3.3 Phần mềm Tia – Portal v16.
3.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic.
Step 7 Basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hồn hảo. Thơng minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và cấu hình mạng, lập trình, chuẩn đốn và nhiều hơn nữa.
3.3.2 Các bước tạo một project.
Bước 1: Từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng TIA Portal V16
Hình 3. 5 Biểu tượng phần mềm TIA - Portal V16.
Bước 2: Click chuột vào “Create new project” để tạo dự án.
Hình 3. 6 Creat new project.
Bước 3: Nhập tên dự án vào “Project name” sau đó nhấn “Create”.
Bước 4: Chọn “configure a device”.
Hình 3. 8 Configure a device.
Bước 5: Chọn “add new device”.
Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau đó chọn “add”.
Hình 3. 10 Chọn loại CPU.
Bước 7: Project mới được hiện ra.
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀUKHIỂN VÀ GIÁM SÁT KHIỂN VÀ GIÁM SÁT
4.1 Xây dựng thuật toán điều khiển.
Sơ đồ khối tổng quan hoạt động của hệ thống ở chế độ tự động.
4.1.2.Sơ đồ khối tổng quan hoạt động của hệ thống ở chế độ bằng tay.
4.1.3.Sơ đồ khối cân đá.
Hình 4. 3 Sơ đồ khối quá trình cân đá.
4.1.4.Sơ đồ khối cân cát.
4.1.5.Sơ đồ khối cân nước.
Hình 4. 5 Sơ đồ khối quá trình cân nước.
4.1.6Sơ đồ khối cân xi măng.
4.1.7.Sơ đồ khối cân phụ gia.
4.1.8.Sơ đồ khối hoạt động của băng tải.
4.1.9. Sơ đồ khối hoạt động của thùng trộn.
4.1.10.Sơ đồ khối hoạt động của van xả bê tơng.
Hình 4. 10 Sơ đồ khối hoạt động của van xả bê tơng.
4.2.Lập trình điều khiển cho PLC S7 – 1200.
4.2.1.Xác định đầu vào/ra.
4.2.1.1.Tín hiệu từ loadcell.
Bảng 4.1 Bảng địa chỉ tín hiệu từ loadcell.
TT Tên tag Địa chỉ Định dạng Giải thích
1 I_Loadcell_Da IW64 int Cảm biến cân đá
2 I_Loadcell_Cat IW66 int Cảm biến cân cát
3 I_Loadcell_Nuoc IW68 int Cảm biến cân nước
4 I_Loadcell_PG IW70 int Cảm biến cân phụ gia
5 I_Loadcell_XM IW72 int Cảm biến cân xi măng
4.2.1.2.Input.
Bảng 4.2 Bảng địa chỉ tín hiệu input.
TT Tên tag Địa chỉ Định dạng Giải thích
1 I_Mode I0.0 Bool Switch chế độ 1 auto, 0 manu
2 I_Start I0.1 Bool Nút nhấn chạy hệ thống
3 I_Stop I0.2 Bool Nút nhấn dừng hệ thống
4 I_SW_V1_Da I0.3 Bool Đóng/mở van cấp đá
5 I_SW_V2_Da I0.4 Bool Đóng/mở van xả đá
6 I_SW_V1_Cat I0.5 Bool Đóng/mở van cấp cát
7 I_SW_V2_Cat I0.6 Bool Đóng/mở van xả cát
8 I_SW_V1_Nuoc I0.7 Bool Đóng/mở van cấp nước
9 I_SW_V2_Nuoc I1.0 Bool Đóng/mở van xả nước
10 I_SW_V1_PG I1.1 Bool Đóng/mở van phụ gia
12 I_SW_XILO_XM I1.3 Bool Chạy/Dừng xilo xi măng
13 I_SW_V2_XM I1.4 Bool Đóng/mở van xả xi măng
14 I_SW_BT I1.5 Bool Chạy/Dừng băng tải đá cát
15 I_SW_TRON I1.6 Bool Chạy/Dừng động cơ trộn
16 I_SW_VX I1.7 Bool Đóng/mở van xả bồn trộn
17 I_CB_Low_Da I2.0 Bool Cảm biến báo hết đá
18 I_CB_Low_Cat I2.1 Bool Cảm biến báo hết cát
19 I_CB_Low_Nuoc I2.2 Bool Cảm biến báo hết nước
20 I_CB_Low_PG I2.3 Bool Cảm biến báo hết phụ gia
21 I_CB_Low_XM I2.4 Bool Cảm biến báo hết xi măng
22 I_CB_Low_BT I2.5 Bool Cảm biến cạn bồn trộn
4.2.1.3Output.
