THIẾT kế dây CHUYỀN GIÁM sát sản XUẤT sơn tự ĐỘNG QUA WIN CC và WEB SERVER

- Thiết kế giao diện hiển thị online để giám sát các thông tin về lon sơn và thông số thể tích sơn của hệ thống từ xa thông qua trình duyệt Internet.. Để loại bỏ những nhược điểm trên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc

Mã SV: 1811505520242

1811505520265

Lớp: 18TDH2

Về các nội dung nhóm đã thực hiện trong đề tài:

- Cơ sở lý thuyết về sơn, quy trình sản xuất sơn

- Tính toán và lựa chọn các thiết bị phù hợp cho mô hình

- Thi công mô hình cơ khí đảm bảo yêu cầu chức năng đã đề ra, chạy ổn định,

chính xác, thẩm mỹ cao

- Thiết kế thi công tủ điện gọn gàng, ngăn nắp, sử dụng dễ dàng, mang tính thẩm

mỹ

- Viết chương trình điều khiển bằng PLC hoạt động đúng yêu cầu, chính xác, xử lý

được hầu hết các lỗi có thể xảy ra

- Thiết kế được giao diện giám sát và điều khiển SCADA trực quan, dễ dàng vận

hành, hiển thị đầy đủ dữ liệu

- Thiết kế giao diện hiển thị online để giám sát các thông tin về lon sơn và thông số

thể tích sơn của hệ thống từ xa thông qua trình duyệt Internet

- Xây dựng giao diện Webserver được hỗ trợ bởi hãng Siemen để điều khiển PLC

từ xa

Về các phương pháp giải quyết vấn đề: Tìm hiểu quy trình công nghệ, tham khảo

các mô hình thực tế, thu thập dữ liệu thử nghiệm, đưa ra tất cả các tình huống có thể xảy ra đối với một dây chuyền sản xuất để đưa ra hướng giải quyết

Về kết quả đạt được: Nhóm đã thiết kế, thi công thành công mô hình hoạt động đúng

theo mục đích ban đầu đặt ra, giải quyết từng bước và đặt ra những vấn đề mới giúp cho đồ án mang tính logic và hoàn thiện hơn Quá trình tìm hiểu đề tài thông qua các tài liệu trong nước và ngoài nước, sự hướng dẫn của các thầy cô, tiếp xúc với các anh chị đã có kinh nghiệm giúp nhóm có được nhiều kiến thức hữu ích trong thời gian làm

đồ án

i

thuật Sau quá trình học tập trên giảng đường, tiếp xúc nhiều với sách vở và những kiến thức lý thuyết, việc vận dụng những kiến thức tổng hợp, chuyên sâu mà mình học vào thực tế chuyên ngành là điều vô cùng quan trọng và cần thiết Đối với sinh viên kỹ thuật, đồ án tốt nghiệp là cơ hội để sinh viên được nghiên cứu chuyên sâu về những đề tài gắn liền với thực tiễn công việc, vận dụng hết những gì mình đã được học tập trên giảng đường để thực hiện nghiên cứu và hoàn thiện đề tài tốt nghiệp, là bước khởi đầu đưa bản thân phát triển hơn trong công việc tương lai

Thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp đem lại cho chúng em rất nhiều kinh nghiệm trong việc kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, trong quá trình làm việc nhóm, đồng thời còn bổ sung thêm được nhiều kiến thức mới từ những đề tài Và đặc biệt hơn

cả, chúng em được sử dụng những kiến thức mình đã được học để nghiên cứu, tìm ra những điều mới, cải thiện và phát triển những cái đã có để góp phần này vào chất lượng cuộc sống, phát triển kinh tế xã hội và phát triển đất nước

Sau khi tìm hiểu, nghiên cứu về các đề tài tốt nghiệp trước đây, nhóm quyết định

chọn đề tài tốt nghiệp “Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua

Wincc và Webserver”

Để hoàn thành đề tài này, ngoài sự nỗ lực học hỏi của cả nhóm còn có sự hướng dẫn tận tình của thầy cô trong Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng vì thế trong lời đầu tiên của cuốn báo cáo đồ án tốt nghiệp này em

muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Th.S Nguyễn Tấn Hoà cũng như các thầy

cô giáo bộ môn trong khoa đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để

em hoàn thành tốt để tài tốt nghiệp này Em xin chân thành cảm ơn!

ii

thầy Th.S Nguyễn Tấn Hoà ngoài ra không có bất cứ sự sao chép của người khác Đề

tài, nội dung, báo cáo tốt nghiệp là sản phẩm mà chúng tôi đã nỗ lực nghiên cứu trong quá trình học tập tại trường cũng như chương trình thực tập thực tế Các số liệu và kết quả trình bày trong báo cáo là hoàn toàn trung thực, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước bộ môn và nhà trường nếu như có vấn đề xảy ra

Sinh viên thực hiện {Chữ ký, họ và tên sinh viên}

iii

MỤC LỤC

Nhận xét của người hướng dẫn Nhận xét của người phản biện Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vi

