Lập trình điều khiển logic cho bồn trộn polime

LỜI NÓI ĐẦU Trong ngành sản xuất nay, công nghệ tiên tiến, dây truyền thiết bị đại dã thâm nhập vào nước ta, với sách Đảng nhà nước chắn kỹ nghệ giới ngày tiếp thu đưa vào ứng dụng nhiều Tác động cơng nghệ mơí, dây chuyền cơng nghệ góp phần tích cực vào cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Sự tiến khoa học kỹ thuật Phát triển mạnh mẽ kỹ thuật máy tính, cho đời thiết bị điều khiển số như: CNC, PLC Các thiết bị cho phép khắc phục nhiều nhược điểm hệ thống điều khiển trước đó, đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật sản xuất Với Phát triển khoa học công nghệ nay, việc ứng dụng thiết bị logic để tự động hóa q trình sản xuất, nhằm mục tiêu tăng xuất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm vấn đề cấp thiết có tính thời cao Là sinh viên chuyên ngành Điện dân dụng công nghiệp Sau tháng năm học hỏi tu dưỡng Trường Đại học Dân lập Hải Phòng, em giao đề tài tốt nghiệp: Lập trình điều khiển logic cho bồn trộn Polime Nội dung đồ án em gồm chương: - Chương 1: Polime ứng dụng - Chương 2: Bồn trộn Polime - Chương 3: Lập trình điều khiển logic cho bồn trộn Polime.` Cùng với phát triển cơng nghệ hóa chất, hợp chất hữu cao phân tử, ngành nhựa giúp cho sống người nhiều, ứng dụng rộng rãi y tế, quân Những sản phẩm làm từ nhựa có nhiều ưu điểm: - Bền, dẻo dai, nhẹ so với đồ dùng làm từ vật liệu khác - Dễ dàng chế tạo, thời gian chế tạo ngắn - Giá thành vật phẩm rẻ so với số vật phẩm làm từ chất liệu khác - Có thể tái chế lại vật phẩm qua sử dụng - Có thể kéo sợi cách dẽ dàng Từ ưu điểm ta thấy tầm quan trọng ngành sản xuất nhựa Thơng qua trình bày đồ án có nhìn tổng quan ngành nhựa nói riêng tình hình phát triển cơng nghệ đất nước nói chung Trong q trình tiến hành làm đồ án, hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn GSTSKH Thân Ngọc Hoàn, giúp đỡ số bạn bè thân em cố gắng tham khảo tài liệu tìm hiểu thực tế điều khiển logic bồn trộn Polime, thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Do đó, em mong nhận ý kiến đóng góp nhận xét đánh giá q báu thầy để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình chu đáo giáo viên hướng dẫn GSTSKH Thân Ngọc Hoàn giúp đỡ em nhiều để em hoàn thành đồ án CHƢƠNG 1: POLIME VÀ ỨNG DỤNG 1.1.KHÁI NIỆM POLIME Polyme (tiếng Anh: "polymer") khái niệm dùng cho hợp chất có khối lượng phân tử lớn cấu trúc chúng có lặp lặp lại nhiều lần mắt xích Các phân tử tương tự có khối lượng thấp gọi oligome Hình 1.1: Phân tử Polime Tên gọi polyme xuất phát từ tiếng Hy Lạp, πoλv, polu, 'nhiều' μερος, meros, 'phần' Những ví dụ điển hình Polyme chất dẻo, DNA, protein Polyme sử dụng phổ biến thực tế với tên gọi Nhựa, polyme bao gồm lớp polyme thiên nhiên polyme nhân tạo Các polyme hữu protein (ví dụ tóc, da phần xương) axit nucleic đóng vai trị chủ yếu q trình tổng hợp polyme hữu Có nhiều dạng polyme thiên nhiên tồn chẳng hạn xenluloz (thành phần gỗ giấy) – wikipedia 1.2 ỨNG DỤNG CỦA POLIME Do tính chất ưu việt mặt vật lí, hóa học, quang học đặc biệt thân thiện với môi trường Ngày loại vật liệu ngày sử rộng rãi lĩnh vực sống Dưới số ứng dụng : 1.2.1 Chất dẻo 1.2.1.1 Định nghĩa Chất dẻo, hay gọi nhựa polime, hợp chất cao phân tử, dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng đời sống ngày sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống đại người Chúng vật liệu có khả bị biến dạng chịu tác dụng nhiệt, áp suất giữ biến dạng thơi tác dụng 1.2.1.2 Phân loại * Phân loại theo hiệu ứng polyme với nhiệt độ : - Nhựa nhiệt dẻo : Là loại nhựa nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm T m chảy mềm hạ nhiệt độ đóng rắn lại Thường tổng hợp phương pháp trùng hợp Các mạch đại phân tử nhựa nhiệt dẻo liên kết liên kết yếu (liên kết hydro, vanderwall) Tính chất học khơng cao so sánh với nhựa nhiệt rắn Nhựa nhiệt dẻo có khả tái sinh nhiều lần, ví dụ : polyetylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), poly metyl metacrylat (PMMA), poly butadien (PB), poly etylen tere phtalat (PET), … - Nhựa nhiệt rắn: hợp chất cao phân tử có khả chuyển sang trạng thái không gian chiều tác dụng nhiệt độ phản ứng hóa học sau khơng nóng chảy hay hịa tan trở lại nữa, khơng có khả tái sinh Một số loại nhựa nhiệt rắn: ure focmadehyt [UF], nhựa epoxy, phenol focmadehyt [PF], nhựa melamin, poly este không no… - Vật liệu đàn hồi (elastome): loại nhựa có tính đàn hồi cao su * Phân loại theo ứng dụng : - Nhựa thông dụng : loại nhựa sử dụng số lượng lớn, giá rẻ, dùng nhiều vật dụng thường ngày, : PP, PE, PS, PVC, PET, ABS,… Hình 1.2: Chai nhựa - Nhựa kỹ thuật : Là loại nhựa có tính chất lý trội so với loại nhựa thông dụng, thường dùng mặt hàng công nghiệp, : PC, PA… Hình 1.3: Sản phẩm nhựa kỹ thuật - Nhựa chuyên dụng : Là loại nhựa tổng hợp sử dụng riêng biệt cho trường hợp * Phân loại theo thành phần hóa học mạch : - Polyme mạch cacbon: polymer có mạch phân tử cacbon liên kết với nhau: PE, PP, PS, PVC, PVAc… - Polyme dị mạch: polymer mạch ngồi ngun tố cacbon cịn có cac nguyên tố khác O,N,S… Ví dụ PET, POE, poly sunfua, poly amit… - Polyme vô poly dimetyl siloxan, sợi thủy tinh, poly photphat, … 1.2.1.3 Thành phần - Thành phần bản: polyme Ví dụ thành phần êbơnit cao su, xenluloit xenlulozơ nitrat, bakelit phenolfomanđehit - Chất hố dẻo: để tăng tính dẻo cho polime, hạ nhiệt độ chảy độ nhớt polime Ví dụ đibutylphtalat,… - Chất độn: để tiết kiệm nguyên liệu, tăng cường số tính chất Ví dụ amiăng để tăng tính chịu nhiệt - Chất phụ: chất tạo màu, chất chống oxi hoá, chất gây mùi thơm 1.2.1.4 Ƣu điểm chất dẻo - Nhẹ (d = 1,05 ¸ 1,5) Có loại xốp, nhẹ - Phần lớn bền mặt học, thay kim loại - Nhiều chất dẻo bền mặt học - Cách nhiệt, cách điện, cách âm tốt - Nguyên liệu rẻ 1.2.1.5 Giới thiệu số chất dẻo - Polietilen (P.E) : Điều chế từ etilen lấy từ khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí than đá Là chất rắn, trong, khơng cho nước khí thấm qua, cách nhiệt, cách điện tốt Dùng bọc dây điện, bao gói, chế tạo bóng thám khơng, làm thiết bị ngành sản xuất hoá học, sơn tàu thuỷ - Polivinyl clorua (P.V.C) : Chất bột vơ định hình, màu trắng, bền với dung dịch axit kiềm.Dùng chế da nhân tạo, vật liệu màng, vật liệu cách điện, sơn tổng hợp, áo mưa, đĩa hát… - Polivinyl axetat (P.V.A) : Điều chế cách : cho trùng hợp Dùng để chế sơn, keo dán, da nhân tạo - Polimetyl acrilat polimetyl metacrilat : Điều chế cách trùng hợp este tương ứng Là polime rắn, không màu, suốt Polimetyl acrilat dùng để sản xuất màng, tấm, làm keo dán, làm da nhân tạo -Polimetyl metacrilat : dùng làm thuỷ tinh hữu - Polistiren : Dùng làm vật liệu cách điện Polistiren dễ pha màu nên dùng để sản xuất đồ dùng dân dụng cúc áo, lươc… - Nhựa bakelit : Thành phần phenolfomanđehit Dùng làm vật liệu cách điện, chi tiết máy, đồ dùng gia đình - Êbonit: cao su rắn có tới 25 – 40% lưu huỳnh Dùng làm chất cách điện -Têflon : bền nhiệt, khơng cháy, bền với hố chất Dùng cơng nghiệp hố chất kỹ thuật điện 1.2.2 Cao su Cao su vật liệu polime có tính đàn hồi, có ứng dụng rộng rãi đời sống kỹ thuật 1.2.2.1 Cao su thiên nhiên - chế hoá từ mủ cao su - Thành phần cấu tạo: sản phẩm trùng hợp isoprene n từ 2000 đến 15000 - Mạch polime uốn khúc, cuộn lại lị xo, cao su có tính đàn hồi Cao su khơng thấm nước, khơng thấm khơng khí, tan xăng, benzen, sunfua cacbon - Lưu hoá cao su: Chế hoá cao su với lưu huỳnh để làm tăng ưu điểm cao su như: khơng bị dính nhiệt độ cao, khơng bị dịn nhiệt độ thấp -Lưu hố nóng: Đung nóng cao su với lưu huỳnh -Lưu hoá lạnh: Chế hoá cao su với dung dịch lưu huỳnh CS2 Khi lưu hóa, nối đơi phân tử cao su mở tạo thành cầu nối mạch polime nhờ nguyên tử lưu huỳnh, hình thành mạng khơng gian làm cao su bền học hơn, đàn hồi hơn, khó tan dung mơi hữu 1.2.2.2 Cao su tổng hợp Cao su tổng hợp chất dẻo người chế tạo với chức chất co giãn Một chất co giãn vật chất có đặc tính học chịu sức ép thay đổi hình dạng phần lớn vật chất khác mà phục hồi hình dạng cũ Cao su tổng hợp dùng thay cao su tự nhiên nhiều ứng dụng, mà đặc tính ưu việt phát huy tác dụng Cao su tổng hợp tạo từ phản ứng trùng ngưng cấu trúc đơn bao gồm isopren (2-methyl-1, 3-butadien), 1,3-butadien, cloropren (2-cloro-1,3butadien) isobutylen (methylpropen) với lượng nhỏ phần trăm isopren cho liên kết chuỗi Thêm vào đó, cấu trúc đơn trộn với tỷ lệ mong muốn để tạo phản ứng đồng trùng hợp mà kết cấu trúc cao su tổng hợp có đặc tính vật lý, học hóa học khác - Cao su butađien (hay cao su Buna) : Là sản phẩm trùng hợp butađien với xúc tác Na Cao su butađien đàn hồi so với cao su thiên nhiên chống bào mòn tốt - Cao su isoprene : Có cấu tạo tương tự cao su thiên nhiên, sản phẩm trùng hợp isopren với khoảng 3000 - Cao su butađien – stiren : Có tính đàn hồi độ bền cao - Cao su butađien – nitril : sản phẩm trùng hợp butađien nitril axit acrilic Do có nhóm C ≡ N nên cao su bền với dầu, mỡ dung môi khơng cực Hình 1.4: Một mắt xích cao su Buna-N 1.2.2.3 Ứng dụng Cao su ứng dụng rộng rãi đời sống công nghiệp Tính sơ ,cao su có đến 50000 cơng dụng ứng dụng vô rộng rãi công nghiệp đời sống ngày Ví dụ cơng nghiệp cao su sử dụng làm săm lốp xe, sản phẩm chống mài mòn, sản phẩm đúc, sản phẩm kĩ thuật xe hơi, dây điện … Hình 1.5: Săm lốp xe 10 3.2.2.5 Tạo nút chuyển hình - Để chuyển từ hình Main sang hình Adjust, ta dùng touch switch cho việc chuyển đổi - Hình dạng touch switch tương tư 2.7.1.Tuy nhiên, khơng có liên hệ touch switch vời PLC, nên ta chọn key basic tab thay bit Hình 3.18: Tab phím cảm ứng 46 - Trong tab action, ta chọn hoạt động cho touch switch chế độ base: + Để chuyển từ main sang adjust, ta chọn base (fixed) Hình 3.19: Tab hành động phím cảm ứng 47 - Sau tạo xong, ta có hình main hồn chỉnh sau: Hình 3.20: Giao diện hình 48 3.2.2.6 Tạo hình thiết lập thơng số - Để có hình thơng số, ta vào Screen, chọn New screen.Khi đó, ta có cửa số - Trong đó, ta nhập loại hình base;title:Adjust No Hình 3.21: Tab thiết lập hình 3.2.2.7 Tạo khối nhập số - Để nhập thông số, ta dùng chức Numerical Input GOT - Các tab basic form ta thực tương tư hiển thị số: 49 Hình 3.22: Tab bảng số đầu vào Hình 3.23: Tab hình thức bảng số đầu vào 50 - Để giới hạn khoảng nhập, ta đặt giới hạn tab case: Hình 3.24: Tab trường hợp bảng số đầu vào Hình 3.25: Tab chỉnh sửa định dạng hiển thị 51 Hình 3.26: Tab chỉnh sửa phạm vi - Ta có phần hồn chỉnh sau: Hình 3.27: Giao diện hiển thị nhập số đầu vào 52 Hình 3.28: Giao diện nhấp số đầu vào 3.2.2.8 Tạo mức tỉ lệ - Khi nhập thơng số, ngồi việc giới hạn nhập, để dễ dàng cho người dùng, ta tạo thang giá trị thay đổi theo gia trị - Ta tạo thang giá trị chức Level - Các bước tạo Level tương tư trên.Tuy nhiên, đây, ta cho level hiển thị theo chiều ngang từ trái sang phải Hình 3.29: Tab hình thức bảng mức độ 53 - Để mức giá trị không vượt giới hạn, ta dùng chức range tab case để làm việc Hình 3.30: Tab trường hợp bảng mức độ Hình 3.31: Tab chỉnh sửa định dạng hiển thị 54 Hình 3.32: Tab chỉnh sửa phạm vi - Sau tạo xong, ta sau: Hình 3.33: giao diện mức tỉ lệ nhiệt độ polime thời gian tối thiểu 3.2.2.9 Tạo mức đồ thị - Nhằm tạo dễ dàng cho người dùng, ta tạo đồ thị dạng bánh thể tỉ lệ akaline, polime theo phần trăm 55 - Ta dùng chức static graph để thực hiện: Hình 3.33: Tab biểu đồ thống kê - Trong tab basic, lưa chọn màu sắc, ta có hai lựa chọn đồ thị; dạng chữ nhật hay dạng tròn.Trong trường hợp này, ta chọn circle Hình 3.34: Tab phân chia biểu đồ thống kê 56 - Để chọn giá trị để hiển thị, ta dùng tab Division.Trong tab này, ta quy định màu sắc cho phần - Tab Graph giúp chọn hiển thị nhãn, thang đo màu sắc chúng Hình 3.35: Tab đồ thị biểu đồ thống kê - Ta sau: 57 Hình 3.36: Giao diện biểu đồ thống kê tỷ lệ akaline polime - Như vậy, ta có hình Adjust hình 49: Hình 3.37: Màn hình điều chỉnh hệ thống 58 3.3 KẾT LUẬN Trong thực tế phần mềm GT Designer phần mềm dễ dùng dễ sử dụng Để điều khiển quy trình, ta dùng hai hình điều khiển Màn hình thứ bao gồm phận hiển thị thông số bồn chứa, thơng số cài đặt có đèn báo, nút nhấn Màn hình thứ hai hình nhập giá trị cài đặt.Màn hình cịn cho phép quan sát tỉ lệ giá trị cài đặt Sau lập trình xong ta thấy dùng phần mềm GT Designer để tạo giao diện cho người dùng phần mềm dễ dàng thiết kế, lập trình Màn hình giao diện sau lập trình rõ ràng, dễ thao tác điều khiển Vì mà GT Designer ứng dụng rộng rãi thực tế 59 KẾT LUẬN Tuy thời gian hạn hẹp, nhờ hướng dẫn tận tình thầy Thân Ngọc Hoàn, với cố gắng thân em hồn thành luận án tốt nghiệp theo thời gian quy định Sau hoàn thành đề tài này, em tìm hiểu nắm vững polime ứng dụng đời sống, sản xuất, điều khiển lập trình logic bồn trộn polime Thông qua đồ án ta thấy việc ứng dụng thiết bị logic để tự động hóa trình sản xuất, nhằm mục tiêu tăng xuất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm vấn đề cấp thiết có tính thời cao Vì thời gian có hạn kiến thức, kinh nghiệm hạn chế nên đồ án em tránh khỏi hạn chế nên đồ án em tránh khỏi thiếu sót Do đó, em mong nhận ý kiến đóng góp nhận xét đánh giá quý báu thầy cô để đồ án em hoàn thiện Cuối lần em xin gửi lời cảm ơn tới thầy, cô trường Đại học dân lập Hải Phòng dạy dỗ cung cấp cho em nhiều kiến thức quý báu trình em theo học trường 60 ... thực lập trình điều khiển logic chương sau 22 CHƢƠNG LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN LOGIC CHO BỒN TRỘN POLIME 3.1 GiảI thích bƣớc lập trình - Để thực mô phỏng, ta dùng ghi I để tạo mực chất lỏng cho bồn. .. tự cho bồn akaline, bồn polime bồn trộn, ta kết sau: Hình 3.16: Giao diện hiển thị số bồn akaline, bồn polime bồn trộn 3.2.2.4 Tạo hiển thị mực chất lỏng cho bồn - Tương tự với nhiệt độ bồn polime, ... độ cho trước o Trạng thái 4: Bơm akaline từ bồn vào bồn trộn o Trạng thái 5: Bơm polime nóng từ bồn vào bồn trộn Trạng thái thực nung xong polime o Trạng thái 6: Khi bơm vào bồn tiến hành trộn. Khi