Giám sát trạm trộn bê tông trên giao diện WinCC

chương trình càng cao. Với hình thức xử lý tín hiệu ngắt như vậy, thời gian vòng quét sẽ càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét. Dó đó để nâng cao tính [r]

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG

ISO 9001:2015

GIÁM SÁT TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TRÊN GIAO DIỆN WINCC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ TỰ ĐỘNG

2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG

GIÁM SÁT TRẠM TRỘN BÊ TÔNG TRÊN GIAO DIỆN WINCC

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ TỰ ĐỘNG

Sinh viên : Hoàng Thế Long Giảng viên hướng dẫn :ThS Ngô Quang Vĩ

3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG -

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Sinh viên: Hoàng Thế Long - Mã SV: 1512102037 Lớp: DC1901 - Ngành: Điện Công Nghiệp

4

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

1 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

5

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất:

Họ tên : Ngô Quang Vĩ Học hàm, học vị : Thạc Sĩ

Cơ quan công tác : Trường Đại Học Quản Lý Cơng Nghệ Hải Phịng Nội dung hướng dẫn : Toàn 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 tháng năm

Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng năm

Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN

Sinh viên Người hướng dẫn

Hoàng Thế Long Ths Ngơ Quang VĨ

Hải Phịng, ngày tháng năm 2019 Hiệu trưởng

6

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP

Họ tên giảng viên: Đơn vị công tác: Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Đề tài tốt nghiệp:

Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp

1 Đánh giá chất lượng đồ án/khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…)

2 Ý kiến giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp

Được bảo vệ Không bảo vệ Điểm hướng dẫn

Hải Phòng, ngày … tháng … năm Giảng viên hướng dẫn

7

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN

Họ tên giảng viên: Đơn vị công tác: Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Đề tài tốt nghiệp: Phần nhận xét giáo viên chấm phản biện

Những mặt hạn chế

Ý kiến giảng viên chấm phản biện

Được bảo vệ Không bảo vệ Điểm hướng dẫn

Hải Phòng, ngày … tháng … năm Giảng viên chấm phản biện

8

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG : 11

TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 11

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 11

1.2 TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG 11

1.2.1 Giới thiệu 11

1.2.2 Phân loại 11

1.3 CẤU TẠO CHUNG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG 12

1.3.1 Cụm cấp liệu 12

1.6 KHÁI NIỆM VỀ BÊ TÔNG 15

1.6.1 Cấu Tạo Bê Tông 15

1.6.2 Các đặc tính bê tơng 16

CHƯƠNG 2: 20

GIỚI THIỆU PLC S7-300 VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN 20

2.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300 CỦA SIEMENS 20

2.1.1 PLC gì? 20

2.1.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động PLC 20

2.1.3 Ứng dụng PLC 22

2.1.4 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7-300 Siemens 23

2.1.5 Vịng quét chương trình 27

2.1.6 Cấu trúc chương trình S7-300 28

2.1.7 Các lệnh sử dụng chương trình 30

2.2 CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN 31

2.2.1 Module Analog Siemens 31

2.2.2 Đầu đọc tín hiệu cân PAXS PAXI 32

2.2.3 Thiết bị khí nén 34

2.2.4 Cảm biến 34

CHƯƠNG 3: 36

GIỚI THIỆU VỀ PHẦM MỀM THIẾT KẾ WINCC 36

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 36

9

3.4 CÁC BƯỚC LẬP TRÌNH TRÊN WINCC 39

3.4.1 Khởi tạo dự án: 39

3.5 TRUYỀN THÔNG TRONG MÔI TRƯỜNG WINCC: 41

3.6 CÁC CÔNG CỤ SOẠN THẢO CƠ BẢN CỦA WINCC 44

3.6.1 Thiết kế đồ hoạ WinCC (graphic desginer) 44

3.6.2 Cấu trúc Graphic Designer 45

3.7 THIẾT LẬP MỘT CỬA SỔ ĐỒ HOẠ MỚI TRONG CỬA SỔ WINCC EXPLORER, 47

CHƯƠNG 4: 50

SỬ DỤNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA PLC VÀ WINCC 50

4.1 CÁCH KHỞI ĐỘNG 50

4.2 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÊN STEP 51

4.3 GIAO DIỆN NGƯỜI MÁY 52

4.4 GIAO DIỆN MƠ PHỎNG Q TRÌNH TRỘN BÊ TƯƠI CỦA NHÀ MÁY 53

4.5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 54

4.6 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLCS7300 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

10

LỜI MỞ ĐẦU

Ngành Tự động hóa ngành quan trọng mang tính định cho phát triển quốc gia Từ thiết bị thô sơ lạc hậu ngày đầu, đến ngành Tự động hóa Việt Nam có bước tiến, bước phát triển vượt bậc với hệ thống sở hạ tầng, công nghệ đại Tự động hóa xem huyết mạch kinh tế, phát triển Tự động hóa tiền đề cho ngành kinh tế khác phát triển

Ngày nay, hệ thống điều khiển, giám sát tự động khơng cịn q xa lạ với Nó đời từ sớm nhằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu sống người Vì vậy, điều khiển tự động trở thành ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu ứng dụng tự động hóa vào thực tiễn lao động sản xuất người Đặc biệt lĩnh vực xây dựng, việc ứng dụng PLC trình sản xuất bê tông trạm trộn bê tông xi măng thực mang lại hiệu kinh tế lớn cho trình sản xuất

Vì thế, nhằm tạo điều kiện tốt để tiếp xúc, làm quen với thiết bị tự động vận dụng kiến thức học vào thực tế Em chọn đề tài: “Điều khiển giám sát hệ thống trạm trộn bê tông qua giao diện wincc ” Trong trình thực đề tài, ngồi cố gắng tìm hiểu học hỏi cịn nhận hướng dẫn tận tình từ thầy NGƠ QUANG VĨ Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Chúc thầy mạnh khỏe thành cơng cơng tác giảng dạy Do khả cịn hạn chế, kinh nghiệm thực tế cịn nên có sai sót khơng thể tránh, Em mong nhận bảo từ quý thầy cô Em xin chân thành cảm ơn

11

CHƯƠNG :

TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Hiện thị trường có hai loại trạm trộn chính: trạm trộn bê tơng nhựa nóng trạm trộn bê tông xi măng

-Trạm trộn bê tông nhựa nóng: dùng để sản xuất bê tơng từ hỗn hợp nhựa đường (hắc ín), đá, chất phụ gia…, ứng dụng phổ biến xây dựng đường xá, cơng trình giao thơng, cầu, cảng… rải lên bề mặt

-Trạm trộn bê tông xi măng: Ứng dụng rộng rãi đời sống lĩnh vực xây dựng, bê tông sản xuất từ hỗn hợp cát, đá, xi măng, nước phụ gia

1.2 TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG 1.2.1 Giới thiệu

Trạm trộn bê tông xi măng tổng thành nhiều cụm thiết bị, cụm thiết bị phải phối hợp nhịp nhàng với để hòa trộn thành phần: cát, đá, nước, phụ gia xi măng tạo thành hỗn hợp bê tông xi măng Một trạm trộn bê tông có yêu cầu chung sau đây:

- Đảm bảo trộn cung cấp nhiều mác bê tông với thời gian điều chỉnh nhỏ

- Cho phép sản xuất hai loại hỗn hợp bê tông khô ướt - Hỗn hợp bê tông không bị tách nước hay bị phân tầng vận chuyển

- Trạm làm việc ổn định, không ồn, không gây ô nhiễm môi trường - Lắp đặt sửa chữa đơn giản

- Có thể làm việc hai chế độ tự động tay

1.2.2 Phân loại

12

- Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu băng tải - Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu gầu

Mặc dù có hai loại trạm trộn bê tơng xi măng, nhiên nhìn chung bao gồm cụm thiết bị sau:

