Mô hình giám sát trạm bê tông qua WINCC, STEP7 300

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: MÔ HÌNH GIÁM SÁT TRẠM TRỘN BÊ TƠNG QUA WINCC, STEP7-300 Giaó viên hướng dẫn : ThS Phạm Văn Tâm Sinh viên thực : Huỳnh Tấn Sang Mã số sinh viên : 15032008 Lớp : DH15TD Trình độ đào tạo : Đại học quy Chuyên ngành : Điều khiển & Tự động hóa Niên khóa : 2015-2019 VŨNG TÀU 2019 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm LỜI NĨI ĐẦU Trong nghiệp Cơng nghiệp hố - Hiện đại hoá, ngành sản xuất, mục tiêu nâng cao suất lao động, chất lượng sản phẩm giá trị kinh tế mục tiêu quan trọng hàng đầu Để đạt mục tiêu cần phải có nhiều biện pháp thích hợp với giai đoạn phát triển Hiện nay, với phát triển nhanh chóng cơng nghệ cao, việc ứng dụng cơng nghệ điều khiển tự động vào quy trình sản xuất hướng tất yếu cho phát triển kinh tế xã hội Việc ứng dụng công nghệ PLC vào điều khiển tự động dây chuyền sản xuất kết hợp với việc ghép nối máy tính đem lại kết đầy tính ưu việt Các thiết bị, hệ thống đo lường điều khiển ứng dụng PLC ghép nối với máy tính có độ xác cao, thời gian xử lý liệu ngắn kể việc thống kê in kết Vì việc ứng dụng PLC vào điều khiển tự động vấn đề quan trọng sản xuất công nghiệp Được đồng ý nhà trường, viện công nghệ thông tin điện –điện tử, với hướng dẫn thầy Phạm Văn Tâm: Em nhận đề tài " Mơ hình giám sát trạm trộn bê tơng qua wincc, step7-300".Với đề tài em vừa nghiên cứu kỹ PLC S7-300, vừa biết thêm thiết bi tự động khác Load cell, van, đầu cân …Việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển PLC, đề tài có tính thiết thực, áp dụng cho công việc giảng dạy PLC S7300 scada Với hướng dẫn thầy Phạm Văn Tâm cộng với nổ lực nghiên cứu em hoàn thành đồ án tốt nghiệp, mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm LỜI CÁM ƠN Trước bắt đầu nghiên cứu khoa học, với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin cảm ơn quý thầy ngành Điện-Điện tử tận tình truyền đạt kiến thức giúp đỡ em trình học tập trường Đặc biệt, em xin ghi nhớ nhiệt tình thầy Phạm Văn Tâm, người trực tiếp hướng dẫn giúp em hoàn thành đề tài Sau cùng, em xin cảm ơn người bạn đóng góp ý kiến hỗ trợ thơng tin để em hồn thiện đề tài SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm TÓM TẮT ĐỒ ÁN Sau hoàn thành xong đồ án với đề tài “ Mơ hình giám sát trạm trộn bê tơng qua wincc, step7-300” em xin tóm tắt lại vấn đề sau:  Những công việc làm được: - Thiết kế vẽ mơ hình autocad, corel - Thiết kế sơ đồ nguyên lý - Thiết kế mạch in orcad - Hàn linh kiện vào mạch tiến hành dây tồn mơ hình - Lập trình c cho 89S52 - Lập trình Step7-300 - Thiết kế giao diện điều khiển Wincc SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Thái độ tác phong thời gian thi công đồ án: - Kiến thức chuyên môn: - Nhận thức thực tế: - Đánh giá khác: - Đánh giá chung kết đồ án: - Vũng Tàu, ngày tháng năm 2019 Giảng viên hướng dẫn SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Thái độ tác phong thời gian bảo vệ đồ án: - Kiến thức chuyên môn: - Nhận thức thực tế: - Đánh giá khác: - Đánh giá chung kết đồ án: - Vũng Tàu, ngày tháng năm 2019 Giảng viên phản biện SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU: Tổng quan đề tài Mục đích Nội dung Ứng dụng đề tài CHƯƠNG I: Tổng quan bê tông trạm trộn bê tông 1.Tổng quan bê tông 1.1.Khái niệm bê tông 1.2.Thành phần cấu tạo bê tông 1.3.Các đặc tính bê tơng 10 2.Tổng quan trạm trộn bê tông 11 2.1 Khái niệm chức trạm trộn bê tông 11 2.2 Cấu tạo chung trạm trộn 12 2.3 Phân loại trạm trộn 12 2.4 Máy trộn 14 2.5 Nguyên lý hoạt động trạm trộn bê tông 17 2.6 Thành phần vật liệu bê tông 20 2.7 Định lượng vật liệu 21 2.8 Hoạt động máy nén khí 22 CHƯƠNG II: Cơ sở lý thuyết 23 1.Giới thiệu PLC S7-300 23 1.1 Các modul PLC S7-30 24 1.2 Ngơn ngữ lập trình 29 1.3 Những khối OB đặc biệt 29 2.Giới thiệu Win cc 31 2.1.Giới thiệu WinCC 31 2.2.Một số lệnh thường dùng chương trình 33 Lựa chọn thiết bị điều khiển trạm trộn bê tông tươi 35 3.1.Hệ thống cân sử dụng Loadcell 35 3.2.Van điện từ 43 3.3 Cơng tắc hành trình 44 3.4 Động điện 46 CHƯƠNG IV: Thiết kế thi công mơ hình trạm trộn bê tơng 47 1.Nhiệm vụ quy trình thi cơng mơ hình 47 1.1.Nhiệm vụ 47 1.2.Quy trình thi cơng mơ hình 47 SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm 1.2.1.Thiết kế vẽ mô hình 47 1.2.2.Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch in orcad 49 1.2.3.Hàn linh kiện vào mạch dây mơ hình 53 1.2.4.Mơ hình hồn thiện 54 1.2.5.Lập trình vi điều khiển AT89S52 55 2.Điều khiển giám sát mơ hình trạm trộn bê tông 56 2.1.Lập trình PLC S7-300 56 2.2.Thiết kế giao diện wincc kết nghiên cứu 58 Kết luận 61 Tài liệu kham khảo 62 Phụ lục 63 SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm CHƯƠNG MỞ ĐẦU: Tổng quan đề tài Mục đích Trong cơng nghiệp điều khiển tự động ngày nay, máy tính PLC ngày trở thành phận thiểu q trình điều khiển hầu hết xí nghiệp tự động hay dùng đến Để hiểu rõ PLC điều khiển PLC em chọn thực đề tài “ Mơ hình giám sát trạm trộn bê tông qua wincc, step7300” Nội dung Đề tài “ Mơ hình giám sát trạm trộn bê tơng qua wincc, step7-300” kết hợp WinCC PLC đề điều khiển giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng tươi Tình hình nghiên cứu: Tìm hiểu quy trình cơng nghệ trạm trộn bê tơng Tìm hiểu thiết bị cảm biến , loadcell, …  Tìm hiểu thiết kế giao diện điều khiển WinCC Tìm hiểu cách kết nối điều khiển PLC với WinCC hệ thống khác: động cơ, cảm biến , loadcell, … Hướng giải quyết: Dùng Led mô băng tải, gầu, bồn trộn, mức bồn trạng thái on, off động van  Dùng biến trở thay load cell để điều chỉnh khối lượng cốt liệu  Dùng PLC kích vi điều khiển chạy led theo quy trình  Dùng Wincc để giám sát mơ hình 3.Ứng dụng đề tài - Mơ hình dùng làm thiết bị thực hành cho mơn PLC, điều khiển q trình , Scada -Mơ hình dùng để training nhân viên vận hình trạm trộn bê tơng SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm CHƯƠNG I: Tổng quan bê tông trạm trộn bê tông 1.Tổng quan bê tông 1.1 Khái niệm bê tông Bê tông tươi bê tông trộn sẵn, hay gọi bê tông thương phẩm Đây hỗn hợp gồm cốt liệu cát, đá, xi măng, nước phụ gia theo tỉ lệ tiêu chuẩn để có sản phẩm bê tơng với đặc tính cường độ khác 1.2.Thành phần cấu tạo bê tông a)Xi măng Xi măng thành phần đặc biệt quan trọng bê tơng Xi măng có nhiều loại khác nhau, xi măng mác cao khả kết dính tốt làm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên Tuy nhiên giá thành xi măng cao Vì lựa chọn loại xi măng, ta vừa phải đảm bảo chất yêu cầu kĩ thuật, vừa phải giải tốt toán kinh tế b) Cát Cát dùng sản xuất bê tơng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo, kích thước hạt cát từ 0.4-5 mm Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt… Trong thành phần bê tông cát chiếm khoảng 29% c) Đá dăm Đá dăm có nhiều loại tùy thuộc vào kích cỡ đá, tùy thuộc vào kích cỡ bê tơng mà ta chọn kích thước đá cho phù hợp Trong thành phần bê tông đá dăm chiếm khoảng 52% d) Nước Nước thành phần quan thiếu sản xuất bê tông Nước dùng sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh hưởng xấu đến khả ninh kết bê tông chống ăn mòn kim loại SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm e) Chất phụ gia Phụ gia sử dụng thường có dạng bột, chia loại: -Loại phụ gia hoạt động bề mặt: Được sử dụng lượng nhỏ có khả cải thiện đáng kể tính chất hỗn hợp bê tơng tăng cường nhiều tính chất khác bê tơng -Loại phụ gia rắn nhanh: Có khả rút ngắn q trình rắn bê tông điều kiện tự nhiên nâng cao cường độ bê tông Hiện cơng nghệ sản xuất bê tơng người ta cịn sử dụng phụ gia đa chức 1.3.Các đặc tính bê tông a)Cường độ bê tông Cường độ bê tông tăng theo tuổi