Mã bài: MĐ 30-05
Mục tiêu:
- Lập trình được trên các loại PLC S7-300 để điều khiển máy trộn. - Lắp đặt và nối dây cho PLC S7-300 để điều khiển máy trộn.
- Sửa đổi được kết nối phần cứng và chương trình cho phù hợp với các ứng dụng tương tự khác.
- Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư duy sáng tạo và khoa học, đảm bảo an tồn.
Nội dung chính:
1. Viết chương trình điều khiển 1.1. Yêu cầu cơng nghệ
Hình 1: Sơ đồ tổng quan
Trên bàn cĩ sử dụng bộ điều khiển khả trình PLC S7 300, điều khiển dây truyền thơng qua các tủ điện gá ở phía dưới phía sau bàn, PLC được kết nối với máy tính để đưa ra màn hình giám sát quy trình cơng nghệ, các nút ấn cĩ tích hợp đèn báo được phân thành các khu vực tương ứng với chức năng của dây truyền cơng nghệ. Mơ hình cĩ thể hoạt động ở 2 chế độ điều khiển tự động hoặc bằng tay.
4
Hình 2: Bảng nút ấn, đèn báo điều khiển + Hệ thống điều khiển:
Trung tâm điều khiển là 1 PLC S7-300 (Đức), điều khiển tồn bộ hệ thống theo chu trình lập sẵn, hoặc theo lệnh điều khiển từ các nút ấn và cơng tắc.
Các tín hiệu điều khiển từ các Panel điều khiển tại cabin điều khiển được đưa về PLC, PLC xử lý và đưa tín hiệu ra tương ứng để điều khiển các động cơ. Đồng thời PLC cũng nhận tín hiệu từ các bộ phận cảm biến xử lý và đưa ra tín hiệu điều khiển các động cơ (với các yêu cầu làm việc, dừng)
Trạm PLC gồm cĩ:
- CPU S7-300 loại 313C, cĩ thơng số như sau:
313-5BG04-0AB0, DI8xDC24, AI5/AO2x12bit, DI16/DO16xDC24V Tổng số 24 cổng vào số, 16 cổng ra số với điện áp logic tương ứng 24VDC, 5 cổng vào tương tự và 2 cổng ra tương tự cĩ độ phân giải 12 bit.
5
Hình 3: Cấu hình trạm PLC S7-300
Tồn bộ chương trình điều khiển (bao gồm cả cấu hình cứng của trạm PLC và chương trình phần mềm) của hệ thống được viết trên máy tính PC bằng một phần mềm chuyên dụng (bộ phần mềm STEP 7, Simatic manager V5.5) sau đĩ được download xuống PLC thơng qua cáp truyền thơng MPI hoặc RS485.
Cụ thể các đầu vào ra điều khiển của PLC như sau:
Bảng 1. Bảng địa chỉ vào/ra PLC
Stt Địa chỉ Chú giải Ghi chú
1 I0.0 Nút ấn khởi động hệ thống (Power on) Đầu vào- bàn đk 2 I0.1 Nút ấn dừng khẩn cấp (Emergency) Đầu vào- bàn đk 3 I0.2 Chọn chế độ điều khiển Tank 1 (0 = man, 1 =
auto)
Đầu vào- bàn đk
4 I0.3 Nút ấn khởi động chu kỳ tank 1 ở chế độ tự động (start)