- Cụm cấp nguyên liệu

- Thiết bị định lượng (cát, đá, xi măng, nước phụ gia) - Hệ thống điều khiển

- Thiết bị trộn, máy trộn - Kết cấu phụ

1.3 CẤU TẠO CHUNG TRẠM TRỘN BÊ TƠNG XI MĂNG

Tuy có loại trạm trộn bê tơng nhìn chung bao gồm cụm thiết bị sau

-Cụm cấp nhiên liệu

-Thiết bị định lượng(cát , đá ,xi măng , nước) -Hệ thống điều khiển

-Thiết bị trộn máy trộn -Kết cấu thép

1.3.1 Cụm cấp liệu

*Cấp cát đá lên thùng trộn bê tông

Việc ấp cát đá lên thùng trộn bê tơng có nhiều cách khác nhiên tham khảo thực tế ta có cách khác

a.Cấp kiểu gầu +Nguyên lí

-Vật liệu đất đá cát xi măng tập kết bái liệu ngăn riêng biệt, sau gầu cào đổ vào thiết bị định lượng, sau định lượng vật liệu xả vào skip từ skip vật liệu đổ vào thùng trộn

13

-Cấp trực tiếp từ nãi chứa mà không cần thiết bị vận chuyển trung gian

-Diện tích mặt khơng cần lớn +Nhược điểm

-Vật liệu bãi chứa phải phải vun cao cho đủ lượng dự trữ - Việc cấp nhiên liệu cho máy trộn khồn lien tục

-Với phương án sử dụng trạm trộn có cơng suất thấp

b.Cấp nhiên liệu kiểu bang tải *Nguyên lí

- Vật liệu tập kết ngồi bãi sau dó máy xúc gầu múc vào thiết bị định lượng Sau định lượng bang tải vận chuyển vật liệu thùng trộn

* Ưu điểm

- Cấp vật liệu cho máy trộn liên tục

- Cật liệu bãi chứa không cần vun cao không cần phải phân cách vật liệu

*Nhược điiểm

- Việc cấp nhiên liệu cho bang tải phải có thiết bị chuyên dùng - Phương án dùng cho trạm trộn có cơng suất lớn

1.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG

Hầu hết trạm trộn bê tông xi măng tự động hoạt động theo quy trình nguyên tắc đây:

- Nhập đầu vào thông tin, khối lượng, tỷ lệ để tạo mẻ bê tông mong muốn vào hệ thống điều khiển

14

+ Đầu tiên trình cấp liệu cho hệ thống trạm trộn: Xi măng lữu trữ silo, cát, đá, sỏi băng tải tời kéo vận chuyển đổ đầy vào phễu cấp liệu

Tiếp theo, người điều kiển cần thiết lập thông số tỉ lệ cấp liệu vào hệ thống điều kiển tự động Khi bắt đầu vận hành, hệ thống lấy vào nguyên vật liệu theo tỉ lệ định sẵn Sau vật liệu đưa lên cối trộn, vật liệu cát, đá, sỏi, xi măng phụ gia hòa trộn với nước Dưới vận hành máy trộn bê tông để tạo nên mẻ bê tông chất lượng yêu cầu

Lưu ý : Để tạo nên mẻ bê tơng tươi chất lượng ngồi tỷ lệ hịa trộn vật liệu phải xác, vật liệu bê tơng phải trộn hàm lượng khơng khí hỗn hợp sau trộn phải nhỏ để tránh sinh bọt khí làm xốp bê tơng đơng cứng Chính việc sử dụng trạm trộn bê tông đảm bảo chất lượng bê tông, từ nâng cao chất lượng, vững cho cơng trình xây dựng Và trạm trộn bê tơng chất lượng cần có máy trộn bê tơng chất lượng đảm bảo độ trộn cốt liệu tốt

Lưu ý 2: Trong trình sử dụng cần thường xuyên bảo trì, bảo dưỡng máy trộn phận khác trạm trộn, đặc biệt cần phải thường xuyên làm cối trộn, silo, băng tải để hệ thống vận hành xác

1.5 KHI NÀO CẦN SỬ DỤNG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG

15

cơng trình nhỏ lẻ mang tính chất dân dụng tham khảo loại máy trộn bê tông mini giá rẻ

Trên khám phá tổng quan thiết bị sử dụng phổ biến xây dựng Trạm trộn bê tông xi măng gì? Cấu tạo nguyên lý hoạt động Chúng hy vọng sau viết bạn hiểu rõ chi tiết trạm trộn bê tơng tồn q trình hoạt động trạm trộn Đây máy xây dựng thiếu hoạt động xây dựng ngày này, nhằm đảm bảo tiến độ, tiết kiệm chi phí nâng cao chất lượng cho cơng trình

1.6 KHÁI NIỆM VỀ BÊ TƠNG

Bê tông (gốc từ béton tiếng Pháp) loại đá nhân tạo, đươcj hình thành việc trộn thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính, theo tỷ lệ định (được gọi cấp phối bê tông).Trong bê tông, chất kết dính (xi măng + nước, nhựa đường, phụ gia ) làm vai trị liên kết cốt liệu thơ (đá, sỏi, sử dụng vật liệu tổng hợp bê tông nhẹ) cốt liệu mịn (thường cát, đá mạt, đá xay, ) đóng rắn, làm cho tất thành khối cứng đá

1.6.1 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 mác cao lớn 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:

16

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 tơng chống ăn mịn kim loại

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 tơng điều kiện tự nhiên nâng cao cường độ bê tông

Hiện công nghệ sản xuất bê tơng người ta cịn sử dụng phụ gia đa chức

1.6.2 Các đặc tính bê tơng

17

90% đến 100% Mác M tiêu loại bê tông kết cấu

Tiêu chuẩn nhà nước quy định bê tơng có mác thiết kế sau:

- Bê tông nặng: M100, M150, M200, M250, M300, M350, M400, M500, M600 Bê tông nặng có khối lượng riêng khoảng 1800 - 2500kg/m3 cốt liệu sỏi đá đặc

- Bê tông nhẹ: M50, M75, M100, M150, M200, M250, M300 Bê tông nhẹ có khối lượng riêng khoảng 800 -1800kg/m3, cốt liệu loại đá có lỗ rỗng, keramzit, xỉ quặng,

Trong kết cấu bê tông cốt thép chịu lực phải dùng mác không thấp M150 Độ cứng bê tông tăng theo thời gian, tính chất đáng q bê tơng, đảm bảo cho cơng trình làm bê tơng bền lâu cơng trình làm gạch, đá, gỗ, thép Lúc đầu độ cứng bê tông tăng lên nhanh, sau tốc độ giảm dần Trong mơi trường (nhiệt độ, độ ẩm) thuận lợi tăng độ cứng kéo

dài nhiều năm, điều kiện khô hanh nhiệt độ thấp độ cứng bê tơng tăng không đáng kể

b) Độ giãn nở bê tơng: Trong q trình rắn chắc, bê tơng thường phát sinh biến dạng thể tích, nở nước co lại khơng khí Về giá trị tuyệt đối độ co lớn độ nở 10 lần giới hạn đó, độ nở làm tốt cấu trúc bê tơng cịn tượng co ngót ln kéo theo hậu xấu

18

c) Tính chống thấm bê tơng: Tính chống thấm bê tơng 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) Quá trình đông cứng bê tông biện pháp bảo quản: Q trình đơng cứng bê tơng phụ thuộc vào q trình đơng cứng xi măng thời gian đơng kết bắt đầu không sớm 45 phút

Vì sau trộn bê tơng xong cần phải đổ để tranh tượng vữa xi măng bị đông cứng trước đổ thời gian từ lúc bê tông khỏi máy trộn đến lúc đổ xong lớp bê tơng (khơng có tính phụ gia) khơng q 90' dùng xi măng pooclăng không 110', dùng xi măng pooclăng xỉ, tro núi lửa, xi măng pulơlan Thời gian vận chuyển bê tông (kể từ lúc đổ bê tông khỏi máy trộn) đến lúc đổ vào khuôn không nên lâu làm cho vữa bê tông bị phân tầng

Nhiệt độ ( 0C ) Thời gian vận chuyển ( phút )

20 đến 30 45

10 đến 20 60

5 đến 10 90

19

20

CHƯƠNG 2:

GIỚI THIỆU PLC S7-300 VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN

2.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300 CỦA SIEMENS 2.1.1 PLC gì?

