1. Đặt vấn đề:
3.2.1. Chọn giao diện cho PLC:
Việc quan sỏt thực hiện chương trỡnh của PLC cần phải cú bộ giao diện ghộp nối giữa PC với PLC để truyền thụng tin, dữ liệu .
Ngay sau khi Step 7 được cài xong, trờn màn hỡnh xuất hiện cửa sổ thụng bỏo cho ta chọn cỏc bộ giao diện sẽ được sử dụng. (Xem hỡnh 3.10)
Hỡnh 3.10: Khai bỏo dạng kết nối PC với CPU. 3.2.2. Đặt tham số làm việc:
Khi vừa được cài đặt, step 7 cú cấu hỡnh mặc định về chế độ làm việc của Simatic, chẳng hạn cỳ phỏp cỏc lệnh lại được viết theo tiếng Đức (AND=UND) vỡ vậy ta phải cài đặc lại cấu hỡnh cho step 7.
Ngoài ra, ta cũn sữa cỏc chức năng khỏc như: nơi chứa chương trỡnh trờn đĩa cứng.những thanh ghi sẽ được hiển thị nội dung khi gỡ rối chương trỡnh.
3.2.3. Soạn thảo một Project:
Là chương trỡnh ứng dụng liờn quan tới tất cả những gỡ đến việc thiết kế phần mềm ứng dụng để điều khiển,giỏm sỏt một hay nhiều trạm PLC.
Một Project sẽ cú:
1: Bảng cấu hỡnh cứng về tất cả cỏc module của từng trạm
2: Bảng tham số xỏc định chế độ làm việc cho từng module của mỗi trạm PLC.
3: Cỏc logic block chứa trương trỡnh ứng dụng của từng trạm PLC. 4: Cấu hỡnh ghộp nối và truyền thụng giữa cỏc trạm PLC
3.2.4. Xõy dựng cấu hỡnh cứng cho trạm PLC.
Sau khi khao bỏo xong cho một Project mới, trờn màn hỡnh sẽ xuất hiện Project đú nhưng ở dạng rỗng.
Ta sẽ xõy dựng cấu hỡnh cứng cho một trạm PLC (xem hỡnh 3.11), nhưng điều này khụng bắt buộc, ta cú thể khụng cần khai bỏo cấu hỡnh cứng cho trạm mà đi ngay vào phần chương trỡnh ứng dụng.
Hỡnh 3.11: Xõy dựng cấu hỡnh cứng cho một trạm.
Để vào khai bỏo cấu hỡnh cho phần cứng ta nhỏy chuột vào biểu tượng Hardware và sẽ hiện ra thư viện cần lựa chọn để khai bỏo.(Xem hỡnh 3.12)
Hinh 3.12:Giao diện khai bỏo cấu hỡnh phần cứng 3.2.5. Chọn cỏc khối và chương trỡnh soạn thảo
- Tạo cỏc khối OB, FB, FC.
- Thiết kế local block cho cỏc khối logic vừa tạo - Chọn chương trỡnh soạn thảo (LAD, STL, FBD).
3.3. Viết phần mềm và mụ phỏng mụ hỡnh bằng PLC 3.3.1. Viết chương trỡnh bằng phần mềm Simatic S7 300 3.3.1. Viết chương trỡnh bằng phần mềm Simatic S7 300
Viết chương trỡnh bằng phần mềm Step 7
Dựa vào yờu cầu đặt ra cho hệ thống hỳt khụ cứu đắm, chương trỡnh được viết như sau: (hỡnh 3.13)
Hỡnh 3.13: Chương trỡnh hệ thống hỳt khụ-cứu đắm bằng LAD
3.3.2. Chạy mụ phỏng
Chạy thử chương trỡnh bằng phần mềm PLC SIM.
- Sau khi viết chương trỡnh xong nhấp chuột qua SIMATIC Manager. Chọn chế độ Simulation on/of sử dụng simulink quan sỏt trạng thỏi hay cỏc biến. Sau khi click chuột chọn thẻ simulation on/of sẽ xuất hiện bảng S7-PLC SIM
(Xem hỡnh 3.12)
- Tiếp theo ta chuyển chế độ Stop về Run-P trước khi download chương trỡnh đó viết.
