Xây dựng hệ thống thông tin thời gian thực nhằm giám sát và điều khiển tự động dây truyền sấy nông sản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRÂN VĂN TÚ - TRẦN VĂN TÚ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TIN HỌC XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN THỜI GIAN THỰC NHẰM GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY TRUYỀN SẤY NÔNG SẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TIN HỌC KHÓA 2009 – 2011 HÀ NỘI - 2011 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẤY NÔNG SẢN CHƯƠNG I Tổng quan sản phẩm nông sản q trình sấy nơng sản ( Ngơ ) 1.1.1: Giới thiệu: Các sản phẩm nông sản nước ta quan tâm ln trang nóng tin tức đặc biệt lúa gạo, cà phê, ngô… sản lượng hàng năm thu hoạch lớn, sau thu có nhà máy chế biến tập trung nhiều nhà máy chế biến gạo, cà phê nhà máy chế biến sản lượng ngơ cụ thể nhà máy sấy ngô sau thu hoạch Đặc biệt vùng núi Sơn La chúng tơi thiệt thịi so với vùng đồng chủ yếu diện tích đất đồi núi phần lớn người nơng dân sử dụng vùng đồi để trồng ngô, sắn Hàng năm vào vụ thu hoạch người nông dân lượng ngô thu tới hàng triệu tấn, ngô thu tồn dạng bắp sau vẽ ( số lượng ) say để tách lõi với hạt lúc ngô chưa khô chưa đạt tiêu chuẩn độ ẩm, không làm khô kịp thời ngơ bị mốc Để làm khơ hạt ngơ sau tách khói lõi thường sử dụng biện pháp sau * Phương pháp thủ công phơi + Nhược điểm phương pháp - Phụ thuộc vào thời tiết - Số lượng không lớn - Độ ẩm ngô không * Phương pháp bán thủ cơng: Phương pháp sử dụng lị sấy thủ công kết hợp với người - Mô tả sơ qua lò sấy bán tự động này, nhiệt để sấy đốt từ bên nhiên liệu lõi ngơ thổi vào bên lị sấy nhờ động quạt - Lò sấy bên sàn đổ ngơ sấy q trình đảo sức người Nếu lị cỡ lớn thực mẻ sấy khoảng 15 thời gian khoảng 120 phút - Đóng mở động điện sử dụng cầu dao + Ưu điểm phương pháp - Vốn đầu tư ban đầu để xây dựng lị sấy - Quy trình sấy đơn giản + Nhược điểm - Tốn nhiều công sức - Độ ẩm ngô không - Thời gian sấy lâu - Số lượng Do u cầu địi hỏi độ ẩm tiêu chuẩn ngô sau phơi sấy để khác phục nhược điểm hai phương pháp ta xây dựng hệ thống lò sấy tự động điều khiển lập trình PLC lị sấy xây dựng sở thực tế suất phát từ lò sấy bán tự động + Ưu điểm lị sấy tự động - Khơng tốn nhiều nhân công - Thời gian sấy nhanh - Số lượng lớn - Độ ẩm ngô đạt tiêu chuẩn - Có kho chứa ngơ thành phẩm ngô thu Trên địa bàn tỉnh Sơn La xuất số nhà máy sấy tự động nhà máy chưa có giám sát thơng tin q trình hoạt động cấu chấp hành nhiêt độ lò, thông tin thời gian thực đặc biệt thơng tin khơng lưu dữ, người giám sát người vân hành cần kiểm tra lại q trình sấy khơng có người vận hành phải thực quy trình sấy cơng trường mà khơng thực phịng điều khiển Suất phát từ vấn đề từ thực tế tơi sây dựng hệ thống dây truyền lị sấy tự động có giám sát q trình hoạt động nhờ máy vi tính Mơ hình tổng quan hệ thống lị sấy ngơ ( Hình 1.1 ) 1.1.2: Sơ đồ thu ngô tách ngô, sấy ngô Ngô thu Tách hạt lõi ngô Hạt ngô đưa đến khoang chứa Nếu đủ sản lượng sấy lị Sấy sản phẩm Ngơ qua khoang nóng (300C-400C) Ngơ đưa khoang chứa thành phẩm Hình 1.2 Sản phẩm hoàn thành Độ ẩm tiêu chuẩn đạt Qua khoang làm mát quạt Sấy thời gian 15 phút kiểm tra độ ẩm tiêu chuẩn Qua hệ thống thổi mạt 1.1.3: Các giai đoạn q trình thu ngơ tách ngô, sấy ngô thông số sấy 1.1.3.1: Giai đoạn thu ngô tách ngô Khi ngô đến giai đoạn thu hoặch ngô thu dạng bắp sau tách hạt lõi ngô nhờ máy sát, ngô hạt chuyển đến nhà máy để sấy khô giai đoạn khơng nằm phạm vi quy trìng sấy 1.1.3.2: Giai đoạn chuyển ngô hạt lên khoang chứa Ngô hạt đổ xuống sàn sử dụng xích tải để kéo ngơ đến gầu tải, từ gầu tải ngơ đưa lên xích tải kéo đổ vào khoang chứa, bên phần khoang chứa chia làm hai khoang Khi khoang thứ chưa báo đầy mức cao ‘‘H’’ SL cấp nguồn mở nắp ngô ưu tiên đổ vào khoang thứ nhất, khoang thứ báo đầy (SL) khoang thứ hai cấp nguồn mở nắp, ngô đổ vào khoang thứ hai 1.1.3.3: Giai đoạn sấy ngô Ngô đưa khoang chứa đủ sản lượng sấy ta tiến hành sấy, ngơ sấy liên hồn đạt tiêu chuẩn độ ẩm Khi bắt đầu thực sấy ngô sả từ khoang chứa thứ hai nhờ hệ thống xích tải, gầu tải ngơ đưa vào lị sấy qua khoang nóng với nhiệt độ sấy ( 300C – 400C ) qua khoang làm nguội ngô, qua khoang nóng P P P P khoang làm nguội, ngô đảo nhờ hệ thống cánh đảo lị sấy, ngơ qua lị sấy đưa khoang chứa thứ ba nhờ hệ thống xích tải, gầu tải Ngô khoang chứa khoang chứa sấy hết chu trình sấy thực song vòng sấy đầu tiên, tiếp tục vòng sấy lúc ngô lại sả từ khoang chứa thứ qua lò sấy đổ vào khoang chứa thứ chu trình sấy thực liên hoàn hệ thống báo đủ tiêu chuẩn độ ẩm ngơ chuyển khoang chứa thành phẩm Khi ngô khoang chứa khoang chứa sả hết để sấy ta đưa ngơ từ bên vào khoang chứa để tiếp tục sấy dự trữ 1.1.3.4: Giai đoạn xử lý mạt ngô sấy Trong q trình sấy lượng mạt ngơ bong ngồi nhiều lượng mạt phải tách khỏi hạt suất phát từ vấn đề nên lượng mạt phải tách lúc sấy Ở dàn sấy lò đặt hệ thống thổi mạt động quạt để thổi mạt động hoạt động với lị sấy Ngơ sau qua lị sấy đưa khoang chứa hệ thống thối mạt thổi hết mạt bên để đảm bảo môi trường không bị bụi lương mạt thổi phải đưa qua ống dẫn đến nơi mà không gây ô nhiễm CHƯƠNG II Phương án thiết kế tự động hoá dây truyền hệ thống sấy ngô 1.2.1: Giới thiệu sản phẩm Các sản phẩm truyền thống để sấy cà phê, ngô, sắn dây truyền lò sấy thực sấy ngơ * Ngơ có hai loại + Ngơ giống + Ngô sấy để chế biến Với hai loại ngô nhiệt độ sấy xẽ khác lị sấy thực sấy ngơ để chế biến nên nhiệt độ sấy lò 300C – 400C P P P P Để thực sấy ngô lị sấy tự động ta có khâu phận sau 1.2.2: Mơ hình cấu truyền động hệ thống 1.2.2.1: Xích tải _ Động xích tải để kéo ngô gầu tải: a Chức năng: Xích tải đóng vai trị vận chuyển ngơ đến gầu tải vận chuyển ngơ vào khoang chứa Nó tạo nên tính liên tục q trình sản xuất xích tải truyền động động không đồng pha thông qua cấu truyền động Tốc độ xích tải cơng đoạn sản xuất khác phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật sản xuất đảm bảo không xảy dồn ứ sản phẩm Chiều dài xích tải L = 3m b Giới thiệu mơ hình cấu truyền động: Chọn xích tải có