PLC (viết tắt Programmable Logic Controller) thiết bị điều khiển lập trình (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình Người sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện Các kiện kích hoạt tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trễ thời gian định hay kiện đếm PLC dùng để thay mạch relay (rơ le) thực tế PLC hoạt động theo phương thức quét trạng thái đầu đầu vào Khi có thay đổi đầu vào đầu thay đổi theo Ngơn ngữ lập trình PLC Ladder hay State Logic Hiện có nhiều hãng sản xuất PLC Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric, Omron, Honeywell, Một kiện kích hoạt thật sự, bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên gọi thiết bị vật lý Một điều khiển lập trình liên tục "lặp" chương trình "người sử dụng lập ra" chờ tín hiệu ngõ vào xuất tín hiệu ngõ thời điểm lập trình Trong toán này, với đối tượng trạm trộn bê tông xi măng, ta dùng PLC để điều khiển

2.1.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động PLC

21

hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình đơn vị xách tay, RAM thường loại CMOS có pin dự phịng, chương trình kiểm tra sẵn sàng sử dụng truyền sang nhớ PLC Đối với PLC lớn thường lập trình máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS485, … b) Nguyên lý hoạt động: CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình, đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát tới thiết bị liên kết để thực thi Và toàn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ Hệ thống Bus tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song:

- Address Bus: Bus địa dùng để truyền địa đến Modul khác - Data Bus: Bus dùng để truyền liệu

22

2.1.3 Ứng dụng PLC

Cùng với phát triển phần cứng phần mềm, PLC ngày tăng tính lợi ích PLC hoạt động cơng nghiệp Kích thước PLC ngày thu nhỏ lại để số lượng I/O nhớ nhiều hơn, ứng dụng PLC mạnh giúp người sử dụng giải nhiều vấn đề phức tạp điều khiển hệ thống Lợi ích PLC hệ thống điều khiển cần lắp đặt lần (với sơ đồ hệ thống, đường nối dây, tín hiệu ngõ vào/ra,…), mà thay đổi kết cấu hệ thống sau này, giảm tốn phải thay đổi lắp đặt đổi thứ tự điều khiển ( hệ thống điều khiển relay,…) khả chuyển đổi hệ điều khiển cao (như giao tiếp PLC để truyền liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống điều khiển linh hoạt Không hệ thống cũ, PLC dễ dàng lắp đặt chiếm khoảng không gian nhỏ khả điều khiển nhanh, nhiều hệ thống điều khiển khác Điều tỏ thuận lợi với hệ thống điều khiển lớn, phức tạp trình lắp hệ thống tốn thời gian hệ thốn khác Cuối người sử dụng nhận biết trục trặc hệ thống PLC nhờ giao diện qua hình máy tính (một số PLC hệ sau có khả nhận biết hỏng hóc (trouble shoding ) hệ thống báo cho người sử dụng), điều làm cho việc sửa chữa thuận lợi

Hiện PLC ứng dụng thành công nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp dân dụng Từ ứng dụng để điều khiển hệ thống đơn giản, có chức ON/OFF thông thường đến ứng dụng cho lĩnh vực phức tạp, địi hỏi xác cao, ứng dụng thuật tốn q trình sản xuất Một số lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC sau:

23

- Chế tạo máy sản xuất: tự động hóa chế tạo máy, điều khiển nhiệt độ lị nhiệt luyện kim…

- Cơng nghiệp giấy, xi măng: Tự động hóa qua trình sản xuất nghiền bột giấy, bột đá, trộn hỗn hợp…

- Thực phẩm, sản xuất bia, rượu, thuốc lá: đóng gói sản phẩm, phân loại,…

- Kim loại: Điều khiển qua trình luyện, cán thép,… - Năng lượng, giao thông,…

2.1.4 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7-300 Siemens

a) Cấu hình phần cứng: PLC S7-300 thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ hãng Siemens (Cộng hịa liên bang Đức) Do để tăng tính mềm dẻo ứng dụng thực tế mà phần lớn đồi tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu chủng loại tín hiệu vào/ra khác mà điều khiển PLC thiết kế không bị cứng hóa cấu hình Chúng chia nhỏ thành module Số lượng module sử dụng nhiều hay tùy theo tốn, song tối thiểu phải có module module CPU Các module cịn lại module nhận/truyền tín hiệu đối tượng điều khiển, module chức chuyên dụng PID, điều khiển động cơ, …

Chúng gọi chung module mở rộng Tất module gá ray (Rack)

24

Những module sử dụng loại vi xử lý, khác cổng vào onboard khối hàm đặc biệt tích hợp sẵn thư viện hệ điều hành phục vụ việc sử dụng cổng vào onboard phân biệt với tên gọi cụm chữ IFM (Intergrated Function Module) Ví dụ module CPU312 IFM, module CPU 324 IFM …

Ngồi cịn có loại module CPU vói hai cổng truyền thơng, cổng truyền thơng thứ hai có chức phục vụ việc nối mạng phân tán Tất nhiên kèm theo cổng truyền thông thứ hai phần mềm tiện dụng thích hợp cài sẵn hệ điều hành Các loại module CPU phân biệt với module CPU khác thêm cụm từ DP (Distributed Port) tên gọi Ví dụ module CPU315-DP

Các module mở rộng thường chia làm loại chính:

- PS (Power Supply): Module nguồn ni Có loại 2A, 5A 10A - SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào ra, bao gồm:

vào số mở rộng 16 32 tùy thuộc vào loại module gital Output): Module mở rộng cổng số

chất chúng chuyển đối tương tự số 12bits (AD), tức môi xtins hiệu tương tự chuyển thành tín hiệu số (ngun) có độ dài 12 bits Số cổng vào tương tự 2, tùy thuộc loại module

là chuyển đổi số-tương tự (DA)

25

- IM (Interface Module): Module ghép nối Đây loại module chuyên dụng có nhiệm vụ nối nhóm module mở rộng lại với thành khối quản lý chung module CPU Thông thường module mở rộng gá liền với đỡ, rack gá nhiều module mở rộng (không kể module CPU, module nguồn ni) Một module CPU S7-300 làm việc trực tiếp với nhiều ranks ranks phải nối với module IM

- FM (Function Module): Module có chức điều khiển riêng, ví dụ module điều khiển động bước, module điều khiển động servo, module PID, module điều khiển vịng kín, …

- CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông mạng PLC với PLC với máy tính

b) Cấu trúc nhớ CPU: Bộ nhớ S7-300 chia làm ba vùng nhớ chính:

- Vùng nhớ chương trình ứng dụng Vùng nhớ chương trình chia thành miền:

+ OB (Organisation block): Miền chứa chương trình tổ chức

có biến hình thức dể trao đổi liệu với chương trình gọi

thành hàm có khả trao đổi liệu với khối chương trình khác

Các liệu phải xây dựng thành khối liệu riêng (gọi DB – Data block)

- Vùng chứa tham số hệ điều hành chương trình ứng dụng, phân chia thành miền khác nhau, bao gồm:

26

cổng vào cất chúng vùng nhớ I Thông thường chương trình ứng dụng khơng đọc trực tiếp trạng thái logic cổng vào số mà lấy liệu cổng vảo từ đệm I

thúc giai đoạn thực chương trình, PLC chuyển giá trị logic bọ đệm Q tới cổng số Thơng thường chương trình khơng trực tiếp gán giá trị tới tận cổng mà chyển chúng vào đệm Q

