Tải bản đầy đủ

Hệ thống trộn nhiên liệu

Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

Cho 2 máy bơm có thông số như nhau, trộn theo tỉ lệ 1:N bơm 1
bơm nhiên liệu 1, bơm 2 bơm nhiên liệu 2, DC trộn......

I, Cơ sở lý thuyết
1.1. Lý thuyết cơ bản về PLC-S7-300
- PLC S7-300 là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình.
- Thiết kế dựa trên tính chất của PLC S7-200 và bổ sung các tính năng mới
- Kết cấu theo kiểu các module sắp xếp trên các thanh rack.
*Ứng dụng: Ứng dụng trong sản xuất và dân dụng như:
- Điều khiển robot công nghiệp
- Hệ thống xử lý nước sạch
- Điều khiển dây chuyền băng tải
- Máy dệt may v.v...
*CPU S7-300:
- Chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời gian, bộ đếm,
cổng truyền thông (RS485)… và có thể có vài cổng vào/ra số onboard.
- PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, được đặt tên theo bộ vi xử lý có
trong CPU như CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318…
1



Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

Hình 1.1.1: Các khối chức năng bên ngoài CPU S7-300

*Một số đặc tính kỹ thuật của một số CPU S7-300:

2


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

Hình 1.1.2: Thông số CPU S7-300
*Các module mở rộng: Các module mở rộng của PLC S7-300 chia làm 5 loại:
- Power Supply (PS): module nguồn nuôi, có 3 loại là 2A, 5A và 10A.
- Signal Module (SM): module tín hiệu vào ra số, tương tự.
- Interface Module (IM): module ghép nối, ghép nối các thành phần mở rộng
lại với nhau. Một CPU có thể làm việc trực tiếp nhiều nhất 4 rack, mỗi rack tối đa 8
Module mở rộng và các rack được nối với nhau bằng Module IM.
- Function Module (FM): module chức năng điều khiển riêng. Ví dụ module
điều khiển động cơ bước, module điều khiển PID
- Communication Processor (CP): Module phục vụ truyền thông trong mạng
giữa các bộ PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính.

3


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

Hình 1.1.3: Hình ảnh các module mở rộng thực tế

Hình 1.1.4: Ghép nối các module mở rộng của PLC S7-300
*Kết nối: PlC S7-300 có thể kết nối với nhiều chuẩn mạng khác nhau như
PROFIBUS, CAN, DeviceNet, ASi.
*Profibus: là một tiêu chuẩn mạng trường mở, quốc tế theo chuẩn mạng trường
châu Âu EN 50170 và EN 50254. Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa quá
trình công nghiệp và tự động hóa tòa nhà, các mạng trường nối tiếp (serial fieldbus)
có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các hệ thống tự
động hóa và các thiết bị hiện trường phân tán. Chuẩn này cũng cho phép các thiết


4


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển
bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau mà không cần điều chỉnh
giao diện đặc biệt. PROFIBUS sử dụng phương tiện truyền tin xoắn đôi và RS485
chuẩn công nghiệp trong các ứng dụng sản xuất hoặc IEC 1158-2 trong điều khiển
quá trình. Profibus cũng có thể sử dụng Ethernet/TCP-IP.

Hình 1.1.5: Ví dụ kết nối Profibus S7-300
*CAN viết tắt của Controller Area Network và được tạm dịch là Mạng Điều Khiển
Vùng. Mạng CAN ra đời gần như đáp ứng nhiều vấn đề cho các hệ thống điện
trong xe, với truyền tải dữ kiện trên 2 dây dẫn, tốc độ truyền tải cao, độ sai số rất
thấp, độ tin cậy cao. Các hệ thống điện đã được nối với nhau bởi mạng CAN 2 dây
này.
*DeviceNet là một hệ thống bus được hãng Allen-Bradley phát triển dựa trên cơ sở
của CAN, dùng để nối mạng cho các thiết bị đơn giản ở cấp chấp hành. Sau này,
chuẩn DeviceNet được chuyển sang dạng mở dưới sự quản lý của hiệp hội ODVA
(Open DeviceNet Vendor Asscociation) và được dữ thảo chuẩn hóa IEC 62026-3.
*Hệ thống AS-I (Actuator Sensor Interface) là hệ thống kết nối cho cấp thấp nhất
trong hệ thống tự động hóa. Các cơ cấu chấp hành và cảm biến được nối với trạm
hệ thống tự động qua bus giao tiếp AS (AS-I bus). AS-I là kết quả phát triển hợp tác
của 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành có tên tuổi trong công
nghiệp, trong đó có SIEMENS AG, Festo KG, Peppert & Fuchs GmbH.
*Ngôn ngữ lập trình:
-PLC S7-300 được lập trình qua các ngôn ngữ như: Step 7 (LAD/FBD/STL),
SCL, GRAPH, HiGrap
5


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển
-Dạng LAD: Phương pháp hình thang, thích hợp với những người quen thiết
kế mạch điện tử logic.
-Dạng STL: Phương pháp liệt kê. Là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường
của máy tính. Mỗi một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh, mỗi câu lệnh có
cấu trúc chung gồm “tên lệnh + toán hạng”.
-Dạng FBD: Phương pháp hình khối. Là kiểu ngôn 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 nhưng được phát
triển nhiều hơn. Nó gần giống với các ngôn ngữ bậc cao như Pascal để người lập
trình dễ thao tác.
1.2. Lý thuyết về HMI (Dùng WinCC của SIMENS):
-WinCC(Windows Control Center) là một phần mền tích hợp giao diện
người máy IHMI (Intergrated Huuman Machine Interface) đầu tiên cho phép kết
hợp phần mền điều khiển với quá trình tự động hóa. Những thành phần dễ sử dụng
của WinnCC giúp tích hợp những ứng dụng mới hoặc có sẵn mà không gặp bất kỳ
trở ngại nào.
-Đặt biệt với WinCC người sử dụng có thể tạo ra một giao diện điều khiển
giúp quan sát mọi hoạt động của quá trình tự động hóa một cách dễ dàng.
- Phần mền này có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp ới nhiều loại PLC của các
hãng khác nhau như Siemens. Mitsubishi ,v,,v.nhưng nó đặc biệt truyền thoong rất
tốt với PLC của hàng Siemens. Nó được cài đặt trên máy tính và giao tiếp với PLC
thông qua cổng COM1 hoặc COM2 ( Chuẩn RS -232) của máy tính. Do đó cần
phải có một bộ chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 của PLC.
-WinCC còn có đặc điểm là đặc tính mở . Nó có thể sử dụng một các dễ dàng
với các phần mền chuẩn và phần mền của người sử dụng tạo nên giao diện người
máy đáp ứng nhu cầu thực tế một các chính xác.Những nhà cung cấp hệ thống có
thể phát triển ứng dụng của họ thông qua giao diện mở của WinCC như một nền
tảng để mở rộng hệ thống.
-Ngoài khả năng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có quy mô lớn
nhỏ khác nhau.WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những ứng dụng có quy mô
toàn công ty như việc tích hợp với những hệ thống cấp cao như
MES(Manufacturing Excution System-Hệ thống quản lý việc thực hiện sản xuất)và
ERP (Enterprisc Rrsoure Planning). WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở quy mô
toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của Siemens có mặt trên khắp thế giới.
6


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

II. Giải quyết vấn đề:
1.2. Phân tích công nghệ:
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.

2.2. Vẽ giao diện HMI:

7


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

Hình 2.2: Hệ thống trộn nhiên liệu
2.3. Thực hiện bài toán điều khiển:
* Chọn thiết bị
*Bơm:
Loại :
Hãng sản xuất :
Công suất :
Điện áp :

Bơm nhiên liệu
PUISI
1kW
230V

8


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

*Động cơ trộn nhiên liệu:
Động cơ khuấy hãng siemens với P=2KW

*Thùng chứa:

9


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển


PST3

Sức
chứa(KI)
3

Kích thước vỏ
(mm)
1500*1830

*Van xả:

Thông số kỹ thuật van xả.
10

Tổng chiều
cao(mm)
3000

Số chân
4


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển
-Chất liệu : Gang
- Áp suất làm việc : Max 16kgf/cm2
-Nhiệt độ :Max 2000C
-Sử dụng nguồn điện 220V
-Trạng thái thường đóng, khi có điện sẽ mở cho nước đi qua.
*Nút ấn:
Nút ấn tự khóa với LED LA38-11DT
AC220V 22MM
- Model: LA38-11DT
- Điện áp: 220VAC

Nút ấn tự reset LA38-11BN 22MM
- Model: LA38-11BN
- Điện áp: 220VAC
- Dòng tải: 10A
- Kích thước: 22MM

- Dòng tải: 10A
- Kích thước: 22MM

*Rơ le trung gian:

11


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

Tên sản phẩm:Rơ le trung gian
Model;MY4N / MY2N
Mã sản phẩm:VT0046
Kích thước:22x28x36 mm (Chưa đế)
Điện áp:220VAC / 24VDC / 12VDC
Chế độ hoạt động:ON/OFF
Kiểu hiển thị: Led
Xuất xứ:Omron
• Contactor

12


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển
Thông số: LC1D09BD : Contactor 3P 9A 24VDC 4kW

13


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển


14


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển
• Bảng định địa chỉ
Symbol
I-START
I-STOP
I-STOP-P
I-B1B2
I-MIX
I-VANXA
I-AUTO
I-MANUAL
I-RUN
BOM1
BOM2
MIX-T
MIX-N
VANXA
RUN
IN-SOLAN
DATRON

Address
Comment
I0.0
Chạy hệ thống
I0.1
Dừng hệ thống
I0.2
Dừng hết 1 chương trình
I0.3
Đk B1 B2 chế độ bằng tay
I0.4
Đk động cơ trộn chế độ Manual
I0.5
Đk van xả
I0.6
Chế độ chạy tự động
I0.7
Chế độ đk bằng tay
I1.0
Chạy hệ thống
Q0.0
Bơm 1
Q0.1
Bơm 2
Q0.2
Trộn thuận
Q0.3
lTrộn nghịch
Q0.4
Van xả
Q1.0
Báo hệ thống hoạt động
MW110
Nhập số lần trộn
MW140
Số lần đã trộn
Bảng 2.3: Bảng địa chỉ

*Chương trình điều khiển:

15


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

16


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

17


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

18


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

19


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

20


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

21


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

22


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

23


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

24


Đại học công nghiệp HNHệ thu thập dữ liệu & Điều khiển

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×