thọ bê tông Tuổi bê tơng thời gian tính từ lúc chế tạo bê tơng đến cho chịu lực thời gian đầu cường độ tăng nhanh sau chậm dần b)Tính co nở bê tông Bê tông tươi vật liệu khác, dãn nở bị đốt nóng co lại làm lạnh Hệ số dãn nở phụ thuộc vào cấp phối bê tơng, vào tính chất cốt liệu chất kết dính Khi hàm lượng đá xi măng tăng hệ số dãn dài tăng Sự thay đổi nhiệt độ giới hạn 0….50 độ ảnh hưởng đến hệ số dãn nở nhiệt bê tơng khơ, bê tơng khơng có biến đổi hóa lý xảy Khi nhiệt độ bê tơng ẩm thay đổi biến dạng co ngót ẩm hay dẫn nở Khi bê tơng bị băng giá tạo thành đá lỗ rỗng mao quản vật liệu có ảnh hưởng lớn đến biến dạng Trong nhiều trường hợp với biến dạng nhiệt thép, điều đảm bảo cho làm việc đồng vững chúng kết cấu cốt thép nhiệt độ khác môi trường SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 10 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm c)Tính chống thấm bê tơng Tính chống thấm bê tông đặc trưng độ thẩm thấu nước qua kết cấu bê tông Độ chặt bê tông ảnh hưởng định đến tính chống thấm Để tăng cường tính chống thấm phải nâng cao độ chặt bê tông cách đầm kỹ, lựa chọn tốt thành phần cấp phối hạt cốt liệu, giảm tỷ lệ nước, xi măng vị trí số tối thiểu Ngồi để tăng tính chống thấm người ta cịn trộn bê tơng số chất phụ gia d)Q trình đơng cứng bê tơng biện pháp bảo quản Qúa trình đơng cứng bê tơng phụ thuộc vào q trình đơng cứng xi măng thời gian đông kết cấu bắt đầu không sớm 45 phút sau trộn bê tơng xong cần phải đổ để tránh tượng vữa xi măng bị đông cứng trước đủ thời gian từ lúc bê tông khỏi máy trộn đến lúc đổ xong lớp bê tông không 90 phút.Thời gian vận chuyển bê tông đến lúc đổ vào khuôn không nên lâu làm cho vữa xi măng bị phân tầng Nhiệt độ (0C) Thời gian vận chuyển cho phép (phút) Lớn 30 30 20-30 45 10-20 60 5-10 90 Thời gian vận chuyển cho phép bê tông (không phụ gia) 2.Tổng quan trạm trộn bê tông 2.1 Khái niệm chức trạm trộn bê tông Trạm trộn bê tông chế tạo nhằm sản xuất bê tông với chất lượng tốt đáp ứng nhanh nhu cầu bê tông xây dựng Trạm trộn bê tông hệ thống SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 11 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm máy móc có mức độ tự động hóa cao thường sử dụng phục vụ cho cơng trình vừa lớn hay cho khu vực có nhiều cơng trình xây dựng Trước khoa học kĩ thuật chưa phát triển, máy móc cịn nhiều lạc hậu việc có khối lượng bê tơng lớn chất lượng tốt điều khó khăn Chính để thiết kế dây chuyền bê tông tự động điều cần thiết cho công trường ngành xây dựng nước ➢ Một trạm trộn gồm có phận chính: Bộ phận chứa vật liệu nước, phận định lượng máy trộn Giữa phận có thiết bị nâng, vận chuyển phễu chứa trung gian 2.2 Cấu tạo chung trạm trộn Một trạm trộn gồm có phận chính: Bãi chứa cốt liệu, hệ thống máy trộn bê tông hệ thống cung cấp điện 2.2.1 Bãi chứa cốt liệu Bãi chứa cốt liệu khoảng đất trống dùng để chứa cốt liệu (cát, đá to đá nhỏ) cát, đá to, đá nhỏ chất thành đống riêng biệt Yêu cầu bãi chứa cốt liệu phải rộng thuận tiện cho việc chuyên chở lấy cốt liệu đưa lên máy trộn 2.2.2 Hệ thống cung cấp điện Trạm trộn bê tông sử dụng nhiều động có cơng suất lớn trạm trộn bê tơng cần có hệ thống cung cấp điện phù hợp để cung cấp cho động nhiều thiết bị khác 2.3 Phân loại trạm trộn Dựa theo suất, người ta chia nơi sản xuất bê tông thành loại sau : ➢ Trạm bê tông suất nhỏ (10 30 m3 / h) ➢ Trạm trộn bê tơng suất trung bình (3060 m3 / h) SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 12 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm ➢ Nhà máy sản xuất bê tông suất lớn (60120 m3 / h) Có dạng trạm trộn: 2.3.1 Trạm cố định Trạm phục vụ cho công tác xây dựng vùng lãnh thổ đồng thời cung cấp bê tông phục vụ phạm vi bán kính làm việc hiệu Thiết bị trạm bố trí theo dạng tháp, cơng đoạn có ý nghĩa vật liệu đưa lên cao lần, thao tác công nghệ tiến hành Thường vật liệu đưa lên độ cao từ (18 20) m so với mặt đất, chứa phễu xi măng (chứa xi lô) Trong trình dịch chuyển xuống chúng qua cân định lượng sau đưa vào máy trộn Điểm cuối cửa xả bê tông phải cao miệng cửa nhận thiết bị nhận bê tơng.Trong dây chuyền lắp loại máy trộn bê tông cần chúng đảm bảo mối tương quan suất với thiết bị khác Để phục vụ cho công tác bê tông yêu cầu khối lượng lớn, tập trung, đường xá vận chuyển thuận lợi, cự ly vận chuyển 30 km sử dụng trạm kinh tế Trong trường hợp vừa có cơng trình tập trung u cầu khối lượng lớn, vừa có điểm xây dựng phân tán đặc trưng cho đô thị Việt Nam cần sử dụng sơ đồ hỗn hợp, vừa cấp hỗn hợp khơ cho cơng trình nhỏ, phân tán đường xá lưu thông Nếu cung cấp bê tơng phải dùng ơtơ trộn cịn cung cấp hỗn hợp khơ việc trộn tiến hành đường vận chuyển hay nơi đổ bê tông 2.3.2 Trạm tháo lắp di chuyển Dạng tháo lắp di chuyển dễ dàng, di động phục vụ số vùng hay cơng trình lớn thời gian định Thiết bị công nghệ trạm thường bố trí dạng hay nhiều cơng đoạn, nghĩa vật liệu đưa lên cao nhờ thiết bị lần Thường giai đoạn phần định lượng riêng SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 13 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm phần trộn riêng, hai phần nối với thiết bị vận chuyển (gầu vận chuyển, băng tải xe, xe vận chuyển) Vật liệu đưa lên cao lần đầu nhờ máy xúc, gàu xúc băng chuyền vào phễu riêng biệt sau trình định lượng Tiếp theo vật liệu đưa lên cao lần vào máy trộn Cũng dạng trên, dây chuyền lắp loại máy trộn miễn đảm bảo mối tương quan suất chế độ làm việc thiết bị khác Cửa xả phải cao cửa nhận bê tông thiết bị vận chuyển (nếu tháp cao phải đưa lên cao lần nữa) So với dạng cố định loại trạm có độ cao nhỏ nhiều (từ 7m - 10m) lại chiếm mặt lớn Phần diện tích dành cho khu vực định lượng, phần diện tích dành cho trộn bê tông phần nối hai khu vực dành cho vận chuyển Trên thực tế, tổng mặt cho loại trạm nhỏ chúng có sản lượng nhỏ nên bãi chứa nhỏ Khi xây dựng cơng trình phân tán, đường xấu, lưu thông xe không tốt thường sử dụng trạm trộn di động cung cấp bê tông khô ô tô trộn Việc trộn tiến hành đường vận chuyển hay nơi đổ bê tông 2.4 Máy trộn Có nhiệm vụ tạo bê tơng với mác xác định 2.4.1 Cấu tạo chung máy trộn Nhìn chung máy trộn bê tơng có nhiều loại có tính khác cấu tạo chung chúng có phận: ➢ Bộ phận cấp liệu: Bao gồm máng cấp liệu thiết bị định lượng thành phần cốt liệu khô đá, cát, sỏi, xi măng ➢ Bộ phận thùng trộn: Thùng trộn ➢ Bộ phận dỡ sản phẩm ➢ Hệ thống cấp nước SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 14 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm 2.4.2 Phân loại máy trộn - Căn theo phương pháp trộn chia thành hai nhóm: Nhóm máy trộn tự nhóm máy trộn cưỡng + Nhóm máy trộn tự do: Các cánh trộn gắn trực tiếp vào thùng trộn, thùng trộn quay cánh trộn quay theo nâng phần cốt liệu lên cao, sau để chúng rơi tự xuống phía thùng trộn vơí tạo thành hỗn hợp bê tơng Loại máy có cấu tạo đơn giản, tiêu hao lượng thời gian trộn lâu chất lượng hỗn hợp bê tông không tốt phương pháp trộn cưỡng + Nhóm máy trộn cưỡng Là loại máy có thùng trộn cố định cịn trục trộn có gắn cánh trộn, trục quay cánh trộn khuấy hỗn hợp bê tông Loại máy cho phép trộn nhanh, chất lượng đồng tốt máy trộn tự Nhược điểm kết cấu phức tạp hơn, lượng điện tiêu hao lớn Thường dùng loại máy để trộn hỗn hợp bê tông khô, mác cao sản phẩm yêu cầu chất lượng cao Theo cấu tạo máy trộn cưỡng sử dụng có hai loại: Máy trộn trụcđứng (cịn gọi máy trộn dạng Rơto) máy trộn trục nằm ngang, đễu máy trộn có thùng trộn cố định • Máy trộn trục đứng: Đối với máy trộn trục đứng – tên gọi – cánh trộn quay xung quanh trục đứng trục thẳng đứng đặt khoang trộn hình trụ trịn hình vành khăn Người ta gọi máy trộn theo hình dáng thùng trộn “máy trộn hình