cấu trúc kim loại Động truyền động cho xích tải qua cấu bánh Trên xích tải ngắn cánh để kéo ngơ (Hình 1.2.1) c Giới thiệu phương pháp tính tốn chọn cơng suất động xích tải: Tính chọn cơng suất động truyền động thiết bị vận tải liên tục thường theo công suất cản tĩnh Chế độ độ khơng tính đến số lần đóng cắt ít, khơng ảnh hưởng đến chế độ tải động truyền động Phụ tải thiết bị vận tải liên tục thường thay đổi q trình làm việc nên không cần thiết phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng tải Trong điều kiện làm việc nặng nề thiết bị, cần kiểm tra theo điều kiện mở máy Hình: 1.2.2 Sau phương pháp tính chọn cơng suất động truyền động băng tải Trên (hình:1.2.2) cho thấy: Một lực theo phương thẳng đứng đặt mặt nghiêng, phân thành hai thành phần f = f n + ft f n vng góc với mặt nghiêng ft Song song với mặt nghiêng Khi tính tốn chọn cơng suất động truyền động xích tải, thường tính theo thành phần sau: + Công suất P để dịch chuyển vật liệu R R + Công suất P để khắc phục tổn thất ma sát ổ đỡ R R + Công suất P để nâng tải( xích tải nghiêng) R R Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu : F1 = L.m cos β K g = ∂.LI K g Vì thành phần pháp tuyến: Fn = L.m cos β g tạo lực cản (ma sát) ổ đỡ Trongđó: β_góc nghiêng băng tải L_chiều dài xích tải m_khối lượng vật liệu mét xích tải K _hệ số tính tới lực cản dịch chuyển vật liệu K =0,05 R R R Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là: R R R P1 = F1 V = m.L, K1 V g Lực cản loại ma sát sinh xích tải chuyển động khơng tải là: F2 = 2.L.mb cos β K g = 2.L, ∂ b K g K _Hệ số tính đến lực cản khơng tải R R m b _Khối lượng xích tải mét chiều dài R R Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát : P2 = F2 V = 2.L, mb K g V Lực cần thiết để nâng vật : F3 = ± L.m sin β g Trong biểu thức ,lấy dấu cộng tải lên dấu trừ tương ứng với tải xuống: - Công suất nâng bằng: P3 = F3 V = ± m.H V g - Công suất tĩnh xích tải: P = P1 + P2 + P3 = (m.l , K + 2.l , mb K ± m.H ).g.v - Công suất động truyền động xích tải tính theo biểu thức sau: Pdc = K P / η Trong đó: K _Hệ số dự trữ công suất ( K =1,2_1,25 ) R R R R η_Hiệu suất truyền động Từ tính tốn ta chọn động có cơng suất P = 3,5kw Hiệu suất η = 0,9 Tốc độ n = 350 v/p 1.2.2.2: Xích tải _ Động xích tải để kéo nhiên liệu vào lò đốt: a) Chức năng: Xích tải đóng vai trị vận chuyển nhiên liệu đốt lõ ngơ vào lị đốt Nó tạo nên tính liên tục q trình sản xuất xích tải truyền động động không đồng pha thông qua cấu truyền động Tốc độ xích tải phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật sản xuất đảm bảo không xảy dồn ứ nhiên liệu đốt Chiều dài xích tải L = 2,5m b) Tính chọn cơng suất, tốc độ động cơ: Từ phương pháp tính chọn ta tính chọn động có cơng suất cơng suất P = 3,5kw Hiệu suất η = 0,9 Tốc độ n = 350 v/p c) Mơ hình thực tế: (Hình 1.2.3) Xích tải Cánh kéo nhiên liệu đốt lõi ngô 1.2.2.2: Gầu tải _ Động gầu tải để kéo ngơ lên khoang chứa lị sấy a) Chức năng: Gầu tải đóng vai trị vận chuyển ngơ từ xích tải lên khoang chứa lị sấy Nó tạo nên tính liên tục q trình sản xuất Gầu tải truyền động động không đồng pha thông qua cấu truyền động Tốc độ gầu tải công đoạn sản xuất khác phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật sản xuất đảm bảo không xảy dồn ứ sản phẩm Chiều cao gầu tải H = 4m b) Tính chọn cơng suất, tốc độ động cơ: Động truyền động cấu nâng hạ gầu tải đóng vai trị quan trọng hệ thống nhiên động gầu tải mang tải làm việc chế độ dài hạn Do ta chọn công suất động P = 4.5 kw Hiệu suất η = 0.85 Tốc độ n = 350 v/p 1.2.3: Mơ hình cấu lị sấy, lị đốt van đóng mở ngơ 1.2.3.1: Lị sấy: a) Chức ló sấy: Lị sấy có vai trị buồng nhiệt ngô qua với nhiệt độ vừa đủ, làm cho ngô khô cách từ từ đảm bảo tiêu chuẩn độ ẩm cho phép theo u cầu b) Giới thiệu mơ hình lị sấy: ( Hình 1.2.4 ) Khoang nóng Khoang làm nguội ngô 300C – 400C 300C – 400C c) Mô tả lị sấy + Lị sấy hình trịn đường kính 3m Network 61 LD M2.3 TON T60, 1200 Network 62 LD I4.0 O Q5.4 A I4.2 = Q5.4 Network 63 LD I4.0 O Q6.0 A I4.3 = Q6.0 Network 64 LD I4.4 O Q4.0 AN Q5.6 AN I4.5 AN I2.6 = Q4.0 Network 65 LD Q4.0 O Q4.2 = Q5.5 Network 66 LD I4.4 O Q5.6 A I4.6 = Q5.6 Network 67 LD I4.4 O Q4.2 A I2.6 AN Q5.6 AN I4.5 AN I3.0 = Q4.2 103 3.3.2: Giải thích chương trình điều khiển: 3.3.2.1 Khối điều khiển Start Stop hệ thống: a) Chức năng: Cấp ngắt nguồn toàn mạch điều khiển b) Hoạt động: Nhấn nút Start cuộn dây contactor MS ( Q ) cấp nguồn đóng tiếp điểm nó, cấp nguồn cho tồn mạch điều khiển Nhấn nút Stop cuộn dây contactor MS ( Q ) bị ngắt nguồn, mở tiếp điểm nó, ngắt nguồn tồn mạch điều khiển 3.3.2.2 Khối điều khiển động xích tải gầu tải để chuyển ngô lên khoang chứa a) Chức năng: Điều khiển chạy dừng động xích tải, gầu tải, đóng mở ( SL ) chế độ dừng có chế độ dừng tạm thời b) Hoạt động: Nhấn nút Start1, bắt đầu chạy động xích tải thứ ( M112 ) Sau thời gian tạo trễ Động gầu tải thứ ( M113) cấp nguồn hoạt động, tiếp tục tạo thời gian trễ để cấp nguồn cho động xích tải thứ ( M12 ) hoạt động Tiếp tục tạo thời gian trễ để cấp nguồn cho ( SL 1.1 ) mở nắp khoang ưu tiên khoang thứ trước khoang báo đầy mức cao ( H ) tự động mở khoang ( SL 2.1 ) Mục đích việc khởi động động băng tải loại bỏ tượng Khởi động đồng thời phụ tải lúc dẫn tới dòng khởi động cao, tránh xích tải gầu tải chạy khơng có sản phẩm hệ thống bắt đầu hoạt động, tiết kiệm chi phí vận hành Nhấn nút Stop1 dừng tạm thời không đưa ngô lên khoang chứa Ngắt nguồn động xích tải thứ ( M112 ) Tạo trễ để ngắt nguốn động ngầu tải thứ ( M113), tiếp tục tạo trễ để ngắt nguồn động xích tải thứ 3( M12 ) đồng thời tạo thời gian trễ để đóng ( SL ) khoang chứa Mục đích việc dừng động để ngô đưa vào hết khoang chứa, tiết kiệm chi phí vận hành hợp lý hố sản xuất 104 c) Hệ thống bảo vệ: Trong trình hoạt động động bị tải rơ le nhiệt OL tác động - Nếu động xích tải M112 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_1 tác động chuyển sang mức động dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ1 ) báo hiệu cố sáng - Động gầu tải M113 