BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: DCS SCADA. SCADA cho hệ thống phối trộn nguyên liệu TAGS( gồm word, slide, tài liệu hướng dẫn vận hành) Đại Uy (Thanh Hóa)

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: DCS SCADA ĐỀ TÀI: SCADA cho hệ thống phối trộn nguyên liệu TAGS Đại Uy (Thanh Hóa) Giảng viên phụ trách : Đào Qúy Thịnh Bộ môn: Kỹ thuật Đo và Tin học Công nghiệp

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN

-ššššš -BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

HỌC PHẦN: DCS & SCADA

ĐỀ TÀI

SCADA cho hệ thống phối trộn nguyên liệu TAGS Đại Uy

(Thanh Hóa)

Sinh viên thực hiện : Trần Văn Hợp 20173924