Đầu vào- bàn đk
5 I0.4 Nút ấn dừng chu kỳ tank 1 ở chế độ tự đơng (stop)
Đầu vào- bàn đk
6 I0.5 Nút ấn khởi động động cơ trộn M1 (start) Đầu vào- bàn đk 7 I0.6 Nút ấn dừng động cơ trộn M1 (stop) Đầu vào- bàn đk 8 I0.7 Nút ấn điều khiển thành phần A Đầu vào- bàn đk 9 I1.0 Nút ấn điều khiển thành phần B Đầu vào- bàn đk 10 I1.1 Cơng tắc chọn chế độ điều khiển tank 2
(0=man, 1=auto)
Đầu vào- bàn đk
11 I1.2 Nút ấn khởi động chu kỳ tank 2 ở chế độ tự động
Đầu vào- bàn đk
12 I1.3 Nút ấn dừng chu kỳ tank 2 ở chế độ tự động Đầu vào- bàn đk 13 I1.4 Nút ấn khởi động động cơ trộn M2 ở chế độ
bằng tay
Đầu vào- bàn đk
14 I1.5 Nút ấn dừng động cơ trộn M2 ở chế độ bằng tay
6
15 I1.6 Nút nhấn khởi động bơm P1 ở chế độ bằng tay
Đầu vào- bàn đk
16 I1.7 Nút nhấn dừng bơm P1 ở chế độ bằng tay Đầu vào- bàn đk 17 I2.0 Cảm biến mức thấp tank1 (LL) Đầu vào- mơ hình 18 I2.1 Cảm biến mức cao tank1 (HL) Đầu vào- mơ hình 19 I2.2 Cảm biến mức đầy tank 2 (HL) Đầu vào- mơ hình 20 I2.3 Cảm biến mức yêu cầu tank 2 (ML) Đầu vào- mơ hình 21 I2.4 Cảm biến mức thấp tank 2 (LL) Đầu vào- mơ hình 22 I2.5 Cơng tắc chọn chế độ phun sơn (0=man,
1=auto)
Đầu vào- bàn đk
23 I2.6 Cơng tắc chọn kiểu phun (0=vịi 1, 1=cả 2 vịi)
Đầu vào- bàn đk
24 I2.7 Nút ấn khởi động chế độ phun tự động Đầu vào- bàn đk 25 I3.0 Nút ấn dừng chế độ phun tự động Đầu vào- bàn đk 26 I3.1 Nút ấn khởi động băng tải Đầu vào- bàn đk
27 I3.2 Nút ấn dừng băng tải Đầu vào- bàn đk
28 I3.3 Nút ấn khởi động máy sấy 1 Đầu vào- bàn đk
29 I3.4 Nút ấn dừng máy sấy 1 Đầu vào- bàn đk
30 I3.5 Nút ấn khởi động máy sấy 2 Đầu vào- bàn đk
31 I3.6 Nút ấn dừng máy sấy 2 Đầu vào- bàn đk
32 I3.7 Nút ấn khởi động bơm P2 Đầu vào- bàn đk
33 I4.0 Nút ấn dừng bơm P2 Đầu vào- bàn đk
34 I4.1 Nút ấn điều khiển vịi phun 1- val 1 Đầu vào- bàn đk 35 I4.2 Nút ấn điều khiển vịi phun 2- val 2 Đầu vào- bàn đk 36 I4.3 Bảo vệ quá tải cho 2 bơm A, B Đầu vào -Tủ 1
Bảo vệ quá tải cho động cơ trộn M1 Đầu vào- tủ 2 Bảo vệ quá tải cho động cơ trộn M2, bơm P1 Đầu vào -Tủ 3 Bảo vệ quá tải cho động cơ băng tải Đầu vào - Tủ 4 40 PIW752 Đọc nhiệt độ đầu vào từ lị sấy Đầu vào- bàn đk
7
1 Q0.0 1. Đèn báo nguồn tổng (power on) Đầu ra -tủ 1
2 Q0.1 2. Đèn báo sự cố (alarm) Đầu ra-tủ 1
3 Q0.2 Điều khiển Bơm A Đầu ra- tủ 1
