ðiều khiển, giám sát ñược hành trình dịch chuyển của mô hình tầu cuốc HB16 theo các thông số bài toán hành trình trong phần (2.2.3)
Giao diện trên màn hình ñiều khiển:
Khi ñiều khiển giám sát hành trình của Tầu HB16, sau khi ñã kiểm tra sự hoạt ñộng của từng ñộng cơ, của từng cảm biến. tiến hành cho Tầu mô hình hoạt ñộng chạy theo hành trình ñặt trước.
Trên màn hình PC hiện màn hình ñiều khiển giám sát WinCC – Runtime, các ñộng cơ tời ñã ñược thiết kế ở vị trí dễ quan sát nhất và có chú
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 58.
thích ngay bên ñể người ñiều khiển dễ giám sát, các thông số giám sát sẽ hiển thị khi Tầu chuyển ñộng, các encorder hoạt ñộng cho hiện thị trên màn hình.
Khi cho Tầu hoạt ñộng chỉ cần nhấn vào nút start, khi cho Tầu ngừng hoạt ñộng nhấn vào nút stop, hoặc khi cần ñiều chỉnh chạy lại nhấn reset.
Hình 4.2 : Màn hình ñiều khiển giám sát hành trình Tầu cuốc HB16 4.3. Những ưu việt khi áp dụng ñiều khiển giám sát hành trình của Tầu cuốc HB16.
Sự ra ñời của PLC ñã làm thay ñổi hẳn hệ thống ñiều khiển cũng như quan liệm về thiết kế các hệ thống ñiều khiển.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 59.
mạch, nút ấn, cảm biến … ñược nối với ñầu vào của thiết bị PLC. Các phần tử chấp hành như: ñèn báo, rơle, công tắc tơ … ñược nối ñến ñầu ra của PLC tại các ñầu nối.
Chương trình ñiều khiển PLC ñược soạn thảo dưới dạng cơ bản( ngôn ngữ lập trình) ñược nạp vào bộ nhớ bên trong PLC, sau ñó tuần tự thực hiện theo một chuỗi lệnh ñiều khiển ñược xác ñịnh trước. Có thể dừng khẩn cấp bằng tay trong trường hợp có sự cố.
PLC ñược xem như là trái tim trong hệ thống ñiều khiển tự ñộng ñơn lẻ với chương trình ñiều khiển ñược chứa trong nó, PLC thường xuyên kiển tra trạng thái của hệ thống thông qua các tín hiệu hồi tiếp từ thiết bị nhập ñể từ ñó có thể ñưa ra các tín hiệu ñiều khiển tương ứng ñến các thiết bị.
Với ñề tài: Nghiên cứu giải pháp tự ñộng hành trình tầu cuốc HB16. Hệ thống ñiều khiển sử dụng PLC, giám sát trên phần mềm WINCC có nhiều ưu việt hơn hẳn so với hệ thống ñiều khiển khác:
- Giảm ñược số lượng dây dẫn rất lớn
- Kích thước gọn nhẹ, phù hợp với không gian hẹp - Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp
- Nguồn ñiện ñiều khiển ổn ñịnh, an toàn - Chức năng ñiều khiển thay ñổi dễ dàng - Số lương rơle ít
- Số lương tiếp ñiểm trong chương trình không hạn chế - Thời gian ñiều khiển nhanh
- Hệ thống làm việc với ñộ tin cậy cao - Chi phí cho lắp ñặt ít tốn kém
- Chương trình ñiều khiển dễ thay ñổi, nhập dữ liệu ñiều khiển ngay trên màn hình giám sát.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 60.
cấu thực tế không ñáng kể.
- Chương trình ñiều khiển in ra giấy thuận tiện cho việc bảo chì và sửa chữa hệ thống.
4.4. Những ñánh giá khi áp dụng ñiều khiển giám sát trên mô hình Tầu cuốc HB16.
Sau khi nghiên cứu ñưa ra giải pháp ðiều khiển giám sát cho Tầu cuốc HB16, việc áp dụng vào thực tế ñể ñiều khiển trên Tầu HB16 chưa thực hiện ñược bởi nhiều ñiều kiện chưa thuận lợi: như thời gian, kinh tế, quản lý …
Tác giả ñã nghiên cứu ñể ñiều khiển giám sát trên mô hình thu nhỏ với tỷ lệ 1/10của Tầu HB16 và kết quả cho thấy nhiều khả quan:
- Hành trình dịch chuyển của mô hình Tầu HB16 ñã thực hiện rất sát với hành trình ñã xây dựng, sai số về vị trí là không ñáng kể, ñó là sai số cho phép vì ngay cả khi ñiều khiển bằng tay sai số còn lớn hơn nhiều.
- Hệ thống tời hoạt ñộng nhịp nhàng, chính xác, không ñể thời gian trễ dài, ñiều mà khi ñiều khiển bằng tay hay vấp phải
- Thời gian của hành trình ñược rút ngắn
- ðây là mô hình học cụ giúp giáo viên và sinh viên nâng cao khả năng ứng dụng, áp dụng công nghệ ñiều khiển giám sát trong giảng dạy cà học tập, nghiên cứu, ñặc biệt hỗ trợ trong việc thị phạm giảng dạy về vận hành Tầu cuốc nói chung và Tầu HB16 nói riêng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 61.
