LẬP TRÌNH PLC XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÁCH THÉP THANH

LẬP TRÌNH PLC XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÁCH THÉP THANH Luận văn tốt nghiệp XÂY DỰNG hệ THỐNG TÁCH THÉP THANH thầy PHẠM ĐỨC LONG trường đại học công nghiệp thái nguyênCHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÁCH THÉP THANH313.1 Giới thiệu về các thiết bị quan trọng trong hệ thống dàn thép.313.1.1 Trục vít:313.1.2 Tấm chắn343.1.3 Cơ cấu nâng trục vít 2343.1.4 Băng tải343.1.5 Động cơ không đồng bộ ba pha363.1.6 Hộp số383.1.7 Biến tần413.2 Hệ thống dàn thép.463.2.1 Sàn rung463.2.2 Cơ cấu nâng trục vít 2463.2.3 Tấm chắn thép.473.2.4 Trục vít473.2.6 Hộp số483.2.7 Biến tần493.2.8 Sàn đếm493.2.9 Bảo vệ quá dòng503.2.10 Kết quả tách thanh thép513.3Hệ thống điều khiển PLC513.3.1 Counter.523.3.2Cảm biến533.3.3 Rơ le553.4 Thiết kế giao diện PC (WinCC )573.4.1Tạo project mới573.4.2 Tag573.4.3Tạo giao diện bằng Graphics designer583.5 Quy trình công nghệ, thuật toán và các chương trình điều khiển583.5.1 Quy trình công nghệ583.5.2 Thuật toán đếm sản phẩm bằng PLC593.5.3 Sơ đồ kết nối PLC với các linh kiện60

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy cô giáo trongtrường Đại học Công nghệ thông tin và truyền thông – Đại học Thái Nguyên nóichung và các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Tự động hóa nói riêng đã tậntình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trongsuốt thời gian qua

Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy PHẠM ĐỨC LONG, thầy đã tận

tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn trong suốt quá trình làm đồ án tốtnghiệp Trong quá trình làm việc với thầy, tôi không ngừng tiếp thu thêm nhiềukiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoahọc nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho tôi trong quá trìnhhọc tập và làm việc sau này

Sau cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên, góp ý, vàgiúp đỡ trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Do thời gian hoàn thành đồ án có giới hạn, chắc chắn rằng đồ án khôngtránh khỏi những thiếu sót nên tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của quýthầy cô và các bạn để đồ án tốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2014

Sinh viên thực hiện

LỜI CAM ĐOAN

Tôi - cam kết ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP là công trình nghiên cứu của bản thân

tôi dưới sự hướng dẫn của TS Phạm Đức Long.

Các kết quả nêu trong ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP là trung thực, không phải làsao chép toàn văn của bất kỳ công trình nào khác, nếu sai tôi xin chịu hoàn toàntrách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật của nhà trường

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2014

Người cam đoan

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 6

LỜI NÓI ĐẦU 9

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300 10

1.1 Tổng quan về PLC 10

1.1.1Định nghĩa 10

1.1.2Cấu trúc PLC 10

1.2 PLC S7- 300 11

1.2.1 Các tính năng cơ bản 11

1.2.2 Các module 12

1.2.3 Bộ nhớ, kiểu dữ liệu trong CPU 13

1.2.4 Vòng quét chương trình, các khối OB 14

1.3 Lựa chọn các thông số cho S7- 300 16

1.4 Điều khiển S7-300 qua Win CC 18

1.4.1 Định nghĩa 18

1.4.2 Tìm hiểu chung 18

1.4.2.1 Các loại Project trong Win CC 18

1.4.3 Các bước soạn thảo 1 Project 23

1.4.4 Mối liên hệ giữa 2 phần mềm 23

CHƯƠNG 2: YÊU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI 25

2.1 Giới thiệu về nhà máy cán thép NasteelVina 25

2.1.1 Giới thiệu 25

2.1.2 Lịch sử phát triển 26

2.1.3 Sơ đồ tổ chức 26

2.1.4 Thành tựu 26

2.2 Nhu cầu cấp thiết của bài toán đếm thép cây 27

2.3 Yêu cầu hệ thống đáp ứng 27

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÁCH THÉP THANH 31

3.1 Giới thiệu về các thiết bị quan trọng trong hệ thống dàn thép 31

3.1.1 Trục vít: 31

3.1.2 Tấm chắn 34

3.1.3 Cơ cấu nâng trục vít 2 34

3.1.4 Băng tải 34

3.1.5 Động cơ không đồng bộ ba pha 36

3.1.6 Hộp số 38

3.1.7 Biến tần 41

3.2 Hệ thống dàn thép 46

3.2.1 Sàn rung 46

3.2.2 Cơ cấu nâng trục vít 2 46

3.2.3 Tấm chắn thép 47

3.2.4 Trục vít 47

3.2.6 Hộp số 48

3.2.7 Biến tần 49

3.2.8 Sàn đếm 49

3.2.9 Bảo vệ quá dòng 50

3.2.10 Kết quả tách thanh thép 51

3.3 Hệ thống điều khiển PLC 51

3.3.1 Counter 52

3.3.2Cảm biến 53

3.3.3 Rơ le 55

3.4 Thiết kế giao diện PC (WinCC ) 57

3.4.1Tạo project mới 57

3.4.2 Tag 57

3.4.3Tạo giao diện bằng Graphics designer 58

3.5 Quy trình công nghệ, thuật toán và các chương trình điều khiển 58

3.5.1 Quy trình công nghệ 58

3.5.2 Thuật toán đếm sản phẩm bằng PLC 59

3.5.3 Sơ đồ kết nối PLC với các linh kiện 60

3.5.4 Cấu hình phần cứng 61

3.5.5 Bảng địa chỉ 61

3.5.6 Code PLC 62

3.5.6 Mã nguồn trong WinCC 64

3.6 Kết quả 66

3.6.1 Kết quả mô phổng theo PLC SIMATIC 66

3.6.2 Mô Phổng WinCC 67

KẾT LUẬN 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình1.1: Sơ đồ cấu trúc PLC 10

Hình 1.2: Sơ đồ liên kết giữa CPU với các Module mở rộng 12

Hình 1.3: Sơ đồ vòng quét chương trình 14

Hình 1.4: Quy trình thiết kế một hệ thống điều khiển bằng PLC 15

Hình 1.5: Hình ảnh PLC S7-300,CPU314 16

Hình 1.6: Cấu trúc của Single-User Project 18

Hình 1.7: Cấu trúc của Multi- User Project 19

Hình 1.8: Cấu trúc Multi-Client Project 20

Hình:1.9: Mối liên hệ giữa Step7-WinCC 23

Hình 2.1: Hình ảnh công ty 25

Hình 2.2: Sơ đồ tổ chức của nhà máy NasteelVina 26

Hình 2.3: Sàn chắn tách thép 28

Hình 2.4: Sàn rung 29

Hình 2.5: Sơ đồ máy dàn thép 30

Hình 3.1: Trục vít 31

Hình 3.2: Quá trình hình thành ren 32

Hình 3.3: Phân loại ren theo mặt cắt của ren 32

Hình 3.4: Cơ cấu nâng trục vít 2 34

Hình 3.5: Băng tải 34

Hình 3.6: cấu tạo băng tải 35

Hình 3.7: Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha 36

Hình 3.8: Hộp số và động cơ 38

Hình 3.9: Nguyên tắc hoạt động của bánh răng 38

Hình 3.10: Dạng cơ bản của bánh răng sử dụng hộp số 39

Hình 3.11 Sơ đồ mạch điện bên trong biến tần 41

Hình 3.12: Sơ đồ dàn thép 46

Hình 3.13: Sàn nâng đinh vít 2 47

Hình 3.14: Động cơ 3 pha lồng sóc 48

Hình 3.15: Hộp số theo tỷ lệ 1:5 48

Hình 3.16: Sơ đồ đấu nối tổng quát máy tính, PLC, biến tần và động cơ 49

Hình 3.17: Rơ le bảo vệ quá dòng MK233A 50

Hình 3.18 Kết quả dàn sản phẩm 51

Hình 3.19: Counter 53

Hình 3.20: Sơ đồ kết nối cảm biến với card vào của PLC 54

Hình 3.21: Cảm biến E3JK loại auto-volt 54

Hình 3.22: Cơ cấu của rơ le 55

Hình 3.23: Rơ le điện từ 56

Hình 3.24: Kết nối rơ le, PLC, biến tần và động cơ 56

Hình 3.25: Các tag trong bài 57

Hình 3.26: Dao diện của hệ thống dàn thép thanh 58

Hình 3.27: Lưu đồ thuật toán đếm sản phẩm bằng PLC 59

Hình 3.28: Sơ đồ kết nối PLC với các linh kiện 60

Hình 3.29: Cấu hình phần cứng 61

Hình 3.30: Đếm sản phẩm trong Wincc 67

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Đường kính và bước ren tiêu chuẩn 33

