Đồ án Điều khiển và giám sát (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Điều khiển và giám sát (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ÐIỆN – ÐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT GVHD: Ths Nguyễn Tấn Ðời SVTH: Nguyễn Trần Quốc Hân MSSV: 10201011 SVTH: Hà Duy Linh MSSV3 : 10201023 SKL003036 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH CÂN TRỘN NGUYÊN LIỆU GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Trần Quốc Hân MSSV: 10201011 SVTH: Hà Duy Linh MSSV: 10201023 Tp. Hồ Chí Minh – 24/07/2014
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH CÂN TRỘN NGUYÊN LIỆU GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Trần Quốc Hân MSSV: 10201011 SVTH: Hà Duy Linh MSSV: 10201023 Tp. Hồ Chí Minh - 24/07/2014
4. MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU 1 LỜI MỞ ĐẦU 2 LỜI CẢM ƠN 3 PHẦN II: NỘI DUNG 4 CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP 5 1.1 Đặt vấn đề 6 1.2 Lý do chọn đề tài 7 1.3 Đối tượng nghiên cứu 7 1.4 Giới hạn đề tài 7 1.5 Dàn ý nghiên cứu 7 1.5.1 PLC S7-200 7 1.5.2 Loadcell 8 1.5.3 Đầu cân EX-2002 Dingo – EXCELL 8 1.5.4 Màn hình HMI Delta 8 1.5.5 Khí nén 8 1.6 Tình hình nghiên cứu 8 1.6.1 Trong nước 8 1.6.2 Trên thế giới 9 1.7 Ý nghĩa thực tiễn 9 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 PLC S7-200. 11 2.1.1 Tổng quan PLC 11 2.1.2 Đặc điểm PLC S7-200 12 2.1.3 Cấu trúc vùng nhớ của PLC S7-200 16 2.1.4 Thực hiện chương trình 17 2.1.5 Ngôn ngữ Ladder Logic ( LAD ) 19 2.1.6 Chuẩn giao tiếp PLC S7-200 19 2.2 GIỚI THIỆU LOADCELL 20
5. 2.2.1 Cấu tạo loadcell 20 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 22 2.2.3 Loadcell được dùng trong đề tài 23 2.3 Đầu cân điện tử 23 2.3.1 Một số loại đầu cân thực tế 23 2.3.2 Đầu cân DINGO EX2002 25 2.3.2.1 Tính năng 25 2.3.2.2 Chức năng các phím trên đầu cân EX-2002 Dingo-EXCELL 26 2.3.2.3 Chức năng các chân kết nối 27 2.3.2.4 Cách cân chỉnh đầu cân 28 2.3.2.5 Cấu trúc dữ liệu 34 2.4 Khí nén 35 2.4.1 Những đặc điểm cơ bản 35 2.4.2 Cấu trúc của hệ thống khí nén (The structure of Pneumatic Systems) 36 2.4.3 Van và Xi lanh khí nén 37 2.4.3.1 Xi lanh truyền động và cơ cấu chấp hành 37 2.4.3.2 Van khí nén 38 CHƯƠNG 3: CHẾ ĐỘ TRUYỀN THÔNG FREEPORT 42 3.1 Tổng quan 43 3.2 Cách thức truyền thông 43 3.2.1 Thiết lập 43 3.2.2 Lệnh nhận RCV 44 3.3 Một số ô nhớ đặc biệt trong S7-200 45 3.4 Thực hiện giao tiếp PLC và đầu cân 50 CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN TRỘN 53 4.1 Tổng quan về hệ thống 54 4.1.1 Tổng quát 54 4.1.2 Các ứng dụng chính của hệ thống 54 4.2 Các thành phần của hệ thống 54 4.2.1 Bồn chứa 54 4.2.2 Hệ thống van 54
6. 4.2.3 Hệ thống cân 55 4.2.4 Động cơ bơm, trộn, kéo băng tải 55 4.2.5 Trung tâm điều khiển và giám sát 55 4.3 Các phương pháp điều khiển hệ thống 55 4.3.1 Sử dụng LoadCell và Vi xử lý 55 4.3.2 Sử dụng LoadCell và PLC 56 4.3.3 Sử dụng LoadCell, đầu cân và PLC 57 4.4 Một số hệ thống tiêu biểu 58 4.4.1 Trạm trộn bê tông tươi 58 4.4.1.1 Mô hình trạm trộn bê tông tươi 58 4.4.1.2 Các khối chức năng của trạm 59 4.4.1.3 Hình ảnh một số nhà máy trộn bê tông tươi thực tế 60 4.4.2 Trạm trộn chất rắn khô 61 4.4.3 Dây chuyền cân trộn trong nhà máy cám 61 CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG 62 5.1 Giới thiệu màn hình HMI Delta DOP-B07S411 63 5.2 Phần cứng màn hình HMI DELTA DOP-B07S411 63 5.2.1 Thiết lập thiết bị đầu cuối cho DELTA DOP-B07S411 64 5.2.2 Các phương thức truyền thông 64 5.3 Giao diện phần mềm DOPSoft 65 5.4 Một số thao tác thường dùng 68 5.5 Điều khiển và giám sát 68 5.5.1 Phần điều khiển 68 5.5.2 Phần giám sát 69 5.6 Thiết kế giao diện HMI 69 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 71 6.1 GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH 72 6.1.1 Yêu cầu cho mô hình 72 6.1.2 Sơ đồ khối hệ thống 72 6.1.3 Các thành phần trong mô hình 74 6.2 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 75
