người việc giám sát, điều khiển hệ thống điều khiển tự động như: Nhà máy sản xuất, hệ thống thông tin viễn thông, hệ thống điện lưới nhà máy cung cấp nước sạch… Để làm cơng việc hệ SCADA phải có hệ thống sau: Hệ thống truy cập liệu Hệ thống truyền tải liệu Dao diện người - máy HMI (Humen Machine Interface) HMI sử dụng cấp điều khiển giám sát cấp hơn, để thuận tiện cho người vận hành hệ thống thiết bị Các loại dao diện HMI bao gồm: PO-Perator Panel: Màn hình vận hành TP-Touch Panel: Màn hình cảm ứng Multy Panel… Do phát triển chuẩn truyền thông công nghiệp phần mềm công nghiệp, nên việc trọng vào thiết kế hệ SCADA lựa chọn công cụ phần mềm để thiết kế giao diện HMI giải pháp tích hợp hệ thống vấn đề cốt lõi để xây dựng hệ thu thập điều khiển giám sát 5 1.1.1 Cấu trúc thành phần Các thành phần hệ thống điều khiển giám sát trình bao gồm : Hình 1.1 Các thành phần hệ thống điều khiển giám sát Một hệ thống điều khiển giám sát bao gồm thành phần chức sau đây: Giao diện trình: Các cảm biến cấu chấp hành, ghép nối vào/ra, - chuyển đổi tín hiệu Thiết bị điều khiển tự động: Các thiết bị điều khiển điều khiển chuyên dụng, điều khiển khả trình PLC (programmable logic controller), thiết bị điều chỉnh số đơn lẻ (compact digital controller) máy tính cá nhân - với phần mềm điều khiển tương ứng Hệ thống điều khiển giám sát: Các thiết bị phần mềm giao diện người máy, - trạm kỹ thuật, trạm vận hành, giám sát điều khiển cao cấp Hệ thống truyền thông: Ghép nối điểm-điểm, bus cảm biến/chấp hành, bus trường, bus hệ thống 6 Trong hệ thống SCADA cảm biến cấu chấp hành đóng vai trò giao diện thiết bị điều khiển với q trình sản xuất Còn hệ thống điều khiển giám sát đóng vai trò giao diện người máy Các thiết bị phận hệ thống ghép nối với theo kiểu điểm - điểm (Point to Point), thông qua mạng truyền thông cơng nghiệp Tín hiệu thu từ cảm biến tín hiệu nhị phân, tín hiệu số tím hiệu tương tự Khi xử lý máy tính phải chuyển đổi cho phù hợp với chuẩn giao diện vào/ra máy tính Các thành phần chính: Giao diện q trình: Là phần tử chấp hành, cảm biến, thiết bị đo, thiết bị chuyển đổi… Thiết bị điều khiển tự động: Bao gồm điều khiển logic khả trình PLC (Programable Logic Controller), điều khiển chuyên dụng tỷ lệ vi tích phân PID, thiết bị điều chỉnh số đơn lẻ CDC (Compact Digital Controller) máy tính điều khiển với phần mềm điều khiển chuyên dụng Hệ thống điều khiển giám sát: Bao gồm phần mềm hỗ trợ giao diện người-máy HMI (Human Machine Interface), trạm kỹ thuật, trạm vận hành giám sát điều khiển cao cấp Hệ thống truyền thông: gồm thiết bị ghép nối điểm - điểm (Point to Point), Bus cảm biến/chấp hành, bus trường, bus hệ thống 7 Hình 1.3 Minh họa cấu trúc hệ SCADA Hình 1.4 Minh họa thống SCADA đại 8 9 Bảng 1.2 Một số hệ thống SCADA tiêu biểu SCADA Intouch WinCC Trace Mode Vijeo Look LabView Citect Company Wonderware Siemens AdAstra Schneider Electric National Instrument Ci Technologies Country USA Germany Russia France USA Australia 1.1.2 Mơ hình phân cấp Hình 1.2 Mơ hình phân cấp chức hệ thống điều khiển giám sát a, Cấp trường (cấp chấp hành) Các chức cấp chấp hành đo lường, truyền động chuyển đổi tín hiệu trường hợp cần thiết Thực tế, đa số thiết bị cảm biến (sensor) 10 10 67 67 Thuyết minh lưu đồ thuật toán Để điều khiển hệ thống cầu trục ta sử dụng hệ thống nút nhấn Khi tác động nút nhấn tín hiệu đưa vào đầu vào PLC sau PLC xử lý xuất tín hiệu điều khiển đầu PLC, tín hiệu từ PLC tác động đóng ngắt nguồn cấp cho cuộn dây rơ le đóng tiếp điểm thường mở mở tiếp điểm thường đóng Các tiếp điểm thường đóng mở đóng mở cấp nguồn cho chân điều khiển biến tần, tín hiệu vào biến tần xử lý đưa tín hiệu điều khiển, điều khiển động quay thuận, quay ngược hay dừng động 4.6 Sơ đồ điều khiển PLC biến tần: Hình 4.1 Điều khiển PLC Trong đó: 68 68 CC: Cầu chì CB: Aptomat AC/DC: Bao gồm máy biến áp chuyển đổi từ 220VAC 24VAC 24VDC qua mạch chỉnh lưu PLC: Phần mềm lập trình sử dụng loại S7-1200 RL1, RL2, RL3, RL4: Các rơle trung gian ĐC1, ĐC2: Động 4.7 Sơ đồ đấu nối toàn hệ thống: Hình 4.2 Sơ đồ nối dây PLC 69 69 4.8 Mạch động lực cho hệ thống xe cầu xe 70 70 Hình 4.3 Mạch động lực F: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực mạch điều khiển F1: Aptomat đóng cắt mạch điện tay KT,KN: Contactor dùng để đảo chiều quay xe cầu KTT,KNN: Contactor dùng để đảo chiều quay xe Rn1: Rơle nhiệt bảo động M1 Rn2: Rơle nhiệt bảo vệ động M2 M1: Động xe cầu M2: Động xe 4.9.Cấu trúc chương trình 71 71 72 72 4.10.Lập trình giám sát wincc 7.4 4.10.1 Bảng khai báo Tag WINcc 73 73 Code c-action xe to chạy: #include "apdefap.h" long _main(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName) { static a=400; if(GetTagBit("DCXETOTHUAN")==1) { a=a+5; } if(a>=540) if(a=280) if(a=860) if(b=560) if(b=540) if(a=278) if(a