Bảng 3.2: Bảng địa chỉ đầu vào Error: Reference source not found

Bảng 3.3: Bảng giá trị đầu ra Error: Reference source not found

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, khoa học kỹthuật ngày càng được ứng dụng rộng rãi, trực tiếp hoặc gián tiếp nâng cao mứcsống của con người, giải phóng dần sức lao động chân tay của người lao động,tăng năng suất lao động và chất lượng của sản phẩm Việc tìm hiểu hệ thống vànắm được nguyên lý vận hành của các thiết bị tự động hoá trong các máy, dâychuyền sản xuất là yêu cầu quan trọng không thể thiếu của một kỹ sư

Trong thời gian đi thực tập tốt nghiệp tại công ty liên doanh NasteelVina,

em đã đi sâu vào việc nghiên cứu, tìm hiểu các ứng dụng của PLC trong việcđiều khiển các máy công cụ tại đây Từ tiền đề đó, thầy giáo hướng dẫn, T.S

Phạm Đức Long đã tin tưởng giao cho em đề tài tốt nghiệp, đó là: Xây dựng hệ thống tự động đếm thép cây tại nhà máy NasteelVina Lưu Xá Thái Nguyên.

Trong thời gian làm đồ án, tuy khối lượng kiến thức và công việc rất nhiềunhưng với sự nỗ lực của bản thân, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáohướng dẫn, sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè, em đã hoàn thành được cơ bản cácyêu cầu đặt ra của đồ án

Do thời gian làm đồ án và kiến thức của bản thân còn có hạn nên trong đồ

án không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý, chỉbảo của các thầy, cô giáo để có thể hoàn thành đồ án này với kết quả tốt hơn nữa

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: T.S Phạm Đức Long, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn và các bạn bè đã giúp đỡ em

hoàn thành đồ án này.

Thái nguyên tháng 6 Năm 2014

Sinh viên

Mai Văn Phú

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300

1.1.2 Cấu trúc PLC.

Hình1.1: Sơ đồ cấu trúc PLC.

Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải

có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệđiều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng vào/ra đểgiao tiếp với đối tượng điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường xungquanh Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải có

thêm các khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter), bộ định thời(Timer)…và những khối hàm chuyên dụng.

Việc truyền thông bên trong CPU diễn ra được thì cần phải có sự trợ giúpcủa các bus Thông tin được truyền theo dạng nhị phân, theo nhóm bit, mỗi bit làmột số nhị phân1 hoặc 0, tương tự các trạng thái on/off của tín hiệu nào đó.Thuật ngữ từ được sử dụng cho nhóm bit tạo thành thông tin nào đó Vì vậy một

từ 8 - bit có thể là số nhị phân 00100110 Cả 8- bit này được truyền thông đồngthời theo dây song song của chúng Hệ thống PLC có 4 loại bus:

- Bus dữ liệu: Tải dữ liệu được sử dụng trong quá trình xử lý của CPU Bộ

xử lý 8- bit có 1 bus dữ liệu nội có thể thao tác các số 8- bit, có thể thực hiện cácphép toán giữa các số 8-bit và phân phối các kết quả theo giá trị 8- bit

- Bus địa chỉ: Được sử dụng để tải các địa chỉ và các vị trí trong bộ nhớ.Như vậy mỗi từ có thể được định vị trong bộ nhớ, mỗi vị trí nhớ được gán mộtđịa chỉ duy nhất Mỗi vị trí từ được gán một địa chỉ sao cho dữ liệu được lưu trữ

ở vị trí nhất định để CPU có thể đọc hoặc ghi ở đó bus địa chỉ mang thông tincho biết địa chỉ sẽ được truy cập Nếu bus địa chỉ gồm 8 đường, số lượng từ 8-bit, hoặc số lượng địa chỉ phân biệt là 28 = 256 Với bus địa chỉ 16 đường sốlượng địa chỉ khả dụng là 65536

- Bus điều khiển: Bus điều khiển mang các tín hiệu được CPU sử dụng đểđiều khiển Ví dụ để thông báo cho các thiết bị nhớ nhận dữ liệu từ thiết bị nhậphoặc xuất dữ liệu và tải các tín hiệu chuẩn thời gian được dùng để đồng bộ hoácác hoạt động

- Bus hệ thống: Được dùng để truyền thông giữa các cổng nhập/xuất và cácthiết bị nhập/xuất

- Các Bus nối tích hợp phía sau các Module.

- Có thể nối mạng Multipoint Interface (MPI), Profibus hoặc IndustrialEthernet

- Thiết bị lập trình trung tâm có thể truy cập đến các Module

nhiên được cài sẵn trong hệ điều hành các loại Module CPU đựơc phân biệt vớicác CPU khác bằng thêm cụm từ DP trong tên gọi Ví dụ Module CPU 315-DP.

1.2.2.2 Module mở rộng

- PS (Power supply): Module nguồn nuôi.Có 3 loại 2A, 5A và 10A

- SM: Module mở rộng cổng tín hiệu vào ra, bao gồm:

DI(8, 16, 32), DO(8, 16, 32), DI/DO: (8/8,16/16), AI(2,4,8), AO(2,4), AO(2,4):Thực tế là bộ biến đổi AD, (chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số là sốnguyên 12 bit)

- IM (Interface module): Module ghép nối Đây là loại module chuyên dụng

có nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối vàđược quản lý chung bới một module CPU

- FM (Function module): Module có chức năng điều khiển riêng

- CP (communication module): Module phục vụ truyền thông trong mạnggiữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính

1.2.3 Bộ nhớ, kiểu dữ liệu trong CPU

1.2.3.1 Bộ nhớ

Được chia ra làm 3 vùng chính

a Vùng chứa chương trình ứng dụng

- OB: Miền chứa chương trình tổ chức

- FC: (Function): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm cóbiến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó

- FB: (Function Block): Miền chứa chương trình con, được tổ chức thành hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chương trình nào khác

b Vùng chứa các tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng.

- I (Procees input): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số

- Q (Process output): Miền bộ đệm các cổng ra số

- PQ: miền địa chỉ cổng ra cho các module tương tự.

c Vùng chứa các khối dữ liệu

- DB (Data block): Miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối

- L (Local data block): Miền giữ liệu địa phương

1.2.3.2 Kiểu dữ liệu

- BOOL: Với dung lượng là 1 bit và có giá trị là 0 hoặc 1 (đúng hoặc sai)

- BYTE: Gồm 8 bits, thường được dùng để biểu diễn một số nguyên dươngtrong khoảng từ 0 đến 255 hoặc mã ASCII của một ý tự

- WORD: Gồm 2 byte, để biểu diễn số nguyên dương từ 0 đến 65535

- DWORD: Là từ kép có giá trị là: 0 đến 232-1

- INT: Cũng có dung lượng là 2 bytes

- DINT: Gồm 4 bytes

- REAL: Gồm 4 bytes, dùng để biểu diễn một số thực dấu phảy động

- S5t (hay S5 Time): Khoảng thời gian, được tính theo giờ/phút/giây

- TOD: Biểu diễn giá trị tức thời tính theo giờ/phút/giây

- DATE: Biểu diễn thời gian tính theo năm /ngày/tháng

CHAR: Biểu diễn một hoặc nhiều ký tự (nhiều nhất là 4 ký tự) (ASCII code)

-1.2.4 Vòng quét chương trình, các khối OB

1.2.4.1 Vòng quét chương trình

Hình 1.3: Sơ đồ vòng quét chương trình.

1.2.4.2 Các khối OB

Khối OB1 có chức năng quản lý chính trong toàn bộ chương trình Có nghĩa

là nó sẽ thực hiện một cách đều đặn ở từng vòng quét trong khi thực hiện chươngtrình Có rất nhiều các khối OB đặc biệt khác và mỗi khối OB đó có một nhiệm

vụ khác nhau, ví dụ các khối OB chứa các chương trình ngắt của các chươngtrình báo lỗi Tuỳ thuộc vào từng loại CPU khác nhau mà có các khối OB khácnhau

Hình 1.4: Quy trình thiết kế một hệ thống điều khiển bằng PLC.

1.3 Lựa chọn các thông số cho S7- 300

Ở đây ta lựa chọn sản phẩm PLC S7-300, CPU 314

Công suất tiêu thụ: 2.5W

Ngôn ngữ lập trình: Step 7 (LAD/FBD/STL), SCL, GRAPH, HiGraph WORKING MEMORY: 96 Kbyte

Kiểu kết nối: MPI

Bộ nhớ lưu chương trình: MMC (tối đa 4 MB)

Bộ đếm: 256

Bộ định thời: 256

Tần số chuyển mạch tối đa: 100Hz (tải trở), 0.5 Hz (tải cảm)

Đồng hồ thời gian thực

Đầu vào số tích hợp sẵn: 24 DI

Đầu vào tương tự tích hợp sẵn: 4 AI, 1 Pt 100

Đầu ra tương tự tích hợp sẵn: 2 AO

Số đầu vào số tích hợp sẵn: 24 (24 VDC)

Kênh số vào/ra tối đa: 1024/1024.