để lưu trữ tham số cần thiết truy cập theo bit (M), byte (MD), từ (MW) hay từ kép (MD)

trị thời gian đặt trước (PV – preser value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV – current value) giá trị logic đầu thời gian

ter) bao giồm việc lưu trữ giá trị đặt trước (PV – preser value), giá trị đếm tức thời (CV – current value) giá trị logic đầu đếm

PI: Miền địa cổng vào module tương tự (I/O external input) Các giá trị tương tự cổng vào module tương tự module đọc chuyển tự động theo địa Chương trình ứng dụng truy nhập miền nhớ PI theo byte, từ theo từ kép

PQ: Miền địa cổng cho module tương tự (I/O external output) Các giá trị theo địa module tương tự chuyển tới cổng tương tự

Chương trình ứng dụng truy nhập miền nhớ PQ theo byte, từ theo từ kép

- Vùng chứa khối liệu, chia thành loại:

27

những toán điều khiển Chương trình truy nhập miền theo bit, byte, từ, từ kép

địa phương, khối chương trình OB, FC, FB tổ chức sử dụng cho biến nháp tức thời trao đổi liệu biến hình thức với khối chương trình gọi Nội dung số liệu biền nhớ bị xóa kết thức chương trình tương ứng OB, FC, FB Miền truy nhập từ chương trình theo bit, bute, từ từ kép

2.1.5 Vịng qt chương trình

28

chương trình cao Nếu sử dụng khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ khối OB40, OB80…, chương trình khối thực vịng qt xuất tín hiệu báo ngắt chủng loại Các khối chương trình thực điểm vịng qt khơng bị gị ép phải giai đoạn thực chương trình Chẳng hạn tín hiệu báo ngắt xuất PLC giai đoạn truyền thông kiểm tra nội bộ, PLC tạm dừng công việc truyền thơng, kiểm tra để thực khối chương trình tương ứng với tín hiệu báo ngắt Với hình thức xử lý tín hiệu ngắt vậy, thời gian vịng qt lớn có nhiều tín hiệu ngắt xuất vịng qt

Dó để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điêu khiển, tuyệt đối khơng nên viết chương trình xử lý ngắt dài lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt chương trình điều khiển Tại thời điểm thực lệnh vào ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà thông đệm ảo cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi giai đoạn hệ điều hành CPU quản lý Ở số module PCU, gặp lệnh vào/ra lập tức, hệ thống cho dùng công việc khác, chương trình xử lý ngắt để thực lệnh trực tiếp với cổng vào

2.1.6 Cấu trúc chương trình S7-300

Chương trình cho S7-30 lưu nhớ PLC vùng dành tiêng cho chương trình lập với hai dạng cấu trúc sau:

29

b) Lập trình có cấu trúc: Chương trình chia thành phần nhỏ với nhiệm vụ riêng phần nằm khối chương trình khác Loại hình cấu trúc phù hợp với toán điều khiển nhiều nhiệm vụ phúc tạp PLC S7-300 có bốn loại khối bản:

- Loại khối OB (Organization block): Khối tổ chức quản lý chương trình điều khiển Có nhiều loại khối OB với chức khác nahu, chúng phân biệt với số nguyên sau nhóm ký tự OB, ví dụ OB1, OB35, …

- Loại khối FC (Program block): Khối chương trình với chức riêng giống chương trình hàm (chương trình có biến hình thức) Một chương trình ứng dụng có nhiều khối FC khối FV phân biệt với số ngun sau nhóm ký tự FC Ví dụ FC1, FC2, …

- Loại khối DB (Data block): Khối chứa liệu cần thiết để thực chương trình Các tham số khối người dùng tự đặt Một chương trình ứng dụng có nhiều khối DB khối DB phân biệt với số nguyên sau nhóm ký tự DB Chương trình khối liên kết với lệnh gọi khối, chuyển khối Xem phần chương trình khối chương trình S7-300 cho phép gọi chương trình lồng nhau, tức từ chương trình gọi mọt chương trình khác từ chương trình gọi lại gọi tới chương trình thứ …

30

2.1.7 Các lệnh sử dụng chương trình

a) Lệnh xử lý bit (công tắc): Công tắc thường mở (Nomally Open, viết tắt NO) công tắc thường đóng (Nomally Closed, viết tắt NC) Đối với PLC, công tắc đại diện cho trang thái bit nhớ liệu hay vùng ảnh đầu vào, Cơng tắc thường mở đóng (ON nghĩa cho dòng điện qua) bit 1, cịng cơng tắc thường đóng đóng (ON) bit Trong LAD, lệnh biểu diễn cơng tắc thường đóng thường mở Trong FBD, công tắc thường mở biểu diễn đầu vào khối chức AND OR Cơng tắc thường đóng thêm dấu đảo (vòng tròn nhỏ) đầu vào tương ứng

b) Bộ định thời

Có loại định thời :

- Bộ đóng trễ (On – Delay Timer) TON

- Bộ đóng trễ có nhớ (Retentive On – Delay Timer) TONR - Bộ ngắt trễ (Off – Delay Timer) TOF

31

thái ngắt trễ lúc đồng thời giá trị đếm bị xóa Khi đầu vào EN 0, định thời bắt đầu đếm đạt giá trị đặt trước PT Lúc bit trạng thái ngắt trễ đồng thời ngừng đếm Nếu đầu vào EN không khoảng thời gian ngắn thời gian đặt quay lại bit trạng thái định thời giữ nguyên Bộ ngắt trễ bắt đầu đếm có sườn thay đổi từ đầu vào EN

c) Bộ đếm: Có ba loại đếm: đếm lên (Count Up), đếm xuống (Count Down) đếm lên xuống (Count Up/Down) Bộ đếm lên đếm giá trị tối đa (32767) có sườn lên đầu vào đếm lên (CU) Khi giá trị đếm (Cxxx) lớn giá trị đặt trước (PV) bit trạng thái (Cxxx) có giá trị (ON) Bộ đếm bị xóa (reset) mức đầu vào reset (R), lúc giá trị đếm bit trạng thái bị xóa Bộ đếm xuống đếm từ giá trị đặt trước (PV) có sườn lên đầu vào đếm xuống (CD) Khi giá trị đếm (Cxxx) 0, bit trang thái (Cxxx) đồng thời đếm ngừng đếm Mức cao đầu vào LD xóa bit trạng thái tải giá trị đặt trước PV vào giá trị đếm Bộ đếm vừa đếm lên vừa đếm xuống đếm lên có sườn lên đầu vào đếm lên (CU) đếm xuống có sườn lên đầu vào đếm xuống (CD) Khi giá trị đếm (Cxxx) lớn giá trị đặt trước (PV) bit trạng thái (Cxxx) có giá trị (ON) Bộ đếm bị xóa (reset) mức đầu vào reset (R), lúc giá trị đếm bit trạng thái bị xóa Số hiệu đếm: C0 đến C255 Trong CPU 221 , 222 224 đếm xác định loại tùy theo lệnh khai báo khai báo đếm loại khác với địa (trong vùng C)

2.2 CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN 2.2.1 Module Analog Siemens

32

a) Analog input: Thực chất biến đổi tương tự - số (ADC) Nó chuyển tín hiệu tương tự đầu vào thành tín hiệu số đầu Dùng để kết nối thiết bị đo với điều khiển: chẳng hạn đo nhiệt độ, đo khối lượng

b) Analog output: Thực chất biến đổi số - tương tự (DAC) Nó chuyển tín hiệu số đầu vào thành tín hiệu tương tự đầu Dùng để điều khiển thiết bị với dải đo tương tự.Chẳng hạn điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0-50Hz

