Thiết kế giao diện kết nối giữa WinCC và step7 trong công đoạn đập đá vôi hoặc ngâm sấy dầu

Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa điện Bộ môn ĐIệN DD & CN Đồ án tốt nghiệp Hải Phòng- 2009 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa điện Bộ môn ĐIệN DD & CN phụ lục Đề tài: Thiết kÕ giao diƯn kÕt nèi gi÷a WinCc & Step7 công đoạn đập đá vôi nhà máy xmhp Giáo viên h-ớng dẫn : GS.TSKH THÂN NGọC HOàN NGUYễN TRọNG thắng Sinh viên thực : hoàng anh tuấn Lớp : đcl101- k1 MSSV : đcl10198 Hải Phòng 72009 Cộng Hoà Xà Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập Tù - H¹nh -o0o Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Tr-ờng Đại học Dân lập HảI Phòng Nhiệm Vụ Đề tài tốt nghiệp Sinh viên : Hoàng Anh Tuấn - mà số : LT10198 Lớp : ĐCL101 Ngành Điện Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết kế giao diện kết nối WinCC & Step7 công đoạn đập đá vôi Nhiệm vụ đề tài Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu tính toán vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán Địa điểm thực tập tốt nghiệp: Các Cán h-ớng dẫn đề tài tốt nghiệp Ng-ời h-ớng dẫn thứ Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác Nội dung h-ớng dẫn Thân Ngọc Hoàn GS TSKH : Tr-ờng Đại Học Dân Lập Hải Phòng : Toàn đề tài Ng-ời h-ớng dẫn thứ hai Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác Nội dung h-ớng dẫn Nguyễn Trọng Thắng Thạc sỹ : Tr-ờng Đại Học Dân Lập Hải Phòng : Đề tài tốt ngiệp đ-ợc giao ngày tháng năm 2009 Yêu cầu phải hoàn thành xong tr-ớc ngày tháng năm 2009 Đà nhân nhiệm vụ Đ T T N Sinh viên Đà giao nhiệm vụ Đ T T N Cán h-ớng dẫn Đ T T N GS TSKH.Thân Ngọc Hoàn Hoàng Anh Tuấn Thạc sỹ Nguyễn Trọng Thắng Hải Phòng, ngày tháng.năm 2009 Hiệu tr-ởng GS.TS.NGƯT Trần Hữu Nghị Phần nhận xét tóm tắt cán h-ớng dẫn 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất l-ợng Đ T T N ( so với nội dung yêu cầu đà đề nhiệm vụ Đ T T N mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) 3.Cho điểm cán h-ớng dẫn: ( Điểm ghi số chữ ) Ngày tháng năm 2009 Cán h-ớng dẫn Nhận Xét đánh giá ng-ời chấm phản biện đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất l-ợng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn ph-ơng án tối -u, cách tính toán chất l-ợng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiến đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày tháng năm 2009 Ng-ời chấm phản biện Mục lục Lời nói đầu1 Ch-ơng 1: Nhà máy xi măng Hải Phòng3 1.1 Giới thiệu nhà máy xi măng Hải Phòng 1.1.1 Tæng quan chung 1.1.2 Công nghệ sản xuất xi măng 1.2 Các công đoạn sản xuất xi măng 1.2.1 Công đoạn chuẩn bị nguyªn liƯu 1.2.2 Công đoạn nghiền liệu 1.2.3 Công đoạn nghiền than 1.2.4 Công đoạn nung luyÖn clinker 