Kênh tương tự vào/ra tối đa: 256/256

Khả năng mở rộng module:

Số Rack mở rộng tối đa:4

Số module tối đa cho mỗi Rack:8

Phụ kiện yêu cầu:

FRONT CONNECTOR (2 X 40PIN)

Thẻ nhớ (MICRO MEMORY CARD)

1.4.2 Tìm hiểu chung

1.4.2.1 Các loại Project trong Win CC

a Single-User Project

Một Single-User Project là một trạm vận hành đơn cuối cùng

Hình 1.6: Cấu trúc của Single-User Project.

b Multi-User Project

Một Multi-User Project có đặc cấu hình điểm nhiều client và một server, tất

cả chúng làm việc trong cùng một project… Dữ liệu của Project như là các hìnhảnh (picture), các tag, mục lưu trữ dữ liệu được lưu trữ trong server và cung cấpcho các client Server được kết nối với bus quá trình và dữ liệu quá trình được sử

lý ở đây Vận hành hệ thống được thực hiện từ các client

Hình 1.7: Cấu trúc của Multi- User Project.

c Multi-Client Project

Multi-Client Project là một loại project mà có thể truy nhập vào nhiềuserver Các server được liên kết có pjoect của riêng chúng Cấu hình của projectserver được thực hiện trong server hoặc trong các client, cấu hình của projectmulti-client được thực hiện trong multi-client

Hình 1.8: Cấu trúc Multi-Client Project.

1.4.2.2 Kiến trúc của Win CC

Các thành phần cơ bản trong một project (Project) của WinCC:

- Máy tính (Computer): Quản lý tất cả các trạm (WorkStation) và trạmchủ(Server) nằm trong Project

- Quản lý tag (Tag Managerment):

Là khu vực quản lý tất cả các kênh, các quan hệ logic, các tag (biến) quá trình(Tag process), tag (biến) trung gian trong PLC (Tag Internal) và nhóm các nhómtag (Tag Groups)

- Loại dữ liệu (Data Type): Chứa các loại dữ liệu được gán cho các tag và

các kênh khác

- Các trình soạn thảo:

Các trình soạn thảo được liệt kê trong vùng này dùng để soạn thảo và điềukhiển một project hoàn chỉnh bao gồm Graphics System (Graphics Designer)dùng để làm các giao diện ảnh, Global Scrips dùng hiển thị động cho các yêu cầuđặc biệt, các Message System như cảnh báo (Alarm Logging), thu thập và lưu trữcác giá trị đo (Tag Logging), hệ thống báo cáo (Report Designer), giấy phép sửdụng (User administration) và các Text library Tất cả các Module này đều thuộc

hệ thống WinCC nhưng nếu không cần thiết thì không nhất thiết phải cài đặt hết

Sử dụng các trình soạn thảo để soạn thảo và điều khiển một project hoànchỉnh Các thành phần được liệt kê đều là các trình soạn thảo chuẩn của WinCC

1.4.2.3 Các loại soạn thảo văn bản

Graphics Desiner:

Là một trình soạn thảo đồ họa nó cung cấp các đối tượng đồ họa và cácbảng màu cho phép tạo các hình ảnh của các quá trình từ đơn giản đến phức tạp.Những đặc tính động có thể được tạo ra cho từng đối tượng riêng lẻ Có thể lưutrữ những đối tượng đồ họa được tạo ra bởi người sử dụng vào trong thư viện(Libyary)

Alarm Logging:

Cho phép thao tác lựa chọn việc thu thập và lưu trữ các kết quả của quátrình và chuẩn bị để hiển thị các thông báo.Có thể lựa chọn các khối thông báo(Message blocks), các lớp thông báo (Message classes), loại thông báo (Messagestype), hiện thị thông báo và báo cáo Alarm Control của Graphics Designer được

sử dụng để hiển thị các thông báo trong quá trình chạy thực (Runtime)

Report Designer:

Report Designer là một hệ thống tíc hợp các báo cáo để cung cấp tài liệutheo thời gian định trước hoặc theo sự kiện điều khiển của các thông báo, cácthao tác, các nội dung lưu trữ, các dữ liệu hiện thời hoặc dữ liệu lưu trữ trong cácdạng báo cáo của người sử dụng hoặc có thể lựa chọn các dạng layout trongproject Nó cung cấp đầy đủ những giao diện cho người sử dụng với các công cụ

