Đồ án tốt nghiệp ngành điện tự động công nghiệp thiết kế và xây dựng mô hình PLC điều khiển cho 5 quạt thông gió cho hệ thống nhà xưởng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2015 THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN CHO QUẠT THƠNG GIĨ CHO HỆ THỐNG NHÀ XƯỞNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHÒNG - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN CHO QUẠT THƠNG GIĨ CHO HỆ THỐNG NHÀ XƯỞNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Văn Thành Người hướng dẫn: T.S Nguyễn Đức Minh HẢI PHÒNG - 2018 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Văn Thành – MSV : 1412102037 Lớp : ĐC1801- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết kế xây dựng mô hình PLC điều khiển cho quạt thơng gió cho hệ thống nhà xưởng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn Địa điểm thực tập tốt nghiệp : CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất:TH.S Nguyễn Đức Minh Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Trường Đại học dân lập Hải Phịng Tồn đề tài Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp giao ngày 12 tháng năm 2018 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 21 tháng năm 2018 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán hướng dẫn Đ.T.T.N Nguyễn Văn Thành T.S Nguyễn Đức Minh Hải Phòng, ngày tháng năm 2018 HIỆU TRƯỞNG GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính tốn giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) Cho điểm cán hướng dẫn ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2018 Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2018 Người chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) Lời Mở Đầu Ngày trước phát triển vũ bão khoa học kỹ thuật việc áp dụng khoa học công nghệ vào thực tế sản xuất phát triển rộng rãi mặt quy mơ lẫn chất lượng Trong ngành tự động hóa chiếm vai trị quan trọng giảm nhẹ sức lao dộng cho người mà cịn góp phần lớn việc nâng cao suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm, ngành tự dộng hóa ngày khẳng định vị trí vai trị ngành công nghiệp phổ biến rộng rãi hệ thống cơng nghiệp tồn giới nói chung Việt Nam nói riêng Chiếm vai trò quan trọng ngành tự động hóa kỹ thuật điều khiển logic lập trình viết tắt PLC Nó phát triển mạnh mẽ ngày chiếm vị trí quan trọng ngành kinh tế quốc dân Không thay cho kỹ thuật điều khiển cấu cam kỹ thuật rơ le trước mà chiếm lĩnh nhiều chức phụ khác Xuất phát từ thực tế đó, q trình học tập trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng, bảo hướng dẫn tận tình thầy cô khoa Điện Công Nghiệp đặc biệt thầy giáo, TH.S ”Nguyễn Đức Minh”, em nhận đồ án với đề tài: “ Thiết kế xây dựng mơ hình PLC điều khiển cho quạt thơng gió cho hệ thống nhà xưởng ”.