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT x

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3

Đặt vấn đề 3

Mục tiêu đề tài 3

Giới hạn của đề tài 4

Phương pháp nghiên cứu 4

Nội dung đề tài 4

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

Cơ sở lý thuyết về màu sơn và trộn sơn 5

2.1.1 Tổng quan về sơn 5

2.1.2 Công nghệ sản xuất sơn 6

2.1.3 Quy luật pha màu sơn 9

Cơ sở lý thuyết về các thiết bị sử dụng trong đề tài 15

2.2.1 Tổng quan về PLC và PLC S7-1200 15

2.2.2 Băng tải 25

2.2.3 Cảm biến 27

2.2.4 Cơ cấu xy lanh-khí nén 29

2.2.5 Van điện từ 33

2.2.6 Động cơ bước 34

2.2.7 Động cơ DC 36

2.2.8 CB - Circuit Breaker 38

iv

2.2.9 Relay 39

2.2.10 Nút nhấn, công tắc, đèn báo và còi 41

2.2.11 Tủ điện 42

Cơ sở lý thuyết của Webserver 44

2.3.1 Giới thiệu 44

2.3.2 Cấu hình Webserver cho PLC 44

2.3.3 Gọi chương trình HTML trong tia portal bằng khối dữ liệu 50

Cơ sở lý thuyết xuất file báo cáo 51

2.4.1 Giới thiệu 51

2.4.2 Cách xuất báo cáo Excel trên TiaPortal 51

Chương 3: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ 53

Yêu cầu hệ thống 53

Tính toán thiết kế 53

3.2.1 Quy trình vận hành của hệ thống 53

3.2.2 Thiết kế phần cứng 54

3.2.3 Sơ đồ khối hệ thống 56

3.2.4 Sơ đồ kết nối 57

3.2.5 Lưu đồ giải thuật 63

3.2.6 Giải thuật chiết rót sơn 65

3.2.7 Giải thuật cấp và đóng nắp 65

3.2.8 Giải thuật trộn sơn 65

Lựa chọn thiết bị trong mô hình 65

3.3.1 Cảm biến lưu lượng 65

3.3.2 Cảm biến vật cản hồng ngoại 67

3.3.3 Van điện từ nước 68

3.3.4 Van điện từ Airtac 69

3.3.5 Xylanh tròn PVN 69

3.3.6 Động cơ giảm tốc 70

3.3.7 Động cơ Step 71

Thiết bị trong tủ điện 71

v

3.4.1 PLC (Programmable Logic Controller) 71

3.4.2 Module mở rộng 72

3.4.3 Bộ nguồn 72

3.4.4 Driver 73

3.4.5 Relay 74

3.4.6 Cầu đấu dây 2 tầng 74

Chương 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 76

Thi công phần cứng hệ thống 76

4.1.1 Bộ phận cấp lon 76

4.1.2 Bộ phận chiết rót 76

4.1.3 Bộ phận cấp và đóng nắp 77

4.1.4 Bộ phận trộn sơn 78

4.1.5 Tủ điện 79

4.1.6 Hoàn thiện mô hình 80

Thiết kế giao diện SCADA 80

4.2.1 Giao diện giới thiệu 80

4.2.2 Giao diện dữ liệu tỉ lệ pha màu 80

4.2.3 Giao diện điều khiển 81

Thiết kế giao diện Webserver 81

Chương 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 82

Kết quả giao diện SCADA 82

Kết quả giao diện Webserver 84

Kết quả giao diện file báo cáo báo cáo bằng Microsoft Excel 86

Kết quả pha sơn và đánh giá 86

KẾT LUẬN 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC

vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật các module CPU PLC S7 1200 18