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_2 tác động chuyển sang mức lúc hai động M112 M113 dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ2 ) báo hiệu cố sáng - Động xích tải M1.2 bị q tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_3 tác động chuyển sang mức lúc ba động M112 M113 M1.2 dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ3 ) báo hiệu cố sáng 3.3.2.3: Khối điều khiển hệ thống sấy a) Chức năng: Điều khiển động xích tải, gầu tải, hệ thống quạt ( quạt hút nóng, quạt thổi làm nguội ngô ), hệ thống đảo ngô Ngô sấy liên hoàn đảm bảo độ ẩm tiêu chuẩn b) Hoạt động: Nhấn nút Start2 động quạt nóng ( M212 ) hoạt động, ưu tiên bắt đầu sấy ngô từ khoang chứa thứ trước, lúc cấp điện mở ( SL 2.2 ) khoang chứa hai hết báo mức thấp ( L ) lúc ( SL 2.2 ) đóng lại, chuyển sang sấy ngô từ khoang chứa thứ ( SL 1.2 ) mở Khi ( SL ) khoang chứa mở đồng thời động xích tải ( M1.1) hoạt động để đưa ngô gầu tải Sau thời gian trễ động gầu tải ( M211 ) hoạt động để đưa ngơ vào lị sấy đồng thời động đảo ngô ( M214 ) động quạt làm nguội ngô ( M213 ) hoạt động Tiếp tục tạo thời gian trễ cho động xích tải ( M215 ) hoạt động đưa ngô ngầu tải Sau thời gian trễ động gầu tải ( M313 ) hoạt động động thổi mạt ( M3.1) hoạt động Sau thời gian trễ động xích tải ( M1.3 ) hoạt động, ( SL3.1) mở ngơ qua lị sấy lượt thứ đổ vào khoang 3, khoang báo hết tức mức thấp ( L ) ( SL3.2) mở đồng thời 105 đóng ( SL3.1), mở ( SL4.1), khoang báo hết mức thấp ( L ) ( SL3.2) đóng lại tạo thời gian trễ mở ( SL4.2) ( SL3.1) ngơ sấy liên hồn đạt tiêu chuẩn Khi nhiệt độ lò sấy đạt đến 300C đếm thời gian bắt đầu hoạt động Để P P ghi lại thời gian sấy Nếu nhiệt độ lị sấy tăng lên 400C quat hút nóng ngừng hoạt động P P cấp điện để đóng van lị nhiệt sang lị sấy Nếu nhiệt độ lò sấy giảm xuống 300C cấp điện để mở van lò nhiệt P P sang lị sấy đồng thời quạt nóng ( M212 ) lại hoạt động trở lại Khi hệ thống kiểm tra độ ẩm ngô báo đạt tiêu chuẩn (chuyển sang mức 1) ngơ chuyển khoang chứa thành phẩm Hướng chuyển ngơ (B) đóng lại mở hướng A (để đưa ngơ theo hướng A) động xích tải ( M315 ) hoạt động, ( SL5.1 ) mở khoang chứa thành phẩm báo hết mức thấp ( L khoang5 = 0) Khi khoang thành phẩm báo đầy mức cao ( R R H khoang5 = 1) ( SL6.1 ) mở ngơ đưa vào khoang chứa thành phẩm Tạo thời R R gian trễ dừng động xích tải ( M1.1 ) đóng (SL3.1) (SL4.1) Nhấn nút Stop2 động xích tải ( M1.1 ) dừng, tạo trễ cho động gầu tải ( M 211 ) dừng, tạo trễ cho dừng động thổi nóng ( M212 ) động ( M213 ) quạt làm nguội ngô, tạo trế dừng động đảo ngô ( M214 ), tạo trễ động xích tải ( M215 ), tạo trễ dừng động gầu tải ( M313 ) động thổi mạt ( M31 ), tạo trễ dừng động xích tải ( M315 ) đóng SL Mục đích dừng phận tiết kiệm chi phí vận hành, ngơ đưa hết vào khoang chứa thành phẩm, hợp lý hoá sản xuất Nhấn Fast stop, ngắt nguồn cấp tất hệ thống động phục vụ giai đoạn sấy Chức đề phòng trường hợp cần dừng khẩn cấp giai đoạn sấy mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động giai đoạn khác c) Hệ thống bảo vệ: 106 - Nếu động xích tải M11 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_4 tác động chuyển sang mức động dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ4 ) báo hiệu cố sáng - Động gầu tải M211 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_5 tác động chuyển sang mức lúc hai động M11 M211 dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ5 ) báo hiệu cố sáng - Động đảo ngô M214 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_6 tác động chuyển sang mức lúc ba động M11 M211 M214 dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ6 ) báo hiệu cố sáng - Động xích tải M215 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_7 tác động chuyển sang mức lúc bốn động M11 M211 M214 M215 dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ7 ) báo hiệu cố sáng - Động gầu tải M313 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_8 tác động chuyển sang mức lúc năm động M11 M211 M214 M215 M313 dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ8 ) báo hiệu cố sáng - Động xích tải M1.3 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_9 tác động chuyển sang mức lúc sáu động M11 M211 M214 M215 M313, M1.3 dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ9 ) báo hiệu cố sáng - Động xích tải M315 bị q tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_10 tác động chuyển sang mức lúc bẩy động M11 M211 M214 M215 M313, M1.3, M315 dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ10 ) báo hiệu cố sáng 3.3.2.4 Khối điều khiển cấu lò đốt a) Chức năng: Điều khiển động xích tải, động quạt gió b) Hoạt động: Nhấn nút khởi động Start3 động xích tải ( M216 ) hoạt động kéo nhiên liệu đốt lõi ngơ vào lị đốt, tạo thời gian trễ cho động quạt gió ( M218 ) hoạt động, đồng thời timer hoạt động Đặt thời gian cho động kéo nhiên liệu phút lúc nhiên liệu đưa vào lị đốt đủ động xích tải dừng hoạt động tam 107 thời Sau thời gian tạo trễ phút từ dừng động xích tải lại hoạt động trở lại kéo nhiên liệu phút dừng - nhiệt độ lò tăng lên đến 1500C động quạt gió ( M218 ) dừng P P - Khi nhiệt độ lò giảm xuống 700C động quạt gió ( M218 ) hoạt P P động Nhấn nút Stop3 ngừng hoạt động lò đốt c) Hệ thống bảo vệ: - Nếu động xích tải M216 bị q tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_11 tác động chuyển sang mức động dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ13 ) báo hiệu cố sáng - Nếu động quạt gió M218 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_12 tác động chuyển sang mức động dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ14 ) báo hiệu cố sáng 3.3.2.5: Khối điều khiển sả ngô khoang chứa thành phẩm a) Chức năng: Điều khiển hệ thống đóng mở SL động xích tải để kéo ngơ ngồi b) Hoạt động: Nhấn nút Start4 ( SL5.2 ) mở ( khoang chứa báo tức mức L = 1) Đồng thời động xích tải ( M1.4 ) hoạt động để kéo ngơ ngồi Nếu khoang thành phẩm số báo hết mức thấp ( L = ) ( SL6.2 ) mở ngơ sả từ khoang thứ Nếu khoang thành phẩm báo hết mức thấp ( L = ) động ( M1.4 ) dừng Nhấn nút Stop4 dừng hệ thống sả ngô c) Hệ thống bảo vệ: - Nếu động xích tải M1.4 bị tải sư cố lý rơ le nhiệt OL_13 tác động chuyển sang mức động dừng hoạt động Đồng thời đèn ( Đ15 ) báo hiệu cố sáng 108 PHẦN IV XÂY DỰNG MÀN GIAO DIỆN ĐỘNG TRONG THỜI GIAN THỰC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH SẤY 4.1: Giới thiệu chung wincc Wincc (Windows Control Center: Trung tâm điều khiển chạy phần Windows), chương trình ứng dụng hãng siemens dùng để giám sát điều khiển, thu thập liệu thời gian thực hệ thống dây truyền sản xuất Theo nghĩa hẹp, wincc chương trình HMI ( Human Machine Interface ), hỗ trợ cho người lập trình thiết kế giao diện người – máy Wincc dùng để điều hành hình hiển thị điều khiển tự động hóa sản xuất trình Hệ thống cung cấp module chức thích ứng cơng nghiệp như: Hiển thị hình ảnh, thơng điệp, lưu trữ báo cáo Giao diện điều khiển mạnh, truy cập hình ảnh nhanh chóng chức lưu chữ an tồn cuả đảm bảo tính hữu dụng cao Có thể nói Wincc chương trình chuyên dùng tạo giao diện người máy tự động hóa Phần mềm trao đổi liệu trực tiếp với nhiều loại PLC hãng khác Siemens, Mitsubishi, Allen Bradley, v.v đặc biệt truyền thơng tốt với PLC hãng Siemens Nó cài đặt máy tính giao tiếp với PLC thơng qua cổng COM1 COM2 (chuẩn RS-232) máy tính Do đó, cần phải có chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS 485 PLC Ngồi khả thích ứng cho việc xây dựng hệ thống có qui mơ lớn nhỏ khác nhau, WinCC cịn dễ dàng tích hợp với ứng dụng có qui mơ tồn cơng ty việc tích hợp với hệ thống cấp cao MES (Manufacturing Excution System – Hệ thống quản lý việc thực sản xuất) ERP (Enterprise Resource Planning) WinCC sử dụng sở qui mơ tồn cầu nhờ hệ thống trợ giúp Siemens có mặt khắp giới 4.2 Yêu cầu thiết kế: + Thiết kế phận để điều khiển q trình sản xuất máy tính + Theo dõi trình sấy hệ thống thời gian thực 109 + Đo nhiệt độ thực tế lò sấy So sánh với nhiệt độ đặt, mà nhiệt độ thực tế lò sấy lớn nhỏ so với nhiệt độ đặt đưa tín hiệu điều khiển - Có hai mức nhiệt độ đặt lò sấy là: Cao 400C, thấp 300C P P P P + Đo nhiệt độ thực tế lò đốt So sánh với nhiệt độ đặt, mà nhiệt độ thực tế lò đốt lớn nhỏ so với nhiệt độ đặt đưa tín hiệu điều khiển - Có hai mức nhiệt độ đặt lò đốt là: Cao 1500C, thấp 700C P P P P + Có đồ thị Trend để theo dõi nhiệt độ theo ngày + Có chế độ Log-event ngày diễn kiện 4.3 Thiết kế Project 4.3.1: Tạo Project tên NHÀ MÁY SẤY NGÔ Khởi động WINCC -> chọn Single User Project >đặt tên Project name NHÀ MÁY SẤY NGÔ >create 4.3.2: Cài đặt Driver kết nối PLC Trong giao diện WinccExplorer ->Kích chuột phải vào Tag Management U >Chọn Add new Driver ->Chọn driver tương ứng để kết nối PLC 4.3.3: Tạo external Tag: Trong giao diện WinccExplorer ->Kích chuột trái vào Tag Management ->SIMENTIC S7 PROTOCOL Suite ->Kích chuột phải vào MPI ->Vào New Driver Connection ->Tạo tên New connection ấn OK ->Chọn newtag connection vừa tạo để tạo tên tag cần tạo ->Chọn nút Select để gán địa cho tag 4.3.4: Tạo Internal Tag: Vào internal Tag chọn newtag ( Hình 4.1 ) 110 Tạo tag có tên với ý nghĩ thích kèm theo + DC: Là động nhà máy với ký hiệu ( M ): ( Hình 4.2) 111 + ND: Biến số nhiệt độ, nhiệt độ đối tượng cần giám sát, trường hợp ND có giá trị thay đổi liên tục theo thời gian PLC thu thập gửi trung tâm giám sát xử lý + DA: Biến số độ ẩm, độ ẩm tức thời đối tượng ( ngô ) cần giám sát, PLC thu thập cập nhập theo thời gian giám sát gửi trung tâm giám sát điều hành xử lý + NDD: Biến số nhiệt độ đặt theo u cầu lị sấy có hai giá trị ( Giá trị cao – Giá trị thấp) - NDDC( LS ): Biến số nhiệt độ đặt cao lò sấy 400C ngưỡng cảnh báo nhiệt độ thực tế đối tượng giám sát đạt tới nhiệt độ trung tâm giám sát đưa cảnh báo - NDDT( LS ): Biến số nhiệt độ đặt thấp lò sấy 300C - NDDC( LD ): Biến số nhiệt độ đặt cao lò đốt 1500C - NDDT( LD ): Biến số nhiệt độ đặt thấp lò đốt 700C + NAD: Biến số độ ẩm đặt theo yêu cầu người vận hành trình thực sấy ngô - DAC: Biến số độ ẩm cao ngô - DAT: Biến số độ ẩm thấp ngô - DATC: Biến số độ ẩm tiêu chuẩn 4.4: Tạo hình giao diện: Trong giao diện WinccExplorer -> Kích chuột phải vào Graphic Designer -> Chọn new Sau tạo giao diện có tên NHAMAYSAYNGO.pdl: Giao diện chạy chương trình khâu sây ngô.pdl: Giao diện dùng để chuyển từ giao diện đến giao diện quan sat nhiệt độ độ ẩm chuyên.pdl Giao diện hiển thị thông tin, log kiện nhiệt độ, độ ẩm.pdl: Giao diện hiển thị thơng tin, log kiện lị sấy ( Hình 4.3 ) P P P P P P 112 P P Khi ta bấm vào phai khâu sấy ngơ bảng điều khiển hiên lên hình ( Hình 4.4 ) - Nút Chuyển: Khi ta nhấn vào nút cho phép chuyển sang giao diện trang hình ngồi để vào trang theo dõi nhiệt độ độ ẩm ( Hinh 4.5 ) 113 - Ta muốn chuyển sang giao diện trang hình xem nhiệt độ lò sấy Thi ta nhấn vào nút xem nhiet cua lo say trang hình xem nhiết độ ( Hình 4.6 ) 114 4.5: Hiển thi gia trị xử lý + Định thời gian báo cáo: Thời gian báo cáo cho nhà máy sấy ngơ theo ngày tuần ( Hình 4.7 ) 115 + Sây dựng biểu đồ cho lò sấy nhiệt độ ( Hình 4.8 ) + Biểu đồ bảng thời gian: ( Hình ) 116 + Quá trình vận hành hệ thống dây truyền tính giám sát điều khiển giúp công nhân vận hành công trường điều khiển trình sản xất + Trạng thái hoạt động trang thiết bị dây truyền sấy trạng thái nguyên liệu giám sát liên tục + Các thông tin đo lường tự động từ sensor giám sát liên tục theo thời gian thực + Cơ sở liệu thời gian thực trạng thái cấu hình hoạt động trang thiết bị dây truyền lưu trữ hệ thống giám sát liệu in ân để báo cáo thông qua bảng thời gian 117 ... nghệ chế biến thực phẩm - Dây truyền ( Lò sấy ) nông sản - Dây truyền chế tạo linh kiện bán dẫn - Dây truyền lắp giáp tivi - Điều khiển hệ thống đèn giao thông - Quản lý tự động bãi đậu xe - Hệ. .. tính thời gian thực giảm, lượng thơng tin cần truyền xử lý lớn Hình 1.3.13: Mơ hình phân cấp chức hệ thống điều khiển giám PC Quản lý công ty Điều hành sản xuất Điều khiển giám sát Điều khiển. .. kế tự động hoá dây truyền hệ thống sấy ngô 1.2.1: Giới thiệu sản phẩm Các sản phẩm truyền thống để sấy cà phê, ngô, sắn dây truyền lò sấy thực sấy ngơ * Ngơ có hai loại + Ngơ giống + Ngô sấy