đồ án thắng

Contents LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU Chƣơng I: Giới thiệu chung công nghệ 1.1 Giới thiệu 1.2.Sơ đồ công nghệ nguyên lý hoạt động Chƣơng II: Tính toán, lựa chọn thiết bị 2.1.Mạch động lực 2.2.Lựa chọn thiết bị cho mạch động lực 2.2.1.Chọn động 2.2.2.Chọn Aptomat 2.2.3.Chọn cầu chì 10 2.2.4.Chọn contactor 10 2.2.5.Rơ le nhiệt 11 2.3.Giới thiệu chung PLC S7-1200 12 2.3.1.Chế độ bảo mật PLC S7-1200 13 2.3.2.Chế độ bảo mật quyền truy cập vào CPU khối hàm 13 2.3.3.Chế độ Copy Protection 15 2.4 Một số dịng CPU S7-1200 thơng dụng 16 2.5.MODULE phần cứng PLC S7-1200 19 2.5.1.Module xử lý trung tâm CPU 19 2.5.2.Module tín hiệu SM 19 2.5.3.Module xử lý truyền thông 19 2.5.6.Module xử lý truyền thông CM 1241 19 2.5.7.Module xử lý truyền thông CP 124x 20 2.5.8.Module nguồn cung cấp Power module 20 2.5.9.Các module đặc biệt Board tín hiệu 20 2.6 Vùng nhớ, địa kiểu liệu PLC S7 -1200 21 2.6.1 Vùng nhớ chƣơng trình PLC S7 – 1200 21 SV: Nguyễn Văn Thắng Page 2.6.2.Thẻ nhớ MMC 21 2.7.Kiểu liệu S7 – 1200 22 2.8 Phần mềm ngôn ngữ lập trình PLC S7-1200 23 Phần mềm lập trình PLC S7-1200 24 Ngơn ngữ lập trình PLC S7-1200 24 2.9 Giao diện HMI 24 Lựa chọn PLC 26 Chọn nút nhấn 26 Chọn rơ le trung gian 27 Chƣơng III: Tổng hợp hàm điều khiển chƣơng trình điều khiển 28 3.1.Phƣơng pháp GRAFCET 28 3.2.Tổng hợp mạch trình tự phƣơng pháp GRAFCET 28 3.2.Giới thiệu phần mềm TIA: 34 3.3.Chƣơng trình điều khiển 35 3.3.1 Tạo Project chọn cấu hình CPU 35 3.3.2.Khai báo địa chỉ: 36 3.3.3.Viết chƣơng trình 38 *Chƣơng trình : 38 *Chƣơng trình chạy AUTO : 39 *Chƣơng trình điều khiển tay 42 *Nguyên lí hoạt động 44 Chƣơng IV: Thiết kế giao diện điều khiển 46 4.1.Giới thiệu phần mềm WinCC 46 4.1.1TỔNG QUAN HỆ SCADA PHẦN MỀM WINCC 46 4.1.2Tổng quan phần mềm thiết kế wincc 47 4.1.2.1.Giới thiệu chung 47 4.1.2.2Các đặc điểm 47 4.1.2.3Các chức SCADA 48 4.1.2.3.1Giao diện ngƣời sử dụng 48 4.1.2.3.2.Quyền truy nhập công tác quản trị ngƣời sử dụng: 48 SV: Nguyễn Văn Thắng Page 4.1.3.Kết nối với PLC 49 4.1.4 Tag Tag Group 49 4.1.4.1 Tạo Internal tag 49 4.1.5.Thiết kế giao diện đồ họa: 50 4.2 Thiết kế giao diện điều khiển: 50 4.2.1 Gán giá trị: 51 Chƣơng V: Tổng kết đánh giá 61 TỔNG KẾT ĐỀ TÀI 61 5.1 Các nội dung thực đƣợc 61 5.2 Các nội dung tồn chƣa thực đƣợc 61 5.3TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 SV: Nguyễn Văn Thắng Page LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin đƣợc gởi lời cảm ơn đến thầy Hà Huy Giáp Thầy hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình cho chúng em suốt trình thực đồ án Những lời nhận xét, góp ý hƣớng dẫn thầy giúp chúng em có định hƣớng đắn trình thực đề tài, giúp chúng em nhìn đƣợc ƣu khuyết điểm đề tài bƣớc khắc phục để có đƣợc kết tốt Chúng em xin cảm ơn quý thầy cô KHOA ĐIỆN Trƣờng đại học kinh tế kỹ thuật cơng nghiệp, tận tình bảo, giúp đỡ truyền đạt cho chúng em kiến thức chuyên ngành, khơi gợi cho chúng em tò mò, tìm tịi cơng nghệ nhƣ cách làm việc nhóm để hồn thành tốt đồ án mơn học SV: Nguyễn Văn Thắng Page LỜI MỞ ĐẦU Trong trình sản xuất nhà máy , khu cơng nghiệp tập trung mơ hình tự động đƣợc sử dụng phần lớn Đề tài nhóm chúng em chọn để thực phần nhỏ mơ hình tự động hóa, doanh nghiệp sản xuất, nhƣng đồ án cấp độ môn học nên chúng em