đồ hoạ và đưa ra các kiểu báo cáo khác nhau Các hệ thống layout chuẩn và cácprint job có sẵn

Global Script:

Global Scrips cho phép bạn tạo ra những hành động cho các đốitượng.Trình soạn thảo này cho phép bạn tạo ra các hàm giống như trong C và cáchành động này có thể sử dụng trong một project hoặc nhiều project phụ thuộcvào loại hàm được tạo ra

Text Library:

Cho phép soạn thảo các văn bản để sử dụng trong khi chạy thực bởi các môđun khác nhau Các ngôn ngữ được sử dụng cho các văn bản được định nghĩa ởđây để hiển thị trong quá trình chạy thực

WinCC Redundancy để cho phép vận hành song song hai máy tính server.Nếu một trong hai máy tính server bị sự cố thì máy tính server còn lại sẽ điềukhiển toàn bộ hệ thống Sau khi máy tính server bị sự cố được hoạt động trở lại thìnội dung của toàn bộ những thông báo và các dữ liệu lưu trữ được sao chép lại

Tag Group dùng để tổ chức các Tag thành các cấu trúc Tất cả các Tag đều

có thể được tổ chức trong các nhóm Tag để tăng sự rõ ràng của project WinCCTag mô tả một dạng dữ liệu thành phần duy nhất trong một project và những luậtcho phép truy cập dữ liệu này Nói chung, dữ liệu quản lý phân biệt hai loại Tag:

- Internal Tag (Tag trong)

- External Tag (Tag ngoài)

Driver truyền thông “SIMATIC S7 Protocol Suite”

1.4.3 Các bước soạn thảo 1 Project.

-Tạo một dự án “Project” WinCC mới

- Chọn PLC hoặc Drivers từ Tag Management

- Tạo các biến nội (Internal)

- Tạo hình ảnh từ cửa sổ giao diện Graphic Designer

- Thiết lập các thuộc tính cho hình ảnh vừa tạo

- Thiết lập môi trường thời gian thực hiện

- Chạy mô phỏng Runtime

1.4.4 Mối liên hệ giữa 2 phần mềm

Hình:1.9: Mối liên hệ giữa Step7-WinCC

Như trên hình vẽ ta thấy việc thực hiện các gói chương trình sẽ theo 3 bướcthứ tự

Ở STEP 7:

- Khởi tạo chương trình mới

- Mô phỏng bằng PLCSIM: Đóng vai trò như một PLC thật, giúp ta quansát các giá trị tại các cổng vào I, ra Q, Timer T, Count C, bộ nhớ đệm M,…

Ở WinCC:

- Khởi tạo chương trình mới, đặt tên các biến và liên kết với các vùng nhớ

ở PLC

- Thiết kế mô hình gồm có 2 khối riêng: Nút bấm và thiết bị hiện trường

- Chạy mô phỏng Runtime cho mô hình đã thiết kế ở trên

Việc liên kết còn phải thực hiện cả khi thiết lập các thông số ban đầu cho chương trình

CHƯƠNG 2: YÊU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Giới thiệu về nhà máy cán thép NasteelVina

2.1.1 Giới thiệu

Công ty TNHH NatSteelVina là Công ty Liên doanh giữa tập đoàn NatSteel(nay là Tập đoàn NatSteel holdings), một trong những Tập đoàn Công nghiệphàng đầu Singapore và Tổng công ty thép Việt Nam (VSC) được thành lập trên

cơ sở Giấy phép đầu tư số 711/CP ngày 02/11/1993 Nhà máy được lắp đặt tại

thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên.

Hình 2.1: Hình ảnh công ty.

NatSteelVina kế thừa và phát huy thế mạnh của cả hai đối tác Liên doanhtrong việc nghiên cứu ứng dụng và phát triển Với độ ngũ quản lý giàu kinhnghiệm, cán bộ công nhân viên nhiệt tình, tận tụy, trình độ chuyên môn cao và hệthống dây chuyền sản xuất thép hiện đại nhập khẩu từ Italya Ngoài ra Công tycòn áp dụng đồng bộ hóa hệ thống quản lý thông tin, nguyên liệu đầu vào, dịch

vụ bán và chăm sóc khách hàng

Năm 1995 công ty chính thức vào hoạt động với dây chuyền cán thép côngsuất 150.000 tấn/năm được nhập khẩu từ Italya chuyên cung cấp các sản phẩmthép xây dựng và thép dây phục vụ cho ngành công nghiệp

Năm 2011, Công ty cải tiến nâng cấp dây chuyền sản xuất thép nâng tổngcông suất cán thép lên 250.000 tấn/năm nhằm đáp ứng nhu cầu không ngừngtăng của khách hàng về sản phầm thép NSVcủa công ty Sản phẩm thép của công

ty gồm thép cuộn (thép cuộn trơn, thép cuộn vằn), thép thanh vằn

Với mục tiêu cung sản phẩm với chất lượng thép tốt nhất, giá thép cạnhtranh Công ty thép không ngừng cải tiến và nâng cao chất lượng sản phẩm Bêncạnh đó NatSteelVina được khách hàng đánh giá là công ty thép có chất lượngdịch vụ tốt nhất Việt Nam.

2.1.2 Lịch sử phát triển

Trên cơ sở liên doanh giữa Tập đoàn Công nghiệp hàng đầu Singapore vàTổng công ty thép Việt Nam theo giấy phép đầu tư số 711/CP ngày 02/11/1993.Đến năm 1995 công ty chính thức vào hoạt động với dây chuyền cán thép côngsuất 150.000 tấn/năm được nhập khẩu từ Italya chuyên cung cấp các sản phẩmthép xây dựng và thép dây phục vụ cho ngành công nghiệp

Ngày 25/11/2003 được tổ chức QMS đánh giá và cấp chứng nhận hệ thốngquản lý chất lượng ISO 9001:2008

Năm 2011, Công ty cải tiến nâng cấp dây chuyền sản xuất nâng tổng côngsuất cán thép lên 250.000 tấn/năm nhằm đáp ứng nhu cầu không ngừng tăng củakhách hàng về sản phầm thép NSV của công ty

2.2 Nhu cầu cấp thiết của bài toán đếm thép cây

Hiện nay trong thời đại khoa học phát triển, các nhà máy xí nghiệp sản xuấtthép trên các dây chuyền hiện đại, sản xuất nhanh và nhiều vì vậy việc đếm théptrong mỗi bó thì công nhân khó có thể thực hiện chính xác được Với thực tiễncủa nhà máy chưa hoàn toàn tự động đếm mà vẫn dùng các công nhân là rất mấtthời gian và thiếu chuẩn xác, mặc dù số lượng thép cây là ít nhưng thực sự chưađược chính xác do con người không phải lúc nào cũng tỉnh táo Vì vậy em muốnhoàn thành ý tưởng tự động hóa hệ thống đếm thép cây của nhà máy NasteelVinanhằm tiết kiệm sức lao động và độ chuẩn xác của mỗi bó

2.3 Yêu cầu hệ thống đáp ứng

- PLC điều khiển hệ thống dàn thép

- Tự động đếm chính xác mỗi cây cho mỗi bó

- Có thể đặt số cây cho mỗi bó từ một máy tính PC qua giao diện viết bằngWinCC kết nối PLC

2.4 Các phương án đề xuất

Do mỗi lần cán thép, số lượng thép thanh vằn được tạo ra 1 lần là khôngnhiều nên việc dồn dập thép thanh vằn được chuyển ra sàn cắt và đếm sẽ khôngthể xảy ra Nên ta có thể dùng các phương án để tách thép như sau:

Hình 2.4: Sàn rung.

Sau khi thép được cắt theo tiêu chuẩn và được đưa xuống sàn rung nhằmtránh tình trạng thép chồng chéo lên nhau gây khó khăn cho việc nhận tín hiệu từcảm biến

Sàn rung được thiết kế sàng đi sàng lại để dàn thép với li độ x= 10cm

- Ưu điểm: Thiết kế đơn giản rẻ tiền.

- Nhược điểm:

+ Chỉ thực hiện được khi số thanh mỗi lần cắt xong là ít

+ Chưa thực sự hoàn thiện vẫn xẩy ra trường hợp chồng chéo khi thépcong, hoặc không chồng chéo nhưng 2 thanh thép liên tiếp có thể dính vào nhaudẫn đến sai số

Không khả dụng.

 Phương án 4:

Sử dụng trục vít để dàn đều từng sản phẩm, sau đó mới sử PLC để đếm

- Nguyên lý: Thép sẽ được đưa vào khe của hai trục vít và cuốn sang đầu ra

bên kia dẫn đến các thanh thép sẽ được dàn ra một cách đều đặn

- Ưu điểm:

+ Rẻ tiền, các thanh thép được dàn đều không chồng chéo Giữa 2 thanh

thép có khoảng trống thuận tiện cho việc đếm thép bằng cảm biến sau này

+ Đếm chính xác, do thép đã được dàn đều nên dễ dàng sử dụng được các

cảm biến quang có sẵn trên thị trường

+ Dễ thay thế trục vít khi mòn bởi ma sát.

