TIỂU LUẬN BÀI TẬP CÁ NHÂN SCADA đề TÀI BỒN KHUẤY GIA NHIỆT

THỰC HIỆN ĐỀ TÀIThiết kế hệ thống bồn khuấy gia nhiệt trong sản xuất beer bằng phần mềm TIA PORTAL và giám sát bằng phần mềm WINCC I.Mô tả và phân tích hệ thống: 1.Nguyên lý hoạt động

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TIỂU LUẬN BÀI TẬP CÁ NHÂN SCADA HK1-2022/2023

ĐỀ TÀI 9 : BỒN KHUẤY GIA NHIỆT

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Quang Dũng Sinh viên thực hiện: Võ Thanh Huy

MSSV : 41900424 Lớp : 19040302

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Thiết kế hệ thống bồn khuấy gia nhiệt trong sản xuất beer bằng phần mềm TIA PORTAL và giám sát bằng phần mềm WINCC

I.Mô tả và phân tích hệ thống:

1.Nguyên lý hoạt động của hệ thống :

Giai đoạn thêm nguyên liệu :

Cảm biến mức liên tục sẽ giám sát mực nước trong bồn trộn và bồn ngưng tụ truyền tín hiệu tương tự về bộ điều khiển Bộ điều khiển xử lý tín hiệu tương tự của cảm biến mức và xuất tín hiệu điều khiển van xả tương ứng

Đầu tiên van nước sẽ mở để xả nước vào bồn trộn , đến khi cảm biến mực nước đọc được đã bơm được 100 lit bằng ½ thể tích bồn trộn thì đóng van xả nước.

Sau đó van nguyên liệu nấu beer được mở xả nguyên liệu vào bồn trộn , đến khi đầy bồn trộn thì sẽ đóng van nguyên liệu và chuyển sang giai đoạn trộn và nấu.

Giai đoạn trộn và nấu :

Sau khi nguyên liệu được đổ đầy bồn trộn thì động cơ khuấy sẽ được bật , sau 5s thì van khí nóng ( Hot ) sẽ được mở cho khí nóng xung quanh bồn làm tăng nhiệt độ của bồn trộn Đến khi nhiệt độ đạt 70 độ C thì van khí nóng sẽ đóng

Sau đó khoảng 5s thì van khí lạnh sẽ mở cho khí lạnh xung quanh bồn làm giảm nhiệt độ của bồn trộn Đến khi nhiệt độ đạt 20 độ C thì van khí lạnh sẽ đóng đồng thời động cơ khuấy cũng dừng hoạt động và chuyển sang giai đoạn ngưng tụ

Giai đoạn ngưng tụ :

Sau khi được khuấy và giảm nhiệt độ thích hợp , van xả 1 sẽ được mở để xả hỗn hợp được trộn vào bồn ngưng tụ

Đến khi bồn ngưng tụ đầy thì van xả 2 sẽ mở và xả hỗn hợp đã ngưng tụ xuống bể chứa thành phẩm

2 Phân tích và đưa ra giải thuật điều khiển

Chế độ điều khiển gồm 2 chế độ: từ xa và tại chổ.

Điều khiển từ xa ở phần mềm Wincc còn điều kiển tại chổ thông qua nút nhấn ở tủ điều khiển.

Điều khiển qua phần mềm Wincc gồm 2 chế độ điều khiển : Auto (tự động)

và Manual ( điều khiển tay )

II Thiết kế cấu trúc hệ thống điều khiển :

Cấu trúc của hệ thống điều khiển như sau : Bao gồm một bộ hệ thống Wincc

Advanted (SIMATIC Station ) và PLC S7-1500 1511 PN , 6 van điện từ để đóng

ngắt các đường ống , một cảm biến mực nước , …

QUY ƯỚC TÍN HIỆU CỦA PLC :

III Xây dựng chương trình điều khiển PLC :

3.1 Quy ước tín hiệu cho PLC

HMI_START %M0.5 Bật hệ thống trên màn HMI

HMI_START_SML %M0.7 Bật chế độ mô phỏng

HMI_STOP %M0.6 Tắt hệ thống trên màn HMI

HMI_STOP_SML %M1.0 Tắt chế độ mô phỏng

HMI_RESET %M1.7 Reset hệ thống trên màn HMI

START_BOM_WATER %M2.6 Bật van bơm nước

STOP_BOM_WATER %M2.7 Tắt van bơm nước

LỚP ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT

WINCC ADVANTED

PROFINET CABLE

LỚP TRƯỜNG

LỚP ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT

0-10V 4-10mA

0-10V 0-10V

0-10V 0-10V

0-10V

SOLENOID VALVE

SOLENOID VALVE

SOLENOID VALVE

SOLENOID VALVE

SOLENOID VALVE

SOLENOID VALVE ULTRA SONIC

LEVEL SENSOR

START_BOM_MATERIAL %M3.0 Bật van vật liệu

STOP_MATERIAL %M3.1 Tắt van vật liệu

VALVE_MATERIAL %Q0.5 Van vật liệu

VALVE_XA %Q1.0 Van xả vào bồn ngưng tụ

M_HA_NHIET %M1.5 Biến trung gian hạ nhiệt độ

M_GIA_NHIET %M1.4 Biến trung gian tăng nhiệt độ

M_XABONBOM %M2.1 Biến trung gian xả vào bồn ngưng tụ

CHƯƠNG TRÌNH PLC :

Network 1 : Bật tắt hệ thống

Network 2 : Chọn chế độ cho hệ thống ( Auto/Man)

Network 3 : Bật tắt chế độ mô phỏng

Network 4 : Bật hàm mô phỏng

Network 5 : Reset toàn bộ hệ thống

Network 6 : Bơm nước vào bồn trộn

Network 7 : Bơm vật liệu vào bồn

Network 8 : Bắt đầu trộn khi bồn được bơm đầy

Network 9 : Trộn hỗn hợp 5s và bơm khí nóng vào bồn trộn để gia tăng nhiệt độ

Network 10 : Khi nhiệt độ đạt 70 độ C và 5s sau sẽ bơm khí lạnh vào

Network 11 : Sau khi trộn xong thì xả hỗn hợp trộn vào bồn ngưng tụ

Network 12 : Khi bồn ngưng tụ đầy thì mở van xả ra bồn thành phẩm

Network 13 : Điều khiển tay van bơm nước

Network 14 : Điều khiển tay bơm vật liệu

Network 15 : Điều khiển tay bơm khí nóng

Network 16 : Điều khiển tay bơm khí lạnh

Network 17 : Điều khiển tay motor trộn

Network 18 : Điều khiển tay bơm xả

13

CHƯƠNG TRÌNH CỦA KHỐI FUNCITION SIMULATION :

Network 1 : Tạo xung 300ms

Network 2 : Tăng thể tích bồn trộn khi van nước mở

Network 3 : Tăng thể tích bồn trộn khi van vật liệu mở

Network 4 : Khi van xả vào bồn ngưng tụ mở thì giảm thể tích bồn trộn và tăng thể tích bồn ngưng tụ

Network 5 : Giảm thể tích bồn ngưng tụ khi van xả thành phẩm mở

15

Network 6 và 7 : Set giá trị max min của thể tích 2 bồn :

Network 8 : Tăng giảm nhiệt độ của bồn trộn

Network 9 : Set giá trị max min của nhiệt độ bồn :

5.2 Liên kết tag PLC tới HMI

HMI_START HMI_START %M0.5 Bật hệ thống trên

màn HMI HMI_START_SML HMI_START_SML %M0.7 Bật chế độ mô phỏng

màn HMI HMI_STOP_SML HMI_STOP_SML %M1.0 Tắt chế độ mô phỏngHMI_RESET HMI_RESET %M1.7 Reset hệ thống trên

màn HMI START_BOM_WATER START_BOM_WATER %M2.6 Bật van bơm nướcSTOP_BOM_WATER STOP_BOM_WATER %M2.7 Tắt van bơm nướcSTART_BOM_MATERIAL START_BOM_MATERIAL %M3.0 Bật van vật liệuSTOP_MATERIAL STOP_MATERIAL %M3.1 Tắt van vật liệu

vào bồn ngưng tụ

vào bồn ngưng tụ

VALVE_MATERIAL VALVE_MATERIAL %Q0.5 Van vật liệu

ngưng tụ

SEN_TT_MIXING_TANK SEN_TT_MIXING_TANK %MW100 Vùng nhớ mức nước

bồn trộn SEN_TT_TANK_FINISHED SEN_TT_TANK_FINISHED %MW140 Vùng nhớ mức nước

bồn ngưng tụ

BIT_TG BIT_TG %M1.3 Biến trung gian hệ

thống

5.3 Thiết kế giao diện HMI

19

Tên Đối tượng HMI tag Thuộc tính sử dụng Start

Button

HMI_START Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStop HMI_START_SML Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStart HMI_STOP Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStop HMI_STOP_SML Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitReset HMI_RESET Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStart START_BOM_WATER Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStop STOP_BOM_WATER Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStart START_BOM_MATERIAL Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStop STOP_MATERIAL Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStart START_HOT Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStop STOP_HOT Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStart START_COOL Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStop STOP_COOL Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStart START_XA Event->-Press->Setbit

Event->-Release->Resetbit

Event->-Release->ResetbitStart START_MIX Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitStop STOP_MIX Event->-Press->Setbit

Event->-Release->ResetbitValve water Graphic

view VALVE_WATER Animations-> Display-> VisibilityVale material Graphic

view VALVE_MATERIAL Animations-> Display-> Visibility

view VisibilityMotor mix Graphic

view

MOTOR_MIX Animations-> Display->

VisibilityBar mixing

tank

Bar SEN_TT_MIXING_TANK General ->Process tag -> max

100 , min 0Bar finished

label : ON : AUTO , OFF : MAN

LINK DRIVE DỰ PHÒNG : FILE BÁO CÁO + VIDEO THUYẾT TRÌNH +

VIDEO BÁO CÁO DỰ ÁN

https://drive.google.com/drive/folders/12aj9b_vsLzmrrsHABstU1yts_zgXqhCn? usp=sharing

21