chọn để thực nhằm củng cố kiến thức mà chúng em đƣợc trang bị ngồi ghế nhà trƣờng, với mong muốn tiếp cận với mơ hình thực tế góp phần tích lũy kiến thức Và tiếp xúc với thiết bị có mặt hầu hết khâu hệ thống, công đoạn sản xuất, cung ứng tồn trữ nguyên vật liệu, cấp liệu cho giai đoạn, tự động hóa sản xuất Tự động điều khiển giám sát q trình sản xuất nói chung ƣu tiên hàng đầu doanh nghiệp nhằm nâng cao suất sản phẩm hạ giá thành sản phẩm, giảm chi phí hoạt động tăng cƣờng khả cạnh tranh trình hội nhập Thơng qua tìm hiểu chúng em hệ thống, chắn nhiều thiếu sót mong nhận đƣợc đánh giá góp ý thầy Chúng em xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày tháng 11 năm 2020 Sinh Viên thực Thắng Nguyễn Văn Thắng SV: Nguyễn Văn Thắng Page Chương I: Giới thiệu chung công nghệ 1.1 Giới thiệu Trong hệ thống sản xuất, thiết bị tự động bán tự động, hệ thống điều khiển đóng vai trị điều phối tồn hoạt động máy móc thiết bị Các hệ thống máy móc thiết bị sản xuất thƣờng phức tạp, có nhiều đại lƣợng vật lý phải điều khiển để hoạt động đồng theo trình tự cơng nghệ định nhằm tạo sản phẩm mong muốn Từng đại lƣợng vật lý đơn lẻ đƣợc điều khiển mạch điều khiển sở dạng tƣơng tự hay gián đoạn Điều khiển nhiều đại lƣợng vật lý đồng thời dùng mạch điều khiển tƣơng tự mà phải sử dụng hệ thống điều khiển lơ gíc Trƣớc hệ thống điều khiển lơ gíc đƣợc dụng hệ thống lơ gíc rơ le Nhờ phát triển nhanh chóng kỹ thuật điện tử, thiết bị điều khiển lơ gíc khả lập trình PLC (Programmable Logic Controller) xuất vào năm 1969 thay hệ thống điều khiển rơ le Càng ngày PLC trở nên hoàn thiện đa Các PLC ngày khơng có khả thay thể hoàn toàn thiết bị điều khiển logíc cổ điển, mà cịn có khả thay thiêt bị điều khiển tƣơng tự Các PLC đƣợc sử dụng rộng rãi công nghiệp Chức PLC kiểm tra trạng thái đầu vào điều khiển trình hệ thống máy móc thơng qua tín hiệu đầu PLC Tổ hợp lơ gíc đầu vào để tạo hay nhiều tín hiệu đƣợc gọi điều khiển lơgíc Các tổ hợp lơ gíc thƣờng đƣợc thực theo trình tự điều khiển hay cịn gọi chƣơng trình điều khiển Chƣơng trình điều khiển đƣợc lƣu nhớ PLC cách lập trình thiết bị cầm tay nối trực tiếp với PLC lập trình máy tính cá nhân nhờ phần mềm chuyên dụng truyền vào PLC qua mạng hay qua cáp truyền liệu Bộ xử lý tín hiệu, thƣờng vi xử lý tốc độ cao, thực chƣơng trình điều khiển theo chu kỳ Khoảng thời gian thực chu trình điều khiển từ lúc kiểm tra tín hiệu vào, thực phép tính lo gíc đại số để có đƣợc tín hiệu điều khiển, cho đén phát tín hiệu đến đầu đƣợc goi chu kỳ thời gian quét 1.2.Sơ đồ công nghệ nguyên lý hoạt động SV: Nguyễn Văn Thắng Page T m A C E P X L B P X L D X L F Nguyên lý hoạt động: Từ sơ đồ công nghệ ta thấy có sử dụng cơng tắc hành trình A,B,C D,E,F để điều khiển trình P,T X,L Khi có tín hiệu m cơng tắc hành trình A hệ thống thực trình X, sau xuống tác động vào công tắc hành trình B dừng q trình X Cơng tắc hành trình B có tín hiệu hệ thống thực trình L, sau lên tác động vào cơng tắc hành trình A làm dừng q trình L Khi q trình L dừng cơng tắc hành trình A có tín hiệu hệ thống thực trình P dừng lại tác động vào cơng tắc hành trình C Cơng tắc hành trình C có tín hiệu hệ thống thực q trình X, chạm vào cơng tắc hành trình D dừng lại Cơng tắc hành trình D có tín hiệu làm q trình xuống L đƣợc thực dừng lại chạm vào cơng