Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống có 2 chế độ chạy là tự động (AUTO) và chế độ điều khiển bằng tay (MANUAL). Ấn RUN hệ thống hoạt động đèn RUN sáng báo hiệu hệ thống sẵn sàng làm việc. Để chạy ở chế độ tự động nhấn nút AUTO đèn AUTO sáng: + Đặt giá trị số lần trộn mong muốn sau đó ấn START. + BƠM 1 và BƠM 2 cùng hoạt động để bơm 2 nhiên liệu vào thùng theo tỉ lệ 1:2 BƠM 1 bơm 5s thì dừng, BƠM 2 Bơm 10s thì dừng. + Sau đó, ĐC TRỘN thuận 5s và trộn nghịch 5s. + VAN XẢ mở ra trong 10s để xả nhiên liệu trong thùng chứa. Trễ 2s, hệ thống lặp lại chu trình. Ấn STOP hệ thống dừng. Để chạy ở chế độ điều khiển bằng tay nhấn nút MANUAL đèn MANUAL sáng: + Ấn nút BƠM: BƠM 1 và BƠM 2 cùng hoạt động để bơm 2 nhiên liệu vào thùng theo tỉ lệ 1:2 BƠM 1 bơm 5s thì dừng, BƠM 2 bơm 10s thì dừng. + Ấn nút TRỘN: ĐC TRỘN thuận 5s và trộn nghịch 5s . + Ấn nút VAN XẢ: VAN XẢ mở ra trong 10s để xả nhiên liệu trong thùng chứa. Ấn STOP hệ thống dừng.
Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển Cho máy bơm có thơng số nhau, trộn theo tỉ lệ 1:N bơm bơm nhiên liệu 1, bơm bơm nhiên liệu 2, DC trộn I, Cơ sở lý thuyết 1.1 Lý thuyết PLC-S7-300 - PLC S7-300 thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình - Thiết kế dựa tính chất PLC S7-200 bổ sung tính - Kết cấu theo kiểu module xếp rack *Ứng dụng: Ứng dụng sản xuất dân dụng như: - Điều khiển robot công nghiệp - Hệ thống xử lý nước - Điều khiển dây chuyền băng tải - Máy dệt may v.v *CPU S7-300: - Chứa vi xử lý, hệ điều hành, nhớ, định thời gian, đếm, cổng truyền thơng (RS485)… có vài cổng vào/ra số onboard - PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, đặt tên theo vi xử lý có CPU CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318… Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển Hình 1.1.1: Các khối chức bên ngồi CPU S7-300 *Một số đặc tính kỹ thuật số CPU S7-300: Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển Hình 1.1.2: Thơng số CPU S7-300 *Các module mở rộng: Các module mở rộng PLC S7-300 chia làm loại: - Power Supply (PS): module nguồn ni, có loại 2A, 5A 10A - Signal Module (SM): module tín hiệu vào số, tương tự - Interface Module (IM): module ghép nối, ghép nối thành phần mở rộng lại với Một CPU làm việc trực tiếp nhiều rack, rack tối đa Module mở rộng rack nối với Module IM - Function Module (FM): module chức điều khiển riêng Ví dụ module điều khiển động bước, module điều khiển PID - Communication Processor (CP): Module phục vụ truyền thông mạng PLC với PLC với máy tính Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển Hình 1.1.3: Hình ảnh module mở rộng thực tế Hình 1.1.4: Ghép nối module mở rộng PLC S7-300 *Kết nối: PlC S7-300 kết nối với nhiều chuẩn mạng khác PROFIBUS, CAN, DeviceNet, ASi *Profibus: tiêu chuẩn mạng trường mở, quốc tế theo chuẩn mạng trường châu Âu EN 50170 EN 50254 Trong sản xuất, ứng dụng tự động hóa q trình cơng nghiệp tự động hóa tòa nhà, mạng trường nối tiếp (serial fieldbus) hoạt động hệ thống truyền thơng, trao đổi thơng tin hệ thống tự động hóa thiết bị trường phân tán Chuẩn cho phép thiết Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển bị nhiều nhà cung cấp khác giao tiếp với mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt PROFIBUS sử dụng phương tiện truyền tin xoắn đôi RS485 chuẩn công nghiệp ứng dụng sản xuất IEC 1158-2 điều khiển q trình Profibus sử dụng Ethernet/TCP-IP Hình 1.1.5: Ví dụ kết nối Profibus S7-300 *CAN viết tắt Controller Area Network tạm dịch Mạng Điều Khiển Vùng Mạng CAN đời gần đáp ứng nhiều vấn đề cho hệ thống điện xe, với truyền tải kiện dây dẫn, tốc độ truyền tải cao, độ sai số thấp, độ tin cậy cao Các hệ thống điện nối với mạng CAN dây *DeviceNet hệ thống bus hãng Allen-Bradley phát triển dựa sở CAN, dùng để nối mạng cho thiết bị đơn giản cấp chấp hành Sau này, chuẩn DeviceNet chuyển sang dạng mở quản lý hiệp hội ODVA (Open DeviceNet Vendor Asscociation) thảo chuẩn hóa IEC 62026-3 *Hệ thống AS-I (Actuator Sensor Interface) hệ thống kết nối cho cấp thấp hệ thống tự động hóa Các cấu chấp hành cảm biến nối với trạm hệ thống tự động qua bus giao tiếp AS (AS-I bus) AS-I kết phát triển hợp tác 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến cấu chấp hành có tên tuổi cơng nghiệp, có SIEMENS AG, Festo KG, Peppert & Fuchs GmbH *Ngôn ngữ lập trình: -PLC S7-300 lập trình qua ngơn ngữ như: Step (LAD/FBD/STL), SCL, GRAPH, HiGrap Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển -Dạng LAD: Phương pháp hình thang, thích hợp với người quen thiết kế mạch điện tử logic -Dạng STL: Phương pháp liệt kê Là dạng ngơn ngữ lập trình thơng thường máy tính Mỗi chương trình ghép nhiều câu lệnh, câu lệnh có cấu trúc chung gồm “tên lệnh + toán hạng” -Dạng FBD: Phương pháp hình khối Là kiểu ngơn ngữ đồ họa dành cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số -Dạng SCL: Có cấu trúc gần giống với ngôn ngữ dạng STL phát triển nhiều Nó gần giống với ngơn ngữ bậc cao Pascal để người lập trình dễ thao tác 1.2 Lý thuyết HMI (Dùng WinCC SIMENS): -WinCC(Windows Control Center) phần mền tích hợp giao diện người máy IHMI (Intergrated Huuman Machine Interface) cho phép kết hợp phần mền điều khiển với trình tự động hóa Những thành phần dễ sử dụng WinnCC giúp tích hợp ứng dụng có sẵn mà không gặp trở ngại -Đặt biệt với WinCC người sử dụng tạo giao diện điều khiển giúp quan sát hoạt động q trình tự động hóa cách dễ dàng - Phần mền trao đổi liệu trực tiếp ới nhiều loại PLC hãng khác Siemens Mitsubishi ,v,,v.nhưng đặc biệt truyền thoong tốt với PLC hàng Siemens Nó cài đặt máy tính giao tiếp với PLC thơng qua cổng COM1 COM2 ( Chuẩn RS -232) máy tính Do cần phải có chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 PLC -WinCC có đặc điểm đặc tính mở Nó sử dụng dễ dàng với phần mền chuẩn phần mền người sử dụng tạo nên giao diện người máy đáp ứng nhu cầu thực tế xác.Những nhà cung cấp hệ thống phát triển ứng dụng họ thơng qua giao diện mở WinCC tảng để mở rộng hệ thống -Ngồi khả thích ứng cho việc xây dựng hệ thống có quy mơ lớn nhỏ khác nhau.WinCC dễ dàng tích hợp với ứng dụng có quy mơ tồn cơng ty việc tích hợp với hệ thống cấp cao MES(Manufacturing Excution System-Hệ thống quản lý việc thực sản xuất)và ERP (Enterprisc Rrsoure Planning) WinCC sử dụng sở quy mơ tồn cầu nhờ hệ thống trợ giúp Siemens có mặt khắp giới Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển II Giải vấn đề: 1.2 Phân tích cơng nghệ: Hệ thống có chế độ chạy tự động (AUTO) chế độ điều khiển tay (MANUAL) - Ấn RUN hệ thống hoạt động đèn RUN sáng báo hiệu hệ thống sẵn sàng làm việc - Để chạy chế độ tự động nhấn nút AUTO đèn AUTO sáng: + Đặt giá trị số lần trộn mong muốn sau ấn START + BƠM BƠM hoạt động để bơm nhiên liệu vào thùng theo tỉ lệ 1:2 BƠM bơm 5s dừng, BƠM Bơm 10s dừng + Sau đó, ĐC TRỘN thuận 5s trộn nghịch 5s + VAN XẢ mở 10s để xả nhiên liệu thùng chứa Trễ 2s, hệ thống lặp lại chu trình Ấn STOP hệ thống dừng - Để chạy chế độ điều khiển tay nhấn nút MANUAL đèn MANUAL sáng: + Ấn nút BƠM: BƠM BƠM hoạt động để bơm nhiên liệu vào thùng theo tỉ lệ 1:2 BƠM bơm 5s dừng, BƠM bơm 10s dừng + Ấn nút TRỘN: ĐC TRỘN thuận 5s trộn nghịch 5s + Ấn nút VAN XẢ: VAN XẢ mở 10s để xả nhiên liệu thùng chứa Ấn STOP hệ thống dừng 2.2 Vẽ giao diện HMI: Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển Hình 2.2: Hệ thống trộn nhiên liệu 2.3 Thực toán điều khiển: * Chọn thiết bị *Bơm: Loại : Hãng sản xuất : Công suất : Điện áp : Bơm nhiên liệu PUISI 1kW 230V Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển *Động trộn nhiên liệu: Động khuấy hãng siemens với P=2KW *Thùng chứa: Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển Mã PST3 Sức chứa(KI) Kích thước vỏ (mm) 1500*1830 *Van xả: Thông số kỹ thuật van xả 10 Tổng chiều cao(mm) 3000 Số chân Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 16 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 17 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 18 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 19 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 20 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 21 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 22 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 23 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 24 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 25 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển 26 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển *Sơ đồ đấu dây: 2.4 Trình bày vai trò thiết bị giao thức truyền thơng chúng theo mơ hình phân cấp chức hệ thống mạng cơng ty: Vai trò thiết bị mạng công ty: - PLC S7-300 (cấp điều khiển) : Nhiệm vụ cấp điều khiển nhận thông tin từ cảm biến, xử lý thơng tin theo thuật tốn định truyền đạt lại kết xuống chấp hành Khi điều khiển thủ cơng, nhiệm vụ người đứng máy trực tiếp đảm nhận qua việc theo dõi công cụ đo lường, sử dụng kiến thức kinh nghiệm để thực thao tác cần thiết ấn nút đóng/ mở van, điều chỉnh cần gạt, núm xoay… - Máy tính HMI (cấp điều khiển giám sát) : Điều hành trình tức điều khiển vận hành trình kỹ thuật Khi đa số chức đo lường điều khiển, điều chỉnh, bảo trì hệ thống cấp sở thực hiện, 27 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển nhiệm vụ cấp điều hành trình hỗ trợ người sử dụng việc cài đặt ứng dụng, thao tác, theo dõi, giám sát vận hành xử lý tình bất thường Ngồi ra, số trường hợp, cấp thực tốn điều khiển cao cấp điều khiển phối hợp, điều khiển khởi động/ dừng điều khiển theo cơng thức (ví dụ chế biến dược phẩm, hoá chất) Khác với cấp dưới, việc thực chức cấp điều hành q trình thường khơng đòi hỏi phương tiện, thiết bị phần cứng đặc biệt có giao diện mạng ngồi máy tính điều hành - BƠM, ĐC, VAN XẢ (cấp chấp hành) : Nhận lệnh từ cấp điều khiển để bơm, trộn, xả • Giao thức truyền thông: PROFINET - Profinet chuẩn mở hệ thống tự động hóa dựa tảng Ethernet công nghiệp.Profinet cung cấp chức tự động phân phối , tích hợp thiết bị có sẵn , hoạt động điều hành , ứng dụng thời gian thực - Profinet đáp ứng tất yêu càu CNTT Hệ thống tự động hóa Việc sử dụng chuẩn mở , khả xử lý đơn giản khả tích hợp nhiều hệ thống có sẵn định nghĩa từ đầu Profinet Profinet tích hợp IEC 61158 - Profinet có tầm nhìn dài hạn việc phát triển cơng nghệ.Nhờ đó, chi phí phát sinh hệ thống máy móc q trình cài đặt , khởi động vận hành giảm xuống tối đa.Hơn nữa, Profinet giúp cho việc mở rộng kết nối máy móc trở nên dễ dàng nhiều , đồng thời việc hoạt động hồn tồn độc lập , khơng phụ thuộc vào • PROFIBUS - Cơng nghệ Profibus bus trường chuẩn mở rộng không phụ thuộc vào nhà sản xuất, ứng dụng lĩnh vực tự động hóa Profibus sản xuất theo chuẩn quốc tế EN 50170 EN 50254 Profibus cho phép truyền thông thiết bị nhà sản xuất khác mà không cần điều chỉnh đặc biệt giao diện - Profibus dùng cho ứng dụng đòi hỏi tính thời gian với tốc độ cao nhiệm vụ truyền thông phức tạp - Kết nối máy tính S7-300: + Kết nối dùng MPI(19,2 or 38,4 kbps, ổn định 19,2 kbps) 28 Đại học công nghiệp HNHệ thu thập liệu & Điều khiển - - - + Kết nối dùng Card Profibus CP 5611,CP5613(