4 Q0.3 Điều khiển Bơm B Đầu ra-tủ 1
5 Q0.4 Điều khiển động cơ trộn M1 quay thuận 3. Đèn báo khởi động động cơ trộn M1 4. Đèn báo dừng động cơ trộn M1
Đầu ra- tủ 2
6 Q0.5 Động cơ trộn M1 quay ngược Đầu ra- tủ 2
7 Q0.6 Điều khiển Val A
5. Đèn báo thành phần A
Đầu ra- tủ 2
8 Q0.7 Điều khiển Val B
6. Đèn báo thành phần B
Đầu ra- tủ 2
9 Q1.0 Điều khiển động cơ trộn M2 quay thuận 7. Đèn báo khởi động động cơ trộn M2 8. Đèn báo dừng động cơ trộn M2
Đầu ra- tủ 3
10 Q1.1 Điều khiển động cơ trộn M2 quay ngược Đầu ra- tủ 3 11 Q1.2 Điều khiển máy bơm P1
9.Đèn báo khởi động máy bơm P1 10. Đèn báo dừng máy bơm P1
Đầu ra- tủ 3
12 Q1.3 Điều khiển băng tải
11. Đèn báo khởi động băng tải 12. Đèn báo dừng băng tải
Đầu ra- tủ 4
13 Q1.4 Điều khiển máy sấy 1
13. Đèn báo máy sấy 1 làm việc 14. Đèn báo máy sấy 1 dừng
Đầu ra- tủ 4
14 Q1.5 Điều khiển máy sấy 2
15. Đèn báo máy sấy 2 làm việc 16. Đèn báo máy sấy 2 dừng
Đầu ra- tủ 4
8
17. Đèn báo khởi động máy bơm P2 18. Đèn báo dừng máy bơm P2 16 Q1.7 Điều khiển Val 1
19. Đèn báo vịi phun 1
Đầu ra- tủ 4
17 Q2.0 Điều khiển Val 2 20. Đèn báo vịi phun 2
Đầu ra- tủ 4
18 Q2.1 21. Đèn báo khởi động chu kỳ ở chế độ tự động tank1
Đầu ra- bàn đk
19 Q2.2 22. Đèn báo dừng chu kỳ ở chế độ tự động tank1
Đầu ra- bàn đk
20 Q2.3 23. Đèn báo khởi động chu kỳ ở chế độ tự động tank 2
Đầu ra- bàn đk
21 Q2.4 24. Đèn báo dừng chu kỳ ở chế độ tự động tank 2
Đầu ra- bàn đk
22 Q2.5 25. Đèn báo mức đầy (màu xanh) tank1 Đầu ra- bàn đk 23 Q2.6 26. Đèn báo mức cạn (màu đỏ) tank 1 Đầu ra- bàn đk 24 Q2.7 27. Đèn báo mức đầy (màu xanh) tank2 Đầu ra- bàn đk 25 Q3.1 28. Đèn báo mức thấp (màu đỏ) Tank 2 Đầu ra- bàn đk 26 Q3.2 29. Đèn báo khởi động quá trình phun tự
động
Đầu ra- bàn đk
27 Q3.3 30. Đèn báo dừng quá trình phun tự động Đầu ra- bàn đk 28 PQW752 Hiển thị nhiệt độ lị sấy Đầu ra- bàn đk Yêu cầu cơng nghệ (Tủ điều khiển 1)
Bảng 2. Bảng địa chỉ vào/ra tủ 1
Stt Địa chỉ Chú giải Ghi chú
1 I0.0 Nút ấn khởi động hệ thống (Power on) Đầu vào- bàn đk 2 I0.1 Nút ấn dừng khẩn cấp (Emergency) Đầu vào- bàn đk 3 Q0.0 Đèn báo nguồn tổng (power on) Đầu ra -tủ 1
9
4 Q0.3 Đèn báo sự cố (alarm) Đầu ra-tủ 1
Khi ấn nút Power on khởi động hệ thống, lúc này đèn báo nguồn sáng màu đỏ, sẵn sàng cấp điện cho tồn bộ hệ thống hoạt động.
