Khóa luận Điều khiển giám sát và ổn định mực chất lỏng dùng PLC S7-1200 (Phần 1)

Nội dung text: Khóa luận Điều khiển giám sát và ổn định mực chất lỏng dùng PLC S7-1200 (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ ỔN ĐỊNH MỰC CHẤT LỎNG DÙNG PLC S7-1200 GVHD: TS. TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH: ĐÀO MINH TRÍ MSSV: 11141351 SVTH: NGUYỄN LÊ VĂN THÀNH MSSV: 11141361 S K L 0 0 3 8 8 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Đào Minh Trí MSSV : 11141351 Nguyễn Lê Văn Thành MSSV : 11141361 Ngành : Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông Lớp : 11141CLĐT2 Giảng viên hướng dẫn : TS. Trương Đình Nhơn ĐT : Ngày nhận đề tài: 10/3/2015 Ngày nộp đề tài: 20/7/2015 1.Tên đề tài : ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ ỔN ĐỊNH MỰC CHẤT LỎNG DÙNG PLC S7-1200 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Khảo sát hệ thống. Thu thập và xử lý dữ liệu. Nghiên cứu giải thuật PID 3. Nội dung thực hiện đề tài: Tìm hiểu biến tần ABB. Tìm hiểu cảm biến Honeywell-947-F4y-2D-1C0-300E Tìm hiểu PLC S7-1200 và phần mềm TIA Portal V13. Thiết kế và thi công mô hình cơ khí. Xây dựng giao diện điều khiển giám sát trên WinCC Advanced V13. 4. Sản phẩm: Hoàn thành mô hình cơ khí,mô hình hoạt động đúng yêu cầu thiết kế Hoàn chỉnh hệ thống SCADA điều khiển và giám sát trên WINCC TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Th.S Nguyễn Ngô Lâm TS. Trương Đình Nhơn i
3. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Đào Minh Trí MSSV: 11141351 Nguyễn Lê Văn Thành .MSSV: 11141361 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông. Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ ỔN ĐỊNH MỰC CHẤT LỎNG DÙNG PLC S7-1200 Họ và tên Giáo viên hướng dẫn :TS Trương Đình Nhơn NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii
4. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1 Họ và tên Sinh viên : Đào Minh Trí. MSSV: 11141351 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông. Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ ỔN ĐỊNH MỰC CHẤT LỎNG DÙNG PLC S7-1200 Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii
5. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2 Họ và tên Sinh viên : Nguyễn Lê Văn Thành MSSV: 11141361 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông. Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ ỔN ĐỊNH MỰC CHẤT LỎNG DÙNG PLC S7-1200 Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iv
6. LỜI CẢM ƠN  Lời đầu tiên nhóm thực hiện xin gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô giảng dạy tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, đặt biệt là quý thầy cô Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao đã giảng dạy và cung cấp những kiến thức bổ ích tạo tiền đề cho nhóm thực hiện đồ án này. Trên thực tế không có những thành công nào không gắn liền với sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong đồ án tốt nghiệp của nhóm cũng không ngoại lệ. Trong thời gian thực hiện đồ án, nhóm thực hiện đã nhận được sự giúp đỡ rất tận tình từ quý Thầy/Cô trong và ngoài khoa Điên-Điện tử, cũng như các bạn cùng làm đồ án tại xưởng điện. Nhờ sự giúp đỡ đó, nhóm đã hoàn thành tốt được đồ án tốt nghiệp của mình. Nhóm thực hiện xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn TS Trương Đình Nhơn, thầy đã trực tiếp hướng dẫn và hỗ trợ giúp nhóm thực hiện đồ án một cách thuận lợi và hoàn thành tốt đồ án. Đồng thời, nhóm xin gửi lời cám ơn đến các bạn cùng thực hiện đồ án tại xưởng điện đã chia sẽ trao đổi kiến thức cũng như kinh nghiệm trong thời gian thực hiện đề tài. Cảm ơn cha mẹ, những người thân đã góp ý kiến, giúp đỡ và động viên nhóm hoàn thành đề tài này. Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực hiện đề tài Đào Minh Trí Nguyễn Lê Văn Thành v
7. TÓM TẮT Khoa học kỹ thuật đang thay đổi và phát triển từng ngày, từng giờ đã cho ra đời các thiết bị số như CNC, PLC Các thiết bị này cho phép khắc phục được rất nhiều các nhược điểm của hệ thống điều khiển trước đó. Từ khi PLC (Programable logic Controller-Bộ điều khiển có khả năng lập trình) ra đời, nó đã tạo nên một bước ngoặc mới cho sự phát triển của tự động hóa trong công nghiệp, ứng dụng phổ biến của PLC trong các hệ thống điều khiển công nghiệp hiện nay đã chứng minh được điều đó. Cùng với sự ra đời của các phần mềm giám sát, PLC đã trở thành sự lựa chọn hoàn hảo cho các hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp. Nhằm ứng dụng các kiến thức đã được trang bị trong quá trình học tập vào thực tế, nhóm thực hiện đã lựa chọn đề tài “ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH MỰC CHẤT LỎNG DÙNG PLC”. Nội dung chính của hệ thống là xử lý tín hiệu từ cảm biến siêu âm đo mức để điều khiển hoạt động của hệ thống bơm ổn định mực chất lỏng trong bồn. Hệ thống này có khả năng ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn như hệ thống chiết rót chai tự động, hệ thống pha trộn nguyên liệu chất lỏng, các trạm chứa nước cung cấp cho sinh hoạt và sản xuất. Ngoài ra, nó còn có thể làm nền tảng để ứng dụng các thuật toán điều khiển vào các hệ thống khác như hệ thống ổn định lò nhiệt, hệ thống ổn định áp suất đường ống dẫn chất lỏng Những kiến thức, năng lực đạt được trong quá trình học tập ở trường sẽ được đánh giá qua đợt bảo vệ đồ án cuối khóa. Vì vậy, nhóm thực hiện đề tài cố gắng tận dụng những kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tòi, nghiên cứu và hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn cùng Thầy/Cô thuộc Khoa Điện-Điện Tử để có thể hoàn thành tốt đồ án này. Mặc dù, nhóm thực hiện đã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt ra và đúng thời hạn nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, mong các quý Thầy/Cô và các bạn thông cảm. Nhóm thực hiện đề tài mong nhận được những ý kiến đóng góp từ quý Thầy/Cô và các bạn. Xin chân thành cảm ơn! vi
8. TÓM TẮT TIẾNG ANH Nowadays, with the development of science and technology, together with the robust application of science and technology in production and life, the quality and the efficiency of production are more advanced. As a part of this development, liquid level controller fast and accurately is very important, which decides the productivity of industries’ production line, especially in high accuracy industries. In recent years, automatic systems have played a leading role in advanced technology and civilization of mankind. With the main control unit is Programmable Logic Control (PLC). Studying and applying what we have learned in the real life is very necessary to master the current technology. In order to contribute a solid foundation for learning and understanding the automatic control techniques, we have chosen the research topic “controller supervision and stability liquid levels”. In industry, this model is an usual part of manufacturing enterprise’s production system. This thesis focus on controlling liquid level controller on application based on self-designed model. An SCADA (with WinCC) system is also used to monitor the operating of the studied system. By practicing in real model, we have gained lots of valuable experiences for ourselves. With the limited working time, our working is capable of making errors. So we are looking forward to priceless comments from experienced teachers as well as fellows. Sincerely, Group’s members Đào Minh Trí Nguyễn Lê Văn Thành vii
9. MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp i Phiếu nhận xét của giáo viên hướng dẫn ii Phiếu nhận xét của giáo viên phản biện 1 iii Phiếu nhận xét của giáo viên phản biện 2 iv Lời cảm ơn v Tóm tắt bằng tiếng việt vi Tóm tắt bằng tiếng anh vii Mục lục viii Danh mục các chữ viết tắt xii Danh mục các bảng biểu xiii Danh mục các hình ảnh xiv CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1 1.1. Lý do chọn đề tài 2 1.2. Mục đích nghiên cứu 3 1.3. Đối tượng và phạm vị nghiên cứu 3 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu 3 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài 3 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4 1.5. Tình hình nghiên cứu 4 1.6. Phương pháp nghiên cứu 4 1.7. Bố cục và nội dung của đề tài 5 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7 viii
10. 2.1. Thuật toán điều khiển 8 2.1.1. Thuật toán điều khiển PI 8 2.1.2. Thuật toán điều khiển PD 10 2.1.3. Thuật toán điều khiển PID 13 2.1.4. Chức năng của các khâu hiệu chỉnh trong bộ điều khiển PID 14 2.1.5. Tính toán thông số PID 17 2.2. Tổng quan mô hình bồn nước 18 2.2.1. Mô hình của hệ thống 19 2.2.2. Mô hình toán học của hệ thống 19 2.3. Tìm hiểu PLC S7-1200 21 2.3.1. Giới thiệu PLC S7-1200 21 2.3.2. Các led trạng thái 22 2.3.3. Các dòng sản phẩm của S7-1200 24 2.3.4. Module chức năng và module mở rộng 26 2.3.5. Giao tiếp của PLC S7-1200 29 2.4. Tìm hiểu phần mềm TIA Portal V13 và các lệnh cơ bản của PLC 32 2.4.1. Xây dựng một Project trong phần mềm TIA Portal V13 32 2.4.2. Download chương trình xuống PLC 38 2.4.3. Kỹ thuật lập trình 40 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG. 43 3.1. Yêu cầu về mặt kết cấu 44 3.2. Sơ đồ khối của hệ thống ổn định mực chất lỏng 44 3.3. Thiết kế phần cơ khí 45 3.4. Lựa chọn các thiết bị điện 48 3.5. Sơ đồ kết nối hệ thống 55 3.5.1. Sơ đồ kết nối vào - ra 55 3.5.2. Sơ đồ hệ thống điện 57 ix
11. CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 59 4.1.Yêu cầu điều khiển 60 4.2. Lưu đồ giải thuật điều khiển hệ thống 60 4.2.1. Lưu đồ giải thuật chương trình chính 60 4.2.2. Lưu đồ giải thuật chương trình ổn định hệ thống dùng PID 62 4.3. Chương trình giám sát 62 4.3.1. Yêu cầu chương trình giám sát 62 4.3.2. Thiết kế chương trình giám sát 63 4.4. Thiết kế giao diện SCADA 63 4.4.1. Giới thiệu về phần mềm WinCC Advanced V13.0 63 4.4.2. Thiết kế giao diện 63 4.4.3. Biểu đồ hiển thị Trend 71 4.4.4. Xuất báo cáo dữ liệu ra Excel 73 CHƯƠNG V: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 74 5.1. Mô hình cơ khí sau khi hoàn thành 75 5.2. Giao diện SCADA 76 5.2.1. Giao diện màn hình chính 76 5.2.2. Giao diện điều khiển 77 5.2.3. Giao diện giám sát 78 5.2.4. File dữ liệu Excel 79 5.3. Đánh giá 79 5.3.1. Các sai số ảnh hưởng đến hệ thống 79 x
12. 5.3.2. So sánh với các thiết bị khác 80 5.4. Nhận xét kết quả 81 CHƯƠNG VI: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 82 6.1. Kết luận 83 6.2. Hướng phát triển 84 Phụ lục, tài liệu tham khảo 85 xi
13. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PID : Proportional-Integral-Derivative. PLC : Programmable Logic Controller. SCADA : Supervisory Control And Data Acquisition xii
14. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Trang Bảng 2.1. Bảng thông số điều chỉnh PID dựa vào đáp ứng nấc hệ hở. 18 Bảng 2.2. Hoạt động các LED chỉ thị trạng thái 23 Bảng 2.3. Thông số các loại PLC S7 – 1200 25 Bảng 2.4. Các module truyền thông, module tín hiệu và bảng tín hiệu 26 Bảng 3.1. Điện áp sử dụng của từng thiết bị 57 xiii
15. DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình Trang Hình 2.1. Sơ đồ khối khâu hiệu chỉnh PI 9 Hình 2.2. Đặc tính quá độ của khâu hiệu chỉnh PI 9 Hình 2.3. Giản đồ đáp ứng của khâu hiệu chỉnh PI 10 Hình 2.4. Sơ đồ khối khâu hiệu chỉnh PD 11 Hình 2.5. Đặc tính quá độ của khâu hiệu chỉnh PD 11 Hình 2.6. Giản đồ đáp ứng của khâu hiệu chỉnh PD 12 Hình 2.7. Sơ đồ khối khâu hiệu chỉnh PID 13 Hình 2.8. Đồ thị ảnh hưởng của khâu tỉ lệ 14 Hình 2.9. Đồ thị ảnh hưởng của khâu tích phân 15 Hình 2.10. Đồ thị ảnh hưởng của khâu vi phân 16 Hình 2.11. Đặc tuyến đáp ứng nấc của hàm truyền hệ hở 18 Hình 2.12. Mô hình bồn nước đơn 19 Hình 2.13. PLC Siemens S7-1200 22 Hình 2.14 Module nguồn PM1207 26 Hình 2.15. Bảng tín hiệu 27 Hình 2.16. Module nguồn mở rộng 28 Hình 2.17. Module truyền thông 28 Hình 2.18. Cổng Profinet 29 Hình 2.19. Kết nối PLC với máy tính 29 Hình 2.20. Kết nối PLC với màn hình HMI 30 Hình 2.21. Kết nối PLC với PLC 30 Hình 2.22. Kết nối PLC với nhiều PLC và HMI 31 Hình 2.23. Biểu tượng phần mềm TIA Portal V13 32 Hình 2.24. Cửa sổ dự án 33 Hình 2.25. Tạo dự án mới 33 xiv
16. Hình 2.26. Cấu hình cho thiết bị 33 Hình 2.27. Chọn thiết bị giao tiếp 34 Hình 2.28. Chọn loại PLC 34 Hình 2.29. Project mới được tạo thành 35 Hình 2.30. Cấu hình phần cứng cho thiết bị 35 Hình 2.31. Tag của PLC 36 Hình 2.32. Tạo nhóm Tag 37 Hình 2.33. Tìm và thay thế Tag PLC 37 Hình 2.34. Đổ chương trình xuống PLC 38 Hình 2.35. Thiết lập kết nối mạng 38 Hình 2.36. Hoàn tất download chương trình 39 Hình 2.37. Giám sát chương trình PLC 39 Hình 2.38. Go online 39 Hình 2.39. Chương trình được thực thi 40 Hình 2.40. Cấu trúc lập trình 40 Hình 3.1. Sơ đồ khối hệ thống ổn định mức chất lỏng 44 Hình 3.2. Các loại ống dẫn 45 Hình 3.3. Bơm chìm 46 Hình 3.4. Mô hình ổn định mực chất lỏng 47 Hình 3.5. Hình dạng của cảm biến siêu âm 48 Hình 3.6. Sơ đồ đấu dây của cảm biến siêu âm 49 Hình 3.7. Sơ đồ kích thước cảm biến siêu âm 49 Hình 3.8. Khoảng cách phát hiện vật 49 Hình 3.9. Biến tần ACS150 51 Hình 3.10. PLC S7-1200 53 Hình 3.11. Mô hình lắp đặt tủ điện 54 Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý kết nối phần cứng 55 xv
17. Hình 3.13. Sơ đồ kết nối vào ra 56 Hình 3.14. Sơ đồ kết nối PLC và cảm biến 56 Hình 3.15. Sơ đồ kết nối biến tần lấy tín hiệu analog điều khiển 57 Hình 3.16. Sơ đồ cấp nguồn 220V AC 58 Hình 3.17. Sơ đồ cấp nguồn 24V DC 58 Hình 4.1. Lưu đồ giải thuật chương trình chính 61 Hình 4.2. Lưu đồ giải thuật chương trình ổn định hệ thống dùng PID 62 Hình 4.3. Giao diện của phần mềm TIA Portal 64 Hình 4.4. Lựa chọn phần mềm WinCC Advanced 64 Hình 4.5. Hướng dẫn thêm module giao tiếp 65 Hình 4.6. Tạo kết nối giữa WinCC và PLC 65 Hình 4.7. Tạo màn hình làm việc mới trong WinCC 66 Hình 4.8. Màn hình làm việc trong WinCC 66 Hình 4.9. Thư viện linh kiện, thiết bị 67 Hình 4.10. Tạo một button 68 Hình 4.11. Thay đổi màu button 68 Hình 4.12. Gán chức năng cho button 69 Hình 4.13. Gán chức năng cho I/O field 69 Hình 4.14. Các kiểu định dạng của I/O field 70 Hình 4.15. Tạo Text field 70 Hình 4.16. Bảng hiển thị Trend view 71 Hình 4.17. Tạo một đồ thị mới 72 Hình 4.18. Đồ thị f(x) trend view 72 Hình 4.19. Màn hình làm việc với Historical Data 73 Hình 4.20. Tạo Data logs 73 Hình 5.1. Vị trí các thiết bị sử dụng trong mô hình. 75 Hình 5.2. Giao diện màn hình chính. 76 xvi
18. Hình 5.3. Giao diện điều khiển 77 Hình 5.4. Đồ thị giám sát 78 Hình 5.5. Xuất dữ liệu ra Microsoft Excel 79 xvii
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1 Lý do chọn đề tài Tự động hóa quá trình công nghệ đã thực sự phát triển và ứng dụng mạnh mẽ trong công nghiệp, là sự lựa chọn tối ưu trong mọi lĩnh vực nhằm tạo ra sản phẩm chất lượng cao, tiết kiệm chi phí sản xuất tạo khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường. Trong các ngành công nghiệp sản xuất chất lỏng như hóa chất, nước uống đóng chai, sữa, nước mắm, dầu ăn vấn đề cần điều khiển mức, lưu lượng dòng chảy cần đáp ứng với độ chính xác cao là rất quan trọng, đảm bảo quá trình sản xuất các chất lỏng không bị gián đoạn, tăng tuổi thọ thiết bị. Người vận hành không cần phải trực tiếp kiểm tra trong các bồn chứa hoặc đóng mở bơm liên tục, vấn đề bị cạn hay tràn trong bồn chứa chất lỏng hoàn toàn được khắc phục cho dù đầu ra thay đổi. Chính vì vậy, chúng em chọn đề tài “ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ ỔN ĐỊNH MỰC CHẤT LỎNG”. Với yêu cầu ứng dụng thực tế trên, đối tượng đề tài thực hiện chính ở đây là hệ bồn nước, hệ bồn nước được hình thành với hệ thống bơm và xả chất lỏng nhưng luôn giữ ổn định theo giá trị mức đặt trước, mực chất lỏng trong bồn được duy trì ổn định. Để làm được điều này, nó đòi hỏi ta phải điều khiển lưu lượng chất lỏng từ máy bơm vào hệ thống bồn nước, làm mực nước trong bồn luôn luôn giữ một giá trị đặt trước là không đổi. Việc điều khiển hệ thống để giữ được mức chất lỏng trong bồn ổn định à tương đối khó, cần phải có sự đáp ứng nhanh để điều khiển máy bơm khi lưu lượng nước xả thay đổi. Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đặc biệt là ngành tự động điều khiển, nó được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, công nghiệp. Vì vậy cần phải có những bộ điều khiển hiện đại, chính xác và đáng tin cậy. PLC là một sự lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng trong công nghiệp với độ chính xác, ổn định và độ tin cậy cao. Với sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động hiện nay thì có nhiều phương pháp để điều khiển mức chất lỏng như phương pháp logic mờ (Fuzzy logic), mạng noron (Neutral Networks), noron mờ (Fuzzy Neutral Networks) những phương pháp này thường được ứng dụng trong các hệ thống phức tạp. Đối với hệ thống bồn nước đơn có độ phi tuyến không cao nên nhóm chúng em sử dụng bộ điều khiển PID kinh điển để điều khiển. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2 Mục đích nghiên cứu Mục đích của đề tài nhằm thực hiện ổn định mực chất lỏng theo yêu cầu dựa trên mô hình tự thiết kế. Đồng thời sử dụng chương trình giám sát hệ thống SCADA dùng WinCC và hiện tại chương trình này được sử dụng rất nhiều trong các nhà máy công nghệ cao. Nhiệm vụ của đề tài là : . Thiết kế, thi công hệ thống bơm ổn định mực chất lỏng. . Tìm thông số PID thích hợp cho hệ thống. . Hệ thống đáp ứng nhanh, ổn định và độ vọt lố nhỏ nhất . Hiểu được hệ thống tự động hóa sử dụng PLC Siemens S7-1200 cũng như những hãng PLC khác . Viết chương trình điều khiển bằng phần mềm TIA Portal V13 . Thiết kế chương trình giám sát hệ thống SCADA dùng WinCC RT giúp người dùng dễ dàng điều khiển và giám sát hệ thống qua các hướng dẫn, chế độ tự động, cũng như nhận biết các lỗi của hệ thống 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu Nhóm tiến hành các phương pháp nghiên cứu dựa trên các nền tảng có sẵn: Bước đầu nghiên cứu lý thuyết liên quan đến hệ thống như: Bộ điều khiển PID, PLC S7-1200, biến tần, cảm biến Xây dựng các thông số PID và mô phỏng chương trình trên Simulation của S7-1200. Thi công hệ thống và cho hệ thống chạy thực tế để điều chỉnh các thông số cho phù hợp. 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài Trong đề tài, nhóm đã thực hiện nghiên cứu, thiết kế và thi công mô hình “Điều khiển ổn định mực chất lỏng dùng PLC” với các thành phần sau: Hệ thống được điều khiển ổn định bằng thuật toán PID. Việc điều khiển hệ thống có thể được thực hiện bằng tay hoặc gián tiếp thông qua giao diện WinCC trên máy tính. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
22. S K L 0 0 2 1 5 4