Báo cáo đề tài: Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB kết nối chương trình PLC, màn hình giám sát HMI với máy tính

Với kết cấu nội dung gồm 3 chương, báo cáo đề tài Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB kết nối chương trình PLC, màn hình giám sát HMI với máy tính giới thiệu đến các bạn những nội dung khái quát về quy mô, đặc điểm các hoạt động chính cuả Nhà máy Cán thép Lưu Xá, giới thiệu sơ lược về công nghệ dây truyền cán dây Ấn Độ- Block, giải pháp cải tiến kỹ thuật,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung đề tài để nắm bắt chi tiết.

Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính ĐỒN TNCS HỒ CHÍ MINH CƠNG TY CỔ PHẦN GANG THÉP THÁI NGUN ĐỒN THANH NIÊN NHÀ MÁY CÁN THÉP LƯU XÁ BÁO CÁO ĐỀ TÀI KHOA HỌC THAM GIA GIẢI THƯỞNG SÁNG TẠO TRẺ TỈNH THÁI NGUN LẦN THỨ XII – NĂM 2015 Họ và tên: Đỗ Đức Thành­Phạm Khả Miền  Đơn vị cơng tác: Phòng Kỹ Thuật Cơ điện                                                    Sinh hoạt tại: Chi đồn Cơ quan  Đồn TN Nhà máy Cán thép Lưu Xá Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính THÁI NGUN 2015 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính CỘNG HỒ XàHỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập ­ Tự do ­ Hạnh phúc ĐƠN XIN THAM DỰ GIẢI THƯỞNG SÁNG TẠO TRẺ TỈNH THÁI NGUN LẦN THỨ  XII  ­ NĂM 2015 Kính gửi : BAN TỔ CHỨC GIẢI THƯỞNG Tên tơi là : Đỗ Đức Thành         Giới tính : Nam        Ngày sinh : 02/10/1980        Phạm Khả Miền                  Ngày sinh: 21/12/1978 Giới tính :  Nam                   Quốc tịch: Việt Nam             Dân tộc: Kinh Tên cơ quan: Phòng Kỹ Thuật Cơ điện ­ Nhà máy Cán thép Lưu Xá­ Cơng ty cổ  phần  Gang thép Thái Ngun Địa chỉ: Phường Cam Giá­ Thành phố Thái Ngun­ Tỉnh Thái Ngun Điện thoại: 0280.3832486 – Fax: 02803832486 Là tác giả  cơng trình:  Viết phần mềm giao tiếp RS232 (Matsu) sang chuẩn   USB: kết nối chương trình PLC, màn hình giám sát HMI với máy tính Thuộc lĩnh vực: Kỹ thuật Các tài liệu kèm theo: Báo cáo thuyết minh đề tài khoa học – Sáng kiến tiết kiệm Văn bản đề nghị của Đồn cơ sở và xác nhận của lãnh đạo đơn vị Chúng tơi xin được tham dự  Giải thưởng Sáng tạo trẻ  Tỉnh Thái Ngun lần XII   năm 2015. Chúng tơi xin cam đoan cơng trình, nghiên cứu, sáng tạo nói trên là của mình   Các tài liệu gửi kèm đơn này là hồn tồn phù hợp với bản gốc mà chúng tơi đang giữ Thái ngun, ngày 13 tháng 04 năm 2015 XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CƠNG TÁC  TÁC GIẢ Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính LỜI NĨI ĐẦU         Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão, mang lại những lợi  ích cho con người về tất cả những lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để  nâng cao   đời sống nhân dân, để hồ nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu   vực cũng như trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong   những năm tới là nước cơng nghiệp hố hiện đại hố.           Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát  triển nhất đó là ngành cơ  khí chế  tạo máy và ngành tự  động hố trong các nhà  máy cơng nghiệp. Vì ngành điện tự  động hố đóng vai trò quan trọng trong việc  sản xuất ra các thiết bị  cơng cụ  cho mọi ngành kinh tế  quốc dân. Để  thực hiện  việc phát triển ngành cơ khí và nghành điện tự động hố cần đẩy mạnh cơng tác  phát huy sáng kiến cải tiến kỹ  thuật trong sản xuất,  đồng thời phải đáp  ứng  được các yêu cầu của công nghệ theo dây chuyền trong sản xuất        Trong  phạm vi đề tài này chúng tôi đề cập đến vấn đề thay đổi về mặt thiết   bị  trong dây chuyền sản xuất thép cán và nhằm đáp  ứng nhu cầu sản xuất của   đơn  vị ngày một tiến bộ hơn, mặt khác việc thay đổi thiết bị này còn mang lại   lợi ích thiết thực cho đơn vị Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính     CHƯƠNG I  KHÁI QT VỀ QUY MƠ, ĐẶC ĐIỂM, CÁC HOẠT ĐỘNG CHÍNH CỦA  NHÀ MÁY  CÁN THÉP LƯU XÁ – CƠNG TY CỔ PHẦN GANG THÉP  THÁI NGUN 1. Q trình hình thành và phát triển Nhà máy Cán thép Lưu Xá ­ Cơng ty   cổ phần Gang thép thái ngun Nhà máy cán thép Lưu Xá thuộc Cơng ty Gang thép Thái ngun được   thành lập năm 1972 và bắt đầu đi vào sản xuất năm 1978 ­  Trụ sở tại: Phường Cam giá ­ Thành phố Thái ngun ­  Số điện thoại: 0280.3832486  ­  Fax: 0280.3832486 ­ Website : http:/www.Tisco.com.vn ­ E.mail : Canthepluuxa@hn.vnn.vn  ­ Nhà máy mở tài khoản tại Ngân hàng Cơng thương Lưu xá Nhà máy cán thép Lưu Xá (trước đây là xưởng cán 650) được thành lập  tháng 5 năm 1972 nhưng do chiến tranh nên đến ngày 30 tháng 4 năm 1978 Nhà  máy mới bắt đầu đi vào sản xuất phơi thép và đến ngày 29/11/1978 mới chính  thức sản xuất thanh thép hình đầu tiên (thép U120) và cũng từ  đây dây chuyền   luyện kim liên hợp của Cơng ty Gang thép Thái ngun đã được khép kín từ khâu   khai quặng ­ luyện gang ­ luyện thép đến cán thép. Trải qua bao khó khăn gian   khổ  của những năm bao cấp và những thách thức của những năm trong cơ  chế  thị trường, Nhà máy Cán Thép Lưu Xá vẫn tồn tại, đứng vững và ngày càng phát  triển * Những chặng đường đã qua: Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính 1. Thời kỳ 1972 ­ 1978: Thời kỳ này Nhà máy vừa xây dựng nơi ăn ở vừa  tham gia phục hồi sản xuất của Cơng ty tập trung và đào tạo đội ngũ, chuẩn bị  sản xuất. Về bộ máy tổ chức tiếp nhận thiết bị, nhà xưởng, cơng tác kỹ thuật 2. Thời kỳ  1978 ­ 1988: Bắt đầu đi vào sản xuất trong điều kiện Trung  Quốc rút chun gia cắt viện trợ kinh tế, đất nước đang bị bao vây, cấm vận cơ  chế  quản lý quan liêu bao cấp. Đây là thời kỳ có nhiều khó khăn gian khổ nhất   Sản xuất khơng phát triển, cơng nhân đơng, việc làm thiếu, thu nhập và đời sống   khó khăn, đội ngũ bắt đầu có sự  phân tán, người về  nghỉ  chế  độ, người thơi   việc, người chuyển đi nơi khác, một số đi lao động nước ngồi 3. Thời kỳ 1988 ­ 1989:  Nền kinh tế đất nước đang chuyển đổi theo nền  kinh tế thị trường có sự quản lý của Nhà nước, sản xuất của Nhà máy, của Cơng   ty đã bắt đầu có tăng trưởng, việc làm và đời sống cơng nhân đã từng bước được  cải thiện với những thời kỳ sản xuất phơi thép xuất khẩu đi Thái Lan, thép hình   bán sang biên giới Trung Quốc, giai đoạn này Nhà máy cũng đã tập trung cùng  Cơng ty đầu tư  mở  rộng các mặt hàng thép cán, nâng cao năng lực sản xuất và  chất lượng sản phẩm. Năm 1995 thêm dây chuyền cán thép D,   14 ­ D,   40  thiết bị  của Đài Loan. Năm 1996 đầu tư  mua lò nung phơi thép thay thế  lò cũ,   giảm tiêu hao đầu FO, cải thiện vệ sinh mơi trường. Năm 1998 bổ sung thêm thiết  bị sản xuất thép dây  6,   8,  10 thiết bị mua của Ấn Độ.  4. Thời kỳ 1999 ­ đến nay: Đây là thời kỳ Nhà máy đạt được nhiều kỳ tích   quan trọng, sản xuất tăng liên tục, sản lượng thép cán năm sau cao hơn năm  trước, đạt và vượt cơng suất thiết kế. Các mặt hàng thép cán được mở  rộng,   chất lượng sản phẩm được nâng cao, việc làm đầy đủ, thu nhập cao và ổn định  cho CBCNV, Nhà máy có diện tích nhà xưởng 31.019m2, với chiều dài 445m,  chiều rộng 132m được chia làm 4 gian nhà xưởng. Nhà máy có kho ngun vật   liệu với diện tích 3.960m2, có sức chứa 14.000 (tấn) phơi thép Tổng số  thiết bị  của Nhà máy trên 6.000 tấn. Thiết bị  điện phục vụ  cho   cơng nghệ  bao gồm 640 động cơ  lớn nhỏ, tổng dung lượng điện sử  dụng là  9.000 Kw/h. Nhà máy có 15 cầu trục dùng để vận chuyển. Tổng số CBCNV của   Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính nhà máy trên 500 người. Nhà máy có 3 dây chuyền cơng nghệ  sản xuất ra các  loại thép: Thép dây  6,  8, thép tròn trơn và thép vằn  18­  40, thép chữ I10 ­  I16, thép chữ C8 ­ C16, thép góc L63 ­ L130, thép tròn  50,  60 Nhà máy đã đưa vào áp dụng hệ thống quản lý chất lượng sản phẩm  theo  tiêu chuẩn ISO 9001:2000. Nhà máy có cán bộ  kỹ  thuật nghiệp vụ  có trình độ,  kinh nghiệm năng động và đội ngũ công nhân lành nghề, luôn tiếp thu đổi mới   thiết bị, công nghệ  để  sản xuất ra những sản phẩm tốt. Tổng số  CBCNV Nhà  máy trên 500 người. Các sản phẩm của Nhà máy được sản xuất theo tiêu chuẩn  Việt Nam và quốc tế. Sản phẩm của nhà máy đã tham gia nhiều hội chợ  triển  lãm và đạt 7 huy chương vàng và được công nhận là hàng Việt nam chất lượng   cao * Chức năng, nhiệm vụ của Nhà máy cán thép Lưu Xá.  Nhà máy cán thép Lưu Xá là một đơn vị  thành viên nằm trong dây chuyền   sản xuất chính của Cơng ty Gang thép Thái ngun, vì vậy khơng phải là đơn vị  hạch tốn kinh doanh độc lập mà chỉ được phân cấp từng mặt, có chức năng sản  xuất thép và nhiệm vụ như sau: 1. Tổ chức sản xuất thép có hiệu quả cho Cơng ty Gang thép Thái ngun 2. Tổ chức quản lý vận hành và tự sửa chữa thiết bị cán thép và thiết bị phục vụ 3. Tổ chức, quản lý tiếp nhận vật tư, ngun vật liệu và phụ tùng thiết bị 4. Tổ chức sản xuất các loại thép hình, thép cây, thép dây theo đơn đặt hàng của  Cơng ty Gang thép Thái ngun.    5. Ổn định và nâng cao đời sống của nhân viên Lĩnh vực kinh doanh chủ yếu của Nhà máy là sản xuất kinh doanh các loại  thép hình, thép cây, dây phục vụ  cho các ngành xây dựng và chế  tạo hàng hố   chính. Hiện nay Nhà máy đang sản xuất chủ yếu là thép cuộn  6,  8, thép góc  L63 ­ L160, thép chữ  I100 ­ I160, thép chữ  C80 ­ C160, thép tròn   50 ­   100,  thép chữ U80 ­ U140 2. Cơng tác tổ chức, bộ máy quản lý của Nhà máy Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính a. Đặc điểm tổ chức sản xuất tại Nhà máy Nhà máy cán thép Lưu Xá là đơn vị thành viên của Cơng ty Gang thép Thái   ngun, một doanh nghiệp sản xuất thép hình các loại có những đặc điểm như  sau: Sản xuất dây chuyền thuộc loại dây chuyền cơ khí hố sản xuất gián đoạn   có nhịp tự do dây chuyền sản xuất với 3 giá cán thép hình các loại, dây chuyền   có một đối tượng, đối tượng chuyển động trong q trình sản xuất. Theo đối  tượng sản xuất và tính chất lặp lại thì sản xuất tại Nhà máy là loại hình sản   xuất loại lớn vì số lượng sản phẩm rất lớn, với nhiều chủng loại như thép dây,  thép cây, thép hình, q trình sản xuất của Nhà máy ổn định, nhịp nhàng và tương   đối đều đặn. Tổ  chức sản xuất theo dây chuyền, với máy móc thiết bị hiện đại ,  chất lượng sản phẩm cao và tương đối ổn định Nhà máy tổ  chức sản xuất chun mơn hố theo ngành nghề, cơng việc   Cơng nhân được biên chế vào các tổ có nhiệm vụ riêng biệt theo tính chất và nội  dung cơng việc như thợ lò nung, thợ chuẩn bị ngun liệu, thợ hàn cắt, thợ thuỷ  lực, thợ  vận hành điện, thợ  vận hành cơ, thợ  lái cẩu trục. Theo u cầu cơng  việc, các tổ này được bố trí thành ca, thành phân xưởng sản xuất, các sản phẩm  của Nhà máy sản xuất ra mang tính chất sản xuất tập thể.  b. Quy trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm: Nhà máy cán thép Lưu Xá áp dụng cơng nghệ nung một lần, tức là ngun   vật liệu chính chỉ  qua một lần nung và sau đó tuỳ  thuộc vào tính chất của mỗi  sản phẩm sẽ được xử lý cho ra thành phẩm. Sơ đồ cơng nghệ như sau: SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SẢN PHẨM   Thỏi  phơi Nung  thỏi  phơi Cán  thép Cưa,  cắt, làm  nguội Tinh  chỉnh  sản  phẩm Đóng bó,  Nhập  kho Để sản xuất ra sản phẩm trải qua 6 giai đoạn như sau: Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính + Giai đoạn 1: Chuẩn bị  ngun vật liệu bao gồm kích thước và u cầu từng  loại mác thép cụ thể, kiểm tra các u cầu về kỹ thuật và tập hợp sao cho đảm  bảo thực hiện đúng quy trình, sản xuất thuận lợi, an tồn + Giai đoạn 2: Nung thực hiện đúng chế độ, nung theo u cầu cụ thể của từng   loại mác thép, kiểm tra tiêu chuẩn kỹ  thuật để  định ra chế  độ  nung hợp lý như  tốc độ nung, thời gian nung, nhiệt độ + Giai đoạn 3: Cán thép tuỳ theo u cầu của từng loại sản phẩm, tuỳ từng loại   phơi liệu để thực hiện số lần cán và phân phối số lần trên máy cán cho hợp lý + Giai đoạn 4: Cưa, cắt làm nguội, cưa cắt đoạn theo u cầu hoặc cắt đầu đi + Giai đoạn 5: Hồn chỉnh sản phẩm, tinh chỉnh nhằm nâng cao chất lượng sản   phẩm +  Giai đoạn 6: Đóng bó và nhập kho sản phẩm.       c. Đặc điểm quy trình chế tạo sản phẩm của Nhà máy: Với ưu điểm sẵn có của Nhà máy năm 1996 Nhà máy đã đầu tư lò nung, liên  tục nâng cấp công suất 40 tấn/giờ  và trong những năm qua Nhà máy đã đầu tư  chiều sâu, mở  rộng dây chuyền và nâng cao công nghệ  sản xuất. Hiện nay Nhà   máy đang thực hiện sản xuất thép cán 3 tuyến công nghệ  (Trung Quốc,  Đài  Loan, Ấn Độ)     ­ Nếu cán thép hình (thép góc, thép U, thép I) thì cán trên tuyến cơng nghệ Trung Quốc    ­ Nếu cán thép cây, thép vằn từ D18 đến D14 thì cán trên tuyến cơng nghệ của  Đài Loan.     ­ Nếu cán thép dây  6,  8, D10 thì cán trên tuyến cơng nghệ của Ấn Độ Với 1 lò nung liên tục, khi phân xưởng cán thực hiện   dây chuyền này thì  phân xưởng cơ điện có thể duy tu bảo dưỡng ở dây chuyền kia. Do đó q trình   sản xuất đan chen nhau khơng phải ngừng sản xuất tạo điều kiện cho đội ngũ   cơng nhân viên ln có việc làm và thu nhập ổn định, ngun liệu được dùng chủ  Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính yếu là thép thỏi và thép phơi nhập khẩu, áp dụng cơng nghệ  nung 1 lần tức là  ngun liệu chính chỉ qua 1 lần nung và sau đó tuỳ thuộc vào tính chất kỹ thuật   của mỗi sản phẩm sẽ được xử lý cho ra thành phẩm d. Tổ chức bộ máy quản lý của Nhà máy: * Tổ chức bộ máy quản lý:  Bộ  máy quản lý của Nhà máy cán thép Lưu Xá được tổ  chức theo hình   thức trực tuyến chức năng. Đứng đầu Nhà máy là Ban giám đốc chỉ  đạo cơng  việc trực tuyến xuống  từng phòng ban và phân xưởng. Ngồi ra, các phòng ban   chức năng có nhiệm vụ  tham mưu cho Ban giám đốc điều hành cơng việc của   Nhà máy. Cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý tổ  chức của Nhà máy được thể  hiện   qua sơ đồ sau:                                       10 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính CHƯƠNG III GIẢI PHÁP CẢI TIẾN KỸ THUẬT Giải pháp cải tiến kỹ thuật: Để ngày càng sản xuất ổn định, chất lượng sản phẩm được nâng cao, căn    vào yêu cầu của nhà máy và các  ưu nhược điểm đã phân tích trên. Để  khắc  phục bộ  những nhược điểm của dây truyền cán dây  ấn độ­Block chúng tơi xin   đưa ra những giải pháp sau:  ­ Nâng cấp máy tính dùng hệ  điều hành Windown98 (tốc độ  chậm, giao tiếp   khơng thuận tiện, phần cứng khó thay thế ) lên hệ điều hành mới Windown XP,  Win7 tương thích với phần cứng máy tính hiện tại (dễ  sử  dụng, chạy  ổn định  tốc độ cao, giao tiếp với hầu hết các thiết bị mới ) ­ Đồng bộ  máy tính dự  phòng, sao lưu dữ  liệu: để  khi hỏng máy tính, mất dữ  liệu lập tức đưa vào sản xuất ngay ­ Đọc tài liệu thiết bị phần cứng, liên hệ với đối tác: Mua cáp kết nối USB8551  nối được với tất cả các máy tính hiện nay (MT xách tay) thay cho các bộ chuyển   đổi cũ, cồng kềnh, tốc độ  chậm và quan trọng là khơng còn sản xuất được nữa   (khơng mua được). Qua đó nối thẳng PLC FP3 với máy tính xách tay hoặc máy  tính để bàn mới ­ Kết nối mạng internet tìm hiểu và download các phần mềm lập trình PLC FP3   (FPSHOP version 4.5) và phần mềm giao tiếp HMI (ASTRA USB LOCK version   32.1.1) mới nhất phù hợp với cáp kết nối USB8551.   ­ Viết phần mềm giao tiếp chuyển chuẩn  RS232 (Matsu) sang chuẩn USB855:  do chương trình kết nối của các phần mềm mới khơng tương thích với máy tính  hiện tại, dữ liệu hiển thị sai nên phải can thiệp vào các File chương trình giao  tiếp trong phần mềm để máy tính và PLC FP3 (đúng địa chỉ Address).    ­ Sau khi nâng cấp phần mềm giám sát SCADA ASTRA32.1.1: sửa đổi giao diện   chương trình giám sát từ tiếng anh sang tiếng việt, giám sát lỗi, điều kiện chạy   máy, vào ra thơng số  trực quan trên màn hình máy tính cho người vận hành  (ví  dụ: sự  cố  ngày 27/2/2015 được xử  lý nhanh chóng, khơng phải dò tìm ngun  nhân) 29 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính 30 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính ­ Viết thêm chương trình cảnh báo sự cố: khi có sự cố ngày xưa chỉ hiển thị khác   màu (người vận hành khơng chú ý hay hiểu sai) thì bây giờ  lập tức rú còi, hiển  thị trang thơng báo riêng, có nội dung sự cố ­  Thay đổi lập trình điều khiển PLC FP3: thay đổi chương trình tối  ưu cắt đầu  đi vào trước máy cán Block, cắt độ dài theo u cầu, sử lý sự cố thép nối đi   nhau (nâng cơng suất cán, khơng bị cắt bỏ xuống thùng) 31 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính    2. Ý nghĩa của đề tài sáng kiến trong thực tiễn Từ  sau khi thực hiện cải tiến Viết phần mềm giao tiếp RS232 (Matsu)  sang chuẩn USB: kết nối chương trình PLC, màn hình giám sát HMI vơi   máy tính:  chương trình hoạt động  ổn định hơn hẳn, đảm bảo cho các thiết bị  khu vực cán dây hoạt động ổn định hơn, góp phần hồn thành kế hoạch sản xuất   của Nhà máy và của Cơng ty giao. Mặt khác việc giao tiếp dễ  dàng hơn, thuận  tiện hơn và mang tính hiệu quả  hơn, phù hợp với điều kiện sản xuất của Nhà  máy Đặc biệt là đội ngũ đồn viên thanh niên với kiến thức đào tạo ở trường và   kiến thức tiếp thu trong thực tiễn sản xuất kinh doanh đã áp dụng thành cơng  trong cơng việc, khẳng định trình độ  đội ngũ kỹ  thuật. Điều đó đã được khẳng  định bằng việc hồn thành xuất sắc kế hoạch sản xuất kinh doanh của Nhà máy  năm 2014 với sản lượng sản xuất trong năm 196.000T/năm ­ Sử dụng dễ  dàng, tương thích với các máy tính ngày nay: giúp cho người vận  hành, giám sát trực quan (online) các thơng số, dễ dàng sao lưu dữ liệu sang máy  tính dự phòng.  ­ Các phần mềm lập trình FPSOFT, giám sát ASTRA được nâng cấp lên các   phiên bản cao nhất: chạy ổn định tốc độ cao ­ Khơng còn phụ thuộc vào các chun gia, cơng ty tự động hóa khác * Hiệu quả kinh tế: ­ Khi chuyển sản phẩm cán dây: cần đặt lại các tham số truyền dữ liệu, cán thử  hiệu chỉnh sản phẩm do thay đổi đường kính trục cán phải thay đổi tham số: tốc   độ, số lần cắt, độ dài đầu đi cần phải cán thử từ 2 phơi (500Kg/phơi) trở lên   để kiểm tra sản phẩm (kích thước hình học D0, gai thép)     Giá tiền phơi:   0,5x2x8.900.000= 8.900.000 VND     Giá trị thu hồi: 0,5x2x6.000.000 = 6.000.000 VND Giá trị làm lợi cho 1 tấn thép: 8.900.000­6.000.000=2.900.000 VND Trong q trình 1 đợt sản xuất, lỗi truyền thơng giữa máy tính PLC­CNET do   hay phải điều chỉnh tham số gây sự cố 3­4 phơi (2 tấn): Giá trị làm lợi 1 đợt sản xuất 2000 tấn: 2.900.000x2+2.900.000= 8.700.000VND Năm 2014 sản xuất 32.764 tấn:  Giá trị làm lợi 1 năm là (32.764/2000)x8.700.000=142.523.000 VND 32 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính ­ Do đội ngũ cán bộ  phòng kỹ  thuật cơ điện đã làm chủ  thiết bị  dây truyền cán   dây  ấn độ­ Block: khơng phải th cơng ty cơng nghệ  tự  động hóa viết phần  mềm khắc phục sự  cố  (chúng tơi tham khảo giá viết phần mềm của cơng ty  cơng nghệ command­ Bách khoa: là 65.000.000 VND)     Vậy giá trị làm lợi của đề tài trong năm 2014:       142.523.000+65.000.000= 207.532.000 VND 3. Giới thiệu chung về PLC      PLC (Programmable Logic Controller hay Programmable Controller) th ực ch ất   là một máy tính điện tử được sử dụng trong các q trình tự động hóa trong cơng  nghiệp. Thiết bị điều khiển có thể "lập trình mềm", làm việc theo chương trình   lưu trong bộ nhớ (như 1 máy tính điều khiển chun dụng); Thích hợp nhất cho điều khiển logic (thay thế các rơle), song cũng có thể  chức  năng điều chỉnh (như PID, mờ, ) và các chức năng tính tốn khác ­ Phạm vi  ứng dụng:   Lúc đầu chủ  yếu trong các ngành cơng nghiệp chế  tạo,  điều khiển các q trình rời rạc. Ngày nay cả  trong điều khiển trình tự  và điều  khiển q trình liên tục ­> cạnh tranh với Compact Digital Controllers và các hệ  DCS trong các ứng dụng “lai” Như  đã biết, nước ta hiện nay đang trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại  hóa. Vì thế, tự động hóa sản xuất đóng vai trò quan trọng, tự động hóa giúp tăng  năng suất, tăng độ  chính xác và do đó tăng hiệu quả  q trình sản xuất. Để  có   thể thực hiện tự động hóa sản xuất, bên cạnh các máy móc cơ khí hay điện, các  dây chuyền sản xuất…v.v, cũng cần thiết phải có các bộ  điều khiển để  điều  khiển chúng. PLC là một trong các bộ điều khiển đáp ứng đươc u cầu đó a. Cấu trúc: ­ Tất cả  các PLC đều có thành phần chính là : Một bộ  nhớ  chương trình RAM   bên trong ( có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngồi EPROM ). Một bộ vi xử lý  có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC. Các Modul vào /ra Bên cạnh đó, một bộ PLC hồn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng  tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để  chứa đựng chương trình dưới dạng hồn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị lập trình  33 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính là đơn vị  xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự  phòng, chỉ  khi nào   chương trình đã được kiểm tra và sẳn sàng sử  dụng thì nó mới truyền sang bộ  nhớ  PLC. Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hổ  trợ  cho  việc viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị  lập trình nối với PLC qua   cổng RS232, RS422, RS458, … b. Ngun lý hoạt động của PLC       CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ  đọc và kiểm tra  chương trình được chứa trong bộ  nhớ, sau đó sẽ  thực hiện thứ  tự  từng lệnh   trong chương trình, sẽ  đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được   phát tới các thiết bị  liên kết để  thực thi. Và tồn bộ  các hoạt động thực thi đó  đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ ­  Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín   hiệu song song : ­  Address Bus : Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau ­  Data Bus : Bus dùng để truyền dữ liệu ­   Control Bus : Bus điều khiển dùng để  truyền các tín hiệu định thì và điểu  khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC  Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thơng   qua Data Bus. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép  truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song. Nếu một modul đầu  vào nhận được địa chỉ  của nó trên Address Bus , nó sẽ  chuyển tất cả trạnh thái  đầu vào của nó vào Data Bus. Nếu một địa chỉ  byte của 8 đầu ra xuất hiện trên  Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data bus. Control  Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC   Các địa chỉ  và số  liệu được chuyển lên các Bus tương  ứng trong một thời gian  hạn chế Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thơng tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O . Bên  cạch đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số  từ 1­8 MHZ. Xung này   quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng   hồ của hệ thống c. Bộ nhớ 34 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính       PLC thường u cầu bộ nhớ trong các trường hợp : Làm bộ định thời cho các   kênh trạng thái I/O. Làm bộ  đệm trạng thái các chức năng trong PLC như  định  thời, đếm, ghi các Relay Mỗi lệnh của chương trình có một vị  trí riêng trong bộ  nhớ, tất cả  mọi vị  trí   trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ . Địa  chỉ của từng ơ nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử  lý. Bộ  vi xử  lý sẽ  giá trị  