Đèn Alarm sáng màu vàng khi hệ thống sảy ra sự cố: quá tải các máy bơm, quá tải động cơ trộn, quá tải băng tải…đèn Alarm tắt khi sự cố được phục hồi. Yêu cầu cơng nghệ cơng đoạn 1- điều khiển tank 1:
Bảng 3. Bảng địa chỉ vào/ra điều khiển tank 1
STT T
Địa chỉ Chú giải Ghi chú
1 I0.2 Chọn chế độ điều khiển Tank 1 (0 = man, 1 = auto)
Đầu vào- bàn đk
2 I0.3 Nút ấn khởi động chu kỳ tank 1 ở chế độ tự động (start)
Đầu vào- bàn đk
3 I0.4 Nút ấn dừng chu kỳ tank 1 ở chế độ tự đơng (stop)
Đầu vào- bàn đk
4 I0.5 Nút ấn khởi động động cơ trộn M1 (start) Đầu vào- bàn đk 5 I0.6 Nút ấn dừng động cơ trộn M1 (stop) Đầu vào- bàn đk 6 I0.7 Nút ấn điều khiển thành phần A Đầu vào- bàn đk 7 I1.0 Nút ấn điều khiển thành phần B Đầu vào- bàn đk 8 I1.6 Nút nhấn khởi động bơm P1 ở chế độ
bằng tay
Đầu vào- bàn đk
9 I1.7 Nút nhấn dừng bơm P1 ở chế độ bằng tay Đầu vào- bàn đk 10 I2.0 Cảm biến mức thấp tank1 (LL) Đầu vào- mơ hình 11 I2.1 Cảm biến mức cao tank1 (HL) Đầu vào- mơ hình 12 I4.3 Bảo vệ quá tải cho 2 bơm A, B Đầu vào -Tủ 1
Bảo vệ quá tải cho động cơ trộn M1 Đầu vào- tủ 2 Bảo vệ quá tải cho bơm P1 Đầu vào -Tủ 3
13 Q0.1 Điều khiển Bơm A Đầu ra-tủ 1
14 Q0.2 Điều khiển Bơm B Đầu ra- tủ 1
10
Đèn báo khởi động động cơ trộn M1 Đèn báo dừng động cơ trộn M1 16 Q0.5 Động cơ trộn M1 quay ngược
Đèn báo khởi động động cơ trộn M1 Đèn báo dừng động cơ trộn M1
Đầu ra- tủ 2
17 Q0.6 Điều khiển Val A Đèn báo thành phần A
Đầu ra- tủ 2
18 Q0.7 Điều khiển Val B Đèn báo thành phần B
Đầu ra- tủ 2
19 Q1.2 Điều khiển máy bơm P1
Đèn báo khởi động máy bơm P1 Đèn báo dừng máy bơm P1
Đầu ra- tủ 3
20 Q2.5 Đèn báo mức đầy (màu xanh) tank1 Đầu ra- bàn đk 21 Q2.6 Đèn báo mức cạn (màu đỏ) tank 1 Đầu ra- bàn đk Tank 1 cĩ nhiệm vụ trộn đều hỗn hợp sơn cần phun theo đúng tỷ lệ.
11
- Hai van điện từ cho các thành phần A và B chảy vào thùng.
- Hai máy bơm A, B cĩ nhiệm vụ bơm 2 thành phần A, B sau khi mở val được 3s
- Hai cảm biến mức: một cho thơng tin bể chứa cạn (LL), và một cho thơng tin về bể chứa đầy (HL).
- Một động cơ trộn M1.
- Máy bơm P1 cĩ nhiệm vụ bơm hỗn hợp sau khi trộn sang tank 2
Nguyên tắc làm việc: khi cĩ yêu cầu thì hệ thống phải bơm đầy bể chứa hai thành phần A và B theo một tỷ lệ nhất định. Thành phần A hoặc thành phần B được đo bởi việc định lượng thời gian bơm.
Quá trình thực hiện:
Chọn chế độ làm việc: chuyển cơng tắc 2 cực
+ Ở chế độ tự động: Khi bể chứa cạn, bể chứa sẽ được bơm thành phần A và thành phần B vào bể. Thành phần B sẽ được dừng sau 15 giây, trong khi thành phần A tiếp tục được bơm cho đến khi đầy bề. Khi bể chứa đầy, thực hiện quá trình trộn trong vịng 10 giây. Sau khi trộn đều thì chất lỏng được tháo ra khỏi bình nhờ bơm xả chất lỏng trong bình được xả ra ngồi cho tới khi cĩ tín hiệu báo đã xả hết chất lỏng trong bình. Chu trình được lặp đi lặp lại cho đến khi ấn stop.
+ Ở chế độ bằng tay: Các thành phần A, B được bơm vào bình tùy theo tỷ lệ bằng cách ấn nút cho Val A, val B làm việc, dừng. Việc khởi động động cơ trộn M1 được thực hiện tương tự bằng tay. Sau khi trộn 1 thời gian hỗn hợp sẽ được xả ra ngồi bằng máy bơm P1 nhờ các nút ấn start, stop cho máy bơm P1. quá trình điều khiển bằng tay được giám sát nhờ hệ thống đèn báo tìn hiệu trên bàn điều khiển và máy tính thơng qua giao diện.