2.2.2 Đầu đọc tín hiệu cân PAXS PAXI

a) Giới thiệu hiển thị giá trị loadcell PAXS: Bộ đếm PAXS sản phẩm hãng Redlion Nó hiển thị giá trị loadcell có nhiều điểm đặc trưng khả thích hợp cho việc mở rộng ứng dụng công nghiệp

Bộ đếm dùng chế độ khác cho phép nhận ngõ vào tương tự bao gồm tín hiệu từ chuyển đổi tín hiệu từ điện áp sang dịng điện chiều, xoay chiều (DC Voltage / Current, AC Voltage / Current), tín hiệu cảm biến nhiệt độ tín hiệu ngõ vào Strain Gate

Bộ đếm có hình LED hiển thị 0.56” tầm đo cho phép từ 19999 đến 99999, có tất setpoint ngõ Ngồi ta thay đổi chương trình phím nhấn chức phần mềm Crimson

33

Bộ đếm PAXS - DSP: Thoát hiển thị

- PAR: Vào menu bên phím lưu giá trị - F1: Tăng giá trị trở menu trước

- F2: Giảm giá trị trở menu trước - RESET: Reset giá trị

b) Giới thiệu đếm PAXI:

Bộ đếm PAXI sản phẩm hãng Redlion Nó đếm ngõ vào số có nhiều điểm đặc trưng khả thích hợp cho việc mở rộng ứng dụng công nghiệp.Bộ đếm chấp nhận ngõ vào số đa dạng bao gồm tín hiệu ngõ CMOS hay dịng TTL, tín hiệu cảm biến…

Bộ đếm có hình LED hiển thị 0.56”và tầm đo cho phép từ -19999 đến 99999 có khả chuyển đổi ngõ tương tự W/option Card

Bộ đếm PAXI có hỗ trợ giao tiếp, truyền thông với thiết bị khác cổng Enthernet, RS232, RS485 bus dùng cơng nghiệp Divicenet, Modbus, Profibus – DP Ngồi ta thay đổi, sửa chữa chương trình phần mềm Crimson

34

- DSP: Thốt ngồi hiển thị

- PAR: Vào menu bên phím lưu giá trị - F1: Tăng giá trị trở menu trước

- F2: Giảm giá trị trở menu trước - RESET: Reset giá trị

2.2.3 Thiết bị khí nén

a) Xylanh khí:

Hoạt động khí nén, dựa áp suất khí nén để thu chuyển động tính tiến

Áp suất làm việc 0.35 – 0.7 Mpa

Nhiệt độ làm việc cho phép – 60 oC

Tốc độ làm việc piston 50 – 300 mm/s

Đường kính trục piston 16 mm

Hành trình làm việc 20 Mm

Đệm Khơng sử dụng

Kiểu tác động Tác động đôi

Thông số kỹ thuật ZG2-16-20 b) Van điều khiển:

Có tác dụng đóng cắt dịng khí nén để điểu khiển hoạt động thiết bị khác

Hê thống xy lanh va van điều khiển dùng để điều khiển đóng, mở cửa xả xi lơ chứa liệu

2.2.4 Cảm biến

35

Nguồn cấp 10 đến 30VDC ( Dao động Tối đa

10%), dòng bé 35mA, bao gồm tải, 10 đến 24VDC nhiệt độ lớn 55oC

Mạch bảo vệ nguồn Bảo vệ chống đấu ngược cực tính,

chống tượng transient (xung điện áp)

Cấu hình ngõ Bán dẫn loại NPN ( loại Sink)

36

CHƯƠNG 3:

GIỚI THIỆU VỀ PHẦM MỀM THIẾT KẾ WINCC Tổng quan phần mềm thiết kế WinCC

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG

WinCC (Windows Control Center - Trung tâm điều khiển Windows), cung cấp công cụ phần mềm để thiết lập giao diện điều khiển chạy hệ điều hành Microsoft Windows NT Windows 2000 Trong dòng sản phẩm thiết kế giao diện phục vụ cho vận hành giám sát, WinCC thuộc thứ hạng SCADA với chức hữu hiệu dành cho việc điều khiển Một đặc điểm WinCC đặc tính mở Nó sử dụng cách dễ dàng với phần mềm chuẩn phần mềm người sử dụng, tạo nên giao diện người - máy đáp ứng nhu cầu thực tế cách xác Những nhà cung cấp hệ thống phát triển ứng dụng họ thông qua giao diện mở WinCC tảng để mở rộng hệ thống

Đặc tính mở phần mềm WinCC

WinCC kết hợp bí hãng Siemens - cơng ty hàng đầu tự động hố q trình Microsoft - công ty hàng đầu việc phát triển phần mềm cho PC

37

3.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH

a) Sử dụng công nghệ phần mềm tiên tiến:

WinCC sử dụng công nghệ phần mềm Nhờ cộng tác Siemens Microsoft, người dùng yên tâm với phát triển công nghệ phần mềm mà Microsoft người dẫn đầu

b) Hệ thống khách chủ với chức SCADA: Ngay từ hệ thống WinCC sở cung cấp tất chức để người dùng khởi động yêu cầu hiển thị phức tạp Việc gọi hình ảnh (picture), cảnh báo (alarm), đồ thị trạng thái (trend), báo cáo (report) dễ dàng thiết lập

c) Có thể nâng cấp mở rộng dễ dàng từ đơn giản đến phức tạp: WinCC module hệ thống tự động hố, thế, sử dụng để mở rộng hệ thống cách linh hoạt từ đơn giản đến phức tạp từ hệ thống với máy tính giám sát tới hệ thống nhiều máy giám sát, hay hệ thống có cấu trúc phân tán với nhiều máy chủ (server) Có thể phát triển tuỳ theo lĩnh vực công nghiệp yêu cầu công nghệ Một loạt module phần mềm mở rộng định hướng cho loại ứng dụng phát triển sẵn để người dùng chọn lựa cần

d) Cơ sở liệu ODBC/SQL tích hợp sẵn: Cơ sở liệu Sysbase SQL tích hợp sẵn WinCC Tất liệu cấu hình hệ thống liệu trình điều khiển đựơc lưu giữ sở liệu Người dùng dễ dàng truy cập tới sở liệu WinCC SQL (Structured Query Language) ODBC (Open Database Connectivity) Sự truy cập cho phép WinCC chia sẻ liệu với ứng dụng sở liệu khác chạy Windows

38

trình chạy Windows tính WinCC Các tính ActiveX control OPC server client tích hợp sẵn

f) Ngơn ngữ vạn năng: WinCC phát triển dùng ngôn ngữ lập trình chuẩn ANSI-C Giao diện lập trình API mở cho việc truy cập tới hàm WinCC liệu: Tất module WinCC có giao diện mở cho giao diện lập trình dùng ngơn ngữ C (C programming interface, C-API) Điều có nghĩa người dùng tích hợp cấu hình WinCC hàm thực (runtime) vào chương trình người sử dụng

g) Cài đặt phần mềm với khả lựa chọn ngôn ngữ: Phần mềm WinCC thiết kế sở nhiều ngôn ngữ Nghĩa là, người dùng chọn tiếng Anh, Pháp, Đức hay chí ngơn ngữ châu làm ngôn ngữ sử dụng Các ngôn ngữ thay đổi trực tuyến

h) Giao tiếp với hầu hết loại PLC: WinCC có sẵn kênh truyền thông để giao tiếp với loại PLC Siemens SIMATIC S5/S7/505 thông qua giao thức chung PROFIBUS DP, DDE hay OPC Thêm vào đó, chuẩn thơng tin khác có sẵn lựa chọn hay phần bổ sung

i) WinCC phần tử hệ thống Tự động hố tích hợp tồn diện (Totally Integrated Automation-TIA):

WinCC đóng vai trị cửa sổ hệ thống phần tử trung tâm hệ Nó phần tử SCADA hệ thống PCS Siemens