7. 6.2.1 Thiết kế và thi công cơ khí 75 6.2.2 Sơ đồ kết nối hệ thống 78 6.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG CÂN TRỘN NGUYÊN LIỆU VÀ THIẾT KẾ LƯU ĐỒ 80 6.3.1 Mô hình toàn hệ thống 80 6.3.2 Nguyên lý hoạt động 80 6.3.3 Thiết kế lưu đồ 82 CHƯƠNG 7:KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 84 7.1 Kết quả nghiên cứu 85 7.2 Kết luận 85 7.3 Hướng phát triển đề tài 86 PHẦN III: PHỤ LỤC 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CHO PLC 89
8. DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Hình dạng thực tế của PLC S7-200 16 Hình 2.2: Sơ đồ kết nối ngõ vào/ra cho CPU 226 (DC/DC/DC) 16 Hình 2.3: Cấu trúc vùng nhớ của S7-200 16 Hình 2.4: Vòng quét trong S7-200 18 Hình 2.5: Sơ đồ chân RS485 19 Hình 2.6: Bộ chuyển đổi RS232/RS485 20 Hình 2.7: Kết nối PLC với PC qua cổng RS232 20 Hình 2.8: Cấu tạo Loadcell 21 Hình 2.9: Sơ đồ dây của Loadcell 21 Hình 2.1 : Sơ đồ mạch cầu mắc kiểu Wheatstone 21 Hình 2.11: Loadcell trong mô hình 23 Hình 2.12: Đầu cân CKW55 – OHAUS 24 Hình 2.13: Đầu cân WE2 4 – INFINITY 24 Hình 2.14: Đầu cân EX-2002 Dingo – EXCELL 24 Hình 2.15:Chức năng các chân đầu cân EX-2002 Dingo – EXCELL 27 Hình 2.16a: Hệ thống điện – khí nén 36 Hình 2.16b: Hệ thống điều khiển khí nén 37 Hình 2.16c: Hệ thống điều khiển bằng điện-khí nén 37 Hình 2.17: Van đảo chiều 39 Hình 2.18: Ký hiệu van đảo chiều 40 Hình 3.1: Cấu trúc tín hiệu nhận 44 Hình 3.2: Ví dụ truyền thông khai báo cho PLC 51 Hình 3.3: Ví dụ truyền thông khai báo cho PLC 52 Hình 4.1: Sơ đồ khối hệ thống dùng Loadcell , Vi xử lý 55 Hình 4.2: Sơ đồ khối hệ thống dùng LoadCell, PLC 56 Hình 4.3: Sơ đồ khối hệ thống dùng LoadCell, đầu cân, PLC 57 Hình 4.4: Mô hình trạm trộn bê tông 58 Hình 4.5: Trạm trộn bê tông tươi tại nhà máy Trà My 60
9. Hinh 4.6: Trạm trộn bê tông tươi tại nhà máy khác 60 Hình 4.7: ây chuyền tinh luyện kim loại màu 61 Hình 4.8: ây chuyền sản xuất trong nhà máy cám. 61 Hình 5.1: Màn hình Delta DOP-B07S411 63 Hình 5.2: Các cổng kết nối ngoại vi 64 Hình 5.3: Phương thức giao tiếp giữa các thiết bị 64 Hình 5.4: Phần mềm PSo t 65 Hình 5.5: Trang kh i động 66 Hình 5.6: Các loại màn hình HMI elta 66 Hình 5.7: Chọn cổng giao tiếp và PLC cần kết nối 67 Hình 5.8: Các thành phần thiết kế giao diện chính 67 Hình 5.9: Chế độ chọn nguyên liệu bằng tay 69 Hình 5.1 : Chế độ chọn nguyên liệu tự động 70 Hình 6.1: Sơ đồ khối hệ thống cân phối trộn 72 Hình 6.2: Hình ảnh 3 của thiết kế bồn chứa nguyên liệu 75 Hình 6.3: Hình ảnh 3 của thiết kế vít tải 76 Hình 6.4: Hình ảnh 3 của thiết kế gàu tải 76 Hình 6.5: Hình ảnh 3 của thiết kế bồn trộn nguyên liệu 77 Hình 6.6: Sơ đồ kết nối hệ thống 78 Hình 6.7: Sơ đồ đi dây trong tủ điện 79 Hình 6.8: Hình ảnh 3 của thiết kế mô hình cân phối trộn 80 Hình 6.9: Lưu đồ chương trình 83
10. DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các loại CPU S7-200 12 Bảng 2.2: Độ phân giải của các loại Timer của S7-200, CPU226 15 Bảng 2.3: Chức năng các chân của RS485 19 Bảng 2.4: Cài đặt cho đầu cân EX-2002 Dingo – EXCELL 29 Bảng 2.5: Cấu trúc dữ liệu đầu cân EX-2002 Dingo – EXCELL 34 Bảng 2.6: Bảng mã ASCII của Freame dữ liệu 35 Bảng 2.7: Phân loại xi lanh. 38 Bảng 2.8: Tên của van 40 Bảng 2.9: Kí hiệu van đảo chiều 41 Bảng 3.1: Bảng chức năng vùng nhớ SMB30 và SMB130 44 Bảng 3.2: Bảng chức năng vùng nhớ SMB8 đến SMB21 47 Bảng 3.3: Bảng chức năng vùng nhớ SMB86,186 và SMB87, 187 49 Bảng 3.4: Bảng chức năng vùng nhớ SMB88 đến 94, SMB188 đến 194 50 Bảng 5.1: Các dòng PLC mà DOP-B truyền thông 65 Bảng 5.2: Một số thao tác thường dùng 68
11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 1
12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU  Nền công nghiệp thế giới đang trên đà phát triển với tốc độ nhanh, quy luật thay thế và sự cạnh tranh ngày một diễn ra mạnh mẽ trên tất cả các phương tiện, trong đó tự động điều khiển là một vấn đề được đặt lên hàng đầu trong quá trình nghiên cứu cũng như ứng dụng công nghệ mới vào sản xuất. Nó đòi hỏi khả năng xử lý, mức độ hoàn hảo, sự chính xác của hệ thống sản xuất ngày một cao, giá thành giảm, đồng thời tạo ra được những sản phẩm có thể đáp ứng được nhu cầu về số lượng, chất lượng cũng như thẩm mỹ ngày càng cao của xã hội. Với sự đòi hỏi khắt khe của con người như vậy nên những năm đầu thập niên 6 máy tính được ra đời, nó đã đánh dấu sự bắt đầu cho một quá trình phát triển của nhiều thiết bị, cùng với sự phát triển của các nghành sản xuất khác, nghành tự động ngày càng phát triển mạnh mẽ các trang thiết bị máy móc phục vụ trong công nghiệp. Một trong những thiết bị phải kể đến. Đó là thiết bị Programmable Logic Controller viết tắt là PLC. Với khả năng ứng dụng có nhiều ưu điểm nổi bật, PLC ngày càng thâm nhập sâu rộng trong nền sản xuất. Nhận thức được tầm quan trọng đó, nên chúng em cần nghiên cứu, tìm hiểu và ứng dụng PLC nhằm góp phần vào công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Vì vậy, nhóm thực hiện đã tập trung nghiên cứu đề tài: Điều Khiển Và Giám Sát Mô Hình Cân Trộn Nguyên Liệu” Quá trình thực hiện là điều kiện tốt nhất để học hỏi kinh nghiệm, xây dựng một mô hình sản xuất và phương pháp lập trình điều khiển bằng PLC. Những kiến thức, năng lực đạt được trong quá trình học tập trường sẽ được đánh giá qua đợt bảo vệ đồ án cuối khóa. Vì vậy nhóm cố gắng tận dụng những kiến thức đã học trường cùng với sự tìm tòi, nghiên cứu cùng với sự hướng dẫn tận tình của Giáo viên hướng dẫn, Thầy Cô thuộc Khoa Điện - Điện Tử để hoàn thành tốt đồ án này. Mặc dù nhóm thực hiện đề tài đã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt ra đúng thời hạn nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, mong quý Thầy Cô và các bạn sinh viên thông cảm. Nhóm thực hiện đề tài mong nhận được những ý kiến đóng góp t quý Thầy Cô và các bạn sinh viên. Xin chân thành cảm ơn! Người Thực Hiện Đề Tài Hà Duy Linh - Nguyễn Trần Quốc Hân GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 2
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN  Để có được ngày hôm nay trước tiên con sinh cảm ơn ba mẹ đã không quản ngại khó nhọc lo toan chăm chút cho con, nuôi dưỡng con thành người. Xin cảm ơn những mái trường mà em đã đi qua suốt thời niên thiếu. Em sẽ ghi nhớ mãi công ơn của tất cả các thầy cô đã dìu dắt em t những buổi học vỡ lòng cho đến nay. Cảm ơn mái trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã cho em m rộng cánh cửa cuộc đời. Kính lời cảm ơn các thầy cô khoa điện-điện tử đã cho em vốn kiến thức và kinh nghiệm về chuyên môn dành nhiều tình cảm tốt đẹp và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em học tập tốt. G i đến thầy Nguyễn Tấn Đời lời ghi ơn vô vàng, người thầy đã trực tiếp theo sát, tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em trong suốt quá trình làm luận văn. Sau cùng là lời cảm ơn chân thành các anh chị những khóa trước cùng tất cả các bạn lớp 1 2 1 đã chia sẻ trao đổi kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn! Người Thực Hiện Đề Tài Hà Duy Linh - Nguyễn Trần Quốc Hân GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 3
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN II GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 4
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1 DẪN NHẬP GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 5
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1 Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật các hệ thống điều khiển trong công nghiệp cũng không ng ng phát triển nhằm năng cao năng suất lao động, đảm bảo được sức khỏe và an toàn cho người. Kỹ thuật điều khiển là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu của sự phát triển khoa học kỹ thuật. Trong kỹ thuật điều khiển theo phương pháp cũ, để thực hiện một dây chuyền sản xuất, một hệ thống hay một thiết bị hoạt động theo một yêu cầu nào đó, người ta thực hiện chúng bằng cách kết nối các linh kiện rời rạc lại với nhau. Việc thực hiện yêu cầu đó đòi hỏi người thiết kế phải có một kiến thức nhất định, lắp đặt phức tạp, tốn khá nhiều về thời gian, việc bảo quản, bảo trì cũng là một vấn đè lớn, giá thành tr nên rất cao. Đặt biệt là muốn thay đổi một sự hoạt động nào đó của hệ thống, đôi khi phải thay thế và thiết kế lại toàn bộ hệ thống. Với những hạn chế của hệ thống điều khiển cũ mà ngày nay hầu hết các nhà máy xí nghiệp đã thay thế hệ thống điều khiển bằng tiếp điểm sang hệ thống điều khiển có thể lập trình được. Ở nước ta việc ứng dụng vào lĩnh vực này đang có chiều hướng ngày càng phát triển cao nhờ vào sự đổi mới và cải tiến, nâng cao được chất lượng sản phẩm. Hơn nữa do nền kinh tế thị trường phát triển, các hàng hóa cạnh tranh với nhau không ng ng. Cho nên các chủ doanh nghiệp phải làm thế nào để giảm giá thành sản phẩm và nâng cao chất lượng sản phẩm để cạnh tranh. Có rất nhiều biện pháp đặt ra nhưng biện pháp tốt nhất là giảm chi phí tiền công sản xuất ra một sản phẩm. Làm thế nào để giảm chi phí tiền công lao động ?. Có rất nhiều biện pháp trong đó biện pháp được quan tâm nhất là ứng dụng hệ thống điều khiển mới vào qui trình sản xuất. Đó là hệ thống điều khiển lập trình PLC. Hệ thống điều khiển lập trình PLC có nhiều ưu điểm nổi bật so với những bộ điều khiển khác như: Đơn giản, dễ thay đổi, dễ lập trình, tin cậy trong môi trường công nghiệp, cạnh tranh được giá thành với các bộ điều khiển khác. Với việc điều khiển và giám sát mô hình đi kèm theo đó là những thiết bị giao tiếp giữa người điều hành với thiết bị HMI Human-Machine-Interface) được ứng dụng rộng rãi hiện nay. GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 6
