hồ cá tự động s7 1200

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong tiểu luận đều là trung thực SV thực hiện LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành.

L I CAM ĐOAN Ờ

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường Đại HọcSài Gòn nói chung, các thầy cô trong khoa Điện Tử – Viễn Thông nói riêng đã dạy dỗcho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em cóđược cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình họctập

Em cũng xin gửi lời tri ân và biết ơn sâu sắc đến ThS Trương Tấn người đã tậntình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm tiểu luận

Sinh Viên Thực Hiện

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

M C L C Ụ Ụ

Trang ph bìaụ i

L i cam đoanờ ii

L i c m nờ ả ơ iii

M C L C Ụ Ụ 1

M Đ U Ở Ầ 4

CH ƯƠ NG 1: T NG QUAN Ổ 5

1.1 Đ T V N ĐẶ Ấ Ề 5

1.2 M C TIÊU Đ TÀIỤ Ề 5

1.3 N I DUNG Đ TÀIỘ Ề 5

1.4 Ý TƯỞNG THI T KẾ Ế 6

CH ƯƠ NG 2: C S LÝ THUY T VÀ MODULE CHUYÊN DÙNG Ơ Ở Ế 7

2.1 C S LÝ THUY TƠ Ở Ế 7

2.1.1 Các thông s c n l u ý cho h cáố ầ ư ồ 7

2.1.2 Ph n m m TIA Portalầ ề 7

2.1.3 WinCC 14

2.2 MODULE CHUYÊN DÙNG 15

2.2.1 PLC S7-1200 15

2.2.2 Các thi t b cho h cáế ị ồ 16

CH ƯƠ NG 3: THI T K VÀ THI CÔNG Ế Ế 20

3.1 THAO TÁC WINCC 20

3.1.1 T o màn hình làm vi cạ ệ 20

3.1.2 T o máy oxyạ 20

3.1.3 T o đènạ 24

3.1.4 T o máy th c ănạ ứ 25

3.1.5 T o công t cạ ắ 26

3.1.6 Qu tạ 28

3.1.7 Nút nh nấ 29

3.1.8 Mô hình WinCC 30

3.2 THI T L P MÔ HÌNH PH N C NGẾ Ậ Ầ Ứ 31

3.2.1 B ng đ a chả ị ỉ 31

3.2.2 S đ đ u dâyơ ồ ấ 31

3.2.3 Mô hình ph n c ngầ ứ 32

3.3 K T QU MÔ PH NGẾ Ả Ỏ 32

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả 37

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 TIA Portal 7

Hình 2.2 Giao di n ban đ u c a TIA Portalệ ầ ủ 10

Hình 2.3 Giao di n TIA Portal_1ệ 10

Hình 2.4 Giao di n TIA Portal_2ệ 11

Hình 2.5 Màn hình l p trình chính TIA Portalậ 11

Hình 2.6 Màn hình l p trình chính TIA Portalậ 12

Hình 2.7 N p chạ ương trình cho PLC t TIA Portal_1ừ 12

Hình 2.8 N p chạ ương trình cho PLC t TIA Portal_ừ 2 13

Hình 2.9 N p chạ ương trình cho PLC t TIA Portal_ừ 3 13

Hình 2.10 N p chạ ương trình cho PLC t TIA Portal_4ừ 14

Hình 2.11 Giao d n chính c a Winccệ ủ 14

Hình 2.12 B đi u khi n PLC S7 – 1200ộ ề ể 15

Hình 2.13 Máy Oxy 17

Hình 2.14 Đèn LED h cáồ 17

Hình 2.15 Máy th c ăn cho cáứ 18

Hình 2.16 Qu t h cáạ ồ 18

Hình 2.17 B đo nhi t đ STC – 1000ộ ệ ộ 19

Hình 3.1 Màn hình làm vi c WinCCệ 20

Hình 3.2 T o thân máy Oxyạ 21

Hình 3.3 T o đèn báo Oxyạ 21

Hình 3.4 T o đá s iạ ủ 22

Hình 3.5 T o hi u ng đèn_1ạ ệ ứ 22

Hình 3.6 T o hi u ng đèn_2ạ ệ ứ 23

Hình 3.7 T o hi u ng s i b t_1ạ ệ ứ ủ ọ 23

Hình 3.8 T o hi u ng s i b t_2ạ ệ ứ ủ ọ 24

Hình 3.9 Cách t o đèn h cáạ ồ 24

Hình 3.10 Các bướ ạc t o hi u ng đèn h cáệ ứ ồ 25

Hình 3.11 Các bướ ạc t o máy th c ănứ 25

Hình 3.12 Các bướ ạc t o th c hi u ng ăn r iứ ệ ứ ơ 26

Hình 3.13 T o công t cạ ắ 26

Hình 3.15 Các bướ ạc t o d ki n cho công t cữ ệ ắ 27

Hình 3.16 Các bướ ạc t o qu tạ 28

Hình 3.17 Gán đ a ch cho qu tị ỉ ạ 29

Hình 3.18 Các bướ ạc t o nút nh nấ 29

Hình 3.19 Các bướ ạc t o d ki n cho nút nh nữ ệ ấ 30

Hình 3.20 Mô hình h cá trong WinCCồ 30

Hình 3.21 S đ đ u dây PLC 1212C DC/DC/RLYơ ồ ấ 31

Hình 3.22 Mô hình ph n c ng v i các thi t b chuyên dùngầ ứ ớ ế ị 32

Hình 3.23 K t qu mô ph ng_1ế ả ỏ 32

Hình 3.24 K t qu mô ph ng_2ế ả ỏ 33

Hình 3.25 K t qu mô ph ng_3ế ả ỏ 33

Hình 3.26 K t qu mô ph ng_4ế ả ỏ 34

Hình 3.27 K t qu mô ph ng_5ế ả ỏ 34

Hình 3.28 Mô ph ng ngõ vào báo nóngỏ 35

Hình 3.29 Mô ph ng ngõ vào báo l nhỏ ạ 35

DANH M C B Ụ Ả B ng 2.1ả M t s PLC S7-1200 thông d ngộ ố ụ 16Y B ng 3.1ả B ng đ a gán chả ị ỉ 31

MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện

mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vựckhoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa… Trong thời đại chuyển từ laođộng tay chân sang lao động trí óc, chúng ta cần phải nắm bắt và vận dụng điều khiển

tự động một cách hiệu quả nhằm đóng góp vào sự phát triển khoa học kỹ thuật của thếgiới nói chung và trong sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng

Tự động hóa trong nuôi trồng thủy sản cũng là một điều rất cần thiết, giúp tiếtkiệm được thời gian và nguồn nhân lực từ đó nâng cao chất lượng đời sống con ngườicũng như thúc đẩy sự phát triển kinh tế

Với kinh phí hạn hẹp cùng lượng kinh nghiệm tích trong 4 năm đại học, em sẽthiết kế một hệ thống hồ cá với quy mô nhỏ phù hợp với mọi gia đình

Sau khi tìm hiểu, em quyết định lấy tên đề tài là: “HỒ CÁ TỰ ĐỘNG” Với đề

tài này, em sẽ làm cơ sở để nghiên cứu cho các dự án lớn hơn về nuôi cá cảnh hay nuôitrồng thủy sản

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện

mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vựckhoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa… Trong thời đại chuyển từ laođộng tay chân sang lao động trí óc, chúng ta cần phải nắm bắt và vận dụng điều khiển

tự động một cách hiệu quả nhằm đóng góp vào sự phát triển khoa học kỹ thuật của thếgiới nói chung và trong sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng

Tự động hóa trong nuôi trồng thủy sản cũng là một điều rất cần thiết, giúp tiếtkiệm được thời gian và nguồn nhân lực từ đó nâng cao chất lượng đời sống con ngườicũng như thúc đẩy sự phát triển kinh tế

Một trong những điều quang trọng của nuôi trồng thủy sản đó là kiểm soát chấtlượng nước Nhiệt độ, nồng độ oxy, pH đều là những thông số quang trọng để đánh giáchất lượng nước Với công nghệ hiện nay, việc kiểm soát các thông số này đã trở nên

dễ dàng nhờ các cảm biến chuyên dụng Song song đó, tự động hóa đã khiến cho việcnuôi cá trở nên tiện lợi và dễ dàng hơn

Với quy nhỏ, em sẽ thiết kế hệ thống hồ cá tự động phù hợp với mọi gia đình.Sau này, nếu có điều kiện sẽ phát triển hệ thống này cho những hồ cá lớn hơn

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển hồ cá tự động bằng PLC theo thời gianthực dùng trong hồ cá cảnh hoặc các bể cá nhỏ

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

- CHƯƠNG 1: Giới thiệu tổng quan về đề tài

- CHƯƠNG 2: Giới thiệu cơ sở lý thuyết và module chuyên dùng

- CHƯƠNG 3: Thiết kế và thi công mô hình

- KẾT LUẬN: Chỉ ra ưu, nhược điểm của hệ thống để đưa ra hướng phát triển

1.4 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ

Thiết kế hồ cá tự động theo các yêu cầu sau:

- Oxy: 2 máy luân phiên chạy 12h

- Đèn: chạy từ 18h đến 5h sáng

- Thức ăn: 12h cho ăn một lần

- Nhiệt độ: Dùng đồng hồ đo với hai ngõ ra nóng và lạnh để kiếm soátnhiệt độ từ 25 đến 30 độ C

+ Khi ngõ vào lạnh tác động: Hai máy oxy chạy cùng lúc để làmấm

+ Khi ngõ vào nóng tác động: Quạt chạy để làm mát

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MODULE CHUYÊN DÙNG

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1.1 Các thông số cần lưu ý cho hồ cá

- Thức ăn: Cá có tập tính thấy mồi là đớp, nên cho ăn nhiều sẽ làm cá bị đầybụng mà chết Nên cho ăn 2 lần/ngày Thức ăn tổng hợp là một trong những loại thức

ăn được sử dụng phổ biến bởi tính tiện dụng và dễ bảo quản lâu dài của nó

- Ánh sáng: Giúp trang trì hồ cá thêm nổi bật, ngoài ra còn giúp cho những loại

cá phát triển các sắc tố của chúng Cần đặt hồ cá nơi thoáng mát, tránh ánh sáng trựctiếp, nếu để hồ cá nơi tối tăm, không thoáng khí lâu ngày sẽ làm cá phát bệnh

- Nhiệt độ nước: Nhiệt độ phù hợp cho cá khoảng từ 25 đến 30 độ C tùy thuộcvào giống cá Nếu chênh lệch vài độ cá vẫn sống tốt Nước nóng hơn bình thương thìcần phải làm mát Ngược lại, nước lạnh hơn bình thường thì cần phải làm ấm

- Oxy: Cá có thể ngoi lên mặt nước để lấy oxy Nhưng nhiều loại cá thườngnhát khi được nuôi, vì thế chúng rất hạn chế ngoi lên Việc bơm oxy cho cá thì mỗingày khoảng vài giờ Tuy nhiên, để đảm bảo lượng oxy luôn đầy đủ cùng với nhiệt độ

ổn định thì ta nên cấp oxy 24/24h mỗi ngày

2.1.2 Phần mềm TIA Portal

Hình 2.1 TIA Portal

u - nh c đi m khi s d ng TIA Portal

Siemens Ph n m m TIA Portalầ ề có nh ng u và nhữ ư ược đi m trong v n hành hể ậ ệ

- H n ch : ạ ế Do tích h p nhi u ph n m m, c s d li u h th ng l nợ ề ầ ề ơ ở ữ ệ ệ ố ớ

Các thành ph n trong b cài TIA Portal ầ ộ

Portal:

- Simatic Step 7 professional và Simatic step 7 PLCSIM: Gi i pháp l pả ậ

S7-1500…

- Simatic WinCC Professional: Được dùng đ l p trình màn hình HMI, vàể ậ

- Simatic Start Driver: Đượ ậc l p trình c u hình Siemens.ấ

- Sirius và Simocode: Thi t l p c u hình và chu n đoán l i linh ho t.ế ậ ấ ẩ ỗ ạ

- Đi u khi n chuy n đ ng đ n tr c và đa tr c v i h tr Scout TIA Thề ể ể ộ ơ ụ ụ ớ ỗ ợ ư

Làm vi c v i TIA Portal ệ ớ

 Kh i đ ng ch ở ộ ươ ng trình TIA Portal:

new project”

Hình 2.2 Giao diện ban đầu của TIA Portal

Hình 2.3 Giao diện TIA Portal_1

b ị

Hình 2.4 Giao diện TIA Portal_2

để

Hình 2.5 Màn hình lập trình chính TIA Portal

 Đ vi t ch ể ế ươ ng trình cho PLC ta làm nh sau: ư

- Trên “Project tree”  PLC_1 [ CPU 1214C DC/DC/DC]  Program blocks

 Main [OB1]

- Trên thanh công c bên mép ph i có h tr thêm m t s l nh c b nụ ả ỗ ợ ộ ố ệ ơ ả

Hình 2.6 Màn hình lập trình chính TIA Portal

 Đ n p ch ể ạ ươ ng trình cho PLC ta làm nh sau: ư

Hình 2.7 Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_1

- Search xong thì máy tính sẽ tìm được PLC nh hình bên dư ưới, ta ch nọ

Hình 2.8 Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_2

Hình 2.9 Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_3

Hình 2.10 Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_4

2.1.3 WinCC

Hình 2.11 Giao dện chính của Wincc

- B ngu n có nhi m v c p ngu n đi n c n cho thi t b x lý và cácộ ồ ệ ụ ấ ồ ệ ầ ế ị ử

Trong đ án môn h c em ch n và s d ng b đi u khi n PLC S7-1200ồ ọ ọ ử ụ ộ ề ể CPU

cá

2.2.2 Các thiết bị cho hồ cá

a Máy oxy:

CH ƯƠ NG 3: THI T K VÀ THI CÔNG Ế Ế

Hình 3.2 Tạo thân máy Oxy

Hình 3.3 Tạo đèn báo Oxy

Hình 3.4 Tạo đá sủi

Hình 3.7 Tạo hiệu ứng sủi bọt_1

Hình 3.8 Tạo hiệu ứng sủi bọt_2

3.1.3 Tạo đèn

Hình 3.9 Cách tạo đèn hồ cá

Hình 3.10 Các bước tạo hiệu ứng đèn hồ cá

3.1.4 Tạo máy thức ăn

Hình 3.11 Các bước tạo máy thức ăn

Hình 3.12 Các bước tạo thức hiệu ứng ăn rơi

3.1.5 Tạo công tắc

b T o màu: ạ

Hình 3.14 Các bước tạo màu cho công tắc

Automation => Blowers sẽ hi n ra danh sách qu t.ệ ạ

Hình 3.17 Gán địa chỉ cho quạt

ON và Switch OFF thì đây chúng ta có Press và Release

Hình 3.19 Các bước tạo dữ kiện cho nút nhấn

3.1.8 Mô hình WinCC

Hình 3.20 Mô hình hồ cá trong WinCC

3.2 THI T L P MÔ HÌNH PH N C NG Ế Ậ Ầ Ứ

3.2.1 B ng đ a ch ả ị ỉ

ăn

Bảng 3.1 Bảng địa gán chỉ

3.2.2 S đ đ u dây ơ ồ ấ

Hình 3.21 Sơ đồ đấu dây PLC 1212C DC/DC/RLY

- Ngõ vào: Hai ngõ vào đ u t STC-1000 vào b PLC 1212Cấ ừ ộDC/DC/RLY

3.2.3 Mô hình ph n c ng ầ ứ

Hình 3.22 Mô hình ph n c ng v i các thi t b chuyên dùng ầ ứ ớ ế ị

3.3 K T QU MÔ PH NG Ế Ả Ỏ

Ti p theo, là ph n ki m soát nhi t đ Khi ngõ vào báo nóng (HOT) tác ế ầ ể ệ ộ

WinCC

Hình 3.28 Mô phỏng ngõ vào báo nóng

Hình 3.29 Mô phỏng ngõ vào báo lạnh

K T LU N Ế Ậ

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả

https://www.youtube.com/watch?v=4fA60zmZNdA&t=1213s

https://www.youtube.com/watch?v=naXJEAqkaPU&t=577s

dong-hot-9d

https://www.slideshare.net/trongthuy2/luan-van-thiet-ke-he-thong-nuoi-ca-tu-https://www.youtube.com/watch?v=ASvxTcRDtcs

https://www.youtube.com/watch?v=j2AXXEYAzB0

PH L C Ụ Ụ