tắc hành trình C Sau q trình L dừng lại có tín hiệu từ cơng tắc hành trình C hệ thống thực q trình P, trình P dừng lại chạm vào cơng tắc hành trình E Khi q trình P kết thúc cơng tắc hành trình E có tín hiệu trình lên X dừng lại tác động vào cơng tắc hành trình F Khi q trình X kết thúc cơng tắc hành trình F tác động hệ thống thực trình L, trình L dừng lại tác động vào cơng tắc hành trình E Khi đó, hệ thống thực trình T kết thúc chu kì Các chu kì đƣợc lặp lặp lại SV: Nguyễn Văn Thắng Page Chương II: Tính tốn, lựa chọn thiết bị 2.1.Mạch động lực 2.2.Lựa chọn thiết bị cho mạch động lực 2.2.1.Chọn động - Động điện pha không đồng là: + Động điện dùng để biến đổi điện thành + Làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ + Có tốc độ quay roto chậm so với tốc độ quay từ trƣờng stato - Theo kết cấu roto ngƣời ta phân thành: Roto lồng sóc roto dây quấn Theo yêu cầu đề tài, đồ án em sử dụng động điện pha khơng đồng roto lồng sóc SV: Nguyễn Văn Thắng Page Hình động điện pha khơng đồng roto lồng sóc - Hãng sản xuất: Công ty chế tạo máy Việt Nam – Hungari (VIHEM) Số lƣợng động cơ: Công suất Tốc độ S Điện áp Dòng điện (r/min) ∆/𝑌 ∆/𝑌 KW hp (V) (A) 3K112M2 5.5 2890 220/380 13.7/7.9 Kiểu Hệ số công suất cos 𝜑 Tỉ số momen cực đại 𝑀 𝑚𝑎 𝑥 𝑀𝑑𝑑 0.89 2.2 Tỉ số Tỉ số dòng momen khởi động 𝐼𝑘đ khởi động 𝑀𝑘đ 𝑀𝑑𝑑 𝐼𝑑𝑑 Tần số (Hz) Hiệu suất 𝜂% 86.5 50 Cấp cách điện Cấp bảo vệ (IP) Khối lƣợng kg F 44 40 2.2.2.Chọn Aptomat - Aptomat thiết bị đóng ngắt mạch điện Chúng có cơng dụng bảo vệ mạch điện tải, ngắn mạch sụt áp… mạch điện - Ta có: = (1,2 ÷ 1,5)𝐼đ𝑚 - Theo thông số động chọn ta có 𝐼đ𝑚 = 7,9𝐴 Vậy 𝐼𝑡𝑡 cho động là: 𝐼𝑡𝑡 = 1,4 ×7,9 = 11,06𝐴 Ta chọn aptomat pha có dịng định mức I ap=16A, dịng cắt 10kA phù hợp SV: Nguyễn Văn Thắng Page Hình aptomat 2.2.3.Chọn cầu chì Cầu chì loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị lƣới điện tránh cố ngắn mạch, thƣờng dùng để bảo vệ cho đƣờng dây dẫn, máy biến áp, động điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng - Tính tốn lựa chọn: + Để xác định chế độ nặng nề ta coi hệ số tải động 𝐾𝑡 = 1, Coi hệ số mở máy động kmm = 4,5, động có chế độ mở máy nhẹ với αmm = 2,5 Ta có dịng điện định mức dây chảy là: ≥ 𝐼𝑡 = 𝐾𝑡 𝐼đ𝑚 = 1.7,9 = 7,9𝐴 2.2.4.Chọn contactor - Contactor hay gọi khởi động từ, khí cụ điện hạ áp, thực việc đóng ngắt thƣờng xuyên mạch điện động lực có dịng điện ngắt khơng vƣợt q giới hạn dịng điện q tải mạch điện - Ta có: Ict =(1,2-1,4)Iđm - Theo thông số động chọn ta có 𝐼đ = 7,9𝐴 Vậy I ct=1,4x4,5=11,06A Nên chọn contactor có dịng lớn dịng tính tốn Chọn loại có dịng 8A SV: Nguyễn Văn Thắng Page 10 ... nhiều thiếu sót mong nhận đƣợc đánh giá góp ý thầy Chúng em xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày tháng 11 năm 2020 Sinh Viên thực Thắng Nguyễn Văn Thắng SV: Nguyễn Văn Thắng Page Chương I: Giới thiệu... lồng sóc roto dây quấn Theo yêu cầu đề tài, đồ án em sử dụng động điện pha khơng đồng roto lồng sóc SV: Nguyễn Văn Thắng Page Hình động điện pha khơng đồng roto lồng sóc - Hãng sản xuất: Công ty... 61 SV: Nguyễn Văn Thắng Page LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin đƣợc gởi lời cảm ơn đến thầy Hà Huy Giáp Thầy hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình cho chúng em suốt trình thực đồ án Những lời nhận xét, góp