Thiết kế mô hình máy pha màu sơn sử dụng PLC s7-1200

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2017-2018 THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY PHA MÀU SƠN SỬ DỤNG PLC S7-1200 Thuộc nhóm ngành khoa học: Điện Công Nghiệp STT Họ và tên SV Giới tính Dân tộc Lớp, Khoa SV năm thứ/ Số năm đào tạo Ngành học Ghi chú 1 Kinh 4/4 Điện Công Nghiệp SV thực hiện chính 2 Kinh 4/4 Điện Công Nghiệp Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Phương Trà UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế mô hình máy pha màu sơn sử dụng PLC S7-1200 - Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện: STT Họ và tên MSSV Lớp Khoa Năm thứ/ Số năm đào tạo 1 Kỹ Thuật Công Nghệ 4/4 2 Kỹ Thuật Công Nghệ 4/4 - Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Phương Trà 2. Mục tiêu đề tài: - Thiết kế và thi công mô hình trộn máy pha màu sơn, bên cạnh đó đề tài phải bảo đảm được các yếu tố cải tiến so với các đề tài trước đây như: + Cảm biến báo mức nước. + Độ chính xác, hiệu suất cao. + Thiết bị có thể hoạt động tự động hoặc điều khiển bằng tay tùy vào nhu cầu sử dụng. 3. Tính mới và sáng tạo: - Sử dụng phao và công tắc hành trình để thay cảm biến mực nước. 4. Kết quả nghiên cứu: - Sau thời gian nghiên cứu và thi công, chúng em đã hoàn thành mô hình và đạt được kết quả như sau: + Hoàn thành được mô hình pha trộn sơn nước ( do độ sệt của sơn cao hơn màu nước nên thay sơn bằng màu nước ). + Bồn trộn có hình vuông ( không phải hình trụ tròn như thông thường) do sử dụng phao và cánh trộn đặt chung trong bồn. + Chủ yếu nghiên cứu về quá trình điều khiển tự động hoặc bằng tay thông qua PLC. 5. Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: - Thiết kế thi công mô hình trộn sơn nước từ hai màu thành một màu sơn nhất định và quá trình được lặp lại nhiều lần, nếu muốn thay đổi màu sơn khác ta phải thay đổi nguyên liệu ngay từ đầu sau đó mới thực hiện quá trình trộn. Khi áp dụng vào thực tế sẽ giúp đưa năng suất lao động lên cao hạ giá thành sản phẩm và chất lượng sơn tốt hơn. 6. Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ họ tên tác giả, nhan đề và các yếu tố về xuất bản nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ký, họ và tên) Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi): Xác nhận của lãnh đạo khoa (ký, họ và tên) Ngày tháng năm Người hướng dẫn (ký, họ và tên) LỜI CẢM ƠN Ngày nay, nước ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa, hội nhập kinh tế nhằm đưa đất nước phát triển, mục tiêu đến năm 2020 cơ bản trở thành một nước công nghiệp. Song song với việc chú trọng phát triển các ngành kinh tế thì việc nắm bắt được công nghệ hiện đại đang ngày càng phát triển của toàn thể nhân loại là cực kỳ quan trọng. Sinh viên là những chủ nhân tương lai của Đất nước, của xã hội. Khi tham gia nghiên cứu khoa học, sinh viên có dịp để phát huy kết quả tích luỹ của quá trình học tập, vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, giúp cho sinh viên thể hiện khả năng sáng tạo của bản thân với sản phẩm mình làm ra. Và hơn thế nữa, trong quá trình hoàn thành đề tài: “Thiết Kế Mô Hình Máy Pha Màu Sơn Sử Dụng PLC S7-1200”, chúng em đã học hỏi được nhiều kiến thức, kinh nghiệm cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy trong khoa Kỹ Thuật Công Nghệ. Tuy đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài nhưng sẽ không tránh khỏi những sai sót, mong quý thầy bỏ qua và giúp đỡ để chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài và củng cố kiến thức cần khi ra trường đi làm. Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn Điện Công Nghiệp, đặc biệt là ThS. Nguyễn Phương trà đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này đúng thời hạn được giao. Bình Dương, ngày tháng năm Sinh Viên Thực Hiện DANH MỤC HÌNH Hình 2. 