MỞ ĐẦUMục đích nghiên cứu:Quá trình tự động hóa trong công nghiệp là hết sức quan trọng đối với sự phát triển của một quốc gia.. Ở các nước này máy móchầu như đã thay thế lao động chân t
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
Trang 2MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Mục đích nghiên cứu: 1
Nội dung đề tài: 1
Giới hạn đề tài: 2
Ý nghĩa thực tiễn: 2
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 3
1.1 Giới thiệu đề tài: 3
1.2 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài: 3
Chương 2 THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 4
2.1 Thiết bị phần cứng 4
2.1.1 PLC S7-1200 4
2.1.2 Cảm biến mức LMT121 5
2.1.3 Cảm biến lưu lượng FLR1000ST Series 5
2.1.4 Máy bơm 3 phase Pentax 6
2.1.5 Van điện từ 7
2.1.6 Inventer Siemens V20 7
2.1.7 Phần mềm TIA Portal 7
2.1.8 Phần mềm WinCC 8
Chương 3 KẾT NỐI HỆ THỐNG 9
Trang 33.1 Sơ đồ khối của hệ thống 9
3.2 Sơ đồ kết nối chi tiết của hệ thống 10
Sơ đồ nối dây: 10
Mạch động lực: 12
Chương 4 GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 13
4.1 Chương trình điều khiển 13
4.2 Giao diện Scada hệ thống 20
Chương 5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 20
5.1 Kết quả đạt được 20
5.2 Hướng phát triển 21
Trang 4MỞ ĐẦUMục đích nghiên cứu:
Quá trình tự động hóa trong công nghiệp là hết sức quan trọng đối với
sự phát triển của một quốc gia Với các nước phát triển như Mỹ, Nhật, thì tựđộng hóa không còn xa lạ và đã trở nên quen thuộc Ở các nước này máy móchầu như đã thay thế lao động chân tay, số lượng công nhân trong nhà máy đãgiảm hẳn và thay vào đó là những lao động chuyên môn, những kỹ sư có taynghề, điều khiển giám sát trực tiếp quá trình sản xuất thông qua máy tính.Việt Nam là nước đang phát triển thì như cầu hiện đại hóa trong công nghiệp
là điều hết sức quan trọng đối với phát triển kinh tế cũng như như cầu côngnghiệp hóa hiện đại hóa đất nước
Là những sinh viên theo học chuyên ngành CNKT Điều khiển & Tựđộng hóa em muốn được nghiên cứu và tìm hiểu thêm những kiến thức mới
về lập trình để có nhiều cơ hội việc làm sau khi tốt nghiệp ra trường Vìnhững lý do trên em đã chọn đề tài nghiên cứu: Hệ thống giám sát và điềukhiển lưu lượng của bồn trộn trong sản xuất nước cam đóng chai
Nội dung đề tài:
Để đạt mục tiêu đề ra, nhóm chúng em thực hiện những nội dung sau:
- Tìm hiểu datasheet của PLC S7-1200, cảm biến mức LMT121, cảm biếnlưu lượng FLR1000ST Series,
- Thiết kế giao diện SCADA
- Viết code điều khiển
- Vẽ sơ đồ kết nối phần cứng và vẽ mạch động lực
Trang 5Giới hạn đề tài:
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm chúng em gặp một số hạn chế nhưkhông có thiết bị để khảo sát và đây chỉ là một khâu nhỏ trong cả dây chuyềnsản xuất, chưa hoàn toàn theo sát với thực tế Vì vậy vẫn còn nhiều vấn đề cầnđược quan tâm và giải quyết trong tương lai
Ý nghĩa thực tiễn:
Với tốc độ công nghiệp hóa ngày càng cao, các nhà máy sản xuất theo
mô hình tự động hóa cũng ngày càng nhiều hơn Em tin rằng đề tài nghiêncứu này sẽ giúp nhóm chúng em củng cố và bổ sung rất nhiều kiến thức để ápdụng vào thực tế
Trang 6Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI1.1 Giới thiệu đề tài:
Có thể thấy ngành công nghiệp thực phẩm sạch ngày nay đang rất đượcquan tâm và chú trọng hàng đầu Việc xây dựng mô hình sản xuất nước camđóng chai theo dây chuyền khép kín và tự động sẽ đáp ứng được nhu cầu sảnphẩm sạch với năng suất cao để đáp ứng đủ cho thị trường hiện nay Vớinhiều ưu điểm nổi trội so với sản xuất nước ép truyền thống như: không tốnnhiều nhân công nên giá thành sẽ rẻ Tốc độ sản xuất nhanh cùng với quytrình khép kín sẽ đảm bảo được vệ sinh an toàn thực phẩm gần như tuyệt đối.Trong đồ án này chúng em sẽ mô phỏng một quy trình nhỏ trong dây chuyềnsản xuất nước cam đóng chai
1.2 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài:
Với đề tài nghiên cứu này nhóm chúng em cũng đã dựa trên những đề tài cósẵn như dây chuyền sản xuất và đóng chai trong nhà máy bia
Trang 7Chương 2 THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM2.1 Thiết bị phần cứng
2.1.1 PLC S7-1200
(link tham khảo: 1200/361/458 )
http://www.tpnewtech.com/tin-cong-nghe-plc/gioi-thieu-plc-s7 So với S7http://www.tpnewtech.com/tin-cong-nghe-plc/gioi-thieu-plc-s7 200 thì S7http://www.tpnewtech.com/tin-cong-nghe-plc/gioi-thieu-plc-s7 1200 có những tính năng nổi trội hơn.
- S7-1200 được thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp và một tập lệnh mạnh
- Thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:
3 bộ điều khiển nhỏ gọn điều khiển DC hoặc AC phạm vi rộng
2 mạch tương tự và số mở rộng điều khiển module trực tiếp trênCPU
13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau
Bổ sung 4 cổng Ethernet
Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và
24 VDC
- CPU S7-1200 có 3 dòng là CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C có hình
dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình khác nhau,
- PLC S7-1200 có thể mở rộng các module tín hiệu và các module gắn ngoài
để mở rộng chức năng của CPU
- Phần mềm để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic, phần mềm này được
tích hợp trong TIA Portal
Trang 82.1.2 Cảm biến mức LMT121
(link tham khảo: https://www.ifm.com/us/en/product/LMT121 )
Cảm biến mức LMT121 thường được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm.Được sử dụng hầu hết trong các phân đoạn có bồn chứa và muốn giám sát levelcủa bồn chứa
- Cấu tạo bằng vỏ thép không gỉ
- Đối tượng làm việc: chất lỏng, chất sệt, bột
- Áp suất tối đa: -1 16 bar
- Sơ đồ nối dây:
2.1.3 Cảm biến lưu lượng FLR1000ST Series
(link tham khảo: https://www.omega.co.uk/pptst/FLR1000ST.html)
- Input: 24 VDC
- Output signal: 0-5 VDC, 4-20 mA, xung
- Áp suất: 34 bar (max)
Trang 9- Vùng nhiệt độ: 5-55oC
- Lưu lượng: từ 13 ml/min – 10 l/min
- Sơ đồ nối dây:
2.1.4 Máy bơm 3 phase Pentax
(link tham khảo: pha-380v/ )
https://maybomnuoc99.com/gia-may-bom-nuoc-pentax-y-3 Điện áp: 380 VAC
- Công suất: 1 HP ~ 0.75 kW
- Lưu lượng: 0.6-3 m3/h
Trang 102.1.5 Van điện từ
(link tham khảo: tu-nuoc-phi-90/ )
https://khinenthuanhung.vn/van-dien-tu-unid-uw-80-van-dien Kích thước cổng: 90mm
- Áp suất hoạt động: 0 0.7MPa
- Loại van 2 cửa 2 vị trí
Trang 112.1.8 Phần mềm WinCC
(link tham khảo: https://vi.wikipedia.org/wiki/WinCC )
dựng giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) cũng như phục vụviệc xử lý và lưu trữ dữ liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory ControlAnd Data Aquisition) thuộc chuyên ngành tự động hóa
WinCC là chữ viết tắt của Windows Control Center (Trung tâm điều khiểnchạy trên nền Windows ), nó cung cấp các công cụ phần mềm để thiết lập mộtgiao diện điều khiển chạy trên các hệ điều hành của Microsoft như Windows
NT hay Windows 2000, XP, Vista 32bit (Not SP1)
Trang 12Chương 3 KẾT NỐI HỆ THỐNG3.1 Sơ đồ khối của hệ thống
Trang 133.2 Sơ đồ kết nối chi tiết của hệ thống
Sơ đồ nối dây:
Trang 15Mạch động lực:
Trang 16Chương 4 GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH
ĐIỀU KHIỂN4.1 Chương trình điều khiển
Trang 254.2 Giao diện Scada hệ thống
Chương 5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG
PHÁT TRIỂN5.1 Kết quả đạt được
Về phần cứng:
+ Đã chọn được đầy đủ các thiết bị Từ thiết bị điều khiển là PLC S7-1200 đượclập trình bằng phần mềm Tia Portal có tích hợp sẳn phầm mềm WinCC để thiết kếgiao diện Scada cho hệ thống
+ Chọn được các loại cảm biến để nhận tín hiệu xử lí như lưu lượng nước và mức