Đồ án Thiết kế hệ thống SCADA cho dây chuyền sản xuất gạch men (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế hệ thống SCADA cho dây chuyền sản xuất gạch men (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH MEN GVHD: TS. NGÔ VĂN THUYÊN SVTH: TRẦN HẢI ĐĂNG MSSV: 15341005 SVTH: THÁI HOÀNG TUẤN MSSV: 15341035 S K L 0 0 4 5 0 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2017
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 NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH MEN GVHD: TS Ngô Văn Thuyên SVTH1: Trần Hải Đăng MSSV1: 15341005 SVTH2: Thái Hoàng Tuấn MSSV2: 15341035 Tp.Hồ Chí Minh - 1/2017
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 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH MEN GVHD: TS Ngô Văn Thuyên SVTH1: Trần Hải Đăng MSSV1: 15341005 SVTH2: Thái Hoàng Tuấn MSSV2: 15341035 Tp.Hồ Chí Minh - 1/2017
4. TRƯỜNG ĐH.SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP.HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp.HCM, Ngày 13 Tháng 1 Năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Hải Đăng MSSV: 15341005 Thái Hoàng Tuấn MSSV: 15341035 Chuyên ngành: C.nghệ KT Đ.tử-Truyền Thông Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Chính Quy (CT) Mã hệ: 03 Khóa: 2015 Lớp: 153410 I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH MEN II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: Tham quan công ty TNHH gạch men NHÀ Ý. Tìm hiểu quy trình sản xuất gạch men tại công ty. Cấu tạo và hoạt động của lò nung gạch men. 2. Nội dung thực hiện: Khảo sát dây chuyền sản xuất gạch men thực tế. Lựa chọn công đoạn sản xuất gạch men thích hợp cho đề tài. Phác thảo mô hình trên phần mềm TIA Portal, lựa chọn thiết bị mô phỏng thích hợp. Viết chương trình hoạt động trên phần mềm TIA Portal. Thiết kế giao diện trên phần mềm TIA Portal. Mô phỏng và chỉnh sửa hệ thống trên phần mềm TIA Portal. Viết luận văn báo cáo. Báo cáo đề tài tốt nghiệp.
5. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/10/2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 13/01/2017 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Ngô Văn Thuyên CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
6. LỜI CAM ĐOAN Đề tài này là do chúng tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. Người thực hiện đề tài Trần Hải Đăng Thái Hoàng Tuấn
7. LỜI CẢM ƠN Chúng tôi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Ngô Văn Thuyên, Phó Hiệu Trưởng Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, thầy đã gợi ý về đề tài, chia sẻ kinh nghiệm và trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện cho chúng tôi thực hiện đồ án này. Cảm ơn đến toàn thể cán bộ, công nhân viên của Công ty TNHH Gạch Men Nhà Ý, Đặc biệt là Ông Nguyễn Trung Dũng, Giám Đốc nhân sự của quý công ty đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng tôi có cơ hội tham quan, tìm hiểu dây chuyền sản xuất Gạch men, và thu thập thông tin, kiến thức, tài liệu về thiết bị, máy móc liên quan đến đề tài để chúng tôi có thể sử dụng vào đồ án của mình. Chúng tôi cũng gửi lời đồng cảm ơn tới các thầy cô giảng viên trong Khoa Điện - Điện tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã cung cấp kiến thức bổ ích để có thể vận dụng vào đồ án. Xin chân thành cảm ơn! Người thực hiện đề tài Trần Hải Đăng Thái Hoàng Tuấn