- Download chương trỡnh để chạy (xem hỡnh 3.15, 3.16)
Hỡnh 3.15: Giao diện làm việc Hỡnh 3.16: Download chương trỡnh của phần mềm chạy mụ phỏng
- Về cửa sổ lập trỡnh cho khối OB1 để cú thể online quan sỏt chương trỡnh . - Click vào Run để chạy PLC Sim (xem hỡnh 3.17)
- Chương trỡnh chạy thử gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1:
+ Khi cho dũng điện cấp vào,cỏc tiếp điểm ở chế độ sẵn sàng (xem hỡnh 3.18):
Hỡnh 3.18: Chế độ sẵn sàng của hệ thống.
+ Khi cảm biến I0.1 nhận tớn hiệu tức là nước trong giếng ở mức 1 thỡ lỳc đốn hỳt khụ Q0.0 sẽ sỏng và bơm hỳt khụ Q0.1 sẽ hoạt động (xem hỡnh3.17)
+ Khi nước được bơm hỳt khụ hỳt ra ngoài, lỳc nay nước sẽ từ từ hạ xuống tới mức quy định thỡ cảm biến ngắt bơm I1.1 sẽ nhận tớn hiệu và truyền tớn hiệu đến trung tõm làm bơm và đốn ngừng hoạt động.
Giai đoạn 2:
+ Nếu sau khi bơm hỳt khụ hoạt động mà nước trong giếng vẫn tiếp tục tăng thỡ cảm biến I0.2 sẽ nhận tớn hiệu sau đú đốn cứu đắm Q0.3 và bơm Q0.2 sẽ hoạt động nhằm hỗ trợ bơm hỳt khụ,cũi lỳc này sẽ phỏt cảnh bỏo sự cố bất thường và sau 5s sẽ ngừng ( xem hỡnh3.20 )
Hỡnh 3.20: Cũi õm cảnh bỏo sự bất thường của hệ thống Giai đoạn 3:
+ Nếu cả 2 bơm cựng hoạt động mà nước vẫn tiếp tục tăng thỡ hệ thống bỏo khẩn cấp gồm đốn SOS và cũi sẽ hoạt động liờn tục, nhằm bỏo hệ thống cứu đắm nằm ngoài kiểm soỏt và kờu gọi cỏc tàu lõn cận hỗ trợ (xem hỡnh 3.21)
3.3.3. Chạy thử nghiệm thực tế
Bước 1: Kết nối PLC với cỏc thiết bị đầu vào và đầu ra (xem hỡnh3.22, 3.23)
Hỡnh 3.22: Kết nối với 4 cảm biến Hỡnh 3.23: Kết nối với bơm,đốn cũi Bước 2: Download chương trỡnh xuống PLC.
Nạp chương trỡnh xuống phần cứng.
Chương trỡnh sau khi đó soạn thảo cần được truyền xuống CPU.
Khi nạp chương trỡnh cần đặt CPU ở trạng thỏi Stop hoặc đặt ở trạng thỏi Run-P.
Nếu CPU đó cú chương trỡnh khỏc thỡ cần phải xúa chương trỡnh trong CPU.Cụ thể cỏc bước như sau:
+ Đưa trạng thỏi CPU về trạng thỏi Stop. + Từ màn hỡnh chớnh Step 7 ta chọn lệnh.
Hỡnh3.24: Nạp chương trỡnh xuống CPU
Nạp chương trỡnh: Sử dụng biểu tượng nạp chương trỡnh trờn thanh cụng cụ của menu chớnh và thực hiện trả lời đầy đủ cỏc yờu cầu
Kết nối cảm biến
Bước 3: Giỏm sỏt hoạt động của mụ hỡnh thực tế.
Hỡnh 3.25: Mụ hỡnh thực tế
Giai đoạn 1: Khi cho nước vào hồ (giếng tàu ) thỡ cần phao nõng tấm chắn lờn (Xem hỡnh 3.26). Sau khi tấm chắn vào 2 đầu cảm biến, lập tức tớn hiệu được truyền tới PLC. PLC nhận tớn hiệu và bỏo sỏng đốn (xem hỡnh 3.27 ) và xử lý tớn hiệu. Sau đú, truyền tớn hiệu đến bơm và đốn hỳt khụ cựng hoạt động. (hỡnh 3.28)
Hỡnh 3.26: Tấm chắn tỏc động Hỡnh 3.27:Đốn tớn hiệu hỳt khụ trờn PLC
đến cảm biến hỳt khụ sỏng lờn
.