đĩa” SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 15 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm • Máy trộn trục nằm ngang: Máy trộn bê tông có trục nằm ngang giống hình dáng cịn đặt tên “máy trộn hình rùa” Trong loại máy này, cánh trộn chuyển động theo phương vng góc với trục, với bán kính Vì hình thành dịng hỗn hợp di chuyển theo phương thức trục trộn cánh trộn đặt nghiêng thực (góc nghiêng cánh với phương hướng kính thường có giá trị (400 500) Theo nguyên lý hoạt động máy trộn cưỡng có hai loại: Máy trộn cưỡng liên tục máy trộn cưỡng làm việc theo chu kỳ • Máy trộn cưỡng liên tục: Quá trình nạp trộn xả bê tông diễn đồng thời, loại máy vật liệu vào liên tục cánh trộn có hướng thích hợp nên vừa trộn vừa chuyển dịch phía xả, dùng để sản xuất bê tơng vữa xây dựng có suất trộn từ m3/ h ữ 60m3 /h chí 120 m3 / h Thường loại máy tổ hợp trạm trộn u cầu lượng bê tơng vữa lớn, số mác hạn chế • Máy trộn cưỡng làm việc theo chu kỳ: Quá trình làm việc máy diễn theo trình tự: Nạp liệu, trộn xả bê tông Loại dùng để sản xuất bê tông với thời gian trộn nhanh, chất lượng cao Thời gian hồn thành mẻ trộn khơng đến 90s Các máy có dung tích nạp liệu từ 250 lít ữ 600 lít, thích hợp cho trạm trộn riêng lẻ, phục vụ nhiều loại cơng trình khác Trong thực tế nhu cầu trộn bê tông lớn 90m3 hay 1500 m3 tháng phải thành lập trạm trộn bê tông nhà máy hay phân xưởng - Căn vào phương pháp đổ bê tông xi măng khỏi thùng, chia thành loại ➢ Loại đổ bê tông cách lật nghiêng thùng ➢ Loại đổ bê tông máng dỡ liệu SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 16 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm ➢ Loại đổ bê tông qua đáy thùng ( có loại máy trộn cưỡng bức) ➢ Loại đổ bê tông cách thùng quay ngược lại 2.5 Ngun lý hoạt động Mơ hình trạm trộn bê tông Bãi chứa cốt liệu: Từ bãi chứa cốt liệu cát đá Vật liệu đưa xuống băng tải riêng biệt chờ để tiến hành cân Bộ phận định lượng: Phân phối liệu gồm phễu: hai phễu đá phễu cát, định lượng có cân điện tử (3 cảm biến trọng lượng) Việc đóng, mở phễu điều khiển xi lanh khí nén riêng biệt Phía phễu thùng đáy mở nhờ xi lanh khí nén cửa xả xuống thùng cân, sau cân xong thùng liệu trút xuống phễu trộn chung Chuyển xi măng lên xi lô: Xi măng đưa lên xi lô chứa cách bơm xi măng từ xe chở xi măng chuyên dụng lên xi lô Xi măng đưa lên miệng xi lô nhờ trục vít xoắn hướng trục với xi lơ chứa Từ miệng xi lô chứa xi măng vận chuyển tới cân định lượng xả vào thùng trộn SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 17 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Băng tải: Băng tải có vận chuyển cốt liệu từ phễu riêng biệt lên thùng cân Ba băng tải kéo động không đồng rô to lồng sóc có đổi nối – tam giác để hạn chế dịng khởi động Q trình chuẩn bị Từ nguyên vật liệu xây dựng để sản xuất sản phẩm cuối bê tông ta cần thực công việc sau: Cốt liệu để riêng biệt bãi chứa cốt liệu Cốt liệu máy xúc lật đưa lên đầy thùng phễu riêng rẽ, chờ xả xuống băng tải để vận chuyển lên thùng cân cốt liệu, xi măng đưa lên xi lô chứa xi măng cao Nước bơm lên đầy thùng chứa để chờ cân định lượng Kiểm tra điều kiện làm việc Để bắt đầu q trình hoạt động mới, tránh trường hợp có q trình hoạt động trước (chẳng hạn cố) Trong thùng cân nước, cân phụ gia, cân xi măng, thùng trộn chưa xả hết nguyên liệu Tại bàn điều khiển người vận hành ấn nút Reset để: ➢ Mở cửa xả bê tông ➢ Mở cửa xả thùng cân cát ➢ Mở cửa xả thùng cân đá ➢ Mở cửa xả thùng cân xi măng ➢ Mở cửa xả thùng cân nước, phụ gia Lúc cho phép hệ thống làm việc (điều kiện làm việc “=1” ) Sau trình chuẩn bị xong Từ máy tính người vận hành nhập thơng số mác bê tông như: khối lượng cát, đá1, đá2, xi măng, nước, phụ gia, số mẻ liệu quản lý hành tên lái xe, biển số xe, ngày, xuất hành Sau tới tủ điều khiển người vận hành chọn chế độ hoạt động cho máy tự động hay tay SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 18 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Nếu chế độ tự động người vận hành nhấn nút AUTO, chế độ tay nhấn nút MANUAL Chế độ điều khiển tự động Ở chế độ điều khiển tự động người vận hành cần nhấn nút Start bàn điều khiển Động trộn bê tông cho chạy chế độ không tải Máy tự động cân đo khối lượng nguyên vật liệu, thực phương pháp cân riêng lẻ Mở van xả cát, cát xả xuống băng tải để đưa lên thùng cân Đồng thời đá1 xả để đưa lên thùng cân Trong trình cân cốt liệu đồng thời cân ln xi măng ,nước phụ gia Xi măng từ xi lô chứa đưa vào thùng cân nhờ vít tải, khối lượng xi măng khối lượng đặt dừng động vít tải Nước, phụ gia bơm lên đưa vào thùng cân khối lượng đặt dừng động bơm nước phụ gia Khi điều kiện thùng trộn “rỗng’, cửa xả thùng trộn “đóng”, cốt liệu xi măng đưa đổ vào thùng trộn bê tơng bắt đầu q trình trộn khơ Sau thời gian trộn khơ 15s xả nước phụ gia vào trộn, bắt đầu thời gian trộn ướt 10s (Thời gian trộn mẻ khoảng 25s) cửa xả thùng trộn mở ra, bê tông xả vào xe chuyên dụng Sau thời gian xả khoảng 10s, đóng cửa xả bê tơng lại Kết thúc mẻ trộn Để chuẩn bị cho mẻ trộn q trình trộn bê tơng sau xả nguyên liệu: cát, đá1, đá2, nước, xi măng phụ gia tiếp tục vận chuyển lên thùng cân nghĩa là: Khi số mẻ trộn chưa số mẻ đặt sau xả cốt liệu xi măng xong tiếp tục quay lại thực cân cốt liệu xi măng Khi xả nước phụ gia xong tự động quay lại cân nước, phụ gia Khi cân đủ dừng lại chờ mẻ Khi số mẻ số mẻ đặt dừng hết trình cân lại SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 19 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Chế độ điều khiển tay Ở chế độ điều khiển tay,người vận hành gạt công tắc cân vật liệu xuống OFF, quan sát số liệu cân thiết bị hiển thị bàn điều khiển quan sát hình phần mềm Nhấn nút chạy động trộn Đưa tay gạt sang chế độ hoạt động tay (MAN), gạt chuyển mạch đóng mở cửa xả sang vị trí “STOP”, cần điểu khiển, gạt chuyển mạch sang vị trí đóng mở cửa xả để đóng, mở cửa xả Nhấn nút cấp cát, đồng thời cấp xi măng, nước, phụ gia Người vận hành theo dõi số cân hiển thị máy tính, đủ nhấn vào lần nút để dừng trình cấp Trong trình cấp cốt liệu riêng đá cấp xong đá1 cấp đá2 Khi cốt liệu cấp đủ đưa chúng vào thùng trộn Lúc nhấn nút xả cốt liệu đồng thời nhấn nút xả xi măng Do động trộn chạy trình hoạt động nên sau xả xong cốt liệu, xi măng coi máy trôn bê tông khơ, thời gian trộn ướt bắt đầu tính xả nước phụ gia Sau trộn ướt mẻ bê tơng hồn thành, người vận hành việc nhấn nút xả bê tông Không để chuyển mạch đóng mở cửa xả vị trí “tự động” bê tơng bị xả theo chế độ tự động chưa cân đủ nước đủ xi măng 2.6 Thành phần vật liệu bê tơng Thành phần vật liệu bê tơng đóng vai trò định đến chất lượng hay định đến cường độ chịu lực mác bê tông.Từ thực nghiệm người ta xác định mác bê ông ứng với loại vật liệu định với tỉ lệ xác định, ngược lại từ mác bê tông người ta dễ dàng tra tỉ lệ thành phần bê tông Sau số mác bê tông trạm bê tông thương phẩm Tây Mỗ – Công ty cổ phần giới lắp máy xây dựng (VIMECO) cấp mẫu Cơ quan cấp mẫu : Trạm bê tông thương phẩm Tây Mỗ (VIMECO) SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 20 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Loaị bê tông mác 150 độ sụt 60  20 mm công trường Vật liệu sử dụng: ➢ Xi măng Bỉm Sơn ➢ Cát vàng ➢ Đá dăm 1x2 ➢ Nước sinh hoạt ➢ Phụ gia FDN 2002 A (0.40/100 kg xi măng) Bảng thành phần cấp phối theo trọng lượng Vật liệu dùng cho 1m3 bê tông (kg) Mác Bê Xi tông măng (Kg) 150 250 Cát Đá Nước (kg) (kg) (kg) 851 1112 174 Phụ gia FDN 2002A 1.00 Độ sụt Mm 6020 Dung trọng (Kg/ m3) 2387 Loại bê tông : Bê tông mác 150 độ sụt 80  20 (mm) công trường Vật liệu sử dụng: Xi măng Bỉm Sơn; Đá dăm 1x2 ; Cát vàng ; Nước sinh hoạt ; Phụ gia FDN 2002A (0.40/100 kg xi măng) Bảng thành phần cấp phối theo trọng lượng Vật liệu dùng cho 1m3 bê tông (kg) Mác Xi măng Cát Đá Nước Phụ gia Độ sụt Dung trọng (kg) FDN 2002 A (mm) bê tông 150 (kg) (kg) (kg) 260 852 SVTH: Huỳnh Tấn Sang 1100 175 1.00 (Kg/ m3 80  20 2388 Trang 21 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm 2.7 Định lượng vật liệu Bộ phận quan trọng trạm trộn phận định lượng nguyên liệu Để có bê tơng theo mác u cầu ta phải đảm bảo độ xác tỷ lệ thành phần xi măng, nước, cát phụ gia Việc định lượng vật liệu trước dùng dây khí, thường thực chủ yếu cân băng tải hay cân có cảm biến trọng lượng Loadcell 2.8 Hoạt động máy nén khí Máy nén khí dùng để cấp khí nén điều khiển cửa đóng mở cân, cấp đá, cát, xi măng, nước, phụ gia xả bê tông Máy nén khí máy chu hố dùng điện pha tự động ổn định áp lực thông qua rơ le, tự động ngắt, tự động bảo vệ * Theo cấu tạo máy khí nén phân thành: Máy nén khí pittơng, máy nén khí rơto, máy nén khí ly tâm, máy nén khí hướng trục máy nén khí kiểu phun SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 22 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm CHƯƠNG II: Cơ sở lý thuyết 1.Giới thiệu PLC S7-300: Để đáp ứng yêu cầu tự động hóa ngày tăng địi hỏi kỹ thuật điều khiển phải có nhiều thay đổi thiết bị phương pháp điều khiển Vì người ta phát minh điều khiển lập trình đa dạng PLC Sự phát triển PLC đem lại nhiều thuận lợi làm cho thao tác máy trở nên nhanh nhạy, dễ dàng tin cậy Nó thay gần hoàn toàn cho phương pháp điều khiển truyền thống Như PLC có tính ưu việt thích hợp mơi trường cơng nghiệp là: - Khả chống nhiễu tốt - Cấu trúc dạng modul thuận tiện cho việc mở rộng, cải tạo nâng cấp - Có modul chuyên dụng để thực chức đặc biệt - Khả lập trình được, lập trình dễ dàng đặc điểm quan trọng để xếp hạng hệ thống điều khiển tự động - Hiện thị trường có loại PLC hãng sản xuất như: Omron, Mitsubishi, Siemens, ABB, Allen Bradley Do yêu cầu đề tài nên em xin trình bày Simatic S7-300 Siemens S7-300 Dòng sản phẩm cao cấp, dùng cho ứng dụng lớn với yêu cầu I/O nhiều thời gian đáp ứng nhanh, yêu cầu kết nối mạng có khả mở rộng, nâng cấp Ngơn ngữ lập trình đa dạng cho phép người sử dụng có quyền chọn lựa Đặc điểm bật S7-300 ngơn ngữ lập trình cung cấp hàm toán đa dạng cho yêu cầu chuyên biệt Hoặc ta sử dụng ngơn ngữ chun biệt đểxây dựng hàm riêng cho ứng dụng mà ta cần Ngoài S7-300 xây dựng phần cứng theo cấu trúc modul, nghĩa S7-300 có modul tích hợp cho ứng dụng đặc biệt SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 23 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm 1.1 Các modul PLC S7-300: Cấu hình trạm PLC S7-300 Để tăng tính mềm dẻo ứng dụng vào thực tế phần lớn đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu chủng loại tín hiệu vào/ra khác mà điều khiển PLC thiết kế khơng bị cứng hố cấu hình Chúng sử dụng theo kiểu modul, số lượng modul nhiều hay tuỳ vào yêu cầu thực tế, xong tối thiểu có modul CPU, modul cịn lại nhận truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, modul chức chuyên dụng PID, điều khiển động cơ, van thuỷ khí …Chúng gọi chung modul mở rộng Modul CPU: Modul CPU loại modul có chứa vi xử lý, hệ điều hành, nhớ, thời gian, đếm, cổng truyền thơng (RS485) cịn có vài cổng vào số Các cổng vào số có modul CPU gọi cổng vào Onboard PLC S7_300 có nhiều loại modul CPU khác Chúng đặt tên theo vi xử lý có modul CPU312, modul CPU314, modul CPU315 Những modul sử dụng loại vi xử lý, khác cổng vào/ra onboard khối hàm đặc biệt tích hợp sẵn thư SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 24 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm viện hệ điều hành phục vụ việc sử dụng cổng vào/ra onboard phân biệt với tên gọi thêm cụm chữ IFM (Intergrated Function Module) Ví dụ modul CPU312 IFM, modul CPU314 IFM Một số CPU PLC S7-300 Ngồi cịn có loại module CPU với cổng truyền thơng, cổng truyền thơng thứ hai có chức phục vụ việc nối mạng phân tán Các loại modul phân biệt với loại modul khác cụm từ DP (Distributed Port) modul CPU314C-2DP Modul mở rộng: Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 thiết kế theo kiểu modul Các modul sử dụng cho nhiều ứng dụng khác Việc xây dựng PLC theo cấu trúc modul thuận tiện cho việc thiết kế hệ thống gọn nhẹ dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống Số modul sử dụng nhiều hay tuỳ theo ứng dụng tối thiểu phải có modul modul CPU, modul lại modul truyền nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên ngồi động cơ, đèn báo, rơle, van từ Chúng gọi chung modul mở rộng Các modul mở rộng chia thành loại chính: a) Module nguồn ni (PS - Power supply) Có loại: 2A, 5A, 10A SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 25 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm b) Module xử lý vào/ra tín hiệu số (SM - Signal module) Modul mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm: DI (Digital input): Modul mở rộng cổng vào số Số cổng vào số mở rộng 8, 16, 32 tuỳ loại modul DO (Digital output): Modul mở rộng cổng số Số cổng số mở rộng 8, 16, 32 tuỳ loại modul DI/DO (Digital input/Digital output): Modul mở rộng cổng vào/ra số Số cổng vào/ra số mở rộng vào/8ra 16 vào/16 tuỳ loại modul AI (Analog input): Modul mở rộng cổng vào tương tự Số cổng vào tương tự 2, 4, tuỳ loại modul AO (Analog output): Modul mở rộng cổng tương tự Số cổng tương tự 2, tuỳ loại modul AI/AO (Analog input/Analog output): Modul mở rộng cổng vào/ra tương tự Số cổng vào/ra tương tự vào/2 hay vào/4 tuỳ loại modul Các CPU S7_300 xử lý tín hiệu số, tín hiệu analog phải chuyển đổi thành tín hiệu số Cũng modul số, người sử dụng thiết lập thông số cho modul analog c) Modul ghép nối (IM - Interface modul) Modul ghép nối nối modul mở rộng lại với thành khối quản lý chung modul CPU Thông thường modul mở rộng gắn liền với đỡ gọi rack Trên rack có nhiều modul mở rộng (khơng kể modul CPU, modul nguồn ni) Một modul CPU S7-300 SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 26 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm làm việc trực tiếp với nhiều rack rack phải nối với modul IM Các modul ghép nối (IM) cho phép thiết lập hệ thống S7_300 theo nhiều cấu hình, S7-300 cung cấp loại modul ghép nối sau: IM 360 : Là modul ghép nối mở rộng thêm tầng chứa modul với khoảng cách tối đa 10 m lấy nguồn từ CPU IM 361 : Là modul ghép nối mở rộng thêm ba tầng, với tầng chứa modul với khoảng cách tối đa 10 m đòi hỏi cung cấp nguồn 24 VDC cho tầng IM 365 : Là modul ghép nối mở rộng thêm tầng chứa modul với khoảng cách tối đa 1m lấy nguồn từ CPU d) Modul chức (FM - Function modul) Modul có chức điều khiển riêng Ví dụ modul PID, modul điều khiển động bước e) Module truyền thông (CP - Communication modul) Modul phục vụ truyền thông mạng PLC với PLC với máy tính a) Modul nguồn (PS) SVTH: Huỳnh Tấn Sang b) Modul vào số (DI) c) Modul analog (AO) Trang 27 Báo cáo đồ án tốt nghiệp d) Modul số (DO) GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm e) Modul chức (FM) f) Modul truyền thông(CP) Các loại modul mở rộng S7-300 Các Tín hiệu kết nối với PLC: a/ Tín hiệu số : Là tín hiệu thuộc dạng hàm Boolean, dạng tín hiệu có trị Mức : tương ứng với 0V hở mạch Mức : Tương ứng với 24V b/ Tín hiệu tương tự : Là tín hiệu liên tục, từ 0-10V hay từ 4-20mA… c/ Tín hiệu khác : Bao gồm tín hiệu giaotiếp với máy tính ,với thiết bị ngoại vi khác giao thức khác giao thức RS232, RS485, Modbus… Kiểu liệu: a/ Kiểu Bool: True False ( 1) b/ Kiểu Byte : gồm Bit c/ Kiểu Word d/ Kiểu DWord e/ Kiểu Int f/ Kiểu Real SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 28 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Cấu