Nâng cấp hệ thống đo lường và điều khiển máy nén khí UK135/8T nhà máy xi măng Bỉm Sơn bằng PLC Siemens S7-300

Ý tưởng nâng cấp hệ thống và các phuơng án nâng cấp 1 Các phương án nâng cấp hệ thống

-Tiện lợi trong sử dụng vì các lệnh lập trình không phức tạp, hệ thống đơn giản. -Sử dụng cho một máy nén khí thì giá thành nâng cấp đắt nhưng cho nhiều máy nén thì giá thành lại rẻ. -Để giúp cho việc nghiên cứu và sử dụng nó trong điều khiển bởi nó rất phổ biến hiện nay.

Tổng hợp lại yêu cầu bài toán và các công việc nâng cấp

-Và mục đích chính là cho việc học tập và tìm hiểu nó trong đề tài tốt nghiệp của em. Thứ hai: thay thế các tiếp điểm cơ khí bằng các tiếp điểm mềm, bằng cách sử dụng PLCS7-300, tự động hoá quá trình vận hành và điều khiển bằng các chương trình phần mềm được viết sẵn. Thứ ba: ngoài chương trình điều khiển viết cho PLC cần phải có một chương trỡnh giỳp ta theo dừi hoạt động của mỏy đồng thời cú thể điều khiển máy tại một trung tâm điều khiển xa hiện trường ,bao quát toàn bộ hoạt động của máy tại một máy tính trung tâm.

Giới thiệu tổng quan về họ PLCS7- 300 cùng với ngôn ngữ lập trình của nó

• Giới thiệu thiết bị logic khả trình (PLCS7- 300)

Để có thể thực hiện được chương trình điều khiển PLC phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý, một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên là phải có các cổng vào/ra để giao tiếp với các đối tượng điều khiển và để giao tiếp với môi trường xung quanh…. Trên mỗi rack có thể gá được nhiều nhất 8 module mở rộng (không kể module CPU và module nguồn nuôi). Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp được nhiều nhất với 4 racks và các rack này phải được nối với nhau bằng module IM. +) Vùng chứa chương trình ứng dụng .Vùng nhớ chương trình được chia thành 3 miền : (Load memory). • FB (Function block): Miền chứa chương trình con,được tổ chức thành hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một chương trình nào khác .Các dữ liệu này phải được xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (gọi là DB-data block). +) Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được phân chia thành 7 miền khác nhau bao gồm: (System memmory).

• Q (Proces image output):Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số.kết thúc giai đoạn thực hiện chương trình , PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số .thông thường chương trình không trực tiếp gán giá trị tới tận cổng rầm chỉ chuyển chúng vào bộ đệm Q. Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt ở chế độ ngắt, PLC sẽ ưu tiên chương trình ngắt được thực hiện cho dù nó đang làm bất cứ việc gì (trừ một số CPU). Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU quản lý. Ở một số module CPU, khi gặp lệnh vào ra ngay lập tức, hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện trực tiếp với cổng vào/ra. Cấu trúc chương trình. Chương trình cho S7-300 được lưu trong bộ nhớ của PLC ở vùng dành riêng cho chương trình và có thể được lập ở hai dạng khác nhau:. +) Lập trình tuyến tính: Toàn bộ chương trình điều khiển nằm trong một khối trong bộ nhớ, khối được chọn là khối OB1, là khối mà PLC luôn quét và thực hiện các lệnh trong nó thường xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay trở lại lệnh đầu tiên. Xem các phần trong các khối như những chương trình con thì S7-300 cho phép gọi chương trình con lồng nhau, tức là chương trình con này gọi một chương trình con khác và từ một chương trình con được gọi lại gọi tới một chương trình con thứ 3.

"Process Image": Để CPU có một hình ảnh nhất quán về các tín hiệu quá trình trong vòng quét, CPU không đặt địa chỉ các đầu vào/ra một cách trực tiếp tại các module vào/ra mà sẽ kết nối tới một vùng nhớ trong của CPU có. OB10 có thể được gọi một lần, nhiều lần cách đều nhau từng phút, từng giờ…Việc quy định khoảng thời gian hay số lần gọi OB10 được thực hiện nhờ chương trình hệ thống SFC28 hoặc trong bảng tham số của module CPU nhờ phần mềm STEP7.