Hỡnh 3.28: Bơm hỳt khụ hỳt nước ra ngoài Tấm chắn đi lờn Nước vào Ống dẫn nước Nước ra ngoài Đốn hỳt khụ phỏt sỏng
Sau khi bơm hỳt nước ra ngoài, tấm chắn hạ xuống và tỏc động vào cảm biến ngắt bơm và trung tõm xử lý PLC sẽ truyền tớn hiệu ngắt bơm và đốn hỳt khụ. (xem hỡnh 3.29, 3.30)
Hỡnh 3.29: Đốn hỳt khụ ngừng hoạt động
Hỡnh 3.30: Bơm hỳt khụ Hỡnh 3.31:Tấm chắn tỏc động
ngừng hoạt động cảm biến cứu đắm
Giai đoạn 2: Trường hợp bơm hỳt khụ làm việc mà nước vẫn tớp tục tăng thỡ tấm chắn sẽ tỏc dộng đến cảm biến cứu đắm và PLC sẽ truyền tớn hiệu tiếp đến bơm đốn cứu đắm , cũi sẽ kờu trong 5s và cả bơm cựng hoạt động (hỡnh 3.31; 3.32)
Hỡnh 3.32: Bơm hỳt khụ và cứu đắm cựng hoạt động
Bơm cứu đắm bơm nước ra ngoài
Bơm hỳt khụ cựng hoạt động
Giai đoạn 3: Trường hợp nếu cả 2 bơm cựng hoạt động mà nước trong giếng vẫn tiếp tục tăng thỡ cũi và đốn bỏo khẩn cấp SOS sẽ kờu liờn tục.
3.4. Nhận xột
Qua quỏ trỡnh chạy thử nghiệm trờn mụ hỡnh và thành cụng, tụi nhận thấy rằng: Sự làm việc của hệ thống hỳt khụ và cứu đắm trờn mụ hỡnh tốt, thời diểm khởi động bơm theo chương trỡnh là hoàn toàn chớnh xỏc, cỏc đốn bỏo sỏng hoạt động bỡnh thường, đỳng thời điểm, cảm biến ngắt bơm, thời gian trễ theo yờu cầu là chớnh xỏc so với yờu cầu, cũng như chương trỡnh đó lập trỡnh sẵn. Ngoài ra, cỏc tớn hiệu truyền đến và bộ xử lý trung tõm PLC làm việc tốt, là cơ sở để đưa ứng dụng PLC vào thực tế.
CHƯƠNG 4 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT í KIẾN. 4.1. Kết luận:
Việc ứng dụng PLC vào hệ thống tàu cỏ là một bước tiến mới mẻ cho việc tự động húa cỏc hệ thống. Nú khụng chỉ đảm bảo độ tin cậy làm việc, kết cấu gọn nhẹ mà cũn nõng cao khả năng an toàn cho cỏc thuyền viờn trờn tàu khi tàu gặp sự cố.
Qua quỏ trỡnh thực hiện đề tài, nú đó giỳp tụi:
Nõng cao kiến thức khi tỡm hiểu về yờu cầu, đặc điểm, kết cấu của cỏc hệ thống trờn cỏc tàu.
Chế tạo thành cụng mụ hỡnh hệ thống tàu cỏ vỏ gỗ.
Tỡm hiểu được khả năng ứng dụng PLC vào trong hệ thống tàu biển núi riờng và trong đời sống núi chung.
Đặc biệt nõng cao khả năng tư duy, sỏng tao, lắp rỏp mạch điện, lập trỡnh PLC.
Với sự giỳp đỡ của thầy Đoàn Phước Thọ cựng với cỏc bạn, em hoàn thành đề tài này. Trong quỏ trỡnh làm đề tài khụng sao trỏnh khỏi thiếu sút. Vỡ vậy, tụi rất mong được sự gúp ý của ban hội đồng để đề tài hoàn thiện hơn.