trúc điều khiển PLC 1.2 Ngơn ngữ lập trình: PLC S7_300 có ngơn ngữ lập trình sau: Ngơn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu STL (Statement List) Đây dạng ngôn ngữ lập trình thơng thường máy tính Một chương trình ghép nhiều câu lệnh theo thuật toán định, lệnh chiếm hàng có cấu trúc chung “tên lệnh”+”tốn hạng” Ngơn ngữ “hình thang”, ký hiệu LAD (Ladder Logic) Đây dạng ngơn ngữ đồ hoạ thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển logic Ngơn ngữ “hình khối”, ký hiệu FBD (Function Block Diagram) Đây dạng ngơn ngữ đồ hoạ thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển số Trong đồ án nhóm em sử dụng ngơn ngữ LAD để lập trình để đơn giản trực quan Phần mềm dùng viết chương trình Step7 V5.5 SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 29 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm 1.3 Những khối OB đặc biệt: Khối OB1 có chức quản lý tồn chương trình, có nghĩa thực cách đặn vòng quét thực chương trình Ngồi Step7 cịn có nhiều khối OB đặc biệt khác khối OB có nhiệm vụ khác nhau, ví dụ khối OB chứa chư ơng trình ngắt chương trình báo lỗi , Tuỳ thuộc vào loại CPU khác mà có khối OB khác Ví dụ khối OB đặc biệt OB10: (Time of Day Interrupt ): Chương trình khối OB10 thực giá trị đồng hồ thời gian thực nằm khoảng thời gian qui định OB10 gọi lần, nhiều lần cách phút, giờ, ngày, Việc qui định thời gian hay số lần gọi OB10 thực chương trình hệ thống SFC28 bảng tham số modul CPU nhờ phần mềm Step7 OB20: (Time Delay Interrupt): Chương trình khối OB20 thực sau khoảng thời gian trễ đặt trước kể từ gọi chương trình hệ thống SFC32 để đăt thời gian trễ OB35: (Cyclic Interrupt ): Chương trình OB35 thực cách khoảng thời gian cố định Mặc định khoảng thời gian 100ms, xong ta thay đổi bảng đặt tham số cho CPU nhờ phần mềm Step7 OB40 ( H ar d wa re I n t e rr up t ): Chương trình khối OB40 thực xuất tín hiệu báo ngắt từ ngoại vi đưa vào CPU thông qua cổng vào/ra số onboard đặc biệt, thông qua modul SM, CP, FM OB80: (cycle Time Fault ): Chương trình thực thời gian vòng quét (scan time) vượt qua khoảng thời gian cực đại qui định có tín hiệu ngắt gọi khối OB mà khối OB chưa kết thúc lần gọi trước Mặc định, scan time cực đại 150ms, thay đổi tham số nhờ phần mềm Step7 OB81( Power Supply Fault ): có lỗi phần nguồn cung cấp gọi chương trình khối OB81 SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 30 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm OB82: (D iagnostic Inter rupt ) chương trình khối gọi CPU phát có lỗi từ modul vào/ra mở rộng Với điều kiện modul vào/ra phải có chức tự kiểm tra OB85 (Not L o ad F au lt ): CPU gọi khối OB85 phát chương trình ứng dụng có sử dụng chế độ ngắt chương trình xử lý tín hiệu ngắt lại khơng có khối OB tương ứng OB87 (Communication Fault ): Chương trình khối gọi CPU phát thấy lỗi truyền thông OB100 (Start Up Information ): Khối thực lần CPU chuyển trạng thái từ STOP sang trạng thái RUN OB121: (Synchronouns error ): Khối gọi CPU phát thấy lỗi logic chương trình đổi sai kiểu liệu lỗi truy nhập khối DB, FC, FB khơng có nhớ CPU OB122 (S y n c h r o n o u n s e r r o r ): Khối thực CPU phát thấy lỗi truy nhập Modul chương trình, ví dụ chương trình có lệnh truy nhập modul mở rộng lại khơng có modul Để thực thay đổi chức khối OB CPU ta cần kích đúp chuột trái vào vị tí CPU bảng cấu hình cứng Project hình xuất cửa sổ sau: 2.Giới thiệu Wincc 2.1.Giới thiệu WinCC WinCC (Windows Control Center): Là chương trình kết hợp với PLC dùng để giám sát, thu thập liệu điều khiển hệ thống tự động hóa q trình sản xuất Nó chương trình HMI ( Human Machine Interface) hỗ trợ người dùng lập trình thiết kế giao diện người-máy WinCC hệ thống trung tâm điều khiển hệ thống, cung cấp tính như: hiển thị hình ảnh, số liệu, lưu trữ liệu,cảnh báo, giao diện thân thiện, dễ sử dụng… SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 31 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Graphics Designer: Thực dể dàng chức mô hoạt động qua đối tượng đồ họa chương trình WinCC, Windows, I/O, thuộc tính hoạt động (Dynamic) Alarm Logging: Thực việc hiển thị thông báo hay cảnh báo hệ thống vận hành Nhận thông tin từ trình, hiển thị, hồi đáp lưu trữ chúng Alarm Logging giúp ta phát nguyên nhân lỗi Tag Logging: Thu thập, lưu trữ xuất nhiều dạng khác từ trình thực thi Report Designer: Tạo thơng báo, kết Và thông báo lưu dạng nhật ký kiện User Achivers: Cho phép người sử dụng lưu trữ liệu từ chương trình ứng dụng có khả trao đổi với thiết bị khác.Trong WinCC, công thức ứng dụng soạn thảo, lưu trữ sử dụng hệ thống SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 32 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Ngoài ra, WinCC kết hợp với Visual C++, Visual Basic tạo hệ thống tinh vi phù hợp cho hệ thống tự động hóa chuyên biệt WinCC tạo giao diện Người Máy – HMI dựa giao tiếp người với thiết bị, hệ thống tự động hóa thơng qua hình ảnh, số liệu, sơ đồ, Giao diện cho phép người dùng vận hành, theo dỏi từ xa cịn cảnh báo, báo động có cố WinCC chương trình thiết kế giao diện Người Máy thực cần thiết cho hệ thống tự động hóa cao đại 2.2.Một số lệnh thường dùng chương trình SetTagBit: Cú pháp: BoolSetTagBit(Tag Tag_name, short int value) Nội dung: định giá trị cho Tag có kiểu liệu Binary SetTagByte: Cú pháp: BoolSetTagByte(Tag Tag_name, byte value) Nội Dung: định giá trị cho Tag có kiểu liệu bit SetTagSByte: Cú pháp: BoolSetTagSByte(Tag Tag_name, single char value) Nội Dung: định giá trị cho Tag có kiểu liệu bit có dấu Tương tự có hàm SetTagWord, SetTagDWord, GetTagBit: Cú pháp: BoolGetTagBit(Tag Tag_name) Nội dung: lấy giá trị cho Tag có kiểu liệu Binary SetTagByte: Cú pháp: BoolGetTagByte(Tag Tag_name) Nội Dung: lấy giá trị cho Tag có kiểu liệu bit SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 33 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm GetTagSByte: Cú pháp: BoolGetTagSByte(Tag Tag_name) Nội Dung: định giá trị cho Tag có kiểu liệu bit có dấu Tương tự có hàm SetTagWord, SetTagDWord, Các hàm điều khiển thường dùng: Các hàm xử lý tính tốn: Operator Description +(unary) Positive sign (actually has no effect) -(unary) Negative sign +(binary) Addition -(binary) Subtraction * Multiplication / Division % Modulo(return the remainder of a division) ++ Increment Decrement Các hàm tính tốn: Operator Description & Bit-by-bit AND | Bit-by-bit OR ^ Bit-by-bit exclusive OR ~ Bit-by-bit inversion > Move bit to the right SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 34 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Lựa chọn thiết bị điều khiển trạm trộn bê tông tươi 3.1.Hệ thống cân sử dụng Loadcell 3.1.1.Khái niệm Loadcell Loadcell thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực trọng lượng thành tín hiệu điện 3.1.2.Cấu tạo, sơ đồ đấu dây nguyên lý hoạt động Cấu tạo: Loadcell cấu tạo hai thành phần, thành phần thứ "Strain gage" thành phần lại "Load" Strain gage điện trở đặc biệt nhỏ móng tay, có điện trở thay đổi bị nén hay kéo dãn nuôi nguồn điện ổn định, dán chết lên “Load” - kim loại chịu tải có tính đàn hồi SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 35 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Sơ đồ đấu dây: Trong thực tế cịn có loại loadcell sử dụng kỹ thuật dây cho đầu dây Sơ đồ nối dây loại loadcell có hai dạng sau: a Dạng nối dây b.Dạng nối dây Các dạng nối dây loadcell Như vậy, thực chất loadcell cho dây chất dây hai cách nối ta tìm hiểu dây +veInput (Exc+) +veSense (Sense+) nối tắt, dây -veInput (Exc-) -veSense (Sense-) nối tắt Có nhiều kiểu hình dạng loadcell cho ứng dụng khác Do cách kết nối loadcell vào hệ thống khác trường hợp Nguyên lý hoạt động: Hoạt động dựa nguyên lý cầu điện trở cân Wheatstone Giá trị lực tác dụng tỉ lệ với thay đổi điện trở cảm ứng cầu điện trở, trả tín hiệu điện áp tỉ lệ Cấu tạo loadcell gồm điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết nối thành cầu điện trở Wheatstone hình dán vào bề mặt thân loadcell SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 36 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Một điện áp kích thích cung cấp cho ngõ vào loadcell (2 góc (1) (4) cầu điện trở Wheatstone) điện áp tín hiệu đo hai góc khác Tại trạng thái cân (trạng thái không tải), điện áp tín hiệu số khơng gần khơng bốn điện trở gắn phù hợp giá trị Khi có tải trọng lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell bị biến dạng (giãn nén), điều dẫn tới thay đổi chiều dài tiết diện sợi kim loại điện trở strain gauges dán thân loadcell dẫn đến thay đổi giá trị điện trở strain gauges Sự thay đổi dẫn tới thay đổi điện áp đầu Đó lý cầu điện trở Wheatstone gọi mạch cầu cân Sự thay đổi điện áp nhỏ, đo chuyển thành số sau qua khuếch đại thị cân điện tử (đầu cân) 3.1.3.Thơng số kỹ thuật - Độ xác: Cho biết phần trăm xác phép đo Độ xác phụ thuộc tính chất phi tuyến tính, độ trễ, độ lặp Tùy vào yêu cầu công nghệ khác hệ thống để lựa chọn thiết bị đo có độ xác phù hợp - Cơng suất định mức: giá trị khối lượng lớn mà Loadcell đo Nếu lực đặt nên thiết bị đo giá trị gây hư hỏng thiết bị đo - Dải bù nhiệt độ: khoảng nhiệt độ mà đầu Loadcell bù vào, nằm ngồi khoảng này, đầu khơng đảm bảo thực theo chi tiết kĩ thuật đưa Bởi vậy, cần lựa chọn thiết bị phù hợp với nhiệt độ môi trường cần đo - Cấp bảo vệ: đánh giá theo thang đo IP, (ví dụ: IP65: chống độ ẩm bụi) - Điện áp: giá trị điện áp làm việc Loadcell (thông thường đưa giá trị lớn giá trị nhỏ - 15 V) SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 37 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm - Độ trễ:hiện tượng trễ hiển thị kết dẫn tới sai số kết Thường đưa dạng % tải trọng - Trở kháng đầu vào: trở kháng xác định thông qua S- S+ Loadcell chưa kết nối vào hệ thống chế độ không tải - Điện trở cách điện: thơng thường đo dịng DC 50V Giá trị cách điện lớp vỏ kim loại củaLoadcell thiết bị kết nối dòng điện - Phá hủy học: giá trị tải trọng mà Loadcell bị phá vỡ biến dạng - Giá trị ra: kết đo (đơn vị: mV) - Trở kháng đầu ra: cho dạng trở kháng đo Ex+ EX- điều kiện load cell chưa kết nối hoạt động chế độ không tải - Q tải an tồn: cơng suất mà Loadcell vượt q (ví dụ: 125% cơng suất) - Hệ số tác động nhiệt độ: Đại lượng đo chế độ có tải, thay đổi cơng suất củaLoadcell thay đổi nhiệt độ, (ví dụ: 0.01%/10°C nghĩa nhiệt dộ tăng thêm 10°C công suất đầy tải Loadcell tăng thêm 0.01%) - Hệ số tác động nhiệt độ điểm 0: giống đo chế độ không tải 3.1.4.Các loại Loadcell Loadcell tương tự SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 38 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm + Khái niệm Loadcell cảm biến sức căng, biến đổi thành tín hiệu điện gọi Loadcell tương tự Tín hiệu chuyển thành thơng tin hữu ích nhờ thiết bị đo lường thị Mỗi Loadcell tải đầu độc lập, thường đến mV/V Đầu kết hợp tổng hợp dựa kết đầu Loadcell Các thiết bị đo lường hiển thị khuyếch đại tín hiệu điện đưa về, qua chuyển đổi ADC, vi xử lý với phần mềm tích hợp sẵn thực tính tốn chỉnh định đưa kết đọc lên hình Đa phần thiết bị hay hiển thị đại cho phép giao tiếp với thiết bị khác máy tính máy in + Ưu điểm nhược điểm Ưu điểm: Ưu điểm cơng nghệ xuất phát từ yêu cầu thực tế, với tham số xác định trước, có sản phẩm thiết kế phù hợp cho ứng dụng người dùng Ở phần tử cảm ứng có kích thước hình dạngkhác phù hợp với yêu cầu ứng dụng Các dạng phổ biến: dạng kéo (shear), dạng uốn (bending), dạng nén (compression) Nhược điểm: Tín hiệu điện áp đầu Loadcell nhỏ(thường không 30mV) Những tín hiệu nhỏ dễ dàng bị ảnh hưởng nhiều loại nhiễu công nghiệp như: Nhiễu điện từ: sinh trình truyền phát tín hiệu điện mơi trường xung quanh, truyền phát tín hiệu vơ tuyến điện khơng gian q trình đóng cắt thiết bị chuyển mạch công suất lớn SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 39 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Sự thay đổi điện trở dây cáp dẫn tín hiệu: thay đổi thất thường nhiệt độ môi trường tác động lên dây cáp truyền dẫn Thực tế nhiều yếu tố khác liên quan đến độ xác hệ thống cân như: ➢ Quá trình chỉnh định hệ thống ➢ Nhiễu rung ồn ➢ Do tác dụng chuyển hướng lực cầu hình ống ➢ Q trình phân tích dị tìm lỗi ➢ Thay thành phần hệ thống cân hệ thống liên quan ➢ Đi dây cáp tín hiệu dài ➢ Mơi trường hoạt động q kín Loadcell số + Khái niệm, đời Thời gian đời: Từ cuối năm 1970 Về Loadcell số tích hợp load cell tương tự với công nghệ điện tử đại Ban đầu, khái niệm Loadcell số đời, nhiều người hiểu lầm load cell số có phần tử điện tiêu hao thấp sử dụng để chuyển đổi load cell chất lượng thấp lên Loadcell chất lượng cao Thực tế ngược lại, Loadcell số đơn giản mang cấu trúc phức tạp SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 40 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm - Thứ nhất: Phải có Loadcell với độ xác, độ ổn dịnh khả lặp lại cao điều kiện làm việc - Thứ hai: Phải có chuyển đổi tương tự-số (ADC) 16 đến 20 bit tốc độ cao để chuyển đổi tín hiệu điện tương tự sang dạng số - Thứ ba: Phải có hệ vi mạch xử lý để thực điều khiển tồn q trình chuyển đổi từ tín hiệu lực đo thành liệu số thể trung thực giao tiếp với thiết bị khác để trao đổi thông tin + Hoạt động: Tín hiệu điện áp từ cầu điện trở Loadcell xác cao đưa đến đầu vào mạch tích hợp sẵn, bao gồm phần khuyếch đại, giải điều chế, ADC tốc độ cao 20 bit lọc số Một cảm biến nhiệt độ tích hợp sẵn sử dụng để đo nhiệt độ thực Loadcell phục vụ cho việc bù sai số nhiệt độ Dữ liệu từ ADC, cảm biến nhiệt độ với thuật toán phần mềm số phần cứng bổ sung tích hợp sẵn có chức tối ưu hóa xử lý sai số khơng tuyến tính, bù sai đường đặc tính, khả phục hồi trạng thái ảnh hưởng nhiệt độ vi xử lý tốc độ cao xử lý Dữ liệu kết đầu truyền xa qua cổng giao giao thức định Các module điện tử đặt loadcell, load cell cable hộp junction box Các đặc tính tới hạn load cell đặt EEPROM nằm module Loadcell đó, điều có nghĩa vấn đề xử lý sai số thực load cell, với Loadcell đó, có nghĩa phép bù sai số thực triệt để Một hệ thống số điển hình bao gồm số Loadcell số nối với máy tính, PLC thiết bị đo hiển thị Các Loadcell số hoạt động chương trình điều khiển kiểuMaster/Slave, định nghĩa thiết bị (thường PC indicator) master mạng SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 41 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Ưu điểm nhược điểm + Ưu điểm: - Tín hiệu số “khỏe”, bị ảnh hưởng nhiễu điện từ thay đổi nhiệt độ thất thường đường dây cable dẫn - Khoảng cách dây cáp dẫn kéo dài đến 1200m - Dễ dàng thay Loadcell - Dữ liệu số xử lý trực tiếp máy tính, PLC hiển thị cần - Mỗi Loadcell thiết bị hoạt động độc lập hệ thống, mở rộng cấu trúc dễ dàng - Có thể thực tối ưu hóa hệ thống dễ dàng qua phân tích thành phần tích hợp - Cân góc cân thực thiết bị Thay đổi, sửa lỗi Loadcell không ảnh hưởng đến Loadcell khác Công việc thực dễ dàng đơn giản, tiết kiệm thời gian - Với hệ thống yêu cầu độ xác vừa thấp tự động chỉnh định mà khơng cần tải chết - Loadcell thay mà không cần chỉnh định lại - Các thiết bị theo chuẩn RS485/422 tham gia vào hệ thống - Nhiều hệ thống kết nối điều khiển trạm Chỉ đơn giản mở rộng đường dây cable Tiết kiệm phần cứng phần mềm dễ dàng phát triển Những ưu điểm hệ Loadcell số cho phép ứng dụng độ xác cao chống chịu nhiễu tốt, đặc biệt ứng dụng yêu cầu điểm đo nằm phân tán phạm vi rộng + Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 42 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Địi hỏi người vận hành phải có kiến thức định hệ thống 3.2 Van điện từ Căn theo yêu cầu điều khiển trạm trộn, Công ty sử dụng hai loại van điện từ Loại dùng khí nén loại dùng thủy lực 3.2.1 Các van khí nén a Các van điều khiển hướng (solenoide): Các van điều khiển hướng thiết bị tác động đến đường dẫn dịng Ckhí Tác động là: cho phép khí lưu thơng đến đường ống dẫn khí, ngắt dịng khơng khí cần thiết cách đóng đường dẫn phóng thích khơng khí vào khí thơng qua cổng Van điều khiển hướng đặc trưng số đường dẫn điều khiển, số cổng van số vị trí chuyển mạch Cấu trúc van yếu tố quan trọng ảnh hưởng đặc tính dịng chảy van, chẳng hạn lưu lượng, suy giảm áp suất thời gian chuyển mạch b.Van chắn: Van chắn loại van cho dịng khí nén chảy theo chiều, chiều ngược lại dịng khí nén bị khóa lại Áp suất phía sau van theo chiều dịng chảy, tác động lên cấu đóng cửa thơng khí van Van điều khiển hướng SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 43 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm C Van áp suất: Van áp suất van tác động chủ yếu đến áp suất điều khiển độ lớn áp suất Chúng chia thành nhóm: - Van điều tiết áp suất - Van giới hạn áp suất - Van trình tự 3.2.2 Loại van dùng thủy lực Căn theo yêu cầu công nghệ trộn bê tông, công ty sử dụng loại van đảo chiều cửa hai vị trí tác động trự c tiếp nam châm Cấu tạo van điện từ Nguyên lý hoạt động sau: Tại ví trí thơng P nối thơng với T dòng điện vào cuộn dây, pittong kéo lên van chuyển vị trí, lúc cửa P nối thơng với cửa A, cịn cửa B nối với cửa R 3.3 Cơng tắc hành trình Cơng tắc tạo tín hiệu đóng, mở, tín hiệu kết tác động học làm cơng tắc mở đóng Loại cơng tắc sử dụng biết diện chi tiết gia công bàn máy, chi tiết ép vào cơng tắc làm cho cơng tắc đóng Sự vắng mặt chi tiết gia cơng thị công tắc mở hữu chi tiết SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 44 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Được biểu thị cơng tắc đóng Các cảm biến cơng tắc Do đó, với cách bố trí trình bày hình a, tín hiệu nhập kênh nhập đơn PLC có mức logic sau: + Khơng có chi tiết: + Có chi tiết :1 Mức tương ứng với tín hiệu nhập 24VDC, mức tương ứng với tín hiệu nhập 0V Với cách bố trí trình bày hình b, cơng tắc mở, điện áp cung cấp cho đầu vào PLC, công tắc đóng điện áp vào sụt đến giá trị thấp Các mức logic là: + Khơng có chi tiết: + Có chi tiết :1 Thuật ngữ cơng tắc giới hạn (cơng tắc hành trình) sử dụng cho cơng tắc chuyên dùng để phát có mặt chi tiết chuyển động Cơng tắc vận hành cam, trục lăn đòn bẩy SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 45 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Công tắc giới hạn vận hành.(a Đòn bẩy, b Con lăn, c Cam) 3.4 Động điện Động điện sử dụng rộng rãi máy cố định di chuyển ngắn theo quỹ đạo định như: băng tải, máy trộn bê tông, máy nghiền đá Động điện có nhiều chủng loại công suất chia làm loại: động điện chiều động điện xoay chiều Động điện xoay chiều lại chia ra: loại không đồng loại đồng Trong trạm trộn bê tông ta chọn loại động không đồng với roto lồng sóc có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, mắc trực tiếp vào lưới điện pha không cần biến đổi dòng điện, hiệu suất cao, chịu vượt tải tương đối tốt, thay đổi chiều quay khởi động nhanh, dễ tự động hóa Điều kiện vệ sinh cơng nghiệp tốt, gây nhiễm mơi trường Nhược điểm: Cos máy thường không cao đặc tính điều chỉnh tốc độ khơng tốt SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 46 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm CHƯƠNG IV: Thiết kế thi công mơ hình trạm trộn bê tơng 1.Nhiệm vụ quy trình thi cơng mơ hình 1.1.Nhiệm vụ -Thiết kế mơ hình dùng PLC kích vi điều khiển chạy led băng tải, led gầu, led bồn trộn, trạng thái on /off van, dùng biến trở mô loadcell điều chỉnh khối lượng đá, cát xi măng, phụ gia, nước, mơ thực tế q trình cơng nghệ trạm bê tông, giám sát wincc -Trạng thái on/off led cảm biến vi điều khiển gửi PLC -Các biến trở thay loadcell để điều chỉnh khối lượng cân 1.2.Quy trình thi cơng mơ hình -Thiết kế vẽ mơ hình -Thiết kế sơ đồ ngun lý mạch in orcad -Hàn linh kiện vào mạch dây mơ hình -Lập trình vi điều khiển AT89S52 -Lập trình PLC S7-300 -Thiết kế dao diện Wincc 1.2.1 Thiết kế vẽ mơ hình -Trong đồ án ứng dụng autocad để thiết kế vẽ mơ hình, việc thiết kế vẽ giúp người, có cách nhìn tổng quan, bao qt xác trạm trộn bê tơng SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 47 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 48 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm -Để in mica cần Export file cad sang file corel để chỉnh sửa màu sắc, in bảng mica khổ a3 1.2.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch in orcad -Sơ đồ nguyên lý: + Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn J26 5v J25 5v J24 5v J21 5v 2 2 10v J1 R2 RESISTOR VAR CB CAN CAT VOUT VIN GND U2 7805 c4 104 R1 10v J22 10v 470 D1 J23 12v VOUT GND c6 0.1uf 24v VIN c5 0.33uf J19 U3 7812 24v J19 SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 49 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm + Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển led gầu, led cảm biến led băng tải RN3 J1 5VDC 40 R-PACK6 40 20 40 18 17 16 15 14 13 12 11 10 40 J3 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 COM 39 38 37 36 35 34 39 38 37 36 35 34 33 32 U3 c1 19 18 33uf 12MHZ X1 c2 U1 40 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 GND 31 33uf P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 VCC 330 330 330 330 330 330 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P1.0/T2 P3.0/RXD P1.1/T2-EX P3.1/TXD P1.2 P3.2/INT0 P1.3 P3.3/INT1 P1.4 P3.4/T0 P1.5 P3.5/T1 P1.6 P3.6/WR P1.7 P3.7/RD XTAL1 XTAL2 EA/VPP RST 40 AT89C52 ALE/PROG PSEN 21 22 23 24 25 26 27 28 21 22 23 KICH BANG TAI KICH GAU LEN KICH GAU XUONG 10 11 12 13 14 15 16 17 10 11 CB GAU DUOI CB GAU TRÊN 30 29 GND R8 R9 R10 R11 R12 R13 20 cap dong led gau gau 20 cap dong led bang tai SW1 C3 10uf /10v R1 10k IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 GND OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 COM 18 17 16 15 14 13 12 11 10 J2 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20 R21 220 220 220 220 220 220 220 220 40 bang tai U2 40 40 R2 10K Q2 J5 jack BT D1 LED BT 2.2k Q9 NPN ECB R7 2.2k J10 jack BT D2 R4 P2.6 R31 10k Q1 NPN ECB R26 R 23 R6 10k J4 jack BT 40 R30 10K 22 21 R3 10k 40 R5 10K LED GAU LEN Q5 NPN ECB NPN ECB R32 2.2k R28 10K D8 LED GAU XUONG 11 J6 24V 1 J8 24V R22 R R26 R R25 R29 PNP BCE Q4 PNP BCE Q6 10k R23 Q3 NPN ECB SVTH: Huỳnh Tấn Sang D4 LED CB GAU DUOI 11 LED CB GAU TREN 2.2k R28 10K J7 JACK CB GAU DUOI 10 R27 Q5 NPN ECB 2.2k R24 10K 10k D3 J9 JACK CB GAU TREN Trang 50 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm + Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển led: bồn, cảm biến bồn rỗng, mức, van cap dong led BON J1 5VDC 40 led bon J3 R8 R9 R10 R11 R12 led muc 40 18 17 16 15 14 13 12 11 10 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 COM IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 GND 5 39 38 37 36 35 34 33 32 39 38 37 36 35 34 33 32 1 c1 U3 19 18 33uf cap dong led muc 12MHZ X1 c2 31 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P1.0/T2 P3.0/RXD P1.1/T2-EX P3.1/TXD P1.2 P3.2/INT0 P1.3 P3.3/INT1 P1.4 P3.4/T0 P1.5 P3.5/T1 P1.6 P3.6/WR P1.7 P3.7/RD XTAL1 XTAL2 EA/VPP RST AT89C52 21 22 23 24 25 26 27 28 21 22 23 24 25 26 10 11 12 13 14 15 16 17 10 30 29 ALE/PROG PSEN 33uf 40 U1 40 