1.2.5 Công đoạn nghiền xi măng 11 1.2.6 Công đoạn đóng bao .12 Ch-¬ng 2: Dây chuyền đập đá vôi nhà máy xi măng Hải Phòng 13 2.1 Công đoạn chuẩn bị đá v«i 13 2.1.1 Kh¸i qu¸t chung 13 2.1.2 Các thiết bị công ®o¹n 15 2.1.3 Cầu rải 25 2.2 Sơ đồ mạch điều khiển & ®éng l-c .33 Ch-ơng 3: Lập trình điều khiển dây chuyền đá vôi b»ng PLC S7-400 .34 3.1 Tỉng quan vỊ PLC .34 3.2 Giíi thiƯu PLC S7-400 36 3.2.1 Kh¸i niƯm 36 3.2.2 C¸c module cña PLC 37 3.2.3 Ph©n chia bé nhí 41 10 3.2.4 Vßng quét ch-ơng trình 42 3.2.5 Cấu trúc ch-ơng trình 43 3.2.6 Ngôn ngữ lập tr×nh 45 3.3 Lập trình PLC S7-400 nhà máy 46 3.4 ThiÕt kÕ vµ xây dựng ch-ơng trình PLC 47 3.4.1 L-u đồ ch-ơng trình PLC .48 3.4.2 Giải thích l-u đồ 55 3.5 PhÇn mỊm Step 56 3.5.1 Giíi thiƯu phÇn mÒm Step 56 3.5.2 Tr×nh tù lËp tr×nh PLC S7-400 56 3.6.Phần lập trình ch-ơng trình 65 Ch-¬ng 4: Thiết kế giao diện mô dây chuyền đập đá vôi 66 4.1 Giới thiệu WinCC 66 4.2 Thiết kế ch-ơng trình với WinCC 68 4.2.1 T¹o Project míi 68 4.2.2 TiÕn hµnh vÏ graphic 73 4.2.3 Tạo Tag cho ch-ơng trình 74 4.3 M« pháng ch-ơng trình .78 4.3.1 Giíi thiƯu S7-PLCSIM 78 4.3.2 Các b-ớc thực mô pháng 79 4.4 KÕt mô .81 KÕt luËn Phô lôc Tài liệu tham khảo 11 Lời nói đầu Nền công nghiệp giới đà phát triển ngày cao vấn đề tự động hóa đ-ợc đặt lên hàng đầu trình nghiên cứu nhứng dụng công nghệ vào sản xuất Nó đòi hỏi khả xử lý, mức độ hoàn hảo, xác hệ thống sản xuất ngày cao để đáp ứng đ-ợc nhu cầu vỊ chÊt l-ỵng cịng nh- sè l-ỵng cđa x· héi Với yêu cầu công nghiệp, nhà máy xi măng Hải Phòng đà xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát hoạt động đáp ứng đ-ợc công nghệ đặt đ-a sản l-ợng xi măng ngày tăng đáp ứng cho nhu cầu thị tr-ờng tiêu thụ Trong trình làm việc nhà máy làm đồ án em đà dành nhiều thời gian nghiên cứu tìm hiểu kiến thức sở hệ thống điều khiển nhà máy đặc biệt lập trình PLC S7-400 Với kiến thức đà đ-ợc trang bị học tập tài liệu nhà máy em xin trình bày đề tài: Thiết kế giao diện kết nối WinCC & Step7 công đoạn đập đá vôi nhà máy XMHP Nội dung đồ án em bao gồm ch-ơng: Ch-ơng 1: Tổng quan nhà máy xi măng Hải Phòng Ch-ơng 2: Nghiên cứu dây chuyền đập vận chuyển đá vôi Ch-ơng 3: Lập trình PLC S7-400 Ch-ơng 4: Thiết kế giao diện mô WinCC Em xin chân thành cảm ơn Giáo s- TSKH Thân Ngọc Hoàn, thạc sĩ Nguyễn Trọng Thắng đà định h-ớng tận tình h-ớng dẫn em suốt trình xây dựng hoàn thành đồ án Do thời gian làm đồ án ngắn, kinh nghiệm thân hạn chế đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đ-ợc đóng góp thầy cô 12 4.2.2.Tiến hành vẽ Graphic Tiến hành vẽ cách biểu t-ợng hình vẽ giống nh- yêu cầu cần thiết kế, bao gồm: Hình vẽ sơ đồ công nghệ Các nút bấm điều khiển Các đèn cảnh báo Việc thiết kế đồ họa đ-ợc thực nhờ th- viện