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2 Lý do chọn đề tài Là một kỹ sư điện tử, công việc gắn liền với các thiết bị điều khiển, vận hành hệ thống sản xuất. Vì thế, những hiểu biết về điều khiển lập trình PLC sẽ tạo nhiều thuận lợi để làm việc tốt hơn. Khi đang ngồi trên ghế nhà trường, việc tìm hiểu, nghiên cứu để nắm vững phương pháp lập trình trên bộ PLC giao tiếp với các thiết bị khác như động cơ, màn hình HMI Human-Machine-Inter ace rất có ý nghĩa và là điều kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm. Vì vậy, nhóm quyết định thực hiện đề tài: Điều Khiển Và Giám Sát Mô Hình Cân Trộn Nguyên Liệu”. 1.3 Đối tượng nghiên cứu Với đề tài: Điều Khiển Và Giám Sát Mô Hình Cân Trộn Nguyên Liệu”. Đối tượng nghiên cứu chính của nhóm là sử dụng PLC S7-2 CPU 226 , giao tiếp giữa HMI elta P-B 7S411 với PLC S7-2 , phần mềm PSo t, loadcell, hệ thống điện - khí nén và đầu cân EX-2002 Dingo – EXCELL. 1.4 Giới hạn đề tài o các điều kiện hạn chế chủ quan và khách quan khác nhau như thời gian, kiến thức Nhóm thực hiện được những nội dung sau: Thiết kế lý thuyết và thi công sửa chữa, cải tiến mô hình có sẵn, bổ sung bảng điều khiển HMI. ùng giao diện HMI điều khiển mô hình thông qua PLC. Thiết lập lưu đồ điều khiển. Lập trình điều khiển trên bộ PLC của Simatic S7-200 CPU226. Kết nối PLC với mô hình. 1.5 Dàn ý nghiên cứu 1.5.1 PLC S7-200 Tổng quan về PLC S7-200. Đặc điểm của PLC S7-200. Cấu trúc vùng nhớ của PLC S7-200. GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 7
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Một số ô nhớ đặc biệt trong S7-200. Các chuẩn giao tiếp PLC S7-200. 1.5.2 Loadcell Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. 1.5.3 Đầu cân EX-2002 Dingo – EXCELL Tính năng của đầu cân EX-2002 Dingo – EXCELL. 1.5.4 Màn hình HMI Delta Các phương thức truyền thông. Làm việc với màn hình HMI elta P-B07S411. Sử dụng phần mềm PSo t. 1.5.5 Khí nén Cấu trúc của hệ thống khí nén. Van xi và lanh khí nén. 1.6 Tình hình nghiên cứu 1.6.1 Trong nước Hiện nay, nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Vì thế, công nghệ tự động hóa đóng vai trò quan trọng, tự động hóa giúp tăng năng suất, tăng độ chính xác và do đó tăng hiệu quả quá trình sản xuất. Để có thể đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa , hiện đại hóa bên cạnh các máy móc cơ khí hay điện, các dây chuyền sản xuất , cũng cần thiết phải có các bộ điều khiển để điều khiển chúng. PLC là một trong các bộ điều khiển đáp ứng đươc yêu cầu đó.  Một số lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC nước ta hiện nay: Năng lượng: Điều khiển nguyên liệu cho quá trình đốt, xử lý trong các turbin , điều khiển và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời. Vận chuyển người, hàng hóa: Điều khiển hệ thống thang máy, thang cuốn, quản lý các bãi giữ xe tự động. Trong sản xuất: Đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm soát quá trình sản xuất, cân đo, đóng gói, hòa trộn nguyên liệu. GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 8
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.6.2 Trên thế giới PLC được sản xuất b i nhiều hãng khác nhau trên thế giới. Về nguyên lý hoạt động, các PLC này có tính năng tương tự nhau, nhưng về lập trình sử dụng thì chúng hoàn toàn khác nhau do thiết kế khác nhau của mỗi nhà sản xuất. Một số hãng sản xuất PLC lớn có tên tuổi như: Siemens, Toshiba, Mishubisi, mron, Allan Bradley, Rocwell, Fanuc là các hãng chiếm phần lớn thị phần PLC thế giới. Ngày nay, trên thế giới chúng ta có thể thấy PLC được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp. Chúng được sử dụng trong công nghiệp hoá chất, công nghiệp chế biến dầu, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp cơ khí, công nghiệp xử lý nước và chất thải, công nghiệp dược phẩm, công nghiệp dệt may, nhà máy điện hạt nhân, trong công nghiệp khai khoáng, giao