KẾT LUẬN VÀ CÁC ðỀ XUẤT MỞ RỘNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU Tóm tắt, kết luận:
Vấn ñề nghiên cứu khoa học là vấn ñề ñược ñặt lên hàng ñầu trong hệ thống giáo dục, vấn ñề này ñược diễn ra thường xuyên, liên tục và ñược coi là hơi thở của các trường trong hệ thống giáo dục.
ðề tài “Nghiên cứu giải pháp tự ñộng hành trình của Tầu HB16” ñược xuất phát từ thực tế các tầu HB16 hiện vẫn sử dụng các khí cụ ñiều khiển bằng tay rất thô xơ như công tắc xoay, công tắc tơ …. Tuy thời gian nghiên cứu ñề tài chỉ diễn ra trong 1 năm, nhưng qua thời gian ñó bằng sự lỗ lực của bản thân và sự tận tình hướng dẫn của các thày cô, tôi ñã hoàn thành ñề tài với tính ứng dụng cao và ñặc biệt là sự ủng hộ của các thày thuộc chuyên ngành tầu cuốc trong khoa Tầu cuốc – Trường Cao ñẳng nghề Cơ ñiện và Thủy lợi bởi ñây là ñề tài mới và có hướng mở, nếu ñem áp dụng trong thực tế sẽ có lợi ích sau:
Người ñiều khiển quan sát toàn bộ hoạt ñộng của tầu trên dao diện. ðiều khiển bằng PLC – Tầu tự ñộng dịch chuyển và hạ cần lấy ñất chính xác
ðề tài ñã hoàn thành các nội dụng: - Nghiên cứu tổng quan
- Khảo sát thực trạng Tầu HB16
- Giải pháp ñiều khiển giám sát và ứng dụng trên mô hình.
+ Chế tạo bộ ño góc encoder ñể ño ñộ dài của cáp khi cuộn hoặc xả + Chế tạo thước ño ñộ sâu áp dụng cho mô hình tầu HB16
- Lập trình ñiều khiển giám sát thực nghiệm trên mô hình
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 62.
Bên cạnh ñó, việc sử dụng mô hình ñã ñược thiết kế ñiều khiển giám sát nói trên sẽ có mhiều bổ ích ñối với các môn học thuộc nghề vận hành tầu cuốc mang lại hiệu quả cao trước hết là trong hoạt ñộng giảng dạy và khả năng ứng dụng trên tàu cuốc sau này. Học sinh, sinh viên ñược học khả năng ứng dụng của ñiều khiển giám sát vào ñiều khiển tàu cuốc, nâng cao hiểu biết về ứng dụng của công nghệ thông tin trong ñiều khiển tự ñộng.
Giảm chi phí nhiên liệu khi dạy học sinh vận hành trên tầu thật, học sinh tiếp cận nhanh hơn và ít bỡ ngỡ khi thực tế.
ðề xuất mở rộng phạm vi nghiên cứu:
Mặc dù ñã cố gắng trong quá trình nghiên cứu nhưng do hạn chế về thời gian và trình ñộ, nên chưa thể chi tiết ñiều khiển tất cả các vị trí trên tầu cuốc, việc ứng dụng vào thực tế còn liên quan ñến kinh phí, vấn ñề quản lý. Khi có ñiều kiện nghiên cứu, cần tiếp tục thực hiện trên tàu sản xuất:
- Triển khai ñề tài “Tự ñộng ñiều khiển giám sát quá trình sản xuất của Tầu HB16” trên nền PLC S7-300 và WINCC. Bên cạnh ñó có thể phát triển ứng dụng cho nhiều loại tầu khác có hệ thống ñiều khiển thủy lực bằng van ñiện từ.
- Kết nối ñiều khiển giám sát trên màn hình cảm ứng.
- Khả năng giám sát từ xa quá trình hoạt ñộng của tầu thông qua mạng truyền thông.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 63.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.ihcmerwede.com/
[2] http://www.qzmkskjx.com/ [3] http://www.vietnamnet.vn/
[4] (2000), Giáo trình thiết bị tầu cuốc, Trường Cao ñẳng nghề Cơ ñiện và Thủy lợi.
[5] 2000), Giáo trình trang bị ñiện tầu cuốc, Trường Cao ñẳng nghề Cơ ñiện và Thủy lợi.
[6] (2000), Giáo trình thi công bằng tầu cuốc, Trường Cao ñẳng nghề Cơ ñiện và Thủy lợi
[7] www.allsensors.com/
[8] Trần Khánh Hà(2007), Máy ñiệnII, NXB KH&KT [9] Nguyễn Bính(2007), ðiện tử công suất, NXB KH&KT [10] www.johns-company.com/index.php?... kysubachkhoa.com/
[11] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Vân Hà(2007), Tự ñộng hóa với Simatic S7-300, NXB KH&KT.
[12] Trần Thế San, nguyễn Ngọc Phương(2008), PLC Lập trình ứng dụng
trong công nghiêp, NXB KH&KT.
[13] Trần Thu Hà, Phạm Quang Huy(2008), Giao diện người máy HMI Lập trình với S7 và WINCC 6.0
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 64.
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: Phương pháp bố trí tàu thi công
PHỤ LỤC 2: Phương pháp thi công cuốc hình rẻ quạt PHỤ LỤC 3: Chương trình ñiều khiển trên Step7 PHỤ LỤC 4: Lập trình WINCC
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 65.
PHỤ LỤC 1:
Phương pháp bố trí tàu thi công:
Nguyên tắc chung:
- ðặt tầu hướng theo dòng nước chảy ñảm bảo tâm quay ổn ñịnh có như vậy mới tránh ñược lỏi ñất và tạo cho lưỡi phay bám sát vách ñất lấy.
- Trường hợp sông có ảnh hưởng của thủy triều thì ñặt tầu theo hướng thủy triều rút.
- Tâm quay của tầu phải nằm ở giữa sông
- Tùy theo bề rộng của sông mà bố trí ñộ dài cáp neo cho hợp lý Trường hợp sông hẹp:
- Khi ñặt tầu có thể cắt phao thành nhiều ñoạn, khi tầu vào vị trí thi công ổn ñịnh ta có thể tiến hành ghép các phao lại với nhau. Thi công ở sông hẹp hàng phao dọc và cáp neo ñuôi không cần dài vì góc quay sẽ hẹp, việc bố trí neo biên sẽ khó khăn.
Trường hợp sông rộng:
Nối phao ống vào tầu rồi kéo vào vị trí thi công ở nơi nước chảy hoặc gió to cần xem xét ñặ nao nào trước.
Thi công ở sông rộng thì hàng phao dọc phải dủ dài thì tầu rễ thi công. Hàng phao ngang phải giữ ñể tránh bị ảnh hưởng của gió và nước chảy làm vỡ khớp mố cầu.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 66.
PHỤ LỤC 2:
Phương pháp thi công cuốc hình rẻ quạt:
Phương pháp này ñược ứng dụng với nhiều hiện trường ñặc biệt có nhiều ưu việt ñối với hiện trường sông rộng
Phương pháp này tầu dịch chuyển ngang sông khi thi công, hành trình dịch chuyển ngang chủ yếu phụ thuộc vào việc cuôn và xả tời biên trái và tời biên phải. khi tời biên này cuộn thì tời biên khia phải xả, ñộ dài cáp cuộn và xả phải tương ñồng thì tàu ở vị trí làm việc ổn ñịnh, không bị lắc lư gây lỏi ñất.
Khi tầu dịch chuyển ngang sông theo, lấy neo ñuôi làm tâm quay, cung lấy ñất có hình rẻ quạt(hình )
ðặc ñiểm phương pháp này là thao tác ñơn giản, có thể nạo vét ở sát bờ ñối với hiện trường có ñộ sâu hai bên bờ lớn hơn ñộ mớn nước của tầu, cung ñào ñất tương ñối ổn ñịnh.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 67.
PHỤ LỤC 3:
Chương trình ñiều khiển trên Step7:
Chương trình chính OB1:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 71.
Chương trình con FC1 xử lý tín hiệu tương tự từ cảm biến áp suất. Gía trị áp suất lưu trong vùng nhớ MD34.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 73.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 85.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 99.
PHỤ LỤC 4:
Soạn thảo một Project trong WinCC
1. Tạo một Project trong WinCC
ðể tạo một Project mới trước hết ta khởi ñộng WinCC, chọn new, bảng
WinCC Explorer xuất hiện, tích chọn Single-project và nhấn OK.
Bảng Create a new project xuất hiện:
ðặt tên cho Project và nhấn Create.
1.1. Tạo kết nối và các Tag sử dụng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 100.
Bảng Add new Drive xuất hiện, tích chọn vào thư viện SIMATIC S7 Protocol Suite.chn và nhấn OPEN.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 101.
Một kết nối SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE ñược tạo ra, tiếp tục nhấn phải chuột vào MPI chọn New drive connection.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 102.
Bảng Connection parameter – MPI xuất hiện, ở ñây ta thiết lập các thông số cho cổng MPI như ñịa chỉ trạm Station = 2, thanh chứa ID Segment- ID = 0, Rack Number=0 và SlotNumber = 2. Sau ñó nhấn chọn OK. Như trên hình.
ðể truy cập ñến các vùng nhớ của PLC ta tạo ra các Tag, cách tạo các Tag như sau:
Nhấn phải chuột vào Conection vừa tạo chọn New Tag bảng Tag properties xuất hiện, ở tag General.
- Name: ðặt tên cho Tag.
- Data type: ðịnh dạng dữ liệu cần truy cập có thể là binary, signed 8 bit,