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÁCH THÉP THANH3.1 Giới thiệu về các thiết bị quan trọng trong hệ thống dàn thép.

Hình 3.2: Quá trình hình thành ren.

Cơ bản người ta chia các chi tiết có ren theo hai hệ: Ren hệ mét (Quốc tế)

và Ren hệ Anh

+ Ren hệ mét: Ren có góc đỉnh của biên dạng ren là 60o

+ Ren hệ Anh: Ren có góc đỉnh của biên dạng ren là 55o

Hình 3.3: Phân loại ren theo mặt cắt của ren.

b Các yếu tố của ren.

+ Bước ren Bước ren là khoảng cách giữa hai đỉnh ren kề nhau Ở ren một

đầu mối bước ren bằng bước xoắn

+ Bước xoắn Góc nâng ren.

+ Đường kính trung bình.

+ Góc đỉnh ren Góc đỉnh ren là góc tạo bởi hai cạnh bên của ren Ren tam

giác hệ mét có góc đỉnh ren là 60o, ren tam giác hệ Anh có góc đỉnh ren là 55o

Bảng 3.1: Đường kính và bước ren tiêu chuẩn.

0,4 0,45

0,45

0,5 (0,6)

0,7 (0,75)

0,8 - 1 1,25

(1,25)

1,5 (1,5)

1,75

2 - 2 -

0,2 0,2 0,2 0,25 0,25 0,35 0,35 0,35 0,5 0,5 0,5 0,5 0,75;0,5 1;0,75;0,5 1;0.75;0,5 1,25;1;0,75,0,5 1;0,75;0,5 1,5;1,25;1;0,75;0,5 1,5;1,25;1;0,75;0,5 1,5;(1) 1,5;1;0,75;0,5 1,5;(1)

18*;20;22*

24 0.25**

(26)**

27*

(28)**

30 (32)**

33**

35**

36 (38)**

39*

40**

42,45**

48 50**

52*

5**

56 58**

60*

2,5 3 - - 3 - 3,5 - 3,5 - 4 - 4 - 4,5 5 - 5 - 5,5 - (5,5)

2;1,5;1;0,75;0,5 2;1,5;1;0,75 2;1,5;(1) 1,5 2;1,5;1;0,75 2;1,5;1 (3);2;1,5;1;0.75 2;1,5 (3);2;1,5;1;0.75 1,5 3;2;1,5;1 1,5 3;2;1,5;1 (3);(2);1,5 (4);3;2;1,5;1 (4);3;2;1,5;1 (3);(2);1,5 (4);3;2;1,5;1 (4);(3);2;1,5 4;3;2;1,5;1 (4);(3);2;1,5 4;3;2;1,5;1

3.1.2 Tấm chắn

Tấm chắn bằng thép mỏng rộng 1m dài 0.5m được bố trí bên trái băng tải

và song song với trục vít nhằm chắn thép bị vẹo ra ngoài khi tách

3.1.3 Cơ cấu nâng trục vít 2

Hình 3.4: Cơ cấu nâng trục vít 2.

Trục vít 2 được thiếp kế có thể nâng lên hạ xuống nhằm phù hợp với từngloại sản phẩm thép vằn mà nhà máy sản xuất

Định nghĩa chuyên nghiệp hơn thì hệ thống băng tải là thiết bị chuyển tải cótính kinh tế cao nhất trong ứng dụng vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu trongsản xuất với mọi khoảng cách.

Vậy băng chuyền, băng chuyền trong công nghiệp, hệ thống băng chuyền,băng tải là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền sản xuất lắp rápcủa các doanh nghiệp, nhà máy trong cả nước, góp phần tạo một môi trường sảnxuất năng động, khoa học và giải phóng sức lao động mang lại hiệu quả kinh tế cao

 Cấu tạo băng tải.

Hệ thống băng tải là thiết bị chuyển tải có tính kinh tế cao nhất trong ứngdụng vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu trong sản xuất với mọi khoảng cách. 

Thành phần cấu tạo

- Một động cơ giảm tốc trục vít và bộ điều khiển kiểm soát tốc độ.

- Bộ con lăn, truyền lực chủ động.

- Hệ thống khung đỡ con lăn.

- Hệ thống dây băng hoặc con lăn.

Hình 3.6: cấu tạo băng tải