Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát dây chuyền sản xuất long nhãn sấy khô.

Nội dung báo cáo gồm 3 chương được giới thiệu sơ lược sau đây: Chương 1: Cơ sở lý thuyết Chương 2: Tổng quan về hệ thống Chương 3: Phân tích và thiết kế mô hình hệ thống Nhãn tươi được đưa từ băng tải 1 vào bồn chứa, sau khi cân Loadcell cân xong nếu trọng lượng thực thấp hơn trọng lượng ta cài đặt thì hệ thống delay cho đến khi trọng lượng thực bằng hoặc hơn trọng lượng được cài đặt mới chạy tiếp. Sau khi trọng lượng nhãn trong bồn chứa đạt đủ yêu cầu thì: Van xả 1, 2, 3 được bật cùng lúc với bồn rửa Bồn rửa khời động máy trộn 1 cùng lúc để trộn nhãn cùng với chất tiệt trùng và nước (van xả 2, 3)

LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình thực hiện Đồ án, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Cơ giáo Thạc sĩ Hồng Thị Hải Yến người hết lòng hướng dẫn ủng hộ tinh thần cho em thời gian thực hiện đồ án, giúp em có hướng đắn để hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn Cô tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cơ Em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, cô giáo Khoa Cơng nghệ Tự động hóa – Trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông dạy bảo, truyền đạt lại kiến thức cho em suốt năm học đại học, để em có những kiến thức ngày hôm từ những kiến thức nền tảng đó, em hồn thiện đờ án tốt Xin cảm ơn các bạn sinh viên nhiệt tình giúp đỡ nhiều về tài liệu cũng những kiến thức để em hồn thành tớt đờ án Thái Nguyên, tháng năm 2020 Sinh viên Đào Ngọc Thanh LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan toàn nội dung báo cáo em tự tìm hiểu, nghiên cứu tham khảo số tài liệu liên quan Nội dung báo cáo không chép vi phạm quyền từ công trình nghiên cứu Nếu những lời cam đoan khơng đúng, em xin chịu hồn toàn trách nhiệm trước nhà trường Thái Nguyên, tháng năm 2020 Sinh viên Đào Ngọc Thanh MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật Đặc biệt lĩnh vực tự động hóa tạo nên động lực thức đẩy phát triển các ngành công nghiệp khác nhằm phục vụ đáp ứng nhu cầu người sống Con người với sự trợ giúp máy móc, những cơng cụ thơng minh khơng phải trực tiếp làm việc, hay những công việc mà người làm với khả minh mà việc điều khiển chúng hay chúng làm việc hoàn toàn tự động mang lại những lợi ích hết sức to lớn, giảm nhẹ tối ưu hóa cơng việc Với sự tiến đáp ứng những nhu cầu người sớng hiện đại nói chung sự phát triển khoa học kỹ thuật nói riêng Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử tự động hóa phát triển nhanh chóng nên việc ứng dụng PLC vào các nhà máy sản xuất không quá xa lạ Để thực hiện cơng việc cách khoa học nhằm đạt số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế Các Cơng ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng cơng nghệ lập trình PLC sử dụng các loại phần mềm tự động Dây chuyền sản xuất tự động PLC giảm sức lao động công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu cao đáp ứng kịp thời cho đời sớng xã hội Do em xin giới thiệu đến hội đờng các đặc tính cơng nghệ hệ thống sản xuất sấy khô tự động cũng dây chuyền em tìm hiểu mô phỏng “Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát dây chuyền sản xuất long nhãn sấy khô” Đây sở để thiết kế những hệ thớng tương tự ngồi thực tế ứng dụng rộng rãi các khu công nghiệp hay nhà máy Nội dung báo cáo gồm chương giới thiệu sơ lược sau đây: - Chương 1: Cơ sở lý thuyết - Chương 2: Tổng quan về hệ thớng - Chương 3: Phân tích thiết kế mô hình hệ thống Do kiến thức hạn chế, cộng với thời gian tích lũy chưa nhiều nên báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót số nội dung