Hình 3.11: Hình ảnh kết nối thực tế
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 18
Hình 3.13: Mặt trước tủ điều khiển 3.2.2.3 Thi công mô hình
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 19
Hình 3.15: Thân tháp
CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 20
Chương 4. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
4.1 YÊU CẦU HỆ THỐNG
Yêu cầu đặt ra của hệ thống là người dùng có thể điều khiển và giám sát hệ thống:
Điều khiển được hệ thống trên màn hình HMI và trên PC.
Giám sát được nhiệt độ và tần số.
CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 21
BẮT ĐẦU TO ≤ 35 TO < 30 TO <32 Quạt hoạt động 40Hz Van 1 mở Timer 1 hoạt động Biến tần xuất 20Hz Bơm chạy Timer 2 hoạt động Đọc nhiệt độ Quạt chạy theo nhiệt độ
t1=10s t2=60s Biến tần xuất 30-45Hz t3=60s Kết thúc Van 1 đóng Van 2 mở Đ Đ Đ Đ Đ S S S S S Đ S Timer 3 hoạt động Tắt biến tần
CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 22
Khi cấp nguồn cho hệ thống PLC kiểm tra xem module analog có báo lỗi không và chuyển lên chế độ RUN. Nếu module báo lỗi hay không kết nối được với CPU sẽ báo lỗi. Màn hình HMI khởi động vào giao diện màn hình chính. Biến tần được cấp nguồn chờ lệnh khởi động từ PLC. Bộ chuyển đổi nhiệt độ sao khi nhận tín hiệu từ cảm biến nhiệt sẽ gửi tín hiệu về module analog. Module analog sẽ nhận tín hiệu và giao tiếp với CPU sẽ xử lý hiển thị nhiệt độ lên màn hình HMI.
Khi ta nhấn phím START trên màn hình HMI thì van 1 mở đồng thời động cơ quạt hoạt động với tần số 40Hz và timer 1 bắt đầu đếm. Khi timer 1 đếm đến 10s động cơ bơm và timer 2 hoạt động . Khi timer 2 đếm đến 60s thì PLC bắt đầu điều khiển biến tần dựa trên tín hiệu cảm biến nhiệt độ đọc về. Khi t < 30o tắt biến tần, khi 30o ≤ t < 32o biến tần chạy với tần số 20Hz, khi 32o ≤ t ≤ 35o biến tần chạy từ 30 ÷ 45 Hz, t > 35o
timer 3 hoạt động, khi timer 3 đếm đến 10s thì van 1 đóng van 2 mở. Khi nhấn STOP hệ thống ngừng hoạt động.
4.3 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CHO PLC VÀ HMI4.3.1 Giới thiệu phần mềm lập trình 4.3.1 Giới thiệu phần mềm lập trình
Để lập trình cho PLC S7 – 1200 ở đây chọn phần mềm SIMATIC TIA Portal STEP SP1. Phần mềm SIMATIC TIA Portal STEP SP1 cung cấp môi trường thân thiện với người dùng, tự hiệu chỉnh, thư viện và bộ điều chỉnh logic cần thiết đến ứng dụng điều khiển.
SIMATIC TIA Portal STEP SP1 cung cấp công cụ cho quản lý và cấu hình tất cả các thiết bị trong project, ví dụ như: PLC và thiết bị HMI. SIMATIC TIA Portal STEP SP1 cung cấp hai ngôn ngữ lập trình (LAD và FBD), thích hợp và hiệu quả trong cải tiến lập trình điều khiển trong ứng dụng. Ngoài ra SIMATIC TIA Portal STEP SP1 còn cung cấp bộ công cụ tạo và cấu hình thiết bị HMI.
4.3.2 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Xem phần phụ lục Xem phần phụ lục
4.4 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH HỆ THỐNG
Các bước thực hiên khi vận hành hệ thống:
CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 23 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bước 2: Kiểm tra xem các thiết bị đã có nguồn chưa, PLC có báo lỗi không và màn hình có hiển thị nhiệt độ chưa.
Bước 3: Nhấn phím START trên màn hình HMI và theo dõi các thiết bị trên màn hình HMI.
Bước 4: Nhấn phím START trên màn hình HMI để dừng hệ thống.
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 24
Chương 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ
5.1 KẾT QUẢ
Hình 5.1: HMI hiển thị nhiệt độ và tần số
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 25
Hình 5.3: Nhiệt độ nước sau khi xử lý
Hình 5.4: Tháp giải nhiệt đang hoạt động
Thi công được mô hình có thể sử dụng vào thực tế.
Hệ thống đáp ứng được mục tiêu đề ra.
Hệ thống chạy thực nghiệm với công suất bơm 2 m3/h giảm được nhiệt độ nước từ 60 oC xuống 32 ~ 35 oC thì motor quạt chạy với tần số 15 ~ 20 Hz ở nhiệt độ môi trường là 31oC.
Điều khiển và giám sát trên HMI và PC.
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 26
5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ
Phát triển hệ thống thành hệ thống giải nhiệt khép kín cho các thiết bị cần giải nhiệt bằng nước trong công nghiệp.
Sử dụng giải thuật PID hoặc các giải thuật thông minh như nơ-ron nhân tạo, điều khiển mờ để tăng độ chính xác cho hệ thống.
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 27
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
6.1 KẾT LUẬN
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu nhóm đã làm hoàn tất được mô hình có thể sử dụng được trong thực tế.
Điều khiển và vận hành dễ dàng theo yêu cầu đề tài đặt ra.
Người vận hành có thể điều khiển giám sát dễ dàng trên màn hình HMI.
Hệ thống chạy thực nghiệm với công suất bơm 2 m3/h giảm được nhiệt độ nước từ 60 oC xuống 32 ~ 35 oC thì motor quạt chạy với tần số 15 ~ 20 Hz ở nhiệt độ môi trường là 31oC.
Tiết kiệm năng lượng so với tháp giải nhiệt thông thường. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hệ thống có thể giám sát và điều khiển từ xa thông qua PC.
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 28
Hình 6.2: HMI hiển thị nhiệt độ và tần số
Hình 6.33: PC hiển thị nhiệt độ và tần số
6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Phát triển hệ thống thành hệ thống giải nhiệt khép kín cho các thiết bị cần giải nhiệt bằng nước trong công nghiệp.
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 29
Sử dụng giải thuật PID hoặc các giải thuật thông minh như nơ-ron, mờ để tăng độ chính xác cho hệ thống.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tham khảo
[1] Hugh Jack, Automation Manufacturing Systems whith PLCs, April 14 2005. [2] Bộ môn ĐKTĐ, Bài giảng Điều khiển lập trình, 2015.
[3] Phan Minh Xuân, Nguyễn Doãn Phước, Tự động hóa với SIMATIC S7-200, S7- 300, Nhà xuất bản nông nghiệp, 1999.
[4] LA Bryan, Programmable Controller, Industrial Text Company Publication, 1997 [5] www.baoanjsc.com.vn
[6] https://support.industry.siemens.com
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC