ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG CỦA BỒN TRỘN TRONG SẢN XUẤT NƯỚC CAM ĐÓNG CHAI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ - - MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐỀ TÀI HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG CỦA BỒN TRỘN TRONG SẢN XUẤT NƯỚC CAM ĐÓNG CHAI GVHD: Thầy Tạ Văn Phương SVTH: MSSV: Nguyễn Thế Luật 16151196 Nguyễn Hoàng Trường Giang 16151294 TP HỒ CHÍ MINH 12/2019 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Mục đích nghiên cứu: Q trình tự động hóa công nghiệp quan trọng phát triển quốc gia Với nước phát triển Mỹ, Nhật, tự động hóa khơng cịn xa lạ trở nên quen thuộc Ở nước máy móc thay lao động chân tay, số lượng công nhân nhà máy giảm hẳn thay vào lao động chun mơn, kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát trực tiếp q trình sản xuất thơng qua máy tính Việt Nam nước phát triển cầu đại hóa cơng nghiệp điều quan trọng phát triển kinh tế như cầu cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Là sinh viên theo học chuyên ngành CNKT Điều khiển & Tự động hóa em muốn nghiên cứu tìm hiểu thêm kiến thức lập trình để có nhiều hội việc làm sau tốt nghiệp trường Vì lý em chọn đề tài nghiên cứu: Hệ thống giám sát điều khiển lưu lượng bồn trộn sản xuất nước cam đóng chai Nội dung đề tài: Để đạt mục tiêu đề ra, nhóm chúng em thực nội dung sau: - Tìm hiểu datasheet PLC S7-1200, cảm biến mức LMT121, cảm biến lưu lượng FLR1000ST Series, - Thiết kế giao diện SCADA - Viết code điều khiển - Vẽ sơ đồ kết nối phần cứng vẽ mạch động lực Giới hạn đề tài: Trong trình thực đề tài, nhóm chúng em gặp số hạn chế khơng có thiết bị để khảo sát khâu nhỏ dây chuyền sản xuất, chưa hồn tồn theo sát với thực tế Vì nhiều vấn đề cần quan tâm giải tương lai Ý nghĩa thực tiễn: Với tốc độ cơng nghiệp hóa ngày cao, nhà máy sản xuất theo mơ hình tự động hóa ngày nhiều Em tin đề tài nghiên cứu giúp nhóm chúng em củng cố bổ sung nhiều kiến thức để áp dụng vào thực tế Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài: Có thể thấy ngành cơng nghiệp thực phẩm ngày quan tâm trọng hàng đầu Việc xây dựng mô hình sản xuất nước cam đóng chai theo dây chuyền khép kín tự động đáp ứng nhu cầu sản phẩm với suất cao để đáp ứng đủ cho thị trường Với nhiều ưu điểm trội so với sản xuất nước ép truyền thống như: không tốn nhiều nhân công nên giá thành rẻ Tốc độ sản xuất nhanh với quy trình khép kín đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm gần tuyệt đối Trong đồ án chúng em mơ quy trình nhỏ dây chuyền sản xuất nước cam đóng chai 1.2 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài: Với đề tài nghiên cứu nhóm chúng em dựa đề tài có sẵn dây chuyền sản xuất đóng chai nhà máy bia Chương THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 2.1 Thiết bị phần cứng 2.1.1 PLC S7-1200 (link tham khảo: http://www.tpnewtech.com/tin-cong-nghe-plc/gioi-thieu-plc-s71200/361/458) - So với S7-200 S7-1200 có tính trội S7-1200 thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp tập lệnh mạnh Thành phần PLC S7-1200 bao gồm:  điều khiển nhỏ gọn điều khiển DC AC phạm vi rộng  mạch tương tự số mở rộng điều khiển module trực tiếp CPU  13 module tín hiệu số tương tự khác  Bổ sung cổng Ethernet  Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC 24 VDC - CPU S7-1200 có dịng CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, nhớ chương trình khác nhau, - PLC S7-1200 mở rộng module tín hiệu module gắn để mở rộng chức CPU - Phần mềm để lập trình cho S7-1200 Step7 Basic, phần mềm tích hợp TIA Portal 2.1.2 Cảm biến mức LMT121 (link tham khảo: https://www.ifm.com/us/en/product/LMT121) Cảm biến mức LMT121 thường sử dụng công nghiệp thực phẩm Được sử dụng hầu hết phân đoạn có bồn chứa muốn giám sát level bồn chứa - Cấu tạo vỏ thép không gỉ Đối tượng làm việc: chất lỏng, chất sệt, bột Điện áp hoạt động: 18-30V DC Bảo vệ phân cực ngược: Có Nhiệt độ hoạt động: 0-85 độ C Tín hiệu đầu ra: Dòng điện Cảm biến loại: PNP Áp suất tối đa: -1 16 bar Sơ đồ nối dây: 2.1.3 Cảm biến lưu lượng FLR1000ST Series (link tham khảo: https://www.omega.co.uk/pptst/FLR1000ST.html) - Input: 24 VDC - Output signal: 0-5 VDC, 4-20 mA, xung - Áp suất: 34 bar (max) - Vùng nhiệt độ: 5-55oC - Lưu lượng: từ 13 ml/min – 10 l/min - Sơ đồ nối dây: 2.1.4 Máy bơm phase Pentax (link tham khảo: https://maybomnuoc99.com/gia-may-bom-nuoc-pentax-y-3pha-380v/) - Điện áp: 380 VAC - Công suất: HP ~ 0.75 kW - Lưu lượng: 0.6-3 m3/h 2.1.5 Van điện từ (link tham khảo: https://khinenthuanhung.vn/van-dien-tu-unid-uw-80-van-dientu-nuoc-phi-90/) - Kích thước cổng: 90mm - Áp suất hoạt động: 0.7MPa - Loại van cửa vị trí - Nhiệt độ hoạt động: -5 80oC - Điện áp: 24 VDC 2.1.6 Inventer Siemens V20 (link tham khảo: http://www.namtrung.com.vn/product/bien-tan-siemens-v20) - Điện áp cấp: • pha: 200V 240V • pha: 380V 480V - Phạm vi điều khiển biến tần: 599 Hz 2.1.7 Phần mềm TIA Portal (link tham khảo: http://siemens.com.vn/vi/press_release/siemens-launches-tiaportal/) TIA Portal phần mềm sở tích hợp tất phần mềm lập trình điều khiển cho hệ thống tự động hóa truyền động điện Việt Nam Đây phần mềm lập trình điều khiển trực quan, hiệu xác thực giúp khách hàng thiết kế tồn chương trình tự động hóa cách tối ưu giao diện phần mềm 2.1.8 Phần mềm WinCC (link tham khảo: https://vi.wikipedia.org/wiki/WinCC) Phần mềm WinCC Siemens phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) phục vụ việc xử lý lưu trữ liệu hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) thuộc chuyên ngành tự động hóa WinCC chữ viết tắt Windows Control Center (Trung tâm điều khiển chạy Windows ), cung cấp công cụ phần mềm để thiết lập giao diện điều khiển chạy hệ điều hành Microsoft Windows NT hay Windows 2000, XP, Vista 32bit (Not SP1) 10 Chương KẾT NỐI HỆ THỐNG 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 11 3.2 Sơ đồ kết nối chi tiết hệ thống Sơ đồ nối dây: 12 13 Mạch động lực: 14 Chương GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 4.1 Chương trình điều khiển 15 16 17 18 19 20 21 22 4.2 Giao diện Scada hệ thống 23 Chương KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết đạt Về phần cứng: + Đã chọn đầy đủ thiết bị Từ thiết bị điều khiển PLC S7-1200 lập trình phần mềm Tia Portal có tích hợp sẳn phầm mềm WinCC để thiết kế giao diện Scada cho hệ thống + Chọn loại cảm biến để nhận tín hiệu xử lí lưu lượng nước mức nước, động để quay quạt trộn bơm van để bơm trộn dung dịch Về phần mềm: Code điều khiển đạt u cầu cần thiết cịn sai số khơng đáng kể nên tiếp tục cải thiện để độ xác cao 5.2 Hướng phát triển Phát triển thêm phận khác dây chuyền chuyền nhận sản phẩm thơ vào xử lí cho nước cam để hịa trộn, thêm hệ thống đóng chai sau dung dịch nước cam pha trộn hợp lí để hồn thiện chu trình hệ thống sản xuất nước cam đóng chai 24 ... việc làm sau tốt nghiệp trường Vì lý em chọn đề tài nghiên cứu: Hệ thống giám sát điều khiển lưu lượng bồn trộn sản xuất nước cam đóng chai Nội dung đề tài: Để đạt mục tiêu đề ra, nhóm chúng em thực... KẾT NỐI HỆ THỐNG 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 11 3.2 Sơ đồ kết nối chi tiết hệ thống Sơ đồ nối dây: 12 13 Mạch động lực: 14 Chương GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 4.1 Chương trình điều khiển 15... đối Trong đồ án chúng em mô quy trình nhỏ dây chuyền sản xuất nước cam đóng chai 1.2 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài: Với đề tài nghiên cứu nhóm chúng em dựa đề tài có sẵn dây chuyền sản xuất