Bảng 4.3 Bảng địa chỉ tín hiệu output.
TT Tên tag Địa chỉ Định dạng Giải thích
1 Q_lamp_Auto Q0.0 Bool Đèn chế độ auto
2 Q_lamp_Manu Q0.1 Bool Đèn chế độ manu
3 Q_Lamp_Fault Q0.2 Bool Đèn báo lỗi
4 Q_V1_Da Q0.3 Bool Đầu ra van cấp đá
5 Q_V2_Da Q0.4 Bool Đầu ra van xả đá
6 Q_V1_Cat Q0.5 Bool Đầu ra van cấp cát
7 Q_V2_Cat Q0.6 Bool Đầu ra van xả cát
8 Q_V1_Nuoc Q0.7 Bool Đầu ra van cấp nước
9 Q_V2_Nuoc Q1.0 Bool Đầu ra van xả nước
10 Q_V1_PG Q1.1 Bool Đầu ra van phụ gia
11 Q_V2_PG Q1.2 Bool Đầu ra van phụ gia
12 Q_XILO_XM Q1.3 Bool Đầu ra động cơ xilo xi măng
13 Q_V2_XM Q1.4 Bool Đầu ra van xả xi măng
14 Q_BT Q1.5 Bool Đầu ra băng tải đá cát
15 Q_TRON Q1.6 Bool Đầu ra động cơ trộn
4.2.1.4.Bảng các biến phụ.
Bảng 4.4 Bảng địa chỉ các biến phụ.
TT Tên tag Địa chỉ Định dạng Giải thích
1 Q_Auto_V1_Da M20.0 Bool Đầu ra trung gian Auto van cấp đá 2 Q_Auto_V2_Da M20.1 Bool Đầu ra trung gian Auto van xả đá 3 Q_Auto_V1_Cat M20.2 Bool Đầu ra trung gian Auto van cấp cát 4 Q_Auto_V2_Cat M20.3 Bool Đầu ra trung gian Auto van xả cát 5 Q_Auto_V1_Nuoc M20.4 Bool Đầu ra trung gian Auto van cấp nước 6 Q_Auto_V2_Nuoc M20.5 Bool Đầu ra trung gian Auto van xả nước 7 Q_Auto_V1_PG M20.6 Bool Đầu ra trung gian Auto van phụ gia 8 Q_Auto_V2_PG M20.7 Bool Đầu ra trung gian Auto van phụ gia 9 Q_Auto_XILO_XM M21.0 Bool Đầu ra trung gian Auto động cơ xilo xi măng 10 Q_Auto_V2_XM M21.1 Bool Đầu ra trung gian Auto van xả xi măng 11 Q_Auto_BT M21.2 Bool Đầu ra trung gian Auto băng tải đá cát 12 Q_Auto_TRON M21.3 Bool Đầu ra trung gian Auto động cơ trộn 13 Q_Auto_VX M21.4 Bool Đầu ra trung gian Auto van xả bồn trộn 14 Q_Manu_V1_Da M30.0 Bool Đầu ra trung gian Manu van cấp đá 15 Q_Manu_V2_Da M30.1 Bool Đầu ra trung gian Manu van xả đá 16 Q_Manu_V1_Cat M30.2 Bool Đầu ra trung gian Manu van cấp cát 17 Q_Manu_V2_Cat M30.3 Bool Đầu ra trung gian Manu van xả cát 18 Q_Manu_V1_Nuoc M30.4 Bool Đầu ra trung gian Manu van cấp nước 19 Q_Manu_V2_Nuoc M30.5 Bool Đầu ra trung gian Manu van xả nước 20 Q_Manu_V1_PG M30.6 Bool Đầu ra trung gian Manu van phụ gia 21 Q_Manu_V2_PG M30.7 Bool Đầu ra trung gian Manu van phụ gia 22 Q_Manu_XILO_XM M31.0 Bool Đầu ra trung gian Manu động cơ xilo xi măng 23 Q_Manu_V2_XM M31.1 Bool Đầu ra trung gian Manu van xả xi măng 24 Q_Manu_BT M31.2 Bool Đầu ra trung gian Manu băng tải đá cát 25 Q_Manu_TRON M31.3 Bool Đầu ra trung gian Manu động cơ trộn 26 Q_Manu_VX M31.4 Bool Đầu ra trung gian Manu van xả bồn trộn
4.2.2.Cấu hình phần cứng thiết bị.4.2.2.1.Tổng quan. 4.2.2.1.Tổng quan. Hình 4. 11 Tổng quan phần cứng. 4.2.2.2. PLC S7 – 1200. Hình 4. 12 PLC S7 – 1200 AC/DC/RL. 4.2.2.3.Module mở rộng Analog.
Hình 4. 13 Module mở rộng analog.
4.2.2.4.Module mở rộng vào/ra.
4.2.2.5.Module mở rộng đầu vào.
Hình 4. 15 Module mở rộng đầu vào.
4.2.3.Giới thiệu khối hàm FC.
Hàm chức năng FC là khối logic có các biến In, Out, In/Out do chương trình gọi cung cấp cho hàm, ngồi ra cịn có biến Temp sử dụng nội bộ (cục bộ), tuy nhiên không bắt buộc phải dùng hết tất cả các biến này. Hàm FC khơng có bộ nhớ nội nên dữ liệu mất đi khi ra khỏi khối, cũng như khơng có khối dữ liệu Instance DB giống như khối hàm chức năng FB.
4.2.4.Lập trình PLC – S7 1200.
4.2.4.2.Khối hàm startup(OB100)
Chức năng của khối này là khởi tạo các giá trị cài đặt mặc định của hệ thống khi khởi động PLC lên.
TT Mục cài đặt Giá trị
1 Cài đặt số mẻ trộn 1
2 Cài đặt thời gian trộn khô 10 giây
3 Cài đặt thời gian trộn ướt 20 iây
4.3.Thiết kế giao diện điều khiển.
4.3.1.Cấu hình thiết bị.
Hình 4. 16 Cấu hình thiết bị.
4.3.2.Thiết kế giao diện điều khiển màn hình chính.
Hình 4. 18 Thiết kế giao diện màn hình chính.
4.3.3.Thiết kế giao diện các màn hình thơng báo
4.3.4.Màn hình cảnh báo lỗi
Hình 4. 20 Màn hình cảnh báo lỗi
4.3.5.Màn hình đồ thị
CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG. 5.1.Download chương trình xuống PLC SIM.
Từ giao diện màn hình hàm main. Kích vào biểu tượng (Start Simulation).
Hình 5. 1 Start Simulation.
Chương trình giả lập PLC được khởi động có giao diện như hình ảnh. Kích vào lựa chọn “Load”.
Hình 5. 2 nhấn nút load
Trang 76
Sau đó một cửa sổ mới hiện ra. Tích chọn vào ơ “Start all”. Sau đó ấn “Finish”.
Hình 5. 3 Start Simulation.
5.2.Màn hình chính.
Từ giao diện thiết kế màn hình chính, ta nhấn chuột vào biểu tượng Start Simulation.
Hình 5. 5.Start Simulation.
Sau khi phần mềm thực hiện mô phỏng giao diện hiển thị điều khiển giám sát có hình thức như sau:
5.3.Chế độ tự động.
Để thực hiện q trình trộn bê tơng tự động, ta click chuột vào nút “AUTO” có màu xanh. Giao diện điều khiển giám sát ở chế độ tự động được hiển thị.
Hình 5. 7 Màn hình ở chế độ tự động.
Ở phía bên trái là khu vực nhập các thông số và theo dõi các thông số nguyên vật liệu tại thời điểm tức thời. Khu vực bên phải là nơi mơ phỏng các q trình cân, xả và trộn bê tông.
Trang 79
Bước 1: Chọn mác trộn
Bước 2: Cài đặt các thông số
Trang 80
Bước 3: Sau khi đèn điều kiện vận hành sáng thì nhấn chọn start để chạy chế độ tự
động
Bước 4: Giao diện tự động như sau
Trang 81
Bước 5: Sau khi trộn xong số mẻ đặt thì hệ thống hiển thị thơng báo như sau:
Trang 82
5.4.Chế độ bằng tay.
Chế độ điều khiển bằng tay có thể là các nút nhấn tại tủ hiện trường hoặc có thể điều khiển trên Scada thơng qua Các switch chuyển mạch.
Bước 1: Chọn chế độ vận hành sang chế độ bằng tay
Bước 2: Tại các thiết bị có các Switch, nhấn chọn bật tắt thiết bị cần điều khiển bằng
tay (On: Bật, Off: tắt)
Trang 83
CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN. 6.1.Kết luận.
6.1.1.Kết quả đạt được.
Đồ án của chúng em đã hoàn thành đúng với tiến độ đề ra, đáp ứng được cơ bản các yêu cầu đặt ra trong nhiệm vụ thiết kế. Trong quá trình nghiên cứu và làm đồ án, chúng em đã đạt được một số kết quả:
- Hiểu được nguyên lý hoạt động của trạm trộn bê tông xi măng. Cách vận hành, giám sát và điều khiển một hệ thống trạm trộn.
- Nắm được những kiến thức cơ bản về PLC S7 – 1200. Một số module mở rộng của S7 – 1200.
- Biết sử dụng cơ bản phần mềm TIA – Portal v16 để viết chương trình cho PLC, thiết kế giao diện, điều khiển giám sát hệ thống tự động.
- Hiểu được nguyên lý hoạt động, cách kết nối các thiết bị trong hệ thống tự động như: loadcell, cảm biến…
6.1.2.Điểm còn hạn chế.
- Do điều kiện khách quan, đồ án của chúng em khơng xây dựng được mơ hình thực tế mà chỉ thực hiện được trên mơ phỏng bằng phần mềm.
- Do chưa có kinh nghiệm nên một vài chỗ cịn chưa tối ưu, thiếu tính khách quan.
Với đầy đủ phần cứng và các thiết bị phụ trợ, chúng em sẽ xây dựng được mơ hình thực tế, thể hiện được tính khách quan của đề tài.
Giải quyết vấn đề sai số về mặt định lượng đo lường để có thể áp dụng đề tài vào thực tế sản xuất.
Xây dựng một cơ sở dữ liệu hồn chỉnh đầy đủ các thơng số để có thể quản lý trực tiếp dễ dàng trên máy tính.
Thực hiện xây dựng chương trình kết nối với máy in để có thể in hóa đơn hoặc thơng tin mẻ trộn ngay sau khi hoàn thành mẻ trộn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. Đề cương bài giảng “Điều khiển lập trình PLC”_Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội.
2. S7 – 1200 System Manual_SIEMENS.
3. Đề cương bài giảng “Khí cụ điện”_Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội. 4. Giáo trình “Cơng nghệ bê tơng xi măng”_GS.TS Nguyễn Tấn Quý.
5. Giáo trình “Trang bị điện 1”_Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội. 6. Giáo trình “Cung cấp điện”_TS Trần Quang Khánh.
7. Đề cương bài giảng “Đo lường và cảm biến”_Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội.