Đồ án PLC bình trộn nguyên liệu tự động

1 LỜI MỞ ĐẦU Như biết Việt Nam q trình cơng nghiệp hóa đại hóa Vì tự động hóa đóng vai trò quan trọng, tự động hóa giúp tăng suất, tăng độ xác tăng hiệu q trình sản xuất Để thực tự động hóa sản xuất, bên cạnh thiết bị máy móc khí hay điện, dây chuyền sản xuất…, cần có điều khiển để điều khiển chúng thiết bị đại đưa vào dây chuyền sản xuất tự động, không kể đến biến tần PLC PLC thiết bị điều khiển đa ứng dụng rộng dãi công nghiệp để điều khiển hệ thống theo chương trình viết người sử dụng Nhờ hoạt động theo chương trình nên PLC ứng dụng để điều khiển nhiều thiết bị máy móc khác Nếu muốc thay đổi quy uật hoạt động máy móc thiết bị hay hệ thống ta cần thay đổi chương trình điều khiển Các đối tượng mà PLC điều chỉnh đa dụng, từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt, … đến hệ thống phức tạp như: băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động(ATS), thang máy, dây chuyền sản xuất, vv Xuất phát từ thực tế đó, q trình học tập mơn học Điều khiển lập trình PLC trường Đại học Điện Lực nhóm chúng em thống làm tập dài với đề tài: “Điều khiển giám sát hệ thống bình trộn hóa chất thực S7-300 Win CC” Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2019 Sinh Viên LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài mặc dù gặp phải nhiều những vấn đề khó khăn song với hướng dẫn của thầy thầy Vũ Duy Thuận với bảo của thầy cô giáo Khoa Điều Khiển & Tự Động Hóa lỡ lực khơng ngừng của nhóm, đến chúng em hồn thành đề tài Tuy nhiên, kiến thức của chúng em hạn chế, nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót Vì chúng em mong nhận những ý kiến đóng góp chân thành từ phía thầy Vũ Duy Thuận với bảo của thầy cô giáo Khoa Điều Khiển & Tự Động Hóa bạn đọc để đề tài của chúng em ngày hoàn thiện phát triển lên mức cao thời gian gần Những lời nhận xét góp ý hướng dẫn của thầy giúp chúng em có định hướng đắn trình thực đồ án, giúp chúng em nhìn ưu khuyết điểm của đồ án bước khắc phục để có kết tốt Chúng em xin cảm ơn thầy cô Khoa Điều Khiển & Tự Động Hóa, mơn Điều khiển lập trình PLC tận tình bảo, truyền đạt cho chúng em kiến thức chuyên ngành, những công nghệ cách làm việc nhóm đề hồn thành tốt đồ án mơn học Chúng em xin chân thành cảm ơn! Đánh giá nhận xét GV hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn TS.Vũ Duy Thuận CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Giới thiệu chung 1.1 Mục đích Hệ thống pha trộn hóa chất khâu quan trọng nhà máy phân đạm hóa chất Tuy nhiên pha trộn theo phương thức truyền thống tốn nhân công, suất không cao gây nguy hiểm cho người cơng nhân trực tiếp tham gia trộn hóa chất Ngày nay, với phát triển của công nghệ khoa học nhiều hệ thống tự động trộn hóa chất đời ứng dụng cho thấy hiệu quả, giảm thời gian, tăng suất an toàn nhà máy Vì việc nghiên cứu, ứng dụng hệ thống điều khiển giám sát hệ thống bình trộn hóa chất PLC cần thiết, đắn đáp ứng nhu cầu ngày tăng của xã hội đại hóa của 1.2 Tổng quan hệ thống - Hệ thống gồm: + 02 bơm để cấp hóa chất vào bình trộn + 02 van đặt đường ống dẫn hóa chất + 01 van xả để xả hóa chất trộn + 01 động khuấy trộn hóa chất + Cảm biến S3, S4 báo có chất lỏng qua ống + Cảm biến S7 báo cạn + Cảm biến S6 báo đủ hóa chất trộn + Cảm biến S5 báo đầy bình ngừng bơm Lưu đồ thuật toán điều khiển hệ thống Start Van 1_ON Van 2_ON 5s 5s Bơm2=ON Bơm1_ON 1_ON S6 S5, 10s Đc_trộn=OFF Đc_trộn=ON S5 Bơm1&2=OFF 2s Van_xa=ON Van1&2=OFF S7 Van_xa=OFF Nguyên lý hoạt động hệ thống - Khởi động hệ thống nút Start, dừng hệ thống nút Stop - Hai chất lỏng bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A B Máy bơm hoạt động sau mở van 5s - Hai cảm biến S3 S4 dùng để báo trạng thái chất lỏng chảy vào bình Nếu sau khởi động 5s hai cảm biến khơng phát có chất lỏng chảy vào bình dừng chương trình báo đèn cố máy bơm bên - Một cảm biến S5 báo bình chứa đầy dừng hai máy bơm, sau máy bơm dừng 2s khóa van bơm - Một cảm biến S6 báo đủ chất lỏng bình trộn bắt đầu cho phép động trộn hoạt động dừng trộn sau 10s chất lỏng bình đầy - Sau chất lỏng bình trộn (động trộn ngừng hoạt động) Van xả mở, chất lỏng xả hết cảm biến S7 tác động khóa van xả lại - Quá trình tự động lặp lại theo chu trình mơ tả Nếu chu trình thực nhấn nút dừng hệ thống dừng lại - Các bơm sử dụng nguồn 220V - Cảm biến 24VDC - Van điện từ 24VDC CHƯƠNG : LẬP TRÌNH PLC S7-300 Cấu hình phần cứng cho CPU - Tạo chương trình “ S7_tronvatlieu” + Chọn File/New để tạo chương trình + Đặt tên cho chương trình “S7_tronvatlieu”, chương trình SIMATIC nằm thư mục người sử dụng đặt + Khi mở chương trình, phải mở chương trình SIMATIC - Chọn loại CPU cho chương trình “S7_tronvatlieu” “SIMATIC 300 Staion” - Chương trình tạo CPU - Double Click Hareware để cấu hình phần cứng cho chương tình Giao diện HW configure ra: - Insert Rack cách kéo thả rail vào hình Configure hoặc Click vào Rail để chọn hình Cofigure Rack hình Configure - Thêm Module có cấu hình phần cứng tùy theo ứng dụng của chương trình +Module nguồn( Slot1) +Module CPU (Slot2) +Module I/O (Slot kế) + Module Analog Sau phần cứng cho CPU ta tiến hành Compile Save để hồn tất việc đinh cầu hình phần cứng 3.Chương trình S7-300 ngơn ngữ LAD * Bảng phân cơng vào * Khối OB1: Chương trình main 10 11 12 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT WIN CC Thiết kế giao diện win cc 1.1 Thiết kế hệ thống - Mở phần mềm Wincc 7.4 H1:Chọn New ( Ctrl+N) H2: Hiện bảng Wincc Exploer, chọn Singke-Use Project H3: Đặt tên Project 13 H4: Giao diện của Wincc Exploer H5: Tạo của sổ thiết kế mô Chọn Graphics Designer-> New picture 14 Cửa sổ thiết kế mô WinCC Tạo giao diện mơ hệ thống WinCC ta có hình điều khiển giám sát hình sau: - START: khởi động hệ thống - CẢM BIẾN S7: Báo cạn - CẢM BIẾN S5, S6: Báo mức bồn trộn 15 - CẢM BIẾN S3, S4: Báo có chất lỏng qua ống - BƠM 1, BƠM 2: bơm cấp hóa chất vào bồn - DC_KHUAY: trộn dung dịch bồn - BOM_LOI: đèn báo lỡi k có chất lỏng qua ống dẫn - STOP : Dừng hệ thống 1.2 Kết nối Win cc với phần mềm lập trình step H1: Chọn Tag Management-> Add new driver-> SIMATIC S7 Protocol Suite H2: Chọn MPI ->do_an_plc-> New Group-> Đặt tên nhóm đầu vào “INPUT” Tương tự tạo với Tags tên “OUTPUT” 16 H3: Gắn Tags đầu vào, ra, vào mục tạo với địa Address lập trình với STEP 17 Mơ tả quy trình điều khiển giám sát hình Win cc Runtime 18 Ban đầu hệ thống chế độ ngưng hoạt động-> Ấn Start Van1&2 mở sau 5s Bơm &2 bật Khi dung dịch bồn dâng lên đến CB_S6 báo  ĐC_Khuấy hoạt động 19 Khi nước dâng lên đến CB_S5 ( báo đầy)  Bơm 1&2 dừng, sau 2s Van 1&2 khóa lại 10s sau ĐC_KHUAY dừng VAN_XA mở Van xả mở đến mực dung dịch bồn giảm đến mức cạn ( CB_S7)  Khóa Van xả  lặp lại chu trình mở Van 1&2 20 Khi Van 1&2 mở sau 5s mà CB_S3 hoặc S4 ko phát dung dịch qua báo đèn BOM_LOI dừng hệ thống Ấn Stop dừng toàn hệ thống 21 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết làm - Hiểu nguyên lý , cấu trúc điều khiển hệ thống - Xây dựng lưu đồ thuật toán để lập trình - Lập trình đc PLC S7-300 ngôn ngữ LAD - Xây dựng mô hình điều khiển giám sát Win cc Hạn chế - Còn hạn chế kiến thức lập trình Win CC Hướng phát triển - Tiếp tục học tập nghiên cứu để lập trình nâng cao PLC S7-200 & S7-300 - Tìm hiểu cách tạo chuyển động win cc - Tiếp tục tìm hiểu thêm thiết bị thực tế hệ thống - Nâng cao kiến thức phát triển đề tài lên làm Đồ án Tốt nghiệp 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO http://dien-congnghiep.com Giáo trình “ Điều khiển logic PLC” – ĐHĐL-2016, TS Vũ Duy Thuận, ThS.Bùi Thị Duyên MỤC LỤC Lời mở đầu ……………………………………………………………… 01 Lời cảm ơn ……………………………………………………………… 02 Nhận xét của GVHD …………………………………………………… 03 Chương 1: Tổng quan …………………………………………………… 04 Chương : Lập trình PLC S7-300……………………………………… 06 Chương : Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Win cc……………… 12 Chuong 4: Kết luận hướng phát triển……………………………………21 Tài liệu tham khảo………………………………………………………… 22 ... lỏng bình trộn bắt đầu cho phép động trộn hoạt động dừng trộn sau 10s chất lỏng bình đầy - Sau chất lỏng bình trộn (động trộn ngừng hoạt động) Van xả mở, chất lỏng xả hết cảm biến S7 tác động. .. báo đủ hóa chất trộn + Cảm biến S5 báo đầy bình ngừng bơm Lưu đồ thuật toán điều khiển hệ thống Start Van 1_ON Van 2_ON 5s 5s Bơm2=ON Bơm1_ON 1_ON S6 S5, 10s Đc _trộn= OFF Đc _trộn= ON S5 Bơm1&2=OFF... Van1&2=OFF S7 Van_xa=OFF Nguyên lý hoạt động hệ thống - Khởi động hệ thống nút Start, dừng hệ thống nút Stop - Hai chất lỏng bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A B Máy bơm hoạt động sau mở van 5s - Hai