chưa chi tiết, mong các thầy giáo góp ý thơng cảm CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1, Tổng quan hệ thống điều khiển giám sát SCADA từ viết tắt Supervisory Control And Data Acquisition (Điều khiển giám sát thu thập dữ liệu) Nó khơng những hệ thớng điều khiển đầy đủ mà hệ thống giám sát Hệ thống SCADA kết sự kết hợp chặt chẽ giữa công nghệ thông tin công nghệ tự động hoá Các thiết bị tự động hoá đều có khả truyền thông tham gia vào mạng truyền thông công nghiệp Một hệ thống SCADA bao gồm hay nhiều máy tính, dùng kèm với phần mềm ứng dụng thích hợp Chúng hình thành các Trạm (MS - Master Stations) kết nối thông qua hệ thống thông tin liên lạc (đường dây hữu tuyến, vô tuyến, đường dây truyền tải, cáp quang, mạng Internet ) kết nối với các đơn vị tải đầu cuối (RTU Remote Terminal Units) Các RTU đặt nhiều vị trí khác để thu thập dữ liệu, điều khiển từ xa, tự điều khiển linh hoạt hệ thống thông báo định kỳ kết về máy tính chủ Một hệ thớng SCADA thu thập thông tin, truyền thông tin trở lại vị trí trung tâm, sau cảnh báo trạm có sự cớ xảy ra, cần thực hiện các phân tích điều khiển, xem xét liệu sự cớ có nguy cấp hay khơng, rời hiển thị thơng tin theo dạng logic có tổ chức định Hệ thớng SCADA dạng đơn giản, hệ thống giám sát điều kiện môi trường, phức tạp, hệ thớng giám sát các hoạt động nhà máy lượng hạt nhân Trước đây, các hệ thống SCADA sử dụng mạng chuyển mạch chung (PSN - Public Switched Network) để phục vụ mục đích giám sát Hiện nay, nhiều hệ thống giám sát sử dụng sở hạ tầng LAN/WAN (Local Area Network/Wide Area Network) Kỹ thuật không dây cũng ứng dụng rộng rãi cho mục đích giám sát 1.1.2, Cấu trúc hệ thống điều khiển giám sát Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống SCADA Hệ scada bao gồm  Một nhiều thiết bị giao tiếp dữ liệu, thường các RTU PLC  Một hệ truyền thông sử dụng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị giao tiếp dữ liệu các khới điều khiển, các máy tính máy chủ trung tâm SCADA Hệ thớng sóng vơ tuyến, điện thoại, cáp, vệ tinh sự kết hợp loại  Một nhiều máy tính chủ trung tâm (còn gọi SCADACenter, Master Station, Master Terminal Unit - MTU) Một tập các chuẩn và/hoặc hệ thống phần mềm (đôi gọi làphần mềm giao diện người – máy (HMI – Human Machine Interface MMI – Man Machine Interface) sử dụng để hỗ trợ cho máy chủtrung tâm SCADA ứng dụng thiết bị đầu cuối, hỗ trợ hệ thống truyền thông, giám sát điều khiển các thiết bị giao diện dữ liệu từ xa 1.1.3, Phần cứng hệ thống điều khiển giám sát 1.1.4, Các đơn vị tải đầu cuối RTU RTU thiết bị giao tiếp với các đối tượng hệ SCADA cách truyền dữ liệu phép đo từ xa tới hệ thống và/hoặc cảnh báo trạng thái các đối tượng kết nối dựa các thông báo điều khiển nhận từ hệ thống Một RTU điển hình có giao diện trùn thơng (thường nối tiếp, Ethernet, giao diện riêng sự kết hợp đây), xử lý đơn giản, vài cảm biến, vài chuyển mạch, Bus sử dụng để liên lạc với các thiết bị và/hoặc các Board giao diện Bus gọi Bus thiết bị Các Board giao diện dạng sớ dạng tương tự, thiết kế cho dầu vào, cho dầu hai Chúng thường viết tắt "DI" (Digital Input), "AO" (Analog Output), Các RTC thực chất các điều khiển (PLC vi điều khiển), bên thường chứa sẵn các chuyển đổi ADC (Analog Digital Converters) DAC (Digital Analog Converters) Các RTU thiết kế chặt chẽ, bao gồm: các ngõ vàora I/O bảo vệ nghiêm ngặt để khử nhiễu chống các xung quá độ điện áp Các RTU thiết kế để làm việc mơitrường có nhiệt độ khắc nghiệt (- 40°C đến +85°C), cấp nguồn điện AC 120/240V, điện DC 125/24VDC Một RTU có nhiều cổng kết nới cho RTU chia sẻ nhiều máy (Master Station)  Có loại RTU sau • RTU dùng cho các trạm trung