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 GND VCC 40 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 COM 39 38 37 36 35 34 33 32 GND 18 17 16 15 14 13 12 11 10 KICH BON KICH NUOC KICH PHU GIA KICH XI MANG noi voi jack cam bien tren MDK1 KICH XA BE TONG KICH BON RONG RN1 39 38 37 36 35 34 33 32 40 20 U2 20 40 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20 R21 J2 20 R-PACK SW1 R1 C3 10uf /10v 10k J6 24V 40 40 R2 10K R35 10K R22 R 21 R25 Q1 J4 jack bon NPN ECB D3 J7 JACK CB bon rong 10 40 NPN ECB LED CB bon rong 2.2k R24 10K LED dc bon J11 jack bon 1 Q8 R23 D1 2.2k R34 10k 10k Q3 NPN ECB R4 26 PNP BCE Q4 R3 10k R36 2.2k D7 LED can xi mang 40 40 R6 10K R26 10K 22 40 R29 10K R32 10K 23 24 Q2 Q5 NPN ECB D2 R28 10k 2.2k LED can cat R31 10k Q6 NPN ECB J9 jack bon R27 D4 R7 J8 jack bon J5 jack bon 25 R13 10k 2.2k R30 D5 J10 jack bon NPN ECB R33 D6 LED can da 2.2k SVTH: Huỳnh Tấn Sang Q7 NPN ECB R5 10k LED can nuoc 2.2k LED can phu gia Trang 51 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm + Sơ đồ nguyên lý led băng tải D2 LED D3 LED D4 LED D5 LED D6 LED D7 LED D8 LED D1 LED J1 CON9 + Sơ đồ nguyên lý led gầu D1 LED D2 LED D3 LED D4 LED D6 LED J2 D7 LED C ON 5v D8 LED D9 LED J1 C ON + Sơ đồ nguyên lý led bồn trộn D2 LED D3 LED D4 LED D5 LED D6 LED D7 LED D8 LED D1 LED J1 CON9 + Sơ đồ nguyên lý led mức D2 LED D3 LED D4 LED D5 LED D1 LED J1 CON6 SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 52 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm + Mạch in sau hoàn thiện xong 1.2.3.Hàn linh kiện vào mạch dây mô hình + Hàn linh kiện + Đi dây mơ hình SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 53 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm 1.2.4 Mơ hình hồn thiện SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 54 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm 1.2.5 Lập trình vi điều khiển AT89S52 + Sơ đồ thuật toán led băng tải START LED SÁNG S DC BĂNG TẢI= Đ ĐIỂM SÁNG CHẠY END + Sơ đồ thuật toán led gầu START LED SÁNG S DC GẦU LÊN=0 DC GẦU XUỐNG=0 Đ S DC GẦU LÊN=1 DC GẦU XUỐNG=0 Đ GẦU ĐI LÊN DC GẦU LÊN=0 DC GẦU XUỐNG=1 Đ END SVTH: Huỳnh Tấn Sang GẦU ĐI XUỐNG Trang 55 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm + Sơ đồ thuật toán led bồn START S DC BỒN TRỘN =1 Đ ĐIỂM SÁNG CHẠY END 2.Điều khiển giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng 2.1 Lập trình PLC S7-300 + Sơ đồ kết nối phần cứng: CB GẦU TRÊN Q124.0 I124.0 CB GẦU DƯỚI Q124.1 I124.1 Q124.2 I124.2 Q124.3 DIGITAL INPUT DIGITAL OUTPUT CB GẦU BỒN RỖNG Q124.4 Q124.5 Q124.6 Q124.7 Q125.0 Q125.1 Q125.2 Q125.3 Q125.4 Q125.5 Q125.6 Q125.7 VAN_CAT VAN_DA1 VAN_DA2 VAN_XIMANG VAN_NUOC VAN_PHUGIA VAN_CANCAT VAN_CANDA VAN_CANXM VAN_CANNUOC VAN_CANPG DC_BANGTAI DC_GAULEN DC_GAUXUONG DC_BONTRON VAN_XABON OV IN LOAD CELL CÂN XM LOAD CELL CÂN NƯỚC LOAD CELL CÂN PG SVTH: Huỳnh Tấn Sang IN IN IN ANALOG INPUT LOAD CELL CÂN ĐÁ CÁT Trang 56 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm + Thuật tốn chương trình plc DỪNG STOP XÁC NHẬN AUTO CD AUTO CD BẰNG TAY MANUAL START STOP DỪNG AUTO XÁC NHẬN CD BẰNG TAY MANUAL CD AUTO + Thuật toán CD AUTO CÂN ĐỦ CÁT HẾT CÁT CHỌN ĐÁ1,2 MỞ VAN ĐÁ1, ĐÓNG VAN MỞ VAN TẮT VAN CÁT, CÂN CÁT CÁT, NƯỚC, MỞ VAN CÂN CÁT, PG, XM BT CHẠY CÂN ĐỦ XM CB TRÊN HẾT XM TẮT VAN XM GẦU DỪNG CÂN ĐỦ NƯỚC,PG HẾT ĐÁ TẮT VAN ĐÁ MỞ VAN CÂN ĐÁ CB DƯỚI BỒN TRỘN(TRỘN KHÔ) GẦU ĐI XUỐNG TẮT VAN CÂN XM HẾT NƯỚC,PG TẮT VAN CÂN ĐÁ BĂNG TẢI DỪNG GẦU ĐI LÊN HẾT TG TRỘN KHÔ GẦU DỪNG HẾT TG TRỘN ƯỚT BỒN TRỘN(TRỘN ƯỚT) TẮT VAN CÂN NƯỚC TẮT VAN PG TẮT VAN NƯỚC, TẮT VAN PG CÂN ĐỦ ĐÁ TẮT ĐỘNG CƠ BỒN TRỘN ĐỦ SỐ MẺ TẮT ĐỘNG CƠ BỒN TRỘN MỞ VAN XẢ BỒN TIẾP TỤC MẺ MỚI DỪNG HỆ THỐNG CHƯA ĐỦ SỐ MẺ + Thuật toán CD BẰNG TAY NHẤN NÚT MỞ VAN CÁT NHẤN NÚT MỞ VAN CÂN CÁT MỞ VAN CÂN CÁT MỞ VAN CÁT NHẤN NÚT GẦU LÊN NHẤN NÚT MỞ VAN XM GẦU ĐI LÊN NHẤN NÚT MỞ VAN NƯỚC NHẤN NÚT KHỞI ĐỘNG DC BĂNG TẢI NHẤN NÚT MỞ VAN CÂN NƯỚC MỞ VAN NƯỚC DC BĂNG TẢI CHẠY NHẤN NÚT MỞ VAN CÂN XM MỞ VAN XM NHẤN NÚT CHỌN ĐÁ 1, MỞ VAN ĐÁ 1, MỞ VAN CÂN ĐÁ NHẤN NÚT KHỞI NHẤN NÚT GẦU ĐỘNG DC BỒN TRỘN XUỐNG MỞ VAN CÂN XM DC BỒN QUAY NHẤN NÚT MỞ VAN PG MỞ VAN CÂN NƯỚC NHẤN NÚT MỞ VAN CÂN ĐÁ GẦU ĐI XUỐNG NHẤN NÚT MỞ VAN CÂN PG MỞ VAN PG MỞ VAN CÂN PG NHẤN NÚT MỞ VAN XẢ BỒN MỞ VAN XẢ BỒN SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 57 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm 2.2.Thiết kế giao diện wincc kết nghiên cứu + Giao diện thông tin: + Giao diện đặt mác: SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 58 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm + Giao diện điều khiển trạm trộn bê tông: + Giao diện xuất báo cáo: SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 59 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm + File exel để xuất báo cáo : SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 60 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Kết luận ➢ Kết đạt ✓ Hiểu quy trình cơng nghệ trạm trộn bê tơng ✓ Nắm vững kiến thức PLC S7-300 ✓ Hiểu thiết bị cảm biến , loadcell, … ✓ Kết nối, sử dụng thiết bị tự động như: động cơ, cảm biến , loadcell,… ✓ Thiết kế thi cơng mơ hình trạm trộn bê tơng gần giống thực tế ✓ Viết chương trình điều khiển mơ hình trạm trộn bê tơng chạy ổn định ✓ Thực điều khiển giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng qua wincc ✓ Xuất hóa đơn bán hàng sang excel để dễ in ấn ✓ Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng đề tài ➢ Hạn chế đề tài ✓ Khi PLC xuất mức với điện áp 2V trở lên kích vi xử lí ➢ Hướng phát triển đề tài ✓ Xuất báo cáo tự động SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 61 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, 1999, Điều khiển số máy điện,Nhà xuất khoa học kỹ thuật Thái Duy Thức, Phan Minh Tạo, 2000, Thiết kế truyền động điện, Nhà xuất giao thông vận tải Nguyễn Phùng Quang, 1996, Điều khiển tự động truyền động xoay chiều ba pha, nhà xuất giáo dục Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Vân Hà, 2007, Tự động hóa với Simatic S7-300, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Trần Thu Hà, Trần Quang Huy, 2007, Lập trình với S7-300 & Wincc, Nhà xuât Hồng Đức Internet Và số tài liệu khác… SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 62 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm PHỤ LỤC Chương trình c điều khiển led băng tải led gầu #include #include " \lib\delay.h" #define LEDBT P1 #define LEDGAU P0 sbit START_BT=P2^0; sbit START_GAULEN=P2^1; sbit START_GAUXUONG=P2^2; unsigned char count=0; bit run=0; unsigned char g=0; unsigned char magaulen[ ]={0x0,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01}; unsigned char madongco[ ]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; unsigned char k=0; void main() { LEDBT=0X01; LEDGAU=0x20; P3_1=0; P3_0=1; while (1) { if(P2_0==0) {do { P1=madongco[k]; SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 63 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm Delay_ms(600) ; k=k+1; if(k==8)k=0; } while(k==8); } if(START_GAUXUONG==1 && START_GAULEN==0&& g1) {g=g-1; P0=magaulen[g]; if(g==6) P3_1=1; else P3_1=0; if(g==1) P3_0=1; P3_0=0; Delay_ms(800) ; else } }} Chương trình c điều khiển led bồn trộn led mức #include #include " \lib\delay.h" unsigned char dem=1; unsigned char mamuc[ ]={0x0,0x18,0x1C,0x1E,0x1F}; unsigned char madongco[ ]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; unsigned char k=0; SVTH: Huỳnh Tấn Sang Trang 64 Báo cáo đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.Phạm Văn Tâm void main() { dem=1; P2=0xff; P0=0; P1=0; while (1) { if(P2_0==0 && k