trong bộ  đếm này lên một trước khi xử  lý lệnh tiếp   theo . Với một địa chỉ  mới , nội dung của ơ nhớ tương ứng sẽ  xuất hiện ở đầu  ra, q trình này được gọi là q trình đọc  Bộ  nhớ  bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có   khả  năng chứa 2.000 ­ 16.000 dòng lệnh , tùy theo loại vi mạch. Trong PLC các  bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng  RAM (Random Access Memory ) có thể  nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ  nội dung bất kỳ  lúc nào. Nội dung của RAM sẽ  bị mất nếu nguồn điện ni bị  mất . Để  tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị  một pin khơ, có khả  năng cung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực   tế  RAM được dùng để  khởi tạo và kiểm tra chương trình. Khuynh hướng hiện  nay dùng CMOS­RAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn  EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sử  dụng bình thường chỉ  có thể  đọc chứ  khơng ghi nội dung vào được . Nội dung  của EPROM khơng bị mất khi mất nguồn , nó được gắn sẵn trong máy , đã được   nhà sản xuất nạp và chứa hệ  điều hành sẵn. Nếu người sử  dụng khơng muốn   mở   rộng     nhớ       dùng   thêm   EPROM   gắn   bên     PLC   Trên   PG  (Programer) có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên kết với  những truy xuất linh động của RAM và có tính ổn định. Nội dung của nó có thể  được xóa và lập trình lại, tuy nhiên số lần lưu sửa nội dung là có giới hạn Mơi trường ghi dữ  liệu thứ  tư  là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử  dụng trong  máy lập trình. Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng  để lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài Kích thước bộ nhớ : 35 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính Các PLC loại nhỏ  có thể  chứa từ  300 ­1.000 dòng lệnh tùy vào cơng nghệ  chế  tạo Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K ­ 16K, có khả năng chứa từ 2.000 ­16.000   dòng lệnh Ngồi ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM , EPROM d. Các ngõ vào ra I / O        Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul (các đầu vào   của PLC), các cơ  cấu chấp hành được nối với các modul ra ( các đầu ra của  PLC). Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử  lý là  12/24VDC hoặc 100/240VAC. Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển  thị  trạng thái của các kênh I/O được cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều  này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản  36 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính  Xây dựng các màn hình giám sát 37 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính Đặt tên Bước 1: Trong phần Basic  object lựa trọn Textfield, là  trường đặt tên Bước 2: Kéo Textfield vào màn  hỡnh vừa tạo (giả sử là  Gioithieu) Bước 3: Thay đổi Text, giả sử  Nhà máy Cán Thép Lưu Xá Bước 4: có thể thay đổi kích  cỡ ký tự tựy theo yờu cầu 38 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính Tạo ra các trường giao tiếp  với PLC là các trường  Iofield Bước 1: trong phần Elemens,  lựa chọn IOfield Bước 2: Kéo thả vào màn hình; Trường giao tiếp này có  kiểu nhập Input, kiểu chỉ  đọc Output hoặc kiểu vừa  nhập, vừa đọc Input/Output Trường giao tiếp này sẽ  được gắn với một tác vụ  (Tag), có địa chỉ tương ứng  với một vùng nhớ trong  PLC, giả sử DT813, DT618 39 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính Bước 3: định địa chỉ  vùng nhớ trên PLC  FP3 Bước 4: trong phần PLC  Tag Parameter, phần địa  chỉ sẽ gán 1 vùng địa chỉ  cho tác vụ: Giả sử tác vụ có tên  DT578 được định địa chỉ  DT578­sloop scan 40 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính CHƯƠNG IV KẾT  LUẬN        Dây chuyền sản xuất thép cán dây­Block: ( 6 và  8)  hiện nay tuy rằng đã  lạc hậu so với các Nhà máy cán