8. MỤC LỤC Chương 1. Tổng Quan 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Mục tiêu 3 1.3 Nội dung nghiên cứu 3 1.4 Giới hạn 4 1.5 Bố cục 4 Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết 5 2.1 Giới thiệu doanh nghiệp 5 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất gạch men 7 2.3 Giới thiệu phần cứng 8 2.3.1 Khối cảm biến 9 2.3.2 Khối lò nung và điều khiển nhiệt độ 13 2.3.3 Khối động cơ và điều khiển động cơ 18 2.3.4 Khối cơ cấu phân loại và đóng gói 24 2.3.5 Khối điều khiển trung tâm PLC S7-300 27 2.4 Khái quát chung về SCADA 29 2.4.1 Tổng quan về SCADA 29 2.4.2 Ưu điểm khi ứng dụng hệ thống SCADA 30 2.4.3 Phần cứng và phần mềm của hệ SCADA 30 Chương 3. Thiết Kế Phần Cứng 33 3.1 Giới thiệu 33 3.2 Thiết kế hệ thống 33 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối của hệ thống 33 3.2.2 Thiết kế các khối 35 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 43 Chương 4. Thiết Kế Phần Mềm 46 4.1 Giới thiệu 46 4.2 Thiết kế lưu đồ điều khiển 46
9. 4.3 Thiết kế phần mềm 48 4.3.1 Thiết kế chức năng giám sát quá trình nung – phân loại – đóng gói 48 4.3.2 Thiết kế chức năng giám sát nhiệt độ lò nung 49 4.3.3 Thiết kế chức năng phân quyền 50 4.3.4 Thiết kế chức năng cảnh báo (Alarm) 51 4.3.5 Thiết kế chức năng lưu lịch sử (History) 51 4.3.6 Thiết kế chức năng xuất báo cáo (Report) 52 Chương 5. Kết Quả Mô Phỏng 53 5.1 Các kết quả mô phỏng 53 5.2.1 Chức năng giám sát quy trình nung – phân loại – đóng gói 53 5.2.2 Chức năng giám sát nhiệt độ lò nung 56 5.2.3 Chức năng cảnh báo (Alarm) 57 5.2.4 Chức năng lưu lịch sử (History) 59 5.2.5 Chức năng xuất báo cáo (Report) 59 5.2 Nhận xét và đánh giá 60 Chương 6. Kết Luận Và Hướng Phát Triển 61 6.1 Kết luận 61 6.2 Hướng phát triển 61 Tài Liệu Tham Khảo 62 Phụ Lục 1. THÔNG SỐ KỸ THUẬT BIẾN TẦN MM420 VÀ MM440 63 Phụ Lục 2. CÁC MODULE MỞ RỘNG SM323, SM331, SM332 66 Phụ Lục 3. TẠO PROJECT TRÊN PHẦN MỀM TIA PORTAL 71 Phụ Lục 4. CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 76
10. LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 1.1 Công nhân đang phân loại, thu gom gạch phế 2 Hình 1.2 Nhân công đang tiến hành đo áp suất của quạt gió bằng áp thước đo áp suất 2 Hình 2.1 Logo của công ty TNHH Gạch men Nhà Ý 5 Hình 2.2 Mẫu gạch ốp nền loại 40 x 40 cm và 30 x 30 cm 6 Hình 2.3 Mẫu gạch men ốp tường 30 x 45 cm và 25 x 40 cm 6 Hình 2.4 Sơ đồ khối quy trình sản xuất gạch men 7 Hình 2.5 Bộ chuyển đổi tín hiệu can nhiệt MST 320 – Germany 10 Hình 2.6 Cấu tạo của cảm biến quang 11 Hình 2.7 Cảm biến Y21 của hãng Keller 13 Hình 2.8 Lò nung gạch men của công ty TNHH gạch men Nhà Ý 14 Hình 2.9 Van tuyến tính sử dụng bộ điều khiển GEA – 20P 15 Hình 2.10 Bộ điều khiển van tuyến tính 15 Hình 2.11 Một số dạng thân van 16 Hình 2.12 Sơ đồ khối của bộ điều khiển PID 17 Hình 2.13 Hệ thống điều khiển PID cho van điều khiển nhiệt độ trong lò nung 18 Hình 2.14 Biến tần MM420 của hãng Siemens 20 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý của biến tần MM420 21 Hình 2.16 Biến tần MM440 của hãng Siemens 21 Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lý của biến tần MM440 23 Hình 2.18 Loại bỏ gạch lổ mọt, mẻ cạnh và đánh dấu bút phản quang 24 Hình 2.19 Cảm biến đo kích thước và hiển thị lên màn hình 25 Hình 2.20 Hệ thống các stacter của công ty TNHH Nhà Ý 25 Hình 2.21 Máy đóng gói bao bì gạch men tại công ty 26 Hình 2.22 Gạch men sau khi được đóng gói 26 Hình 2.23 Gạch sau khi đóng gói được chuyển tới máy đai 27 Hình 2.24 Các khối trên một thanh rack của trạm PLC S7-300 28 Hình 2.25 Một số module mở rộng của PLC S7-300 28 Hình 2.26 Các thành phần của hệ SCADA 29 Hình 2.27 Hình ảnh icon của phần mềm TIA Portal V13 31 Hình 3.1 Sơ đồ tổng quát của hệ thống lò nung – phân loại – đóng gói 33 Hình 3.2 Sơ đồ tổng quát của hệ thống lò nung – phân loại – đóng gói 34
11. Hình 3.3 CPU 315-2PN/DP 35 Hình 3.4 Sơ đồ nối dây 5 cặp nhiệt điện với module SM331 36 Hình 3.5 Sơ đồ nối dây động cơ với biến tần 39 Hình 3.6 Sơ đồ nối dây hệ thống động cơ và quạt với module SM332 39 Hình 3.7 Sơ đồ mạch động lực cho hệ thống động cơ kéo con lăn lò nung 40 Hình 3.8 Sơ đồ mạch động lực cho hệ thống quạt và băng tải 40 Hình 3.9 Sơ đồ nối dây hệ thống phân loại và đóng gói với module SM323 41 Hình 3.10 Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt và van điều khiển nhiệt độ 41 Hình 3.11 Sơ đồ kết nối các cảm biến quang với PLC 42 Hình 3.12 Kết nối cảm biến áp suất với module SM331 – 2AI của PLC 43 Hình 3.13 Sơ đồ nối dây toàn mạch của PLC 44 Hình 4.1 Lưu đồ chính của chương trình 46 Hình 4.2 Các lưu đồ con của chương trình 47 Hình 4.3 Giám sát quá trình nung – phân loại – đóng gói 49 Hình 4.4 Giám sát các vùng nhiệt độ lò nung dưới dạng biểu đồ 49 Hình 4.5 Yêu cầu tài khoản admin cho một số chức năng trong hệ thống 50 Hình 4.6 Chức năng cảnh báo của hệ thống khi xảy ra sự cố ở các động cơ 51 Hình 4.7 Chức năng lưu lịch sử hệ thống (History) 52 Hình 4.8 Chức năng xuất báo cáo (Report) 52 Hình 5.1 Kết quả mô phỏng sau khi chạy Runtime 53 Hình 5.2 Mô phỏng quá trình khởi động của lò nhiệt 54 Hình 5.3 Băng tải lò hoạt độ đưa gạch vào vùng nung 54 Hình 5.4 Cảm biến phát hiện đưa gạch vào máy phân loại 55 Hình 5.5 Máy phân loại nhận diện loại gạch loại 1 55 Hình 5.6 Đủ số lượng gạch trên stacker hạ xuống đưa vào máy đóng gói 56 Hình 5.7 Gạch được đóng gói với bao bì tương ứng với loại gạch 56 Hình 5.8 Biểu đồ giám sát nhiệt độ các vùng của lò nung 57 Hình 5.9 Biểu đồ giám sát nhiệt độ các vùng của lò nung 57 Hình 5.10 Số lượng các lỗi được thiết kế trong phần mềm 58 Hình 5.11 Các cảnh báo khi hệ thống xảy ra lỗi về quá nhiệt độ 58 Hình 5.12 Các cảnh báo khi hệ thống xảy ra lỗi băng tải 2 và 5 58 Hình 5.13 Lịch sử về nhiệt độ lò và số lượng sản phẩm trong ngày 59 Hình 5.14 Mẫu báo cáo về nhiệt độ lò nung và sản lượng gạch 59
12. LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2.1 Các loại gạch của nhà máy 5 Bảng 2.2 So sánh giữa cặp nhiệt điện và nhiệt điện trở 9 Bảng 2.3 Các thông số cơ bản của bộ chuyển đổi tín hiệu can nhiệt MST 320 10 Bảng 2.4 Các chế độ hoạt động của cảm biến quang 12 Bảng 2.5 Các thông số cơ bản của cảm biến áp suất Y21 13 Bảng 2.6 Các thống số cơ bản của bộ phận điều khiển 16 Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật của thân van tuyến tính. 16 Bảng 2.8 Chức năng các đầu dây điều khiển 20 Bảng 2.9 Chức năng các đầu dây điều khiển 22 Bảng 3.1 Một số thông số kỹ thuật của CPU 315-2PN/DP 35 Bảng 3.2 Các loại cặp nhiệt điện 36 Bảng 3.3 Các thông số cơ bản của các loại động cơ sử dụng tại công ty Nhà Ý 37 Bảng 3.4 Chọn biến tần và công suất biến tần cho các loại động cơ 38 Bảng 3.5 Cài đặt các thông số cho động cơ 38 Bảng 3.6 Cài đặt các thông số về công suất và tốc độ định mức cho các động cơ 39 Bảng 3.7 Các thông số cơ bản của cảm biến E3F3 42 Bảng 3.8 Địa chỉ vào ra trên PLC S7-300 45 Bảng 4.1 Phân quyền các chức năng cho người sử dụng 50
13. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TNHH Trách nhiệm hữu hạn SCADA Supervisory Control And Data Acquisition PLC Programmable logic controller – bộ điều khiển logic khả trình PID Proportional Integral Derivative TC Thermocouple – Cặp nhiệt điện RTD Resistance Temperature Detector – nhiệt điện trở TIA Portal Totally Integrated Automation Portal HMI Human Machine Interface – giao diện điều khiển giữa người và máy
14. TÓM TẮT Đề tài “Thiết kế hệ thống SCADA cho dây chuyền sản xuất gạch men” nhằm giải quyết các yêu cầu thực tế như: giám sát các quy trình hoạt động các thiết bị có hoạt động đúng hay không, kiểm tra nhiệt độ lò nung đã hợp lý cho việc nung gạch hay chưa. Đồng thời hiển thị lên màn hình điều khiển để người vận hành nắm bắt được kịp thời để đề ra những phương án xử lý phù hợp. Ngoài ra hệ thống còn phải kịp thời cảnh báo khi thiết bị xảy ra lỗi, xuất ra lịch sử hoạt động của thiết bị, có thể lập báo cáo về số lượng sản phẩm từ đó chất lượng các viên gạch được sản xuất ra thị trường được nâng cao, giảm giá thành sản xuất, chi phí thuê nhân công. Từ các yêu cầu thực tế trên trong đề tài này ta cần thiết kế một hệ thống giám sát được quá trình hoạt động của các thiết bị và lưu trữ các thông số cần thiết để xử lý, giám sát và điều khiển được nhiệt độ của lò nung nhằm hạn chế sản xuất ra sản phẩm bị lỗi, điều khiển được toàn bộ dây chuyền sản xuất gạch men diễn ra một các liên tục và ổn định. Người dùng có thể theo dõi quy trình hoạt động của các thiết bị mà không cần phải trực tiếp xuống xưởng sản xuất và giảm bớt lượng nhân công không cần thiết. Có thể phát hiện lỗi, và báo lên hệ thống toàn bộ dây chuyền, người vận hành có thể biết được tình trạng của viên gạch trong quá trình sản xuất để có những giải pháp can thiệp kịp thời tránh sản xuất ra gạch men bị lỗi hàng loạt. đồng thời có thể giám sát hoạt quá trình làm việc của công nhân vận hành về thời gian xảy ra lỗi, thời gian khắc phục sự cố qua history và report. Bảo mật một số chức năng trong quá trình vận hành giữa Admin (tổ trưởng, quản lý ) và Operator (công nhân vận hành) thông qua chức năng User Administration.