Bảng 2.2 Bảng các module hỗ trợ PLC S7-1200 19

Bảng 2.3 Bảng tín hiệu sử dụng cho PLC S7-1200 20

Bảng 2.4 Bảng các module tín hiệu sử dụng cho S7-1200 20

Bảng 2.5 Bảng các module truyền thông sử dụng cho S7-1200 22

Bảng 2.6 Bảng các vùng nhớ PLC S7-1200 23

Bảng 3.1 Bảng địa chỉ ngõ vào/ra PLC và ký hiệu các thiết bị sử dụng 57

Hình 2.1 Hình ảnh về sơn 5

Hình 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất sơn 6

Hình 2.3 Nhà máy sản xuất sơn Caparol, Dubai 8

Hình 2.4 Nhà máy sản xuất sơn ICI Dulux, KCN Mỹ Phước 2, Bình Dương 8

Hình 2.5 Máy pha sơn hãng Dulux 8

Hình 2.6 Máy pha sơn hãng Sea Master 9

Hình 2.7 Thang màu từ đỏ tới tím của 7 sắc cầu vòng 9

Hình 2.8 Thang màu vô sắc 9

Hình 2.9 So sánh tương quan giữa quang độ và cường độ của hai màu 10

Hình 2.10 Quy luật cộng màu hệ màu RGB 10

Hình 2.11 Quy luật trừ màu trong hệ màu CMYK 11

Hình 2.12 Sự khác biệt khi kết hợp 2 màu của sơn và ánh sáng (vàng+lam) 12

Hình 2.13 Sự khác biệt khi kết hợp 2 màu của sơn và ánh sáng (lam+đỏ) 12

Hình 2.14 Sự khác biệt khi kết hợp 2 màu của sơn và ánh sáng (đỏ+lục) 12

Hình 2.15 Nguyên tắc pha trừ màu với 3 màu sơ cấp RYB 13

Hình 2.16 Ba màu cơ bản trên bánh xe màu 13

Hình 2.17 Ví dụ các màu thứ cấp 14

Hình 2.18 Ví dụ về các màu trung gian 14

Hình 2.19 So sánh ưu điểm hệ PLC so với kết nối cứng dùng relay và timer 16

Hình 2.20 Một số ứng dụng của PLC trong công nghiệp 16

Hình 2.21 Tổng quan về PLC S7-1200 17

Hình 2.22 Bảng tín hiệu SB 20

Hình 2.23 Module tín hiệu 22

Hình 2.24 Module truyền thông 22

Hình 2.25 Cách thức truy xuất 1bit trong PLC S7-1200 24

vii

Hình 2.26 Hình ảnh biểu tượng TIA Portal V15.1 trên màn hình Desktop 25

Hình 2.27 Hình ảnh một số loại băng tải 25

Hình 2.28 Các thành phần cơ bản của băng tải 26

Hình 2.29 Cảm biến siêu âm SRF-04 28

Hình 2.30 Cặp nhiệt điện 29

Hình 2.31 Hình ảnh máy nén khí 29

Hình 2.32 Các thành phần cấu tạo của máy nén khí điển hình 30

Hình 2.33 Van khí nén trong thực tế 30

Hình 2.34 Hình ảnh và sơ đồ mô phỏng cấu tạo xylanh tác động đơn 33

Hình 2.35 Hình ảnh và sơ đồ mô phỏng cấu tạo xylanh tác động kép 33

Hình 2.36 Hình ảnh van điện từ khí nén và chất lỏng 33

Hình 2.38 Hình ảnh động cơ bước 34

Hình 2.39 Các thành phần cấu tạo của động cơ bước 35

Hình 2.40 Hình ảnh một số loại động cơ DC 36

Hình 2.41 Các thành phần của động cơ DC 37

Hình 2.42 Mô phỏng nguyên lý hoạt động của động cơ DC 37

Hình 2.43 Hình ảnh một số loại CB 38

Hình 2.44 Sơ đồ cấu tạo CB bảo vệ dòng cực đại 38

Hình 2.45 Hình ảnh một số loại Relay 39

Hình 2.46 Hình ảnh một số loại nút nhấn 41

Hình 2.47 Hình ảnh một số loại công tắc 41

Hình 2.48 Hình ảnh một số loại đèn báo và coi báo trong công nghiệp 42

Hình 2.49 Hình ảnh các loại tủ điện 43

Hình 2.50 Sơ đồ thể hiện tổng quát cách nhúng User-defined web 44

Hình 2.51 Xác định địa chỉ IP của PLC 44

Hình 2.52 Bật các bit hệ thống của PLC 45

Hình 2.53 Bật chức năng PUT/GET của PLC 45

Hình 2.54 Bật chế độ full acess của PLC 46

Hình 2.55 Bật chức năng Webserver 46

Hình 2.56 Bật tất cả Option cho User 47

Hình 2.57 Tạo khối Database 47

Hình 2.58 Tạo các Tag điều khiển trên Webserver 48

Hình 2.59 Tạo Watch table và các Tag đưa lên Webserver 48

Hình 2.60 Thêm Watch table vừa tạo 49

Hình 2.61 Chạy thử nghiệm Webserver 49

Hình 2.62 Khối lệnh WWW 50

viii

Hình 2.63 Cấu hình thêm Folder web vào PLC 50

Hình 2.64 Chọn Start Page cho trang Web 51

Hình 2.65 File Excel mẫu chứa các thông tin cần xuất 52

Hình 2.66 Tạo file VB scripts để xuất file Excel 52

Hình 3.1 Bản vẽ mô hình của hệ thống 55

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí các thiết bị trong tủ điện điều khiển 55

Hình 3.3 Sơ đồ tổng thể hệ thống 56

Hình 3.4 Sơ đồ mạch động lực 24VDC 59

Hình 3.5 Sơ đồ kết nối PLC 1212C DC/DC/DC 59

Hình 3.6 Sơ đồ kết nối module SM 1223 8DI/8DO (a) 60

Hình 3.7 Sơ đồ kết nối module SM 1223 8DI/8DO (b) 60

Hình 3.8 Sơ đồ kết nối nguồn cấp khí với xy lanh 61

Hình 3.9 Sơ đồ kết nối PLC với van điện từ 61

Hình 3.10 Sơ đồ kết nối driver với động cơ bước 62

Hình 3.11 Thuật toán chương trình chính 63

Hình 3.12 Thuật toán chế độ chiết rót, đóng nắp và trộn sơn 64

Hình 3.13 Hoạt động của cảm biến lưu lượng 66

Hình 3.14 Cảm biến lưu lượng YF-S201 66

Hình 3.15 Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 67

Hình 3.16 Van điện từ nước UNI-D UW15 68

Hình 3.17 Van điện từ Airtac 4V210-08 69

Hình 3.18 Xylanh tròn PVN Pneumatic Equipment 69

Hình 3.19 Động cơ giảm tốc Tsukasa TG-85E-CH-77-D919 70

Hình 3.20 Động cơ bước size 42 loại 17HS8401 71

Hình 3.21 PLC S7 1200 1212C DC/DC/DC 71

Hình 3.22 Module mở rộng 8DO/8DI 72

Hình 3.23 Bộ nguồn 73

Hình 3.24 Driver TB6600 73

Hình 3.25 Relay LY2NJ 74

Hình 3.26 Cầu đấu dây 2 tầng 74

Hình 4.1 Bộ phận cấp lon 76

Hình 4.2 Bộ phận chiết rót trong mô hình 77

Hình 4.3 Bộ phận đóng nắp trong mô hình 77

Hình 4.4 Băng tải cấp nắp 78

Hình 4.5 Bộ phận trộn sơn trong mô hình 78

Hình 4.6 Hình ảnh bên ngoài tủ điện 79

ix

Hình 4.7 Hình ảnh bên trong tủ điện 79

Hình 4.8 Mô hình thực tế sau khi hoàn thành 80

Hình 5.1 Màn hình giới thiệu 82

Hình 5.2 Màn hình chọn mã màu và số lượng lon 82

Hình 5.3 Hiển thị thông báo khi nhập số lượng lon bằng 0 83

Hình 5.4 Hiển thị thông báo xác nhận khi nhập số lượng lon khác 0 83

Hình 5.5 Giao diện vận hành 84

Hình 5.6 Thông báo khi hệ thống pha đủ số lượng yêu cầu 84

Hình 5.7 Hình giao diện màn hình chính của Webserver 85

Hình 5.8 Hình giao diện chọn màu sơn trên Webserver 85

Hình 5.9 Hình giao diện điều khiển và mô hình tổng quan trên Webserver 86

Hình 5.10 Hình giao diện file báo cáo bằng Microsoft Excel 86

Hình 5.11 Màu sơn thực tế so với màu sắc trong bảng màu 87

x

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU:

V: Vôn A: Ampe N: Newton W: Watt Pa: Pascal l: lít ml: mililít m: mét cm: centimet kg: kilogram g: gam

CHỮ VIẾT TẮT:

PLC: Programmable Logic Controller SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition HTML: Hypertext Markup Language

CB: Circuit Breaker AC: Điện áp xoay chiều DC: Điện áp một chiều

MỞ ĐẦU

Về mục đích thực hiện đề tài:

Hiện nay, sơn là một trong những vật liệu rất quan trọng trong ngành xây dựng, được sử dụng chủ yếu để sơn bề mặt vật dụng, trang trí thẩm mỹ Nhưng việc pha màu trên thị trường hầu hết sử dụng phương pháp thủ công vì vậy độ chính xác không cao, chất lượng và năng suất thấp Với những nhược điểm trên đã thúc đẩy nhóm tạo ra sản phẩm điều khiển hệ thống trộn sơn Nhóm đã đặt ra những yêu cầu là: giá hợp lý, sản phẩm thuận tiện, làm việc ổn định và chất lượng chính xác… Xuất phát từ đó, nhóm

đã chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình là: “Thiết kế dây chuyền giám sát sản

xuất sơn tự động qua Wincc và Webserver”

Về mục tiêu đề tài:

- Lon và nắp được cấp hoàn toàn tự động

- Pha chế được hơn 70 màu

- Màu sắc và thể tích đúng với yêu cầu, đồng đều giữa các lần pha

- Mô hình được giám sát và điều khiển tự động từ hệ thống SCADA và Webserver

- Mực nước sơn trong bể được đo tự động bằng cảm biến

Về phạm vi và đối tượng nghiên cứu:

- Cơ sở lý thuyết về sơn, quy trình sản xuất sơn

- Tính toán và lựa chọn các thiết bị phù hợp cho mô hình

- Thi công mô hình cơ khí đảm bảo yêu cầu chức năng đã đề ra, chạy ổn định,

chính xác, thẩm mỹ cao

- Thiết kế thi công tủ điện gọn gàng, ngăn nắp, sử dụng dễ dàng, mang tính thẩm

mỹ

- Viết chương trình điều khiển bằng PLC hoạt động đúng yêu cầu, chính xác, xử

lý được hầu hết các lỗi có thể xảy ra

- Thiết kế được giao diện giám sát và điều khiển SCADA trực quan, dễ dàng vận

hành, hiện thị đầy đủ dữ liệu

- Thực hiện liên kết và truyền dữ liệu giữa Webserver và WINCC Runtime

- Thiết kế giao diện hiển thị online để giám sát các thông tin về lon sơn và thông

số thể tích sơn của hệ thống từ xa thông qua trình duyệt internet

- Xây dựng giao diện Webserver được hỗ trợ bởi hãng Siemen để điều khiển PLC từ xa

Về phương pháp nghiên cứu: Tìm hiểu quy trình công nghệ, tham khảo các mô

hình thực tế, thu thập dữ liệu thử nghiệm, đưa ra tất cả các tình huống có thể xảy ra đối với một dây chuyền sản xuất để đưa ra hướng giải quyết

Về cấu trúc đồ án tốt nghiệp:

Đề tài: “Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và

Webserver” bao gồm các chương sau:

- Chương 1: Tổng quan về đồ án tốt nghiệp:

Trình bày đặt vấn đề dẫn nhập, lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết:

Lý thuyết về sơn, các thiết bị trong hệ thống và các phần mềm thực hiện

- Chương 3: Tính toán thiết kế và lựa chọn thiết bị:

Yêu cầu của hệ thống, tính toán thiết kế phần cứng, lựa chọn thiết bị, sơ đồ khối, lưu đồ giải thuật điều khiển

- Chương 4: Thi công hệ thống:

Kết quả thi công phần cứng, mô tả giải thuật, chương trình điều khiển, phần mềm giám sát

- Chương 5: Kết quả thực hiện:

Trình bày kết quả vận hành và đánh giá kết quả thực hiện

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đặt vấn đề

Hiện nay, đất nước ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa và hội nhập kinh tế Vì vậy việc đầu tư và ứng dụng dây chuyền sản xuất tự động để giảm chi phí sản xuất, tăng năng suất lao động, sản xuất sản phẩm chất lượng cao và đáp ứng nhu cầu của khách hàng là rất quan trọng Một trong những ngành có tốc độ phát triển mạnh mẽ hiện nay là ngành xây dựng, việc ứng dụng dây chuyền sản xuất tự động trong lĩnh vực này là không thể thiếu trong đó có công nghệ sản xuất sơn

Sơn là một trong những vật liệu chính trong ngành xây dựng, được sử dụng chủ yếu để sơn bề mặt vật dụng, đồng thời là vật liệu trang trí thẩm mỹ Vì vậy, màu sắc của sơn là một trong những yếu tố quan trọng hàng đầu Hiện nay việc pha màu trên thị trường hầu hết đều sử dụng phương pháp thủ công, theo kinh nghiệm thì độ chính xác không cao, chất lượng và năng suất thấp Để loại bỏ những nhược điểm trên và tạo

ra một sản phẩm lý tưởng, PLC (Program Logic Control) hiện đang được sử dụng rộng rãi để điều khiển hệ thống trộn sơn, vì những ưu điểm nổi bật của nó là: giá thành rẻ, thi công lắp đặt thuận tiện, bảo trì thuận tiện, làm việc ổn định và chất lượng linh hoạt… Xuất phát từ tình hình thực tế trên và mong muốn hiểu rõ về PLC, chúng em đã

chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình là: “Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất

sơn tự động qua Wincc và Webserver”

Mục tiêu đề tài

Sơn là một trong những nguyên vật liệu chủ yếu trong ngành xây dựng nhằm bảo

vệ bề mặt của công trình, sản phẩm Đồng thời yếu tố thẩm mĩ là rất quan trọng và màu sắc của sơn quyết định yếu tố này Ngoài những công trình xây dựng lớn được pha chế bằng máy với giá thành cao thì vẫn còn một số việc pha màu hiện nay dựa trên phương pháp thủ công chính là kinh nghiệm của những người thợ xây dựng nhằm tiết kiệm chi phí, thế nên độ chính xác, đồng đều màu giữa những lần pha là không cao, năng suất thấp, lãng phí sức lao động và thời gian

Với mong muốn khắc phục được những hạn chế nêu trên, nhóm em đã tiến hành thiết kế, thi công hệ thống pha trộn sơn và đóng nắp lon tự động với những cải tiến sau:

Xây dựng mô hình hoàn chỉnh, phần cứng được thiết kế chắc chắn, ổn định

- Lon và nắp được cấp hoàn toàn tự động

- Pha chế được hơn 70 màu

- Màu sắc và thể tích đúng với yêu cầu, đồng đều giữa các lần pha

- Mô hình được giám sát và điều khiển tự động từ hệ thống WinCC

Giới hạn của đề tài

Trong nội dung luận văn này, nhóm em tập trung phát triển mô hình trong phạm

vi sau:

- Mô hình tạo ra được lon sơn hoàn chỉnh, pha được 73 màu sơn

- Cơ cấu cấp lon, cấp nắp tối đa chỉ được 5

- Công suất hoạt động của hệ thống: 90 lon/giờ

- Hệ thống được điều khiển và giám sát thông qua Webserver nhưng chỉ trong mạng nội bộ

Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên các hệ thống pha trộn sơn trên thị trường, nhóm đã sử dụng các phương pháp như:

- Thu thập số liệu, tính toán và thiết kế

- Quan sát, phân tích, thống kê, xử lý số liệu và tổng hợp

Nội dung đề tài

- Chương 1: Tổng quan về đồ án tốt nghiệp:

Trình bày đặt vấn đề dẫn nhập, lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết:

Lý thuyết về sơn, các thiết bị trong hệ thống

- Chương 3: Tính toán thiết kế và lựa chọn thiết bị:

Yêu cầu của hệ thống, tính toán thiết kế phần cứng, lựa chọn thiết bị, sơ đồ khối, lưu đồ giải thuật điều khiển

- Chương 4: Thi công hệ thống:

Kết quả thi công phần cứng, mô tả giải thuật, chương trình điều khiển, phần mềm giám sát

- Chương 5: Kết quả thực hiện:

Trình bày kết quả vận hành và đánh giá kết quả thực hiện

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Cơ sở lý thuyết về màu sơn và trộn sơn

Sơn thường được sử dụng rộng rãi để:

- Bảo vệ

- Trang trí

- Cung cấp kết cấu cho các đối tượng Chủ yếu trên thị trường là sơn được bán dưới dạng sơn nước, có nhiều màu sắc phong phú và đa dạng, có đặc tính che phủ, bám dính được nhiều bề mặt khác nhau

Hình 2.1 Hình ảnh về sơn

 Các thành phần chính của sơn:

Nhựa (40% - 60%): Alkyd, Acrylic, Epoxy, Polyurethane, Fluorocarbon

- Tạo liên kết các thành phần của sơn

- Tạo độ kết dính cho sơn

- Tạo độ bền cho màn sơn

Bột màu (7% - 40%): bột màu gốc, bột màu bổ sung, bột chống gỉ

- Tạo màu sơn

- Tạo độ bền và độ cứng của màng sơn

Phụ gia (0% - 5%): Là các chất tăng độ bền cho sơn bao gồm độ bền màu

sắc, khả năng chịu thời tiết, tăng độ bóng cứng và độ phủ cho sơn, tăng thời gian bảo quản của sơn, một số tính chất đặc biệt khác Bao gồm:

- Chất làm khô tạo sức căng bề mặt

- Chất chóng nấm mốc

Dung môi (10% - 30%): Hòa tan nhựa và bột màu

Chất kết dính: polime, cao su, dầu, keo động vật và keo casein, chất kết

dính vô cơ,…tạo liên kết tất cả các loại màu sơn và màng bám dính trên bề mặt vật chất

Bột độn: Carbonate, Kaolin Oxit titan, Talc

- Làm tăng một số tính chất của sản phẩm như độ bóng, độ cứng hay độ mượt

- Thi công sơn trở nên dễ dàng và còn có thể giúp kiểm soát độ lắng của sơn [6]

2.1.2 Công nghệ sản xuất sơn

Hình 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất sơn Quy trình công nghệ sản xuất sơn

Dựa vào sơ đồ trên, ta có thể hiểu được một quy trình sản xuất sơn bao gồm các công đoạn như sau:

Chuẩn bị nguyên liệu (bột tạo màu, nhựa, dung môi hòa tan, các chất phụ gia đã

Trong đó có 4 khâu sản xuất như sau:

Ủ muối: Các nguyên liệu gồm bột màu (oxit kim loại như oxit titan, thiếc, chì…),

bột độn (CaCO3, silica, đất sét ), phụ gia (chất phân tán, chất hoạt động bề mặt, chất tạo bọt ), một phần chất tạo màng là nhựa latex (vinyl-acrylic, styreneacrylic) và dung môi hữu cơ (nước sạch) được đưa vào thùng muối ủ và khuấy dưới tốc độ thấp Các nguyên liệu này được muối ủ trong thời gian vài giờ để đủ độ thấm ướt chất tạo màng và dung môi, tạo thành dạng hỗn hợp nhão (paste) cho công đoạn nghiền tiếp theo

Nghiền sơn: Đây là công đoạn chính trong quy trình sản xuất sơn nước Hỗn hợp

nhão các nguyên liệu (paste) được chuyển vào thiết bị nghiền sơn Quá trình nghiền

sơn tạo thành dung dịch dạng chất lỏng mịn, nhuyễn Thời gian nghiền có thể kéo dài phụ thuộc vào loại bột màu, bột độn và yêu cầu về độ mịn của sơn Trong giai đoạn này, thiết bị nghiền sử dụng nhiều nước làm lạnh thiết bị để đảm bảo paste trong quá trình nghiền không bị nóng lên nhiều nhằm khống chế lượng dung môi bị bay hơi ở nhiệt độ cao và tác động xấu đến các thành phần paste nghiền Nước phải được làm nguội đến 5 – 7 0 C trước khi đưa vào máy nghiền

Khuấy sơn: Sau khi các nguyên liệu (Paste) đã được nghiền đến độ mịn theo yêu

cầu sẽ chuyển sang công đoạn khuấy sơn Công đoạn này tạo thành sản phẩm cuối cùng của quá trình sản xuất sơn Nguyên liệu được chuyển sang bể khuấy, có thể vài lô hỗn hợp paste thành phẩm được đưa vào 1 bể khuấy chung Bể khuấy có 1 máy khuấy liên tục trong quá trình khuấy sơn Tại đây paste sơn đã đạt độ mịn được bổ xung thêm

đủ lượng chất tạo màng, dung môi, các phụ gia cần thiết Khi đã đạt độ đồng nhất thì cũng là lúc sản phẩm hoàn tất và được chuyển sang công đoạn đóng thùng

Đóng gói thành phẩm: Công đoạn này có thể là dây chuyền tự động hoặc thủ

công Bao bì đựng sơn nước thường là bao bì nhựa hoặc kim loại tùy vào sản phẩm sơn mà công ty sơn phát hành Thành phẩm sẽ được luân chuyển vào kho chứa Quá trình nhập kho được tiến hành chặt chẽ theo từng lô hàng Các kho sản phẩm phải được trang bị đầy đủ các phương tiện phòng chống cháy nổ vì nguy cơ cháy nổ rất cao đối với sản phẩm sơn dung môi hữu cơ

Ngoài ra còn có một số quá trình phụ trợ như vệ sinh thùng chứa sơn để đảm bảo chất lượng sản phẩm, làm mát để dung môi không bị bay hơi, v.v… [7]