thép trong nước cũng như trong khu vực, nhưng   với lòng say mê cơng việc các CBCNVC của đơn vị ln vững vàng phấn đấu thi  đua hồn thành các nhiệm vụ trong điều kiện thực sự  khó khăn chung như  hiện          Là một đồn viên gương mẫu trong cơng tác cũng như  các hoạt động của  Đồn, chúng tơi ln mong muốn xây dựng tích cực hơn trong mọi lĩnh vực của  Đồn TNCS Hồ Chí Minh. Phát huy tính sáng tạo của mình áp dụng vào thực tiễn  sản xuất. Bằng tinh thần nhiệt huyết khẩn trương chúng tơi đã hồn thành kịp   thời bản báo cáo chi tiết “Đề tài Sáng tạo trẻ” thuộc lĩnh vực điện tự động hố   Những  ứng dụng thực tế  của đề  tài đã góp phần thay đổi cơng đoạn sản xuất   của đơn vị, qua đó nâng cao năng xuất lao động của CBCNVC, cải thiện điều  kiện làm việc và giảm giá thành sản phẩm. Đáp ứng tốt sản phẩm cho thị trường   sử dụng như hiện nay       Trong  phạm vi đề tài này chúng tơi đề cập đến vấn đề thay đổi về mặt thiết   bị  trong dây chuyền sản xuất thép cán và nhằm đáp  ứng nhu cầu sản xuất của   đơn  vị ngày một tiến bộ hơn, mặt khác việc thay đổi thiết bị này còn mang lại   lợi ích thiết thực cho đơn vị. Đặc biệt là đội ngũ Đồn viên thanh niên            Qua đề  tài này chúng tơi đã tổng hợp được nhiều kiến thức chun mơn   Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều   nên đề  tài này của chúng tơi khơng tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tơi rất   mong được sự đóng góp của các bạn bè và đồng nghiệp để đề tài của chúng tơi  được hồn thiện hơn  41 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính MỤC LỤC Nội dung                                                                                                 Trang Lời nói đầu   .  1  Chương I : Khái qt về quy mơ, đặc điểm các hoạt động chính cuả Nhà máy  Cán thép Lưu Xá 1. Q trình hình thành và phát triển: Nhà máy Cán thép Lưu Xá ­ Cơng ty cổ  phần   Gang   thép   Thái  ngun 2   Công   tác   tổ   chức,     máy   quản   lý     Nhà  máy a   Đặc   điểm   tổ   chức   sản   xuất   của  NM b   Quy   trình   công   nghệ   sản  xuất .8 c   Đặc   điểm   quy   trình   chế   tạo   sản   phẩm   của  NM .8 d   Tổ   chức     máy   quản   lý   của  NM e   Lao   động       của  NM 11 Chương II: Giới thiệu sơ lược về cơng nghệ dây truyền cán dây ấn độ­  Block 12 1. Quy trình cơng nghệ dây truyền cán dây ấn độ­  Block  .12   Giải   thích   quy   nghệ 14 trình   cơng  3 . Ưu nhược điểm của dây truyền cán dây ấn độ­  Block  20 42 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài:  Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC,  màn hình giám sát HMI với máy tính Chương   III:   Giải   pháp   cải   tiến   thuật  .24  Giải   pháp   cải   tiến   thuật 24 2. Ý nghĩa của đề tài sáng kiến trong thực  tiễn  .27     Giới   thiệu   PLC 27 Chương   IV:   luận  34  kỹ  kỹ  về  Kết  Tài liệu tham khảo: 1­ Tự động hố với Simatic S7­200 và 300 Tác giả: Nguyễn Dỗn Phước 2 ­ Giáo trình điều khiển logic và PLC của tác giả Nguyễn Như Hiển, Nguyễn  Mạnh Tùng 3­ Các tài liệu trên mạng internet vv 43 Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền ... Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài: Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC, màn hình giám sát HMI với máy tính ­ Viết thêm chương trình cảnh báo sự cố: khi có sự cố ngày xưa chỉ hiển thị khác... Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài: Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC, màn hình giám sát HMI với máy tính ­  Chương trình PLC NAIS FP3­Panasonic: phần logic điều khiển cần phải thay... Người thực hiện:                                                       Đỗ Đức Thành­Phạm Khả  Miền Báo cáo đề tài: Viết phần mềm giao tiếp chuẩn USB: kết nối chương trình PLC, màn hình giám sát HMI với máy tính SƠ ĐỒ TỔ CHỨC BỘ MÁY QUẢN LÝ GIÁM ĐỐC P. Giám đốc Kỹ thuật