Để giúp cho sinh viên có thêm hiểu biết vấn đề Chương 1:Giới Thiệu Tổng Quan Về PLC Cấu trúc họ phần cứng PLC S7-200 1.1 Cấu trúc phần cứng -PLC: Là tên viết tắt “Programmable Logic Control” thiết bị điều khiển lập trình hay khả trình, cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình -Lịch sử hình thành phát triển: Bộ điều khiển lập trình kỹ sư công ty General Motors- Hoa kỳ sáng chế năm 1968 -Với tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng yêu cầu điều khiển:  Dễ lập trình thay đổi chương trình  Cấu trúc dạng Moudule mở rộng, dễ bảo trì sửa chữa  Đảm bảo độ tin cậy mơi trường sản xuất Hình 1.1a:PLC đời năm 1968 Hoa kỳ Tuy nhiên hệ thống đơn giản cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn việc vận hành lập trình hệ thống Vì nhà thiết kế chế tạo bước để hệ thống trở nên đơn giản, gọn nhẹ dễ vận hành Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển cầm tay ( Programmable controller Handle) đời vào năm 1969 Điều tạo thuận lợi phát triển thật cho kỹ thuật lập trình điều khiển Hình 1.1bPLC sản xuất năm 1969 Sự phát triển hệ thống phần cứng từ năm 1975 làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ chức mở rộng:  Số lượng ngõ vào/ra nhiều có khả điều khiển ngõ vào/ra từ xa kỹ thuật truyền thông  Bộ lưu trữ liệu nhiều  Nhiều loại module chuyên dùng Trong năm 1970, với phát triển cơng nghệ phần mềm, lập trình điều khiển PLC không thực câu lệnh đơn giản mà cịn có thêm lệnh định , đếm kiện, lệnh xử lý toán học, xử lý liệu, xử lý xung , xử lý thời gian thực… Từ năm 1970 đến nay, điều khiển lập trình PLC trở thành thiết bị thiếu ngành công nghiệp tự động Các nhà thiết kế tạo kỹ thuật ghép nối PLC riêng lẻ thành hệ thống chung, tăng khả hệ thống riêng lẻ, tốc độ hệ thống cải thiện, chu kỳ quét 10 Q0.5 Báo động đèn Bài toán: *Khi nhấn nút 1: I0.0=1 khơng có quạt gặp cố, quạt chạy quạt khơng chạy báo động , quạt khơng chạy sau 15s báo động *Khi nhấn nút :I0.1=1 khơng có quạt gặp cố quạt chạy, mặc định quạt 1,2,3,4 Nếu quạt không chạy báo động ngay, quạt không chạy sau 10s báo động *khi nhấn nút 3: I0.2=1 khơng có quạt gặp cố quạt chạy mặc định 1,2 Nếu gặp cố báo động *Nút :I0.3=1: Tắt báo động *Nút 5: I0.4=1 tắt hệ thống 3.4.3.Cách đấu nối vào cho PLC 65 Hình 3.4.3 đấu nối vào cho PLC 66 3.5 Chương trình điều khiển 67 68 69 70 71 72 73 74 Mơ hình sau hoàn thiện 75 Kết Luận Sau khoảng thời gian ngắn thực đề tài tốt nghiệp, với nỗ lực cố gắng thân giúp đỡ tận tình thầy giáo, bạn bè lớp, đến em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Trong đề tài em tìm hiểu thực yêu cầu sau: -Tìm hiểu PLC họ PLC S7-200 hãng Simen -Tìm hiểu hệ thống cung cấp khơng khí quạt thơng gió nhà xưởng -Ứng dụng PLC S7-200 mơ hình điều khiển -Biết cách xây dựng mơ hình thu nhỏ hệ thống quạt thơng gió Tuy nhiên thời gian có hạn trình độ thân em nhiều hạn chế nên q trình làm đề tài cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận bảo , đóng góp ý kiến thầy giáo ,các bạn bè lớp để em hồn thiện kiến thức cách tốt Một lần em xin chân thành cảm ơn bảo, hướng dẫn tận tình thầy giáo, TH.S Nguyễn Đức Minh, thầy cô khoa, bạn bè lớp suốt trình làm đề tài em Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày…tháng… năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Văn Thành 76 Tài liệu tham khảo [1] Giáo trình PLC-Hà Văn Trí, NXB Khoa học kĩ thuật [2]Kỹ thuật điều khiển ,lập trình PLC