thông vận tải, quân sự, hệ thống đảm bảo an toàn, trong các hệ thống vận chuyển tự động, điều khiển robot, điều khiển máy công cụ CNC Các PLC có thể kết nối với các máy tính để truyền, thu thập và lưu trữ số liệu bao gồm cả quá trình điều khiển bằng thống kê, quá trình đảm bảo chất lượng, chẩn đoán sự cố trực tuyến, thay đổi chương trình điều khiển t xa. Ngoài ra PLC còn được dùng trong hệ thống quản lý năng lượng nhằm giảm giá thành và cải thiện môi trường điều khiển trong các các hệ thống phục vụ sản xuất, trong các dịch vụ và các văn phòng công s . 1.7 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài Điều Khiển Và Giám Sát Mô Hình Cân Trộn Nguyên Liệu” sẽ giúp cho chúng em cũng như các bạn sinh viên có được ý tư ng phù hợp với thực tế, phù hợp với khả năng của mình và triển khai ý tư ng đó, thấy được tầm quan trọng của nghành mình học. Trong quá trình thực hiện đề tài chúng em tìm hiểu thực tế về các thiết bị tự động hoá như PLC S7-200 CPU226, màn hình HMI Delta DOP-B 7S411, loadcell, đầu cân điện tử EX-2002 Dingo – EXCELL, các van khí nén và hệ thống điện – khí nén đơn giản. Đây là cơ hội để sinh viên ứng dụng những kiến thức lý thuyết đã học để áp dụng vào việc xây dựng mô hình tự động hoá trong công nghiệp. Tuy chỉ là một mô hình nhỏ nhưng qua đó chúng em khi ra trường có thể chủ động nắm bắt được công việc, phát huy sáng tạo thêm những kiến thức đã học để hoàn thành tốt công việc. GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 9
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THU T GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 10
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1 PLC S7-200. 2.1.1 Tổng quan PLC Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một dây chuyền, một thiết bị máy móc công nghiệp người ta thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển rời rơle, timer, contactor lại với nhau tu theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điều khiển. Công việc này khá phức tạp trong thi công, sửa chữa và bảo trì do đó giá thành cao. Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một hoạt động nào đó. Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta chọn để điều khiển cho hệ thống sản xuất cần phải hội tụ đủ các yêu cầu như: giá thành thấp, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định, linh hoạt T đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC Programable Logic Control ra đời đã giải quyết được vấn đề trên. Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên đó được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Moto - Mỹ . Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế t ng bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành hơn nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn, do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình. Một PLC có đầy đủ các chức năng như: bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp khác nhau. Hoạt động của PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chương trình nằm trong bộ nhớ, nó luôn cập nhật tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra.  Những ưu điểm của PLC: Thiết bị chống nhiễu cao. Có thể kết nối thêm các module để m rộng ngõ vào/ra. Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu. ễ dàng thay đổi chương trình điều khiển bằng máy lập trình hoặc máy tính cá nhân. Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ, bảo trì dễ dàng. GVHD: Ths Nguyễn Tấn Đời Trang 11