Điều khiển tank 2:
12
stt Địa chỉ Chú giải Ghi chú
1 I1.1 Cơng tắc chọn chế độ điều khiển tank 2 (0=man, 1=auto)
Đầu vào- bàn đk
2 I1.2 Nút ấn khởi động chu kỳ tank 2 ở chế độ tự động
Đầu vào- bàn đk
3 I1.3 Nút ấn dừng chu kỳ tank 2 ở chế độ tự động
Đầu vào- bàn đk
4 I1.4 Nút ấn khởi động động cơ trộn M2 ở chế độ bằng tay
Đầu vào- bàn đk
5 I1.5 Nút ấn dừng động cơ trộn M2 ở chế độ bằng tay
Đầu vào- bàn đk
6 I1.6 Nút nhấn khởi động bơm P1 ở chế độ bằng tay
Đầu vào- bàn đk
7 I1.7 Nút nhấn dừng bơm P1 ở chế độ bằng tay Đầu vào- bàn đk 8 I2.0 Cảm biến mức thấp tank1 (LL) Đầu vào- mơ hình 9 I2.1 Cảm biến mức cao tank1 (HL) Đầu vào- mơ hình 10 I2.2 Cảm biến mức đầy tank 2 (HL) Đầu vào- mơ hình 11 I2.3 Cảm biến mức yêu cầu tank 2 (ML) Đầu vào- mơ hình 12 I2.4 Cảm biến mức thấp tank 2 (LL) Đầu vào- mơ hình 13 I4.3 Bảo vệ quá tải cho động cơ trộn M2, bơm
P1
Đầu vào -Tủ 3
14 Bảo vệ quá tải cho động cơ băng tải Đầu vào - Tủ 4 15 Q1.0 Điều khiển động cơ trộn M2 quay thuận
Đèn báo khởi động động cơ trộn M2 Đèn báo dừng động cơ trộn M2
Đầu ra- tủ 3
16 Q1.1 Điều khiển động cơ trộn M2 quay ngược Đèn báo khởi động động cơ trộn M2 Đèn báo dừng động cơ trộn M2
13 17 Q1.2 Điều khiển máy bơm P1
Đèn báo khởi động máy bơm P1 Đèn báo dừng máy bơm P1
Đầu ra- tủ 3
18 Q2.3 Đèn báo khởi động chu kỳ ở chế độ tự động tank 2
Đầu ra- bàn đk
19 Q2.4 Đèn báo dừng chu kỳ ở chế độ tự động tank 2
Đầu ra- bàn đk
20 Q2.6 Đèn báo mức cạn (màu đỏ) tank 1 Đầu ra- bàn đk 21 Q2.7 Đèn báo mức đầy (màu xanh) tank2 Đầu ra- bàn đk 22 Q3.0 Đèn báo mức yêu cầu (màu vàng) tank 2 Đầu ra- bàn đk 23 Q3.1 Đèn báo mức thấp (màu đỏ) Tank 2 Đầu ra- bàn đk
Tank 2 cĩ nhiệm vụ chứa và trộn đều hỗn hợp sau khi đã được trộn ở tank1 và được chuyển sang tank 2 nhờ máy bơm P1.
Tank 2 cũng cĩ thể điều khiển ở 2 chế độ từ động hoặc bằng tay nhờ cơng tắc chọn chế độ.
Hình 5: Tank2
- Tank 2 được thiết kế để chứa hỗn hợp đủ đảm bảo xử lý ứng dụng trong khi mẻ hỗn hợp khác đang được chuẩn bị trong tank 1.
14
- Chất lỏng sau khi được trộn ở tank 1 sẽ được sang tank 2 nĩ được khuấy đều bởi động cơ trộn M2. quá trình này cĩ thể điều khiển tự động (aut) hoặc bằng tay (man) nhờ cơng tắc 2 cực
- Sử dụng cảm biến báo mức trung bình để yêu cầu bể 1 cho chuẩn bị hỗn hợp và chuyển giao. Mẻ hỗn hợp trong bể 1 đã sẵn sàng, chạy bơm M2 cho tới