chuyển • RTU dùng để tự động hoá lưới phân phới • Bộ điều khiển Logic khả trình (PLC -Programmable Logic Control) • Bộ chuyển đổi (Transducer) • Bộ đờn xung (Pulse Accumulator) 1.1.5, Trạm chủ hệ thống SCADA Trạm chủ hệ thống SCADA có nhiệm vụ giám sát điều khiển các RTU, khả tương tác đồ hoạ ngày cao các máy tính dùng trạm cho phép người vận hành dễ dàng truy cập theo dõi toàn hệ thống Trạm chủ chạy các trình ứng dụng SCADA nền hệ điều hành UNIX Windows, các chương trình viết nhà cung cấp người sử dụng hiệu chỉnh bổ sung Trạm chủ không giám sát điều khiển các RTU mà truy cập dữ liệu khách hàng Khai thác sở dữ liệu cho phép ta viết các chương trình thông minh cho phép lọc các sự cố cảnh báo thực hiện số hiệu chỉnh mà không cần người điều hành can thiệp.Dựa vào loại thiết bị trạm chủ, ta phân ra:  Hệ thớng dựa vào máy tính PC (PC Based Systems)  Hệ thống trạm làm việc (Workstation Systems)  Hệ thớng dùng máy tính Mini (Minicomputer Systems) 1.1.6, Xử lý liệu - Dữ liệu truyền tải hệ SCADA dạng liên tục (analog), dạng sớ (digital) hay dạng xung (pulse) - Dữ liệu truyền tải hệ SCADA thể hiện dạng số gọi trường Dữ liệu (data field) Dữ liệu dạng số hình thành từ các dạng tín hiệu logic (on/off), tín hiệu analog dòng/áp, tín hiệu xung tớc độ cao, Giao diện sở để vận hành các thiết bị đầu cuối hình giao diện đồ họa GUI (Graphical User Interface) dùng để hiển thị tồn hệ thớng điều khiển giám sát các thiết bị hệ thống Tại thời điểm, dữ liệu hiện thị dạng hình ảnh tĩnh, dữ liệu thay đổi thì hình ảnh cũng thay đổi theo Trong trường hợp dữ liệu hệ thống biến đổi liên tục theo thời gian, hệ SCADA thường hiện thị quá trình thay đổi dữ liệu hình giao diện đồ họa (GUI) dạng đồ thị Một ưu điểm lớn hệ SCADA khả xử lý lỗi thành công hệ thống xảy sự cớ Nhìn chung, có sự cớ hệ SCADA lựa chọn các cách xử lý sau: • Sử dụng dữ liệu cất giữ các RTU: các hệ SCADA có các RTU có dung lượng nhớ lớn, hệ thớng hoạt động ổn định dữ liệu lưu vào 3.4.3, Thiết kế mô Hệ thống thiết kế mô phỏng phần mềm WinCC 3.4.3.1, Các Tag Management hệ thống - Tag đầu vào: Hình 3.5: Các Tag đầu vào hệ thống - Tag đầu ra: Hình 3.6: Các Tag đầu hệ thống - Tag miền nhớ: Hình 3.7: Các Tag miền nhớ hệ thống 3.4.3.2, Hệ thống mô sau chạy runtime WinCC - Màn hình khởi động hệ thống điều khiển giám sát nhãn sấy khô Hình 3.8: Màn hình khởi động hệ thống - Màn hình hệ thớng điều khiển giám sát nhãn sấy khơ Hình 3.9 Màn hình hệ thống chạy chế độ auto KẾT LUẬN Qua quá trình xây dựng thiết đề tài với sự giúp đỡ nhiệt tình cô giáo các bạn em hồn thành việc thiết kế mơ phỏng "Hệ thống giám sát điều khiển sấy khô long nhãn tự động" sử dụng PLC S7-300 em thấy đề tài hay, có tính ứng dụng lớn thực tế Trên sở đồ án giải những yêu cầu đờ án là: - Xây dựng mơ phỏng theo yêu cầu đặt - Vận hành theo yêu cầu công nghệ - Tổng quan về công nghệ quy trình sấy long nhãn - Biết sở để thiết kế cách hệ thống thực hoạt động sấy khô long nhãn Do kinh nghiệm lượng kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót Mong sự đóng góp ý kiến các thầy giáo, giáo các bạn Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu nhà trường, các phòng ban chức năng, các thầy cô Khoa Công nghệ Tự động hóa, các bạn đặc biệt Th.S Hồng Thị Hải Yến người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trong kỹ thuật sấy khô rau trái tự động, ứng dụng đều có những thách thức khác Việc tự động hóa quy trình tăng lên từng ngày giới ngày Nhu cầu sản xuất xuất nông sản, trái cần đảm bảo sản lượng mà chất lượng không thay đổi Do đòi hỏi phát triền các mơ hình, máy móc hoạt động cách xác với sớ lượng lớn tốc độ ổn định mà sức người khơng làm Bên cạnh cơng nghệ các nhà máy sấy khô tự động dần trở lên phổ biến giá thành cao nên chưa nhiều doanh nghiệp dám mạo hiểm, đảm bảo yêu cầu giá thành hợp lý cũng hướng nghiên cứu đáng quan tâm Trong thời gian tới, em hi vọng có nhiều doanh nghiệp, tổ chức,cá nhân nhìn tiềm loại hình sản xuất tự động ứng dụng cho sản xuất để xuất nước, ứng dụng sản xuất hàng ngày với nhiều ngành hàng chứ không đơn mô phỏng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh: Điều khiển với SIMATIC S7-300, Nhà xuất bách khoa hà nội (1997) [2] PGS TS Trần Thu Hà, Phạm Quang Huy: Tự động hóa với WinCC, Nhà xuất Hờng Đức (2006) [3] Nguyễn Văn Khang: Bộ điều khiển Logic khả trình PLC ứng dụng, Nhà xuất bách khoa hà nội, (2006) [4] Lê Xuân Hải, Đào Phương Nam: Các thực hành PLC S7-300 & WinCC, Nhà xuất xây dựng, (2017) [5] Tài liệu từ các website : http://www.plcvietnam.com.vn http://www.diendanplc.forumvi.com https://www.google.com https://www.vi.wikipedia.org PHỤ LỤC #include "apdefap.h" void OnLButtonDown(char* lpszPictureName, lpszPropertyName, UINT nFlags, int x, int y) { //Nut an truy cap/thoat he thong OpenPicture("Begin Screen.Pdl"); OpenPicture("Main Screen.Pdl"); //Nut an che Auto BOOL bit; bit=GetTagBit("BM_TUDONG"); if(bit==0) SetTagBit("BM_TUDONG",1); if(bit==1) SetTagBit("BM_TUDONG",0); //Nut an che Manual BOOL bit; char* lpszObjectName, char* bit=GetTagBit("BM_MANU"); if(bit==0) SetTagBit("BM_MANU",1); if(bit==1) SetTagBit("BM_MANU",0); //Nut an Mophong BOOL bit; bit=GetTagBit("BM_MOPHONG"); if(bit==0) SetTagBit("BM_MOPHONG",1); if(bit==1) SetTagBit("BM_MOPHONG",0); //1 nut an tac dong cam bien can 1-7 BOOL bit; bit=GetTagBit("CB_CAN_1"); if(bit==0) SetTagBit("CB_CAN_1",1); if(bit==1) SetTagBit("CB_CAN_1",0); BOOL bit; bit=GetTagBit("CB_CAN_2"); if(bit==0) SetTagBit("CB_CAN_2",1); if(bit==1) SetTagBit("CB_CAN_2",0); …… //1 nut an tac dong cam bien day 4-7 BOOL bit; bit=GetTagBit("CB_DAY_4"); if(bit==0) SetTagBit("CB_DAY_4",1); if(bit==1) SetTagBit("CB_DAY_4",0); BOOL bit; bit=GetTagBit("CB_DAY_5"); if(bit==0) SetTagBit("CB_DAY_5",1); if(bit==1) SetTagBit("CB_DAY_5",0); …… //Nut an Van 1-9 if(GetTagBit("BM_MANU")==1) { BOOL bit; bit=GetTagBit("Q_VAN_1"); if(bit==0) SetTagBit("Q_VAN_1",1); if(bit==1) SetTagBit("Q_VAN_1",0); if(GetTagBit("BM_MANU")==1) { BOOL bit; bit=GetTagBit("Q_VAN_2"); if(bit==0) SetTagBit("Q_VAN_2",1); if(bit==1) SetTagBit("Q_VAN_2",0); …… //Nut an May Khuay 1-2 if(GetTagBit("BM_MANU")==1) { BOOL bit; bit=GetTagBit("Q_KHUAY_1"); if(bit==0) SetTagBit("Q_KHUAY_1",1); if(bit==1) SetTagBit("Q_KHUAY_1",0); if(GetTagBit("BM_MANU")==1) { BOOL bit; bit=GetTagBit("Q_KHUAY_2"); if(bit==0) SetTagBit("Q_KHUAY_2",1); if(bit==1) SetTagBit("Q_KHUAY_2",0); //Nut an BangTai 1-4 if(GetTagBit("BM_MANU")==1) { BOOL bit; bit=GetTagBit("Q_BT_1"); if(bit==0) SetTagBit("Q_BT_1",1); if(bit==1) SetTagBit("Q_BT_1",0); if(GetTagBit("BM_MANU")==1) { BOOL bit; bit=GetTagBit("Q_BT_2"); if(bit==0) SetTagBit("Q_BT_2",1); if(bit==1) SetTagBit("Q_BT_2",0); …… } ... nghệ hệ thớng sản xuất sấy khô tự động cũng dây chuyền em tìm hiểu mô phỏng Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát dây chuyền sản xuất long nhãn sấy khô” Đây sở để thiết kế những hệ thớng... tiềm ứng dụng công nghệ tiên tiến nên em làm đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát dây chuyền sản xuất long nhãn sấy khô” Kết luận: Trong chương 1, em tìm hiểu giới thiệu về các... Kỹ thuật không dây cũng ứng dụng rộng rãi cho mục đích giám sát 1.1.2, Cấu trúc hệ thống điều khiển giám sát Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống SCADA Hệ scada bao gồm  Một nhiều thiết bị giao