 Một số dây chuyền, nhà máy sản xuất sơn hiện nay

Hình 2.3 Nhà máy sản xuất sơn Caparol, Dubai

Hình 2.4 Nhà máy sản xuất sơn ICI Dulux, KCN Mỹ Phước 2, Bình Dương

Hình 2.5 Máy pha sơn hãng Dulux

Hình 2.6 Máy pha sơn hãng Sea Master

2.1.3 Quy luật pha màu sơn

 Khái niệm màu sắc

Theo quang học: Khi luồng ánh sáng trắng đi qua lăng kính mặt trời thì tách ra 7 sắc gồm: Đỏ, vàng, cam, lục, lam, chàm, tím Đó là sự hiển thị của các loại ánh sáng

có bước sóng dài ngắn khác nhau Do đó về mặt quang học, ta có thể khẳng định màu sắc chính là ánh sáng Màu sắc mà chúng ta nhìn thấy từ mọi vật đó là sự phản chiếu của ánh sáng từ vật vào mắt [8]

Hình 2.7 Thang màu từ đỏ tới tím của 7 sắc cầu vòng

 Ba yếu tố cơ bản của màu sắc

- Sắc (Tone): Độ đậm hoặc nhạt của một màu nào đó khi pha trắng hoặc pha

đen

Hình 2.8 Thang màu vô sắc

- Quang độ (Value): Độ sáng hoặc tối của một màu, là tác dụng liên kết giữa

các độ đậm nhạt này với độ đậm nhạt kia Ví dụ: Trong vòng thuần sắc, vàng là màu

có đỉnh quang độ sáng nhất, tím là màu có đỉnh quang độ tối nhất do sự đập mắt

- Cường độ (Intensity): Là mức độ mạnh hay yếu của một màu nào đó (thị giác

cảm nhận được độ tươi thắm) do sự kích thích thị giác

Hình 2.9 So sánh tương quan giữa quang độ và cường độ của hai màu

Ví dụ: Vàng - Quang độ sáng Cam - Cường độ mạnh [8]

 Các quy luật pha màu

Có 2 quy luật pha màu là: Cộng màu và trừ màu

- Quy luật cộng màu:

Ba màu sơ cấp (hay màu cơ bản) trong ánh sáng là đỏ (Red - R), lục (Green - G) và lam (Blue - B)

Hình 2.10 Quy luật cộng màu hệ màu RGB + Ánh sáng đỏ hòa với ánh sáng lục cho ánh sáng vàng (Yellow - Y)

+ Ánh sáng lục hòa với ánh sáng lam cho ánh sáng màu da trời (Cyan - C)

+ Ánh sáng lam hòa với đỏ cho ánh sáng tím hồng (Magenta - M)

+ Tím hồng là màu khá gần với màu tím (Violet) Tím hồng (Magenta) là màu không có trong phổ ánh sáng tự nhiên

Các màu tím hồng (M), vàng (Y), và da trời (C) được gọi lả các màu thứ cấp (secondary) của ánh sáng, vì chúng được tạo bởi hòa hai chùm ánh sáng màu sơ cấp (primary) Nếu hòa cả 3 chùm ánh sáng sơ cấp R, G, B với nhau ta được ánh sáng trắng Đó là quy luật cộng màu

- Quy luật trừ màu:

Trong màu hóa chất như mực in, phẩm nhuộm, sơn thì ngược lại: Ba màu sơ cấp là tím hồng (Magenta - M), da trời (Cyan - C), và vàng (Yellow - Y)

Hình 2.11 Quy luật trừ màu trong hệ màu CMYK + Tím hồng (M) hòa da trời (C) cho lam (Blue - B)

+ Da trời (C) hòa với vàng (Y) cho lục (Green - G) + Vàng (Y) hòa với tím hồng (M) cho đỏ (Red - R) Như vậy, trong màu hóa chất thì đỏ, lục và lam lại là 3 màu thứ cấp Hòa 3 màu

sơ cấp hóa chất M, C, Y với nhau vể mặt nguyên tắc ta được màu đen Nhưng vì các màu hóa chất không tuyệt đối tinh khiết, nên vẫn cần có màu đen riêng Vì thế, trong

in ấn, chỉ cần 4 màu da trời (C) tím hồng (M) vàng (Y) đen(K) (trong đó K = key, tức màu đen), là in ra được tất cả các màu, trừ màu trắng (là màu của giấy)

Tại sao màu hóa chất lại tuân theo quy luật trừ màu? Đó là bởi vì vật chất bản thân nó không có màu sắc (trừ những vật tự phát sáng) mà chỉ tán xạ và hấp thụ các bước sóng ánh sáng đơn sắc trong ánh sáng chiếu vào nó Một vật có màu đỏ là vì khi ánh sáng trắng chiếu vào nó, nó hấp thụ các ánh sáng lục và lam, chỉ phản chiếu ánh sáng đỏ vào mắt ta Một vật có màu đen khi hấp thụ tất cả ánh sáng chiếu vào nó Một vật có màu trắng vì nó phản xạ tất cả các bước sóng ánh sáng [9] và [10]

Hình 2.12 Sự khác biệt khi kết hợp 2 màu của sơn và ánh sáng (vàng+lam)

Hình 2.13 Sự khác biệt khi kết hợp 2 màu của sơn và ánh sáng (lam+đỏ)

Hình 2.14 Sự khác biệt khi kết hợp 2 màu của sơn và ánh sáng (đỏ+lục)

 Lựa chọn quy luật pha màu cho đề tài

Trên thực tế các hạt màu trong màu sơn không phải là các màu sơ cấp lý tưởng

Vì thế bảng pha màu (hay vòng tròn màu sắc) chỉ có tác dụng định hướng Chỉ các hãng sản xuất sơn mới nghiên cứu và thực sự hiểu màu pha trộn với nhau như thế nào

để tạo thành màu khác, dựa trên kinh nghiệm của các chuyên gia và tự tạo ra được một công thức pha màu sơn cho riêng mình

Trong đề tài, chúng tôi áp dụng nguyên tắc pha màu tuân theo quy tắc trừ màu và chọn 3 màu sơ cấp (Primary, hay còn gọi là màu chính, màu cơ bản, màu bậc nhất) là

đỏ (Red – R), vàng (Yellow – Y) và lam (Blue – B) Từ đó có thể pha ra các màu khác (trừ đen và trắng – không màu nào pha trộn ra nó)

Như vậy 3 màu thứ cấp là:

 Đỏ + Vàng -> Da cam (Orange)

 Vàng + Lam -> Lục (Green)

 Lam + Đỏ -> Tím (Violet)

 Trộn màu sơ cấp với màu thứ cấp cạnh nó thì được màu tam cấp (Tertiary)

Hình 2.15 Nguyên tắc pha trừ màu với 3 màu sơ cấp RYB

Hình 2.16 Ba màu cơ bản trên bánh xe màu

Màu sơn sơ cấp: Màu đỏ, màu xanh và màu vàng được gọi là màu chính Không

giống như màu thứ cấp, bậc ba và bậc bốn, màu sơn chính không thể được "tạo ra" bằng cách trộn bất kì màu nào với nhau Ba màu cơ bản này bắt nguồn cho các màu của phần còn lại mà bạn nhìn thấy trên bánh xe màu

Màu sơn thứ cấp: Ngoài ra còn có 3 màu sơn thứ cấp trên một bánh xe

màu Chúng được tạo ra khi bạn kết hợp 2 màu chính với nhau với số lượng bằng nhau

Hình 2.17 Ví dụ các màu thứ cấp

Màu trung gian: 6 màu còn lại bạn nhìn thấy trên một bánh xe màu điển hình

được gọi là màu sơn trung gian Chúng được sản xuất bằng cách trộn một màu chính với một màu thứ cấp liền kề

Hình 2.18 Ví dụ về các màu trung gian

 Các cách pha màu cho đề tài

Pha trộn màu sơ cấp để tạo thành màu thứ cấp: Có 3 màu sơ cấp: đỏ, xanh

dương và vàng Các màu này không thể được “tạo ra” bằng cách pha trộn các màu vẽ khác Tuy nhiên, chúng có thể pha trộn với nhau để tạo thành 3 màu thứ cấp: đỏ pha xanh dương tạo thành màu tím, xanh dương pha vàng sẽ thành màu xanh lá, và đỏ pha vàng sẽ cho ra màu cam

Lưu ý rằng khi pha các chất màu vẽ sơ cấp với nhau, các màu thứ cấp tạo ra sẽ không được tươi sáng và rực rỡ lắm Lý do là vì các màu mới được kết hợp này mang tính trừ nhiều hơn và ít phản chiếu ánh sáng từ quang phổ màu hơn, khiến cho màu thứ cấp có vẻ tối và xỉn chứ không được sáng và rực rỡ

Tránh pha trộn các màu vẽ để tạo màu trắng: Các màu vẽ là màu trừ, tức là

sắc tố màu hấp thụ một số phần của quang phổ và phản chiếu các phần khác, từ đó tạo

ra màu vẽ mà chúng ta nhận được Điều này có nghĩa là nếu bạn pha thêm nhiều màu khác nhau thì màu vẽ sẽ càng tối hơn vì nó sẽ càng hấp thụ nhiều ánh sáng hơn Vì vậy, ta không thể pha trộn các chất pha màu với nhau để tạo nên màu trắng

Lưu ý rằng nếu muốn sử dụng màu trắng cho dự án vẽ tranh, bạn sẽ phải mua màu trắng thay vì pha trộn màu

Thêm màu trắng và các màu khác nhau để tạo màu nhẹ: Các màu nhẹ chỉ là

phiên bản nhạt hơn của màu gốc Để làm nhạt màu và tạo màu nhẹ, bạn hãy thêm màu trắng vào màu đó Lượng màu trắng thêm vào càng nhiều thì màu tạo thành sẽ càng nhạt

 Ví dụ, thêm màu trắng vào màu đỏ sẽ tạo ra màu hồng, phiên bản nhạt hơn của màu đỏ

 Nếu lỡ cho thêm quá nhiều màu trắng khiến màu trở nên quá nhạt, bạn có thể cho thêm một ít màu gốc vào hỗn hợp để màu đậm trở lại [11]

Cơ sở lý thuyết về các thiết bị sử dụng trong đề tài

2.2.1 Tổng quan về PLC và PLC S7-1200

PLC là viết tắt tiếng Anh của từ Programmable Logic Controller – Bộ điều khiển logic khả trình Nó cho phép thực hiện linh hoạt các giải pháp điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình, để thực hiện hàng loạt các sự kiện tùy theo yêu cầu của quá trình sản xuất và dễ dàng thay đổi nhiệm vụ bằng cách thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ

 Ưu điểm của hệ thống sử dụng PLC:

- Thích ứng với nhiều nhiệm vụ điều khiển khác nhau

- Khả năng thay đổi chương trình một cách linh hoạt

- Tiết kiệm không gian lắp đặt

- Dễ dàng kiểm tra chỉnh sửa lỗi

- Khả năng truyền thông mạnh để điều khiển giám sát từ xa

- Không cần các tiếp điểm…

Hình 2.19 So sánh ưu điểm hệ PLC so với kết nối cứng dùng relay và timer

 Ứng dụng: PLC ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác

nhau, nhất là trong các ngành công nghiệp như:

- Điều khiển các quy trình sản xuất: Bia, xi măng, giấy, sữa, …

- Các dây chuyền: đóng gói bao bì, đóng thùng, lắp ráp sản phẩm…

- Điều khiển robot

- Hệ thống cảnh báo, báo động…

- Kiểm tra, kiếm soát quá trình sản xuất…

- Điều khiển hệ thống nâng hạ, thang máy…

- Thiết bị sấy, khai thác

- Hệ thống giữ xe, rửa xe tự động [12]

Hình 2.20 Một số ứng dụng của PLC trong công nghiệp

 Tổng quan về PLC S7-1200

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200

So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội như sau:

- S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200 S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO)

- Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển:

+ Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC + Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình

- S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP Ngoài ra có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232

- Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal của Siemens

- Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đã bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI

Hình 2.21 Tổng quan về PLC S7-1200 Chú thích:

1: Bộ phận kết nối nguồn

2: Các bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo được (phía sau các nắp che)

2: Khe cắm thẻ nhớ nằm dưới cửa phía trên

3: Các LED trạng thái dành cho I/O tích hợp

4: Bộ phận kết nối PROFINET (phía trên của CPU)

 Các module trong hệ S7-1200

Các module CPU PLC S7-1200: Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung lượng giúp cho người dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật các module CPU PLC S7 1200