3.3 CÁC CẤU HÌNH HỆ THỐNG CƠ BẢN:

WinCC hỗ trợ cấu hình hệ thống từ thấp đến cao, ví dụ cấu sau:

- Hệ thống điều khiển dùng máy tính (Sing-user system) - Hệ thống điều khiển dùng nhiều máy tính (Multi-user system) - Cấu trúc Client/Server có dự phịng

39

3.4 CÁC BƯỚC LẬP TRÌNH TRÊN WINCC 3.4.1 Khởi tạo dự án:

a) Khởi động WinCC:

Để khởi động WinCC ta kích chuột vào Start Taskbar Chọn Simatic\WinCC\Windows Control Center

b) Tạo dự án mới:

Để tạo dự án ta chọn File\New Một hộp thoại mở cho phép xây dựng Project

- Chọn Single-User Project\OK: tạo dự án đơn người sử dụng - Chọn Multi-User Project\OK: tạo dự án đa người sử dụng

- Chọn Multi-Client Project\OK: tạo dự án nhiều khách Đặt tên Project nhấn Create Khi hình WinCC hình:

Màn hình giao diện WinCC

40

c) Kết nối với PLC: Để khai báo việc kết nối với PLC ta tiến hành theo trình tự sau:

- Kích chuột phải vào Tag Management\Add New Driver Trong hộp thoại ta chọn SIMATIC S7 Protcol Suite kích vào nút Open

- Tạo kết nối với thiết bị cấp dưới: kích chuột vào SIMATIC S7 Protcol Suite\New Conection\Connection properties Nhập tên đối tượng kết nối nhấn OK

d) Tag Tag Group:

- Tạo Internal tag: Trong Tag management, kích phải chuột vào Internal Tag\New Tag Xuất hộp thoại Tag Properties cho phép ta nhập tên, kiểu liệu Tag

- Tạo Tag Group: Kích phải chuột lên kết nối PLC vừa tạo trên: New Group\Properties Of Tag Group, nhập tên Group sau nhấn OK

- Tạo External tag: Kích phải chuột kết nối PLC chọn New Tag\Tag Properties, nhập tên, kiểu liệu Tag sau nhấn OK Nhấn nút Select để mở hộp thoại Address Properties sau chọn kiểu liệu cho Tag, vùng địa Tag truy cập

e) Thiết kế giao diện đồ họa: Trong cửa sổ WinCC Explorer ta kích phải chuột vào Graphics Designer\chọn New Picture, trang giao diện đồ hoạ Newpld0.Pdl cửa sổ WinCC Explorer

Để thiết kế đồ hoạ cho tranh vừa tạo, ta nhấp Double chuột vào tên tranh kích phải chuột vào tên tranh chọn Open Picture

41

3.5 TRUYỀN THÔNG TRONG MÔI TRƯỜNG WINCC:

a) Bản chất truyền thông máy tính (PC) PLC: Bản chất q trình thể sơ đồ sau đây:

-Computer: Quản lý tất WorkStation Server nằm Project

- Tag Managerment: khu vực quản lý tất kênh, quan hệ Logic, Tag Process, Tag Internal Tag Groups

- Data Type: chứa loại liệu đ-ợc gán cho Tag kênh khác

42

Scrips dùng hiển thị động cho yêu cầu đặc biệt, Message System nh- cảnh báo (Alarm Logging), thu thập l-u trữ giá trị đo (Tag Logging), hệ thống báo cáo (Report Designer), giấy phép sử dụng (User administration) Text library Tất modul thuộc hệ thống WinCC khơng cần thiết khơng thiết phải cài đặt hết

Sử dụng trình soạn thảo để soạn thảo điều khiển dự án hoàn chỉnh Các thành phần đuợc liệt kê trình soạn thảo chuẩn WinCC

- Alarm Logging: Đảm nhận đưa tin từ trình chuẩn bị, hiển thị, nhận, lưu trữ tin tức theo quy luật

- User Administration: Kiểm tra giấy phép truy nhập cho Group Server

- Text Library: Chứa đựng ngôn ngữ phụ thuộc văn mà tạo

- Report Designer: Cung cấp báo cáo tổng hợp mà dùng để báo cáo nh- liệu sử dụng, giá trị thời giá trị cất giữ, tin thời tin lưu trữ, văn thân hệ thống

- Global Scrips: Cho phép tạo dự án động đặc biệt theo yêu cầu Trình soạn thảo cho phép ta tạo hàm giống ngơn ngữ C hành động mà sử dụng suốt dự án qua nhiều dự án phụ thuộc loại

- Tag Logging: Đo giá trị trình, lưu trữ chúng dài hạn

- Graphics Designer: Cung cấp biểu t-ợng đồ hoạ nối để tạo thành trình

43

Định nghĩa Tag: Tag thành phần trung gian cho việc truy nhập biến trình

Trong dự án Tag mang tên loại liệu WinCC Tag gán mối quan hệ Logic, mối liên hệ định rõ kênh phân phối giá trị trình tới Tag sử dụng điểm nối WinCC Tag chứa sở liệu dự án rộng Sau chạy WinCC tất Tag tải vào t-ơng ứng với cấu trúc Run-time dựng lên

Tag Groug dùng để tổ chức Tag thành cấu trúc Tất Tag tổ chức nhóm Tag để tăng rõ ràng dự án

WinCC Tag mô tả dạng liệu thành phần loại dự án luật cho phép truy cập liệu

Nói chung, liệu quản lý có khác loại Tag: - Internal Tag (Tag trong): khối nhớ WinCC đ-ợc phân chia theo chức PLC Chúng tính tốn chỉnh sửa WinCC khơng có địa lớp PLC - External Tag (Tag ngoài): Gán địa kết nối lớp PLC

Trong loại Tag có khung đặc biệt gọi Tag liệu thô (Raw Data Tag- RDT) Theo quan điểm chung, liệu thô phù hợp với dạng khung liệu thông báo mức vận chuyển, RDT không hiển thị đ-ợc Graphics Designer RDT sử dụng đ-đ-ợc ứng dụng sau WinCC: “Alarm Logging”, “Tag Logging” “Global Scrips” Định nghĩa Tag: Tag thành phần trung gian cho việc truy nhập biến trình

44

khi chạy WinCC tất Tag tải vào t-ơng ứng với cấu trúc Run-time dựng lên

Tag Groug dùng để tổ chức Tag thành cấu trúc Tất Tag tổ chức nhóm Tag để tăng rõ ràng dự án

WinCC Tag mô tả dạng liệu thành phần loại dự án luật cho phép truy cập liệu

Nói chung, liệu quản lý có khác loại Tag: - Internal Tag (Tag trong): khối nhớ WinCC phân chia theo chức nh- PLC Chúng đ-ợc tính tốn chỉnh sửa WinCC khơng có địa lớp PLC - External Tag (Tag ngoài): Gán địa kết nối lớp PLC

Trong loại Tag có khung đặc biệt đ-ợc gọi Tag liệu thô (Raw Data Tag- RDT) Theo quan điểm chung, liệu thô phù hợp với dạng khung liệu thông báo mức vận chuyển, RDT không hiển thị Graphics Designer RDT sử dụng đ-ợc ứng dụng sau WinCC: “Alarm Logging”, “Tag Logging” “Global Scrips”

3.6 CÁC CÔNG CỤ SOẠN THẢO CƠ BẢN CỦA WINCC 3.6.1 Thiết kế đồ hoạ WinCC (graphic desginer)

+ Chức graphic designer Được sử dụng để tạo hình ảnh q trình nên graphic designer có đặc trưng sau đây:

-Dễ sử dụng, dễ dàng ghép nối với công cụ đồ hoạ bảng mầu đồ hoạ

- Cho phép đặt cấu hình đối tượng mà chúng liên kết với thư viện biểu tượng

- Mở giao diện cho đồ hoạ quan trọng cung cấp giao diện OLE 2.0

45

- Liên kết với chức bổ xung cách thành lập cấu hình Script

- Liên kết với đối tượng đồ hoạ bạn tạo - Có khả chạy Window 95 WinNT

3.6.2 Cấu trúc Graphic Designer

Trong cửa sổ soạn thảo Graphic Designer bao gồm công cụ để hỗ trợ việc tạo ứng dụng đồ hoạ sau:

+Bảng để tạo ấn đối tượng đồ hoạ: - Colour Palettes (Bảng màu)

- Object Palettes (Bảng đối tượng) - Style Palettes

- Alignment Palettes (Bản chỉnh) - Zoom Palettes

- Font Palettes

+ Các bảng công cụ phục vụ cho thao tác với graphic designer

- Menu Bar

- Standard Palettes - Status Bar

- Layer Bar

+ Các hộp thoại phục vụ đặt thông số thay đổi thuộc tính đối tượng Bảng màu (Color Palettes):

- Gồm 16 màu

- Sử dụng để đổi màu đối tượng - Sử dụng để thêm vào màu tuỳ chọn Bảng đối tượng: bảng gồm có nhiều đối tượng xếp thành mục sau đây:

46

- Các đối tượng thông minh ( Smart Object) gồm có đối tượng nhúng, trường vào/ra, đối tượng đồ hoạ, công cụ hiển thị, đối tượng ba chiều

- Các đối tượng Window(Window Object) gồm có Button, Check Box, Option Group, Slider Đây đối tượng hỗ trợ đồ hoạ

Cấu trúc Graphic Designer

Trong cửa sổ soạn thảo Graphic Designer bao gồm công cụ để hỗ trợ việc tạo ứng dụng đồ hoạ sau:

• Bảng để tạo ấn đối tượng đồ hoạ: - Colour Palettes (Bảng màu)

- Object Palettes (Bảng đối tượng) - Style Palettes

- Alignment Palettes (Bản chỉnh) - Zoom Palettes

- Font Palettes

• Các bảng công cụ phục vụ cho thao tác với graphic designer

- Menu Bar

- Standard Palettes - Status Bar

- Layer Bar

• Các hộp thoại phục vụ đặt thông số thay đổi thuộc tính đối tượng Bảng màu (Color Palettes):

- Gồm 16 màu

47

- Các đối tượng chuẩn (Standard Object ) gồm hình đa giác ,chữ nhật, elip v.v - Các đối tượng thông minh ( Smart Object) gồm có đối tượng nhúng, truờng vào/ra, đối tượng đồ hoạ, công cụ hiển thị, đối tượng ba chiều

- Các đối tượng Window(Window Object) gồm có Button, Check Box, Option Group, Slider Đây đối tượng hỗ trợ đồ hoạ

3.7 THIẾT LẬP MỘT CỬA SỔ ĐỒ HOẠ MỚI TRONG CỬA SỔ WINCC EXPLORER,

kích đúp lên "Editor", thành phần Editor liệt kê Vào "Graphic Disigner" cách kích chuột phải chọn "Open " Sau khởi tạo, công cụ "Graphic Disgner" chọn "New" Trong đó:

- Data Manager (Trình quản trị liệu):

WinCC Data Manager quản lý liệu (Database) Người sử dụng khơng thấy trình quản lý liệu Trình quản lý liệu làm việc với liệu sinh từ WinCC Project cất sở liêïu Project Nó quản lý biến WinCC lúc chạy chương trình Tất người sử dụng WinCC phải yêu cầu liệu từ trình quản lý liệu dạng biến WinCC Các ứng dụng gồm Graphic Runtime, Alarm Logging Runtime Tag Logging Runtime

- Các trình điều khiển truyền thơng (Communication driver): Để cho WinCC truyền thông với kiểu PLC khác, người sử dụng phải nối trình quản lý liệu với PLC Trình điều khiển truyền thông gồm C++DLL, mà truyền thông giao tiếp với trình quản lý liệu (gọi kênh API) Trình điều khiển truyền thơng cung cấp giá trị trình cho WinCC Tag

48

với Hardware với Modul truyền thông PC Người ta phải định nghĩa đơn vị kênh Modul truyền thông gán hộp thoại System Parameters Hộp mở cách click chuột phải vào đơn vị kênh tương ứng chọn System Parameter từ Menu lên Sự xuất hộp thoại phụ thuộc vào trình điều khiển truyền thơng chọn Tuy nhiên thêm thông số truyền thông cần

- Hardware driver: Driver kết nối phần cứng - Processor (CP): Bộ xử lý truyền thơng

Q trình truyền thơng mơ tả sau: WinCC Data Manager quản lý WinCC Tag thực thi Nhiều ứng dụng WinCC khác (trên WinCC Application) yêu cầu giá trị từ Data Manager Công việc Data Manager nhận tag u cầu từ q trình Nó thực việc thơng qua trình điều khiển truyền thơng tích hợp WinCC Project Trình điều khiển truyền thông tạo nên giao tiếp WinCC trình cách sử dụng đơn vị kênh Trong phần lớn trường hợp, kết nối dựa Hardware đến trình cài đặt cách sử dụng CP Trình điều khiển truyền thơng WinCC sử dụng CP để gởi thông điệp yêu cầu đến PLC Tiếp đến CP gửi giá trị trình u cầu từ thơng điệp tương ứng lại WinCC

b) Thiết lập cấu hình truyền thông: Hàm truyền thông bản:

- Kiểu liệu WinCC + Binary Tag: kiểu nhị phân

+ Unsigned Bit Value: Kiểu nguyên Bit không dấu + Signed Bit Value: Kiểu nguyên Bit có dấu

+ Unsigned 16 Bit Value: Kiểu nguyên 16 Bit không dấu + Signed 16 Bit Value: Kiểu nguyên 16 Bit có dấu

49

+ Signed 32 Bit Value: Kiểu nguyên 32 Bit có dấu

+ Floating Point Number 32 Bit IEEE 754: Kiểu số thực 32 Bit theo tiêu chuẩn IEEE 754

+ Floating Point Number 64 Bit IEEE 754: Kiểu số thực 64 Bit theo tiêu chuẩn IEEE 754

+ Text Tag Bit Character Set: Kiểu ký tự Bit + Text Tag 16 Bit Character Set: Kiểu ký tự 16 Bit

+ Raw Data Type: Kiểu liệu thô - Gửi liệu từ WinCC xuống ô nhớ PLC : Cấu trúc:

(Giá trị trả về) SetTagXXX (“tên biến ngoại”, giá trị ) Giải thích : + Giá trị trả về: Là kiểu BOOL Nếu q trình gửi thành cơng giá trị trả TRUE, cịn ngược lại giá trị trả FALSE

+ XXX: Là Bit, Byte, Word + Nếu XXX Bit “giá trị” + Nếu XXX Byte “giá trị” byte

+ Nếu XXX word “giá trị” Word - Lấy liệu từ ô nhớ PLC lên biến ngoại WinCC:

Cấu trúc:

(Giá trị trả về) GetTagXXX(“tên biến ngoại”) Giải thích : + XXX: Bit, Byte, Word.• Nếu XXX Bit giá trị trở • Nếu XXX Byte giá trị trở Byte

• Nếu XXX Word giá trị trở Word

50

CHƯƠNG 4:

SỬ DỤNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA PLC VÀ WINCC

4.1 CÁCH KHỞI ĐỘNG

- Đầu tiên ta ấn Start để khởi động chương trình Sau ta tùy chọn chế độ hoạt động tự động (nếu ấn nút Auto), tay (nếu không ấn Auto)

- Nếu lựa chọn chế độ Manual, PLC khơng điều khiển trạm trộn mà tồn hoạt động trạm trộn người điều khiển

- Nếu lựa chọn chế độ Auto, mặc định ban đầu mác 200 chọn, ta thay đổi cách ấn vào mác khác 250, 300, sau PLC bắt đầu hoạt động

- Đầu tiên ta cần chọn số mẻ trộn cách ấn nút chọn mẻ, sau chọn xong ấn nút Auto trạm trộn bắt đầu hoạt động

- Bước tiến hành cân đá cách mở van xả đá cho đá chảy băng tải Ở có Loadcell đo khối lượng đá phản hồi PLC, khối lương đá khối lượng đặt trước (tùy vào mác bê tơng) PLC dừng cân đá tiến hành cân cát (đóng van xả đá, mở van xả cát) Lưu ý cát đá đo cách cộng dồn

- Sau cân đá xong ta tiến hành cân nước xi măng, cách thức hoạt động hoàn toàn tương tự

- Khi cân nguyên liệu xong băng tải bắt đầu chạy để chuyển đá cát vào gầu Băng tải chạy khoảng thời gian định trước đảm bảo cho đá cát chuyển hết vào gầu

51

- Sau xả xi măng cốt liệu xong, gầu chạy xuống, đến chạm công tắc hành trình gầu dừng lại Đồng thời đố động trộn quay để tiến hành trộn khô

- Sau đủ thời gian trộn khô, ta tiến hành xả nước vào thùng tiến hành trộn ướt

- Sau đủ thời gian trộn ướt, cửa xả bê tông mở ra, bê tông xả Như hết chu kỳ hoạt động Bộ đếm mẻ tăng lên 1, số mẻ với lượng đặt trạm trộn dừng lại, cịn khơng trạm lặp lại chu kỳ đến đủ lượng mẻ đặt thơi

4.2 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÊN STEP

Phân cổng vào/ra:

Địa

I0.0 START

I0.1 STOP

I0.2 AUTO

I0.3 LOADCELL_DA

I0.4 LOADCELL_CAT

I0.5 LOADCELL_XI

I0.6 LOADCELL_NUOC

I0.7 CHON_ME

Q0.0 VAN_DA

Q0.1 VAN_CAT

Q0.2 VAN_XI

Q0.3 VAN_NUOC_VAO

52

4.3 GIAO DIỆN NGƯỜI MÁY

4.3.1 Nhiệm vụ HMI HMI (Human Machine Interface) giao diện người máy Là hệ thóng dùng dể người dùng giao tiếp, thông tin qua lại với hệ thống điều khiển thơng qua hình thức HMI cho phép người dùng theo dõi, lệnh điều khiển tồn hệ thống HMI có giao diện dị họa, giúp cho người dùng có nhìn trực quan tình trạng hệ thống Ví dụ chương trình nhập liệu, báo cáo, văn bản, hiển thị LED, lệnh giọng nói, Trong tốn điều khiển trạm trộn này, HMI giúp ta điều khiển đồng thời quan sát trình hoạt động trạm trộn

Sau thiết kế, ta giao diện HMI cho toán điều khiển trạm trộn

sau:

53

4.4 GIAO DIỆN MƠ PHỎNG Q TRÌNH TRỘN BÊ TƯƠI CỦA NHÀ MÁY

Cơng Ty có hai Trạm trộn bê tông tươi, trạm trộn Lorev Do

ITALIA sản xuất Trạm có cơng suất hoạt động 120m3/h Đây truyền

hiện đại Hải

Và trạm trộn bê tông tươi Kabag cộng hòa Liên bang Đức sản

xuất với công suất hoạt động 110m3

/h

Giao diện mô trạm trộn Lorev ITALIA sản xuất

Nó bao gồm XILO chứa xi măng, thùng chứa nước, thùng chứa phụ gia Có phễu chứa cốt liệu gồm cát + đá + đá 2, sau cho xuống xe Skip để cân xe skip lên cho cốt liệu vào bồn trộn xi măng vít tải xiên chuyển từ XILO tới bồn cân xi măng xuống cối trộn

Sau trộn gồm cốt liệu xi măng khoảng thời gian ngắn nước chất phụ gia bơm vào bồn định lượng thể tích để trộn ướt, sau trộn ướt bồn trộn xong bê tông tươi xả xuống xe vận chuyển đến nơi xây dựng Sau thời gian động bơm nước bơm phụ gia hoạt động, động thùng trộn tiếp tục trộn ướt

54

Giao diện mô trạm trộn bê tông tươi

4.5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

Sau thiết kế giao diện trạm trộn đặt biến(tag) kết nối xong, bắt đầu mô giao diện thấy:

- Khi ấn nút Start động vít tải xiên tải xi măng tới thùng

trộn chính, động Skip kéo vật liệu(cát + đá) lên đổ vào thùng trộn, lúc động thùng trộn hoạt động trộn khơ,khi bắt đầu trộn khơ vít tải xiên dừng xe skip xuống v Sau thời gian động bơm nước bơm phụ gia hoạt động, động thùng trộn tiếp tục trộn ướt Trộn ướt xong bắt đầu xả bê tơng tươi từ thùng trộn xuống xe tải vận chuyển

- Khi ấn nút Stop thi toàn hệ thống trạm trộn dừng

55

57

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, 1999, Điều khiển số máy điện,Nhà

xuất khoa học kỹ thuật

2 Thái Duy Thức, Phan Minh Tạo, 2000, Thiết kế truyền động điện, Nhà

xuất giao thông vận tải

3 Nguyễn Phùng Quang, 1996, Điều khiển tự động truyền động xoay

chiều ba pha, nhà xuất giáo dục

4 Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Vân Hà, 2007, Tự động

hóa với Simatic S7-300, Nhà xuất khoa học kỹ thuật

5 Trần Thu Hà, Trần Quang Huy, 2007, Lập trình với S7-300 & Wincc,

Nhà xuât Hồng Đức

6 Máy xây dựng 6789.com

7 PLCVIETNAM.com

8 WinCCVIETNAM.com

9 SCIRB.com

10.123doc.org

11.Tài liệu.vn

12.Doc.edu.vn

13.Internet

58

KẾT LUẬN

Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn THS.NGÔ QUANG VĨ tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án này! Tuy tham khảo ý kiến hướng dẫn, tìm hiểu mơ u cầu mơ hình Nhưng kiến thức hạn chế, nguồn kiến thức chủ yếu từ internet, chưa có kiến thức thực tế nên khó tránh khỏi sai sót, mong thầy bỏ qua cho Từ việc làm đồ án giúp em rút số học vấn đề sau: - Có điều kiện để tìm hiểu thêm hệ thống điều khiển thiết bị phục vụ cho ngành điều khiển thị trường Có thêm kiến thức PLC S7-300 số phần mềm ứng dụng - Thêm học cho thân lý thuyết cần phải có thực tế, mặt khác cịn cần phải có kiến thức ngành khác - Khi làm đồ án em đưa nhiều tình em thấy cịn q nhiều thiếu sót hoàn thành đồ án Chủ yếu mặt bảo vệ người thiết bị Từ điều cho thấy hướng phát triển đề tài tạo trạm trộn bê tơng với công suất lớn hơn, hệ thống điều khiển tốt hơn, kết nối với thiết bị giám sát khác để mơ hình hồn thiện Ngồi cịn có vấn đề quan trọng khơng tìm thấy Internet trạm trộn có Việt Nam vấn đề môi trường Trạm trộn bê tông sử dụng cát, đá mà xi măng gây ô nhiễm môi trường nhiều cần phải xử lý tốt điều Theo em xử lý cách cho ngun liệu hoạt động mơi trường kín, đặt ống hút bụi đưa hệ thống lọc, từ mơi trường xung quanh trạm trộn lành Trên vài điều mà em rút q trình làm đồ án Nếu có điều sai sót mong thầy bỏ qua Em xin chân thành cảm ơn!

59

PHỤ LỤC

máy trộn bê tông mini giá rẻ