SIMATIC S7-200, Th.S Châu Đức Chí, NXB Thành phố Hồ Chí Minh [3] PLC lập trình ứng dụng công nghiệp, Trần Thế San-Nguyễn Ngọc Phương (2009), NXB khoa học kĩ thuật [4] Tailieu.vn [5] Google.com 77 Mục Lục Lời Mở Đầu Chương 1:Giới Thiệu Tổng Quan Về PLC Cấu trúc họ phần cứng PLC S7-200 1.1 Cấu trúc phần cứng 1.2 Phân Loại 12 1.3 Chế độ làm việc vòng quét 14 1.4 Các thiết bị phụ trợ 15 1.5 Ngơn ngữ lập trình 15 1.6 Ứng dụng PLC 17 1.7 Cấu trúc phần cứng họ PLC S7-200 18 1.7.1 Các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn họ PLC s7-200 18 1.7.2.Tính PLC S7-200 18 1.7.3.Cấu trúc nhớ CPU 19 1.7.4 Đơn vị S7-200 22 1.8 Tập lệnh 24 1.8.1 Các lệnh vào 24 1.8.2 lệnh ghi xóa giá trị cho tiếp điểm 24 1.8.3 Timer: TON,TOF, TONR 26 1.8.4 COUNTER 27 1.9 Chương trình điều khiển 31 1.9.1 Khai bào phần cứng 31 1.9.2 Cấu trúc sổ lập trình 32 Các phần tử lập trình thường dùng (cửa sổ Program Elements) 33 Chương 2:Ứng dụng hệ thống quạt thơng gió điều khiển tự động cho Nhà Máy Đóng Tàu Bạch Đằng 36 2.1 Hệ thống quạt thơng gió cơng nghiệp vai trị quạt thơng gió cơng nghiệp? 36 2.1.1Các hệ thống thơng gió cho nhà xưởng 36 2.1.2 Dưới yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến người khơng có hệ thống quạt thơng gió 39 2.2Tổng quan hệ thống thơng gió 43 78 2.2.1.Phân loại loại quạt thơng gió hiên 43 2.2.2Một số loại quạt thường gặp 43 2.2.3.Các thông số kỹ thuật quạt 45 2.3THƠNG GIĨ 47 2.3.1Khái niệm, mục đích phân loại hệ thống thơng gió 47 2.4Giới thiệu nhà máy đóng tàu Bạch Đằng 49 2.5Giới thiệu phân xưởng phóng dạng đặt phân xưởng vỏ I: 52 Chương : Xây dựng tốn mơ hình điều khiển hệ thống quạt thơng gió nhằm áp dụng cho phân xưởng phóng dạng nhà máy Đóng tàu Bạch Đằng 55 3.1 Xây dựng hệ thống quạt thơng gió 55 3.1.1.Các phần tử sơ đồ 56 3.1.2Nguyên lý hoạt động quạt trình bày sau: 56 Ta xét mức nhiệt độ sau: T0 -T1 T2 -T3: 56 3.1.3Các bảo vệ hệ thống 57 3.1.4.Sơ đồ điện hệ thống quạt 58 3.2.Sự dụng hệ thống điều khiển từ xa kết nối với S7-200 để điều khiển hệ thống quạt thơng gió 58 3.2.1 Định địa đầu vào cho PLC 58 Bảng 3.2.1:định địa đầu vào cho PLC 59 3.2.2Định địa đầu cho PLC 60 3.3 Cách đấu nối đầu vào PLC 62 3.3.1.Đấu nối đầu vào cho PLC 62 3.3.2.Đấu nối đầu PLC 63 3.4Xây dựng mơ hình toán 64 3.4.1,Địa đầu vào PLC 64 3.4.2,Địa đầu PLC 64 Bảng 3.4.2: Địa đầu PLC: 64 3.4.3.Cách đấu nối vào cho PLC 65 3.5 Chương trình điều khiển 67 Mơ hình sau hồn thiện 75 Kết Luận 76 Tài liệu tham khảo 77 79 ... byte 150 151 thuộc miền V byte 150 byte cao từ - Truy nhập theo từ kép: Tên miền (+) D (+) địa byte cao từ miền +Ví dụ: VD 150 từ kép byte 150 , 151 , 152 , 153 thuộc miền V byte 150 byte cao 153 byte... = &VB 150 : Thanh ghi AC1 chứa địa byte 150 thuộc miền V VD100 = &VW 150 : Từ kép VD100 chứa địa byte cao (VB 150 ) từ đơn VW 150 AC2 = &VD 150 : Thanh ghi AC2 chứa địa byte cao (VB 150 ) từ kép VD 150 -... dựng mơ hình PLC điều khiển cho quạt thơng gió cho hệ thống nhà xưởng ”.Để giúp cho sinh viên có thêm hiểu biết vấn đề Chương 1:Giới Thiệu Tổng Quan Về PLC Cấu trúc họ phần cứng PLC S7-200 1.1