1 Thiết bị điều khiển logic khả trình 2 Hình 2. 2 Cấu trúc PLC S7-1200 3 Hình 2. 3 Hệ thống điều khiển sử dụng dụng PLC 6 Hình 2. 4 Mô hình nguyên lý máy trộn 8 Hình 3. 1 Lưu đồ khối của hệ thống 9 Hình 3. 2 Chương trình điều khiển tự động 10 Hình 4. 1 Khởi động Tia v13. 12 Hình 4. 2 Tạo một Project mới. 12 Hình 4. 3 Chọn PLC và hệ thống mô phỏng. 13 Hình 4. 4 Chọn CPU và Version. 13 Hình 4. 5 Chọn PC systems. 14 Hình 4. 6 Kết nối PLC với hệ thống mô phỏng 14 Hình 4. 7 Giao diện thiết kế chính 15 Hình 4. 8 Lấy các biểu tượng điều khiển. 15 Hình 4. 9 Cài đặt hiệu ứng và kết nối với chương trình chính. 16 Hình 4. 10 Cài đặt chức năng nút nhấn. 16 Hình 4. 11 Lấy biểu tượng hiển thị và cài đặt hiệu ứng 17 Hình 4. 12 Chọn biểu tượng 17 Hình 4. 13 Thay đổi biểu tượng. 18 Hình 4. 14 Đặt hiệu ứng chuyển động và kết nối với chương trình chính. 18 Hình 4. 15 Hoàn thành bản thiết kế 19 Hình 4. 16 Chạy mô phỏng. 19 Hình 4. 17 Kiểm tra lỗi trước khi mô phỏng. 20 Hình 4. 18 Giao diện của WinCC trước mô phỏng có thể chỉnh sửa. 20 Hình 4. 19 Màn hình mô phỏng tự động khi click vào ô Auto. 21 Hình 4. 20 Màn hình mô phỏng bằng tay khi click vào ô Man. 21 Hình 4. 21 Mô hình hoàn thiện 22 DANH MỤC BẢNG Bảng 2. 1 Các kiểu CPU 4 Bảng 2. 2 Các module tín hiệu và truyền thông 5 Bảng 3. 1 Phân công ngõ vào ngõ ra 11 MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh mục hình ii Danh mục bảng iii Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Giới hạn đề tài 1 1.3. Phương pháp nghiên cứu 1 1.4. Nội dung của đề tài 1 Chương 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2 2.1 Tổng Quan Về PLC 2 2.1.1 Giới thiệu về PLC 2 2.1.2 Giới thiệu về WinCC 6 2.2 Nguyên lý hoạt động của máy trộn. 7 2.3 Sơ đồ hệ thống tổng quát 8 Chương 3: TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ 9 3.1 Lập mô hình thuật toán tổng quát. 9 3.2 Lập trình cơ sở hoạt động trong đề tài 10 3.3 Phân công vào ra 11 Chương 4: LẬP TRÌNH SCADA HỆ THỐNG MÁY TRỘN SƠN TRÊN TIA PORTAL V13 VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 12 4.1 Lập Trình Scada Trên Tia Portal V13 12 4.2 Hoàn thành mô hình. 22 Chương 5: KẾT LUẬN 23 5.1 Ưu điểm của đề tài 23 5.2 Nhược điểm của đề tài 23 5.3 Hướng phát triển của đề tài 23 Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1. Đặt vấn đề Hiện nay trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước yêu cầu về tự động hóa ngày càng cao trong đời sống sinh hoạt sản xuất. Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các công ty xí nghiệp sản xuất thường sử dụng dây chuyền tự động hóa điều khiển bằng PLC. Dây truyền sản xuất tự động bằng PLC giúp cho các doanh nghiệp giảm được sức lao động cũng như chi phí thuê mướn công nhân mà lại đạt được hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho nhu cầu sản xuất số lượng lớn.Vì thế, chúng em đăng ký thực hiện đề tài “Thiết Kế Mô Hình Máy Pha Màu Sơn Sử Dụng PLC S7-1200” 1.2. Giới hạn đề tài Thiết kế thi công mô hình trộn sơn nước từ hai màu thành một màu sơn nhất định và quá trình được lặp lại nhiều lần, nếu muốn thay đổi màu sơn khác ta phải thay đổi nguyên liệu ngay từ đầu sau đó mới thực hiện quá trình trộn. 1.3. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu trên các tài liệu liên quan. - Nghiên cứu trực tiếp trên mô hình. 1.4. Nội dung của đề tài Chương 1: Giới Thiệu Đề Tài. Chương 2: Tổng Quan Nghiên Cứu Đề Tài. Chương 3: Tính Toán Thiết Kế. Chương 4: Tiến Hành Thi Công – Đánh Giá Kết Quả. Chương 5: Kết Luận.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘTKHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘTKHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ

Lớp, KhoaSV nămthứ/ Số

nămđào tạo

Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Phương Trà

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Thiết kế mô hình máy pha màu sơn sử dụng PLC S7-1200

- Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện:

Năm thứ/Số năm đào

- Thiết kế và thi công mô hình trộn máy pha màu sơn, bên cạnh đó đề tài phải bảo

đảm được các yếu tố cải tiến so với các đề tài trước đây như:+ Cảm biến báo mức nước.

+ Độ chính xác, hiệu suất cao.

+ Thiết bị có thể hoạt động tự động hoặc điều khiển bằng tay tùy vào nhu cầu sử dụng.

3 Tính mới và sáng tạo:

- Sử dụng phao và công tắc hành trình để thay cảm biến mực nước.4 Kết quả nghiên cứu:

- Sau thời gian nghiên cứu và thi công, chúng em đã hoàn thành mô hình và đạt được

kết quả như sau:

+ Hoàn thành được mô hình pha trộn sơn nước ( do độ sệt của sơn cao hơn màu nướcnên thay sơn bằng màu nước ).

+ Bồn trộn có hình vuông ( không phải hình trụ tròn như thông thường) do sử dụngphao và cánh trộn đặt chung trong bồn.

+ Chủ yếu nghiên cứu về quá trình điều khiển tự động hoặc bằng tay thông qua PLC.

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng vàkhả năng áp dụng của đề tài:

- Thiết kế thi công mô hình trộn sơn nước từ hai màu thành một màu sơn nhất định vàquá trình được lặp lại nhiều lần, nếu muốn thay đổi màu sơn khác ta phải thay đổinguyên liệu ngay từ đầu sau đó mới thực hiện quá trình trộn Khi áp dụng vào thực tếsẽ giúp đưa năng suất lao động lên cao hạ giá thành sản phẩm và chất lượng sơn tốthơn.

6 Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ họ tên

tác giả, nhan đề và các yếu tố về xuất bản nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sởđã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):

Ngày tháng năm

Sinh viên chịu trách nhiệmchính thực hiện đề tài

(ký, họ và tên)

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực

hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi):

Xác nhận của lãnh đạo khoa

(ký, họ và tên)

Ngày tháng năm

Người hướng dẫn

(ký, họ và tên)

LỜI CẢM ƠN

Ngày nay, nước ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa,hội nhập kinh tế nhằm đưa đất nước phát triển, mục tiêu đến năm 2020 cơ bản trởthành một nước công nghiệp Song song với việc chú trọng phát triển các ngành kinhtế thì việc nắm bắt được công nghệ hiện đại đang ngày càng phát triển của toàn thểnhân loại là cực kỳ quan trọng Sinh viên là những chủ nhân tương lai của Đất nước,của xã hội Khi tham gia nghiên cứu khoa học, sinh viên có dịp để phát huy kết quảtích luỹ của quá trình học tập, vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, giúp chosinh viên thể hiện khả năng sáng tạo của bản thân với sản phẩm mình làm ra Và hơn

thế nữa, trong quá trình hoàn thành đề tài: “Thiết Kế Mô Hình Máy Pha Màu Sơn

Sử Dụng PLC S7-1200”, chúng em đã học hỏi được nhiều kiến thức, kinh nghiệm

cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy trong khoa Kỹ Thuật Công Nghệ.