hình ảnh có sẵn nằm mục Library toobal Nếu hình vẽ yêu cầu Library ta thực vẽ đối t-ợng nhờ công cụ hình vẽ mục Standand Object Phối màu hình vẽ cách vào th- viện màu, chọn màu chọn màu cho biểu t-ợng Tiến hành vẽ trang hiển thị theo yêu cầu công nghệ Hình 4.11 Giao diện dây chuyền đập đá vôi 84 4.2.3.Tạo Tag cho ch-ơng trình Các b-ớc thao tác truyền từ ch-ơng trình PLC với WinCC để ta có đ-ợc nhóm Tag động Chọn khối DB > kích chuét ph¶i > Special Object Properties > Operator Control and Monitoring Hình 4.12 Chọn khối liệu DB lập trình S7-400 để truyền Bit Hình 4.13.Đánh dấu vào Operator Control and Monitoring > Save 85 Hình 4.14.Vào Options > Compile Multiple OSs’ Wizard > Start… H×nh 4.15 Chän OS-Limestone > Next 86 H×nh 4.16 Chän Next H×nh 4.17 Chän Compile 87 Hình 4.18 Hình ảnh truyền Bit Hình 4.19 Tạo nhóm Tag Các Tag (biến) đ-ợc tạo WinCC phân loại quản lý liệu bên hệ thống Các biến t-ợng tr-ng cho phép tính toán bên trong, giá trị giới hạn, kết liên kết, kiện hệ thống Trong mô Tag đ-ợc kết nối tới địa t-ơng ứng PLC để mô lại hoạt động dây chuyền : 88 Hình 4.20 Địa tag 4.3.Mô ch-ơng trình 4.3.1.Giới thiệu S7-PLCSIM S7-PLCSIM ch-ơng trình SIEMENS-AG sản xuất để hỗ trợ mô cho SIMATIC S7 giá thành PLc đắt nên ng-ời sử dụng trang bị đ-ợc Ch-ơng trình S7-PLCSIM cho phép ng-ời sử dụng chạy kiểm tra ch-ơng trình viết PLC, mô hệ thống tự động hoá thiết bị thật Các đặc điểm: Có thĨ sư dơng mét nót Ên Simatic Manager ®Ĩ tắt mở mô Ch-ơng trình cho phép ng-ời sử dụng thay đổi chế độ hoạt động CPU (STOP, RUN, RUN-P) gièng trªn CPU thùc Ng-êi sư dơng quan sát trạng thái thay đổi vào/ra, Timer, Counter thiết bị Có thể sử dụng công cụ để sửa chữa lỗi ch-ơng trình Dowload lại để mô 89 4.3.2.Các b-ớc thực mô B-ớc 1: Khởi động ch-ơng trình Simatic Manager B-íc 2: Chän vµo Options>Simulate Module Cưa sỉ S7-PLCSIM kÕt nối với CPU mở hình quan sát Hình 4.21 Cửa sổ PLCSIM Mở trạng thái điều khiển từ biểu t-ợng cửa sổ mô Hình 4.22 Các đầu vào cần theo dõi ấn nút RUN cửa sổ để chạy mô Các b-ớc kết nối Graphic Tag 90 Hình 4.23 Chọn cấu hình đối thoại với đồ họa 91 Hình 4.24 Chọn Tag đà thiết lập để kết nối Graphics Hình 4.25 Tag thiết lập để kết nối Graphics >OK 4.4.Kết mô Hình 4.26 Giao diện báo thiết bị đà sẵn sàng khởi động 92 Kích vào nút START hệ thống đ-ợc khởi động nhóm băng tải máy búa Hình 4.27 Giao diện hoạy động nhóm động băng tải Hình 4.28 Giao diện trung tâm đặt chỗ cho ng-ời vận hành 93 Hình 4.29 Giao diện cảnh báo dừng E.Stop công đoạn Khi lỗi giám sát số lỗi khác mà ng-ời sửa chữa đà hoàn thành vận hành trung tâm phải kích chuột vào RESET để xóa báo động 94 Hình 4.30 Giao diện cảnh báo giám sát tốc độ động băng tải Kết mô toàn công đoạn: Khi chạy liên động toàn công đoạn Ta kích chuột phải vào START sơ đồ Mimic thể động chạy từ 131ST100M01 131AF030M01, dừng ta lại kích chuột phải vào STOP nhóm động lại dõng tõ 131AF030M01 vỊ ®Õn 131ST100M01, cho nhãm läc bơi chạy kích chuột phải vào START-F.TER sơ đồ Mimic thể động chạy từ 131RF120M02, 131RF110M02 , 131RF140M02 chạy lúc 131FN120M01, 131FN110M01, 131FN140M01, dừng ng-ợc lại T-ơng tự chạy nhóm nén khí Giao diện cấu trúc dây chuyền đập đá vôi 95 Hình 4.31 Giao diện cho biết công đoạn chạy liên động 96 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu đề tài, d-ới h-ớng dẫn tận tình Giáo S- TSKH Thân Ngọc Hoàn, thầy giáo Nguyễn Trọng Thắng, với cố gắng thân đồ án em đà đ-ợc hoàn thành đạt đ-ợc điều sau: Nghiên cứu công đoạn đá vôi công nghiệp sản xuất xi măng Xây dựng đ-ợc mô hình hệ điều khiển PLC cã giao diƯn cho ng-êi vËn hµnh b»ng WinCC thay cho dùng thiết bị chuyên dụng hÃng Đ-a đ-ợc kết mô hệ điều khiển Đồ án dừng lại việc nghiên cứu thiết kế sở lý thuyết Việc áp dụng vào thực tế ảnh h-ởng nhiều yếu tố khác mà em ch-a thực Một lần em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Giáo S- TSKH Thân Ngọc Hoàn,và thầy giáo Nguyễn Trọng Thắng, ng-ời đà tận tình h-ớng dẫn em trình làm đồ án Em xin cảm ơn thầy, cô môn điện DD CN khoa Điện tr-ờng đại học Dân Lập Hải Phòng đà nhiệt tình giúp đỡ em trình học tập, nghiên cứu hoàn thành đồ án Hải Phòng, tháng 2009 97 Tài liệu tham khảo Nguyễn Anh Tuấn, Phần mềm tự động hóa nhà máy xi măng(Cấu trúc-Ph-ơng pháp lập trình-Thực hành), Khoa điện Bộ môn Đo L-ờng ĐHBKHN- Biên soạn Bùi Quốc Khánh Nguyễn Văn Liễn (2007), Cơ sở truyền động điện, Nhà xuất khoa học- kỹ thuật Trần Thu Hà - Phạm Quang Huy (2007), Tự động hóa công nghiệp với WinCC, Nhà xuất Hồng Đức 4.Nguyễn Trọng Quế (2003), Hệ thống thiết bị đo l-ờng báo hiệu xí nghiệp công nghiệp nhà máy xi măng, Khoa điện Bộ môn Đo L-ờng ĐHBKHN- Biên soạn 5.Tài liệu kỹ thuật vẽ nhà máy xi măng Hải Phßng (FLSMIDTH thiÕt kÕ) Ngun Do·n Ph-íc – Phan Xuân Minh Vũ Vân Hà (2000), Tự động hóa với Simatic S7-300, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Tµi liƯu kü tht S7 300/S7-400 cđa Siemen 98 ... tài: Thiết kế giao diện kết nối WinCC & Step7 công đoạn đập đá vôi nhà máy XMHP Nội dung đồ án em bao gồm ch-ơng: Ch-ơng 1: Tổng quan nhà máy xi măng Hải Phòng Ch-ơng 2: Nghiên cứu dây chuyền đập. .. DÂN LậP HảI PHòNG Khoa điện Bộ môn ĐIệN DD & CN phụ lục Đề tài: Thiết kế giao diện kết nối WinCc & Step7 công đoạn đập đá vôi nhà máy xmhp Giáo viên h-ớng dẫn : GS.TSKH THÂN NGọC HOàN NGUYễN... hiểu công đoạn 2.1 .Công đoạn chuẩn bị đá vôi 2.1.1.Khái quát chung Đá vôi đ-ợc khai thác trực tiếp từ núi đá vôi vận chuyển ô tô tải ®ỉ vµo kÐt Qua hƯ thèng cÊp liƯu kiĨu tÊm, đá vôi đ-ợc đ-a vào