15. Chương 1. Tổng Quan Chương 1. Tổng Quan 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay quá trình tự động hóa trong công nghiệp có vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển của nền kinh tế của mỗi quốc gia. Tự động hóa không những giúp nâng cao năng suất, độ chính xác của sản phẩm mà còn được sử dụng để tiết kiệm nguồn lao động, năng lượng, nguyên vật liệu. Nhờ đó người sử dụng có thể điều khiển, giám sát, thu thập thông tin của quá trình sản xuất thông qua máy tính hoặc các thiết bị giao tiếp HMI khác mà không cần phải trực tiếp xuống tới nơi để xử lý, giảm thiểu thời gian chết. Giám sát hệ thống thông qua các chức năng hỗ trợ bên SCADA người vận hành có thể quan sát, khắc phục những lỗi trong phát sinh trong quá trình vận hành giám sát chặt chẽ quy trình, cũng như nhân viên vận hành (tên sự cố, số lỗi, thời gian xảy ra lỗi, thời gian khắc phục lỗi ) báo cáo, phân quyền quản lý thông qua chức năng Trend, History, Alarm logging, Report, User Adiministration. Dây chuyền sản xuất gạch men tại Công ty TNHH Gạch Men Nhà Ý (khu công nghiệp Mỹ Xuân A, Tân Thành, Bà Rịa Vũng Tàu tính tới tháng 10/2016) chưa áp dụng mạng truyền thông, giao tiếp giữa các PLC, các công đoạn được điều khiển bởi các PLC đơn lẻ, thiếu tính đồng bộ, chính vì thế vẫn chưa thiết lập được hệ thống điều khiển, giám sát từ xa (SCADA) cho dây chuyền dẫn đến việc khó khăn trong quá trình vận hành, sản xuất, và mất nhiều thời gian sửa chữa, khắc phục sự cố, tốn nhiều nhân công cũng như thiết bị. Một số công việc như điều khiển hay sản xuất còn dựa nhiều trên kinh nghiệm của nhân viên quản lý, vận hành, việc khắc phục lỗi còn nhiều khó khăn, từ vị trí điều khiển xuống vị trí xảy ra lỗi mất nhiều thời gian, gây nhiều tổn thất, hao hụt về sản lượng. Bên cạnh đó số lượng gạch phế cũng được thu gom thủ công bằng tay, chưa có thiết bị tự động xử lý để tiết kiệm nhân công. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 1
16. Chương 1. Tổng Quan Hình 1.1 Công nhân đang phân loại, thu gom gạch phế Chưa có biểu đồ để giám sát nhiệt độ của từng vùng trong lò nung, việc điều chỉnh lượng nhiệt cho lò nung còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của người giám sát. Việc đo đạc thông số áp suất quạt gió, gas còn mang tính thủ công, mất nhiều thời gian, nhân công, phép đo có thể không chính xác, gây khó khăn trong quá trình đo của nhân công đặc biệt là trong môi trường nóng bức như lò nhiệt. Ngoài ra hệ thống băng tải của công ty vẫn còn được điều khiển theo phương pháp thủ công gây thêm chi phí về điện năng. Hình 1.2 Nhân công đang tiến hành đo áp suất của quạt gió bằng áp thước đo áp suất Với đề tài “Thiết kế hệ thống SCADA cho dây chuyền sản xuất gạch men” sẽ góp phần hỗ trợ cho việc điều khiển, giám sát dây chuyền sản xuất gạch men được chính BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 2
17. Chương 1. Tổng Quan xác và thuận tiện hơn. Có thể phát hiện lỗi, và báo lên hệ thống toàn bộ dây chuyền, người vận hành có thể biết được tình trạng của viên gạch như thế nào trong quá trình sản xuất để có những giải pháp can thiệp kịp thời tránh sản xuất ra gạch men bị lỗi hàng loạt. Có thể theo dõi hoạt động của lò nung theo các giai đoạn để có phương án bảo trì bảo dưỡng kịp thời qua biểu đồ Trend, đồng thời có thể giám sát hoạt quá trình làm việc của công nhân vận hành, về thời gian xảy ra lỗi, thời gian khắc phục sự cố qua history và report. Bảo mật một số chức năng trong quá trình vận hành giữa Admin (tổ trưởng, quản lý ) và User (công nhân vận hành) thông qua chức năng User Administration. 1.2 Mục tiêu Thiết kế chương trình điều khiển và giám sát cho công đoạn lò nung – phân loại – đóng gói gạch men của công ty TNHH gạch men Nhà Ý. Hiển thị được số lượng gạch men, số thùng lên màn hình điều khiển. Hiển thị được biểu đồ nhiệt cùng nhiệt độ từng vùng của lò nung. Xuất báo cáo về nhiệt độ và Alarm của hệ thống cho người sử dụng theo chu kì đặt trước. Phân quyền sử dụng cho Admin hoặc User để giới hạn một số chức năng, bảo mật hệ thống. 1.3 Nội dung nghiên cứu NỘI DUNG 1: Khảo sát dây chuyền sản xuất gạch men thực tế. NỘI DUNG 2: Lựa chọn công đoạn sản xuất gạch men thích hợp cho đề tài. NỘI DUNG 3: Phác thảo mô hình trên phần mềm TIA Portal, lựa chọn thiết bị mô phỏng thích hợp. NỘI DUNG 4: Viết chương trình hoạt động trên phần mềm TIA Portal. NỘI DUNG 5: Thiết kế giao diện trên phần mềm TIA Portal. NỘI DUNG 6: Mô phỏng và chỉnh sửa hệ thống trên phần mềm TIA Portal. NỘI DUNG 7: Viết luận văn báo cáo. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 3
18. Chương 1. Tổng Quan NỘI DUNG 8: Báo cáo đề tài tốt nghiệp. 1.4 Giới hạn Đề tài xây dựng hệ thống SCADA cho công đoạn nung-phân loại-đóng gói của quy trình sản xuất gạch men. Mô phỏng trên phần mềm. 1.5 Bố cục Đề tài gồm 6 chương: Chương 1: Tổng Quan Trình bày lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung, giới hạn, bố cục của đồ án Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Trình bài các lý thuyết về phần cứng: PLC S7-300, cảm biến, hệ thống SCADA, biến tần, động cơ, van. Sơ lược về máy phân loại và máy đóng gói từ đó tạo cơ sở cho việc lựa chọn thiết bị cho phù hợp. Chương 3: Thiết kế phần cứng Xây dựng các sơ đồ khối của khâu lò nung, phân loại đóng gói. Dựa trên cơ sở lý thuyết ở chương 2 để chọn các thiết bị phần cứng phù hợp. Thiết kế và chức năng từng khối của phần cứng để làm cơ sở thiết kế trên phần mềm. Chương 4: Thiết kế phần mềm Tổng quan về phần mềm TIA Portal, xây dựng lưu đồ giải thuật cho chương trình diều khiển PLC. Thiết kế hệ thống phần cứng trên phần miềm mô phỏng TIA Portal và xây dựng giao diện hệ thống Scada cho khâu lò nung, phân loại, đóng gói trên phần mềm. Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Các kết quả mô phỏng, nhận xét và đánh giá kết quả trên phần mềm so với thực tế. Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Kết luận, hướng phát triển mở rộng của đề tài và khả năng đáp ứng vào hệ thống thực tế. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 4
19. Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết 2.1 Giới thiệu doanh nghiệp Công ty TNHH Gạch men Nhà Ý được lập năm 2003 và chính thức đi vào hoạt động vào tháng 4/2004, có trụ sở chính tại khu công nghiệp Mỹ Xuân A, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Ngành, nghề kinh doanh đăng ký của Công ty TNHH Gạch men Nhà Ý là sản xuất và kinh doanh các loại gạch men cao cấp dành cho lát nền và ốp tường với số lượng 12500 thùng/ngày. Sau hơn 13 năm hình thành và phát triển cho đến nay thị trường của công ty TNHH gạch men Nhà Ý đã phủ khắp các tỉnh khu vực Đông Nam Bộ, Tây Nam bộ, Tây Nguyên, Hình 2.1 Logo của công ty TNHH Gạch men Nhà Ý Hiện nay công ty đang sản xuất 5 loại gạch chính với các kích cỡ như bảng 2.1 Bảng 2.1 Các loại gạch của nhà máy Loại gạch Kích cỡ Lót nền 40x40cm Lót nền 30 x 30cm Ốp tường 25 x 40cm Ốp tường 30 x 45cm BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 5
20. Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết Theo bảng kích thước chuẩn ở trên, hình 2.2 dưới đây là mẫu gạch ốp nền loại 40 x 40 cm, và 30 x 30 cm. Hình 2.2 Mẫu gạch ốp nền loại 40 x 40 cm và 30 x 30 cm Và hình 2.3 dưới đây là mẫu gạch ốp tường loại 30 x 45 cm và 25 x 40 cm Hình 2.3 Mẫu gạch men ốp tường 30 x 45 cm và 25 x 40 cm BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 6
21. Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất gạch men Quy trình sản xuất gạch men tại công ty TNHH gạch men Nhà Ý gồm có 7 công đoạn chính gồm: chuẩn bị nguyên liệu; nghiền thành bột; ép, tạo hình viên gạch; sấy khô; tráng men và in lụa; nung; kiểm tra, phân loại và đóng gói. Chuẩn bị nguyên liệu Nghiền thành bột Ép, tạo hình viên gạch Sấy khô Tráng men và In lụa Nung Kiểm tra, phân loại và đóng gói Hình 2.4 Sơ đồ khối quy trình sản xuất gạch men Nguyên liệu sau khi kiểm tra đạt yêu cầu sẽ được nạp vào bàn cân với khối lượng, thành phần các nguyên liệu theo đơn phối do phòng thí nghiệm đưa ra. Sau đó nguyên liệu được hệ thống băng tải đưa lên nạp vào cối nghiền. Ở cối nghiền đã chứa sẵn một lượng bi nhất định thường là 45 55%, nguyên liệu được nghiền với lượng nước được bổ sung tùy theo độ ẩm của nguyên liệu và một số phụ gia. Sau khi nghiền được 10 12 giờ ta tiến hành kiểm tra các thông số độ nhớt, tỷ trọng, sót sàng nếu thấy đạt yêu cầu ta tiến hành khử từ và xả hầm, trên nắp hầm ta bố trí một lưới sàng 10 mesh để loại bỏ các nguyên liệu có kích thước lớn. Hồ sau khi được xả xuống các hầm chứa có cánh tay khuấy liên tục để chống sa lắng. Khi hồ được ổn định về thành phần sẽ được bơm màng bơm lên, khử từ để loại bỏ các tạp chất sắt, hồ được qua sàng 40 mesh để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ảnh hưởng đến quá trình sấy phun và được xả xuống hầm cuối để ổn định thành phần, ở hầm cuối cũng có hệ thống khuấy trộn liên tục để chống sa lắng. Tiếp đó hồ sẽ được hệ thống bơm piston bơm lên tháp sấy BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trang 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4