Tuy đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài nhưng sẽ khôngtránh khỏi những sai sót, mong quý thầy bỏ qua và giúp đỡ để chúng em có thể hoànthành tốt đề tài và củng cố kiến thức cần khi ra trường đi làm.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn Điện Công Nghiệp, đặc biệtlà ThS Nguyễn Phương trà đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này đúng thời hạnđược giao.

Bình Dương, ngày tháng nămSinh Viên Thực Hiện

DANH MỤC HÌNH

Hình 2 1 Thiết bị điều khiển logic khả trình 2

Hình 2 2 Cấu trúc PLC S7-1200 3

Hình 2 3 Hệ thống điều khiển sử dụng dụng PLC 6

Hình 2 4 Mô hình nguyên lý máy trộn 8

Hình 3 1 Lưu đồ khối của hệ thống 9

Hình 3 2 Chương trình điều khiển tự động 10

Hình 4 6 Kết nối PLC với hệ thống mô phỏng 14

Hình 4 7 Giao diện thiết kế chính 15

Hình 4 8 Lấy các biểu tượng điều khiển 15

Hình 4 9 Cài đặt hiệu ứng và kết nối với chương trình chính 16

Hình 4 10 Cài đặt chức năng nút nhấn 16

Hình 4 11 Lấy biểu tượng hiển thị và cài đặt hiệu ứng 17

Hình 4 12 Chọn biểu tượng 17

Hình 4 13 Thay đổi biểu tượng 18

Hình 4 14 Đặt hiệu ứng chuyển động và kết nối với chương trình chính 18

Hình 4 15 Hoàn thành bản thiết kế 19

Hình 4 16 Chạy mô phỏng 19

Hình 4 17 Kiểm tra lỗi trước khi mô phỏng 20

Hình 4 18 Giao diện của WinCC trước mô phỏng có thể chỉnh sửa 20

Hình 4 19 Màn hình mô phỏng tự động khi click vào ô Auto 21

Hình 4 20 Màn hình mô phỏng bằng tay khi click vào ô Man 21

Hình 4 21 Mô hình hoàn thiện 22

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2 1 Các kiểu CPU 4Bảng 2 2 Các module tín hiệu và truyền thông 5Bảng 3 1 Phân công ngõ vào ngõ ra 11

1.3 Phương pháp nghiên cứu 1

1.4 Nội dung của đề tài 1

Chương 2:TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2

2.1Tổng Quan Về PLC 2

2.1.1Giới thiệu về PLC 2

2.1.2Giới thiệu về WinCC 6

2.2Nguyên lý hoạt động của máy trộn 7

2.3Sơ đồ hệ thống tổng quát 8

Chương 3:TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ 9

3.1Lập mô hình thuật toán tổng quát 9

3.2Lập trình cơ sở hoạt động trong đề tài 10

3.3Phân công vào ra 11

Chương 4:LẬP TRÌNH SCADA HỆ THỐNG MÁY TRỘN SƠN TRÊNTIA PORTAL V13 VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 12

4.1Lập Trình Scada Trên Tia Portal V13 12

4.2Hoàn thành mô hình 22

Chương 5:KẾT LUẬN 23

5.1Ưu điểm của đề tài 23

5.2Nhược điểm của đề tài 23

5.3Hướng phát triển của đề tài 23

1.2 Giới hạn đề tài

Thiết kế thi công mô hình trộn sơn nước từ hai màu thành một màu sơnnhất định và quá trình được lặp lại nhiều lần, nếu muốn thay đổi màu sơn khác taphải thay đổi nguyên liệu ngay từ đầu sau đó mới thực hiện quá trình trộn.

1.3 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu trên các tài liệu liên quan.- Nghiên cứu trực tiếp trên mô hình.

1.4 Nội dung của đề tài

Chương 1: Giới Thiệu Đề Tài.

Chương 2: Tổng Quan Nghiên Cứu Đề Tài.Chương 3: Tính Toán Thiết Kế.

Chương 4: Tiến Hành Thi Công – Đánh Giá Kết Quả.Chương 5: Kết Luận.

Chương 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI.

2.1 Tổng Quan Về PLC

2.1.1 Giới thiệu về PLC

Hình 2 1 Thiết bị điều khiển logic khả trình

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm 1200 dùng để thay thế dần cho 200 So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:

S7 S7S7 1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soátnhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làmcho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7- 1200.

- Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch ngõ vào và mạchngõ ra trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC mạnh mẽ.Sau khi người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa mạch logic được yêucầu để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng CPU giám sát các ngõvào và làm thay đổi ngõ ra theo logic của chương trình người dùng, có thể bao gồmcác hoạt động như logic Boolean, việc đếm, định thì, các phép toán phức hợp và việctruyền thông với các thiết bị thông minh khác.

- Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chươngtrình điều khiển:

+ Người dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để ẩn mã nằmtrong một khối xác định.

+ Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người dùng cấuhình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.

- CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếp qua một mạng PROFINET.Các module truyền thông là có sẵn dành cho việc giao tiếp qua các mạng RS232 hayRS485.

Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đãbao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.

 Bộ phận kết nối nguồn

 Các bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo được (phía sau các nắp che) Khe cắm thẻ nhớ nằm dưới cửa phía trên Các LED trạng thái dành cho I/O tích hợp Bộ phận kết nối PROFINET (phía trên củaCPU).

Hình 2 2 Cấu trúc PLC S7-1200

Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung lượnggiúp cho người dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Bảng 2 1 Các kiểu CPU

Kích thước vật lý (mm) 90 x 100 x 75 110 x 100 x 75Bộ nhớ người dùng:

 Bộ nhớ làm việc Bộ nhớ nạp Bộ nhớ giữ lại

 25 kB 1 MB 2 kB

 50 kB 2 MB 2 kBI/O tích hợp cục bộ

 Kiểu số Kiểu tương tự

 6 ngõ vào /4 ngõ ra 2 ngõ ra

 8 ngõ vào /6 ngõ ra 2 ngõ ra

 14 ngõ vào /10 ngõ ra 2 ngõ raKích thước ảnh tiến trình 1024 byte ngõ vào (I) và 1024 byte ngõ ra (Q)

 Vuông pha

3 3 tại 100

 3 tại 80 kHz

4 3 tại 100

kHz 1 tại 30kHz

 3 tại 80 kHz1 tại 20 kHz

6 3 tại 100

kHz 3 tại 30kHz

 3 tại 80 kHz 3 tại20 kHz

Các module truyền thông 3 (mở rộng về bên trái)Các ngõ ra xung 2

Thẻ nhớ Thẻ nhớ SIMATIC (tùy chọn)

Thời gian lưu giữ đồng hồ Thông thường 10 ngày / ít nhất 6 ngày tại 40oC

thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác.

Bảng 2 2 Các module tín hiệu và truyền thông

ModuleChỉ ngõ vào Chỉ ngõ raKết hợp In/Out

Module tín

hiệu (SM)

Kiểu số

8 x DC In 8 x DC Out8 x Relay Out

8 x DC In / 8 x DC Out

8 x DC In / 8 x Relay Out

16 x DC In 16 x DC Out16 x Relay Out

16 x DC In / 16 x DC Out 16 x DC In / 16 x Relay Out

Kiểutương tự

4 x Analog In8 x Analog In

2 x Analog In4 x Analog In

4 x Analog In / 2 x AnalogOut

Bảng tín hiệu(SB)

Kiểu số _ _ 2 x DC In / 2 x DC OutKiểu

tương tự

_ 1 x Analog In _

Module truyền thông (CM)

 RS485 RS232

Hình 2 3 Hệ thống điều khiển sử dụng dụng PLC2.1.2 Giới thiệu về WinCC

Phần mềm WinCC của Siemens là một phần mềm chuyên dụng để xây dựnggiao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) cũng như phục vụ việc xử lý vàlưu trữ dữ liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory Control And DataAquisition) thuộc chuyên ngành tự động hóa.

WinCC v12 (tích hợp trong TIA Portal v12) là phần mềm kỹ thuật được dùngđể thiết lập cho bảng điều khiển HMI, máy tính công nghiệp và máy tính PC thôngthường Wincc này được ứng dụng thông qua phần mềm hiển thị WinCC RuntimeAdvanced hoặc phức tạp hơn trong hệ thống SCADA với phần mềm hiển thị WinCCRuntime Professional.

WinCC cung cấp các khả năng sau:

 WinCC cho phép bạn quan sát quá trình Quá trình này được hiển thị đồ hoạtrên màn hình Màn hình hiển thị được cập nhật mỗi lần một trạng tháitrong quá trình thay đổi.

 WinCC cho phép bạn vận hành quy trình Ví dụ, bạn có thể chỉ ra một điểmđặt từ giao diện người dùng hoặc bạn có thể mở một van.

 WinCC cho phép bạn giám sát quá trình Một cảnh báo sẽ báo hiệu mộtcách tự động trong sự kiện của một trạng thái quá trình nghiêm trọng Nếumột giá trị được định nghĩa trước bị vượt quá, một thông báo sẽ xuất hiệntrên màn hình.

 WinCC cho phép bạn lưu trữ quá trình Khi làm việc với WinCC, những giátrị quá trình có thể hoặc được in ra hoặc được lưu trữ theo kiểu điện tử.Điều này tạo điều kiện cho thu thập thông tin của quy trình và cho phéptruy cập tiếp theo đến dữ liệu sản sinh ra trong quá khứ.

WinCC có 4 phiên bản phụ thuộc vào hệ thống điều khiển:- Wincc Basic để thiết lập cho màn hình HMI cơ bản.

Wincc Basic được đính kèm với trong mỗi phần mềm STEP 7 Basic and STEP 7Professinal.

- Wincc Comfort để thiết lập cho tất cả các màn hình HMI (Bao gồm ComfortHMI và điện thoại di động).

- Wincc Advanced để thiết lập cho tất cả các màn hình HMI và máy tính vớiphần mềm hiển thị Wincc Runtime Advanced

Wincc Runtime Advandec là phần mềm hiển thị cho hệ thống máy tính 1 trạm.- Wincc Professional để thiết lập cho tất cả các màn hình HMI và máy tínhtrong có có cả hệ thống SCADA.

Wincc Runtime Proffesional là hệ thống SCADA được sử dụng để thiết lập cả hệ thống 1 trạm điều khiển và nhiều trạm điều khiển

2.2 Nguyên lý hoạt động của máy trộn.

Lập trình PLC điều khiển máy trộn sơn từ hai màu sơn khác nhau:

- Khi nhấn Start thì bơm 1 và bơm 2 hoạt động để bơm sơn vào bồn trộn.

- Khi có sơn vào bồn thì phao dâng lên tác động công tắc trung, động cơ trộn hoạtđộng để trộn sơn.

- Khi sơn trong bồn trộn đầy, phao dâng lên tác động đến công tắc đầy, bơm 1 vàbơm 2 ngưng hoạt động đồng thời bơm 3 hoạt động để bơm sơn ra ngoài.

- Sau khi xã hết thì phao hạ tác động đến công tắc thấp, động cơ trộn và bơm 3ngừng hoạt động.

- Khi nhấn Stop thì hệ thống ngừng hoạt động.

Bơm 2

CT thấpCT trung

Bơm 3

CT caoBơm 1

2.3 Sơ đồ hệ thống tổng quát

Hình 2 4 Mô hình nguyên lý máy trộn

Chương 3: TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ

3.1 Lập mô hình thuật toán tổng quát.

Hình 3 1 Lưu đồ khối của hệ thống

3.2 Lập trình cơ sở hoạt động trong đề tài.

Hình 3 2 Chương trình điều khiển tự động

3.3 Phân công vào ra:

Bảng 3 1 Phân công ngõ vào ngõ ra

Địa ChỉKiểu tín hiệuGiải thích

Chương 4: LẬP TRÌNH SCADA HỆ THỐNG MÁY TRỘN SƠN TRÊNTIA PORTAL V13 VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

4.1 Lập Trình Scada Trên Tia Portal V13.

Hình 4 1 Khởi động Tia v13.

Hình 4 2 Tạo một Project mới.

Hình 4 3 Chọn PLC và hệ thống mô phỏng.

Hình 4 4 Chọn CPU và Version.

Hình 4 5 Chọn PC systems.

Hình 4 6 Kết nối PLC với hệ thống mô phỏng.Thiết kế giao diện mô phỏng WinCC

Mở giao diện làm việc :

Sau khi viết xong chương trình (code) ta chọn Divice → Screens → Add newscreen để tạo gian diện mô phỏng.

Hình 4 7 Giao diện thiết kế chínhMở thanh công cụ toolbox để chọn các Symbol :

Lấy các biểu tượng chức năng từ toolbox: từ thanh công cụ toolbox ta có thể chọnđược các biểu tượng như nút nhấn, hiển thị số đếm, các chức năng thông báo (arlam),các symbol như băng chuyền, bồn nước, …

Hình 4 8 Lấy các biểu tượng điều khiển.

Chọn chuột phải vào biểu tượng → Properties để cài đặt các thông số.

Hình 4 9 Cài đặt hiệu ứng và kết nối với chương trình chính.

Hình 4 10 Cài đặt chức năng nút nhấn.

Hình 4 11 Lấy biểu tượng hiển thị và cài đặt hiệu ứng

Chọn biểu tượng symbol từ toolbox thả vào màn hình chính

Hình 4 12 Chọn biểu tượng

Chọn chuột phải vào biểu tượng → Properties → General để thay đổi biểutượng theo mong muốn.

Hình 4 13 Thay đổi biểu tượng.

Chọn chuột phải vào biểu tượng → Properties → Aminations → Appearance→ chọn loại hiệu ứng ( mức 1 vật sẽ đổi màu xanh nếu mức 0 vật sẽ bìnhthường ).

Hình 4 14 Đặt hiệu ứng chuyển động và kết nối với chương trình chính.

Làm tương tự đến khi hoàn thành thiết kế.

Hình 4 15 Hoàn thành bản thiết kế.

Nhấn vào nút Start simulation để chạy chương trình mô phỏng.

Hình 4 16 Chạy mô phỏng.

Hình 4 17 Kiểm tra lỗi trước khi mô phỏng.

Hình 4 18 Giao diện của WinCC trước mô phỏng có thể chỉnh sửa.

Hình 4 19 Màn hình mô phỏng tự động khi click vào ô Auto.

Hình 4 20 Màn hình mô phỏng bằng tay khi click vào ô Man.

4.2 Hoàn thành mô hình.

Hình 4 21 Mô hình hoàn thiện

Chương 5: KẾT LUẬN

5.1 Ưu điểm của đề tài

Pha chế màu sơn từ hai màu ban đầu.

Biết cách sử dụng và lập trình phần mềm TIA PORTAL với PLC-S7 1200 vàviết chương trình ứng dụng.

Mô phỏng trên Wincc, HMI.

Thiết kế và lắp ráp mô hình pha trộn sơn.

5.2 Nhược điểm của đề tài

Mô hình vẫn mang tính nghiên cứu khi chưa tiến đến một dây chuyền công nghệ thực tế Từ mô hình phát triển lên thực tế còn phải thay đổi nhiều về cấu tạo,khung mô hình, phải thay đổi nhiều nhằm nâng cao tính ổn định của hệ thống.

Các thiết bị sử dụng chưa đạt được tính chính xác cao, còn mang tính tươngđối.

Các khâu trong mô hình vẫn còn thiếu và chưa sát với thực tế.

Do thời gian và kiến thức có hạn nên còn nhiều chức năng của phần mềmTIAPORTAL và WinCC, HMI chưa được khai thác tối đa.

5.3 Hướng phát triển của đề tài

Em hy vọng nếu các lớp khóa sau có cơ hội làm đề tài này hoặc những đề tàitương tự thì có thể mở rộng đề tài với một số gợi ý như sau:

Được đi tham quan, tìm hiểu kỹ về công nghệ sản xuất của các nhà máy, máy pha trộn sơn thực tế để nâng cao tính hiệu quả của mô hình.

Kết hợp các kỹ thuật, công nghệ pha trộn cũng như bảo quản sơn tránh các tácnhân của môi trường bên ngoài làm ảnh hưởng tới chất lượng sơn.

Khai thác thêm những tính năng ưu việt của phần mềm TIAPORTALV13 và WinCC V13, HMI trong việc thiết kế mô phỏng cũng như thực tế.

Tìm hiểu thêm mạng truyền thông công nghiệp SCADA.