Xây dựng sơ đồ khối hoạt động máy nén khí

• Sơ đồ khối hoạt động của máy nén khí

Như vậy việc chọn PLCS7-300 cho việc tự động hoá điều khiển máy nén khí phù hợp với yêu cầu của đề tài, và vì lý do PLCS7-300 rất phổ biến trong các nhà máy hiện nay. Điều chỉnh các thông số: áp suất và lưu lượng khí cấp cho nơi tiêu. Dừng máy nén khí nếu không có nhu cầu cung cấp khí nơi tiêu thụ.

Dừng sự cố máy nén khí khác với việc dừng máy ở chế độ bình thường đó là động cơ điện được ngắt ngay lập tức khi có bất kỳ thông số nào ở trên làm việc bất bình thường, tiếp theo việc dừng cũng tiến hành từng bước như việc dừng bình thường.

Xây dựng sơ đồ khối cho mạch điều khiển máy nén khí

• Tiếp điểm thường đóng 2P chuyển khởi động van tiết lưu và van nhánh sang chế độ làm việc của bộ chỉnh điện PПИБ. • Tiếp điểm thường mở 1P ngắt nguồn điện rơle thời gian PB, tiếp điểm thường đóng 6P ngắt khởi động bơm dầu. • Quay khoá KY sang bên trái đóng điện cho rơle 1P và 2P, qua tiếp điểm còn lại đóng điện cho rơle 14P.

• Tiếp điểm thường đóng HζK của rơle 2P ngắt mạch làm việc của van nhánh và van tiết lưu ra khỏi bộ chỉnh điện PПИБ. • Tiếp điểm công tắc cuối van nhánh KBO-II ngắt mạch rơle 8P do đó tiếp điểm thường đóng 8P kín mạch để đóng van tiết lưu và van chặn dầu đẩy.

Giới thiệu công cụ lập trình Step7 và Lựa chọn cấu hình phần cứng cho PLC

• Soạn thảo một Project trong Step7

• Các màn hình giao diện phục vụ việc giám sát toàn bộ mạng hoặc từng trạm PLC của mạng. Gừ tờn Project rồi ấn phím OK và như vậy đã khai báo xong một Project mới. Trong trường hợp muốn mở một Project đã có, ta chọn File→open hoặc kích chuột tại biểu tượng "Open Project\Library" từ cửa sổ chính của Step7 rồi chọn tên Project muốn mở như hình bên.

Để đáp ứng cho yêu cầu nâng cấp hệ thống cũng như đảm bảo cho hệ. Sau khi đã khai báo một trạm (chèn một station) ta có tên trạm SIMATIC300(1). Ta hoàn toàn có thể đặt các tham số làm việc cho các module CPU và cho các module mở rộng trong Step7 ta hoàn toàn có thể thực hiện được điều này.

Giới thiệu vê phần mềm điều khiển giám sát WinCC

• Giới thiệu về WinCC

-WinCC là một thành phần hệ thống tích hợp tổng thể TIA(Totally Intergrated Automation), WinCC làm việc rất hiệu quả với các hệ thông làm việc tự động hoá thuộc dòng SIMATIC. -Dữ liệu của WinCC có thể trao đổi với các giải pháp công nghệ thông tin khác thông qua giao diện chuẩn , ví dụ tầng ứng dụng MES và ERP hoặc các ứng dụng như Excel. -Giao diện lập trình mở cho phép ta có thể kết nối chương trình và khi đó có thể điều khiển quá trình và dữ liệu quá trình.

-WinCC có thể có nhiều loại cấu hình khác nhau phù hợp với nhiều phạm vi ứng dụng khác nhau : từ hệ thống ột nhười sử dụng ,client-. Các đối tượng cơ bản của WinCC được xây dựng từ hai thành phần :Phần mềm cấu hình (Configuration) và phần mềm vận hành (Runtime). WinCC/Industrial X Cung cấp các hỗ trợ khi tạo ra các màn hình riêng hoặc các phần tử điều khiển (ActiveX) với Visual Basic.

-Graphic Runtime: Là thành phần vận hành của hệ thống đồ hoạ, nó hiển thị các hình ảnh trên màn hình trong quá trình vận hành và quản lý tất cả các đầu vào/ra của giao diện vận hành. Thư viện các module giúp ta có thể xây dựng các màn hình một cách hiệu quả, nó có chứa hầu hết các đối tượng đồ hoạ cần thiết cho việc xây dựng màn hình vận hành, để sử dụng các phần tử trong thư viện ta chỉ cần sử dụng phương pháp kéo thả.