CPU

CPU 1211C

1211 C AC/DC/Rly

PROGRAM/DATA MEMORY, 1MB loading memory execution times for boolean operation: 0.1µs; intergral I/Os: 6 digital input; 4 digital output, 2 analog inputs; expandable with up to 3 communication modules and 1 signal board; digital inputs as HSC with 100kHz, 24DC digtial outputs can be used as PTO or PWM with 100kHz

1211 C DC/DC/DC

1211 C DC/DC/Rly

CPU 1212C

1212 C AC/DC/Rly

PrROGRAM/DATA MEMORY, 1MB loading memory; execution times for booleam operations: 0.1µs; intergral I/Os: 8 digital input; 6 digital output, 2 analog inputs; expandable with up to 3 communication modules, 2 signal modules and 1 signal board; digital inputs can be used as HSC with 100kHz, 24DC digtial outputs as PTO or PWM with 100kHz

1212 C AC/DC/Rly

1212 C DC/DC/DC

CPU 1214C

1214 C AC/DC/Rly

PROGRAM/DATA MEMORY, 2MB loading memory; execution times for booleam operations:

1214 C

Các module mở rộng: Họ S7-1200 cung cấp một số lượng lớn các module tín hiệu và bảng tín hiệu để mở rộng dung lượng của CPU Người dùng còn có thể lắp đặt thêm các module truyền thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác

Bảng 2.2 Bảng các module hỗ trợ PLC S7-1200

Module

tín hiệu (SM)

16 x DC In / 16 x DC Out

16 x DC In / 16 x Relay Out

Bảng tín hiệu (SB)

Module truyền thông (CM)

 RS485

 RS232

DC/DC/DC 0.1µs; intergral I/Os: 14 digital input; 10 digital

output, 2 analog inputs; expandable with up to 3 communication modules, 8 signal modules and 1 signal board; digital inputs can be used as HSC with 100kHz, 24DC digtial outputs as PTO or PWM with 100kHz

1214 C DC/DC/Rly

CPU 1215C

1215 C DC/DC/DC

SIMATIC S7-1200, CPU 1215C, compact CPU, AC/DC/RELAY, 2 profitnet port, I/O: 14 DI 24V DC; 10 DO RELAY 2A, 2 AI 0-10V DC, 2 AO 0- 20MA DC, Power suppy: AC 85 – 264 V AC AT

47 – 63 HZ, Program/Data Memory: 100 KB

1215 C AC/DC/Rly

1215 C DC/DC/Rly

 Các bảng tín hiệu:

Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU Người dùng

có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự SB kết nối vào phía trước của CPU

- SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC)

- SB với 1 ngõ ra kiểu tương tự

Bảng 2.3 Bảng tín hiệu sử dụng cho PLC S7-1200

Signal Boards

SB 1223 DC/DC 2 x 24VDC inputs

2 x 24VDC outputs

2 inputs, DC 24v, IEC type

1, current sinking; 2 transistor output DC 24V, 0.5A, 5W; can be used as additional HSC with up to 30kHz

1 analog output, ± 10v with 12 bits or 0 to 20 mA with 11 bits

Hình 2.22 Bảng tín hiệu SB

1 Các led trạng thái trên SB

2 Bộ phận kết nối dây của người dùng có thể tháo ra

SM 1222 8 x relay outputs

8 relay outputs

DC 5 to 30V, 30W

AC 5 to 250V, 2A, 200W

SM 1222 8 x 24VDC outputs 8 transistor outputs, DC 24V, 0.5A,

SM 1221 16 X 24VDC inputs 16 inputs DC 24V IEC type 1,

current sinking

Signal Modules Analog

SM 1234 4 x analog inputs

2 x analog outputs

4 analog inputs, ±10v, ±5V, ±2,5V,

or 0 to 20 mA, 12 bits + sign;

2 analog output, ± 10V, 14 bits or 0

Hình 2.23 Module tín hiệu

1 Các LED trạng thái dành cho I/O của module tín hiệu

2 Bộ phận kết nối đường dẫn

3 Bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo ra

 Các module truyền thông:

Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thông (CM) dành cho các tính năng bổ sung vào hệ thống Có 2 module truyền thông: RS232 và RS485

- CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông

- Mỗi CM kết nối vào phía bên trái của CPU (hay về phía bên trái của một CM khác)

Bảng 2.5 Bảng các module truyền thông sử dụng cho S7-1200

Communication Module

1 Các LED trạng thái dành cho module truyền thông

2 Bộ phận kết nối truyền thông

- Data block (DB – khối dữ liệu): ta có thể bao gồm các DB trong chương trình người dùng để lưu trữ dữ liệu cho các khối mã Dữ liệu được lưu trữ vẫn duy trì khi sự thực thi của một khối mã có liên quan dần kết thúc

- Temp memory (bộ nhớ tạm thời): khi một khối mã được gọi, hệ điều hành của CPU phân bổ bộ nhớ tạm thời hay cục bộ (L) để sử dụng trong suốt sự thực thi của khối Khi sự thực thi của khối hoàn thành, CPU sẽ phân bổ lại bộ nhớ cục bộ dành cho việc thực thi các khối mã khác

Mỗi vị trí bộ nhớ khác nhau có một địa chỉ đơn nhất Chương trình người dùng sử dụng các địa chỉ này để truy xuất thông tin trong vị trí bộ nhớ

Bảng 2.6 Bảng các vùng nhớ PLC S7-1200

I Ngõ vào ảnh tiến trình

Được sao chép từ các ngõ vào vật lý

I_:P Ngõ vào vật lý

Việc đọc ngay lập tức của các điểm

Q Ngõ vào ảnh tiến trình

Được sao chép từ các ngõ vào vật lý

Q_:P Ngõ vào vật lý

Việc đọc ngay lập tức của các điểm

M

L

Bộ nhớ tạm thời

Dữ liệu tạm thời cho một khối, một

DB Khối dữ liệu

Bộ nhớ dữ liệu và còn là bộ nhớ

Mỗi vùng nhớ khác nhau có một địa chỉ đơn nhất Chương trình người dùng sử dụng các địa chỉ này để truy xuất thông tin trong vị trí bộ nhớ Hình dưới đây thể hiện cách thức truy xuất một bit (còn được gọi là ghi địa chỉ “byte.bit”) Trong ví dụ này,