4.2. Đề xuất ý kiến:
Trong suốt thời gian tỡm hiểu, nghiờn cứu và xõy dựng mụ hỡnh.Tụi nhận thấy để ỏp dụng tớnh tự động và nõng cao khả năng an toàn, phự hợp cho tàu đỏnh bắt cỏ xa bờ thỡ nờn thiết kế và ỏp dụng một số thiết bị cú tớnh tự động cao hơn và phự hợp với điều kiện hoạt động của tàu.
Gồm cú 2 phương ỏn sau:
+ Phương ỏn 1: Bố trớ ly hợp điện từ cho bơm hỳt khụ lai với mỏy chớnh
Hỡnh 4.1: Bơm hỳt khụ gắn ly hợp điện từ.
Hỡnh 4.2: Bố trớ bơm gắn ly hợp điện từ lờn tàu
Dựa trờn nguyờn lý, cấu tạo thỡ ly hợp điện từ là thiết bị điện cơ dễ sử dụng, dễ thỏo lắp và sữa chữa, được sử dụng rộng rói, làm việc tin cậy và giỏ cả hợp lý.
+ Phương ỏn 2: Tận dụng hệ thống cứu hỏa vào phục vụ cho hệ thống cứu đắm bằng việc bố trớ thờm 2 van điện từ (solenoid). Với nguyờn tắc, khi nước tràn vào khoan tàu bơm hỳt khụ hoạt động mà nước vẫn tiếp tục tăng thỡ bơm cứu đắm (bơm cọ) và bơm cứu hỏa cựng đưa vào hoạt động. Khi đú van điện từ sẽ tự động đống cửa hỳt từ mạn lại và van điện từ khỏc sẽ mở cửa hỳt từ giếng tàu ra (xem hỡnh 4.3)
Hỡnh 4.3: Bố trớ bơm cứu hỏa và van điện từ
Việc nõng cao tớnh tự động cho hệ thống tàu khi ỏp dụng 2 phương ỏn trờn là cú cơ sở và phự hợp với điều kiện hoạt động của tàu, đồng thời nõng cao khả tớnh an toàn cho tàu ở mức cao nhất .
Hỡnh 4.4: Mụ phỏng sơ đồ bố trớ cỏc thiết bị, hệ thống tự động trờn tàu
Bơm cứu hỏa Van điện từ
Nước ra Nước vào PLC Bơm hỳt khụ cú ly hợp điện từ Bơm cứu hỏa Cảm biến
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. TS.Chõu Chớ Đức,2008, Kỹ Thuật Điều Khiển Lập Trỡnh PLC SIMATIC S7 200,TP Hồ Chớ Minh.
[2]. K/S Trần Văn Thành, (2007), Thiết kế hệ thống điều khiển cơ bản với S7 200
[3].PGS TS Đào Hoa Việt,2005,Tập bài giảng ứng dụng PLC trong cỏc hệ điều khiển số và truyền thụng cụng nghiệp, Hà Nội.
[4].Nguyễn Ngọc Phương,Nguyễn Trường Thịnh,2012,Hệ thống điều khiển tự động khớ nộn,Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật TP.HCM
[5]. Nguyễn Doón Phước,Phan Xuõn Minh,Vũ Văn Hà,2004,Tự động húa với SIMATIC S7 300,Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[6].Tiờu chuẩn Việt Nam,2003,Quy phạm phõn cấp và đúng tàu cỏ biển cỡ nhỏ,Nhà xuất bản nụng nghiệp Hà Nội.
[7]Trần Cụng Nghị,10/2012,Hệ Thống Tàu,Trường đại học Giao Thụng Vận Tải TP.Hồ Chớ Minh. [8] Trang wed: http://123doc.vn/document/167101-small-07-tu-dong-hoa-voi-simatic-sl- 300.htm http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-ung-dung-plc-vao-he-thong-dieu-khien- thang-may-3509/ http://timtailieu.vn/tai-lieu/chuong-trinh-dao-tao-plc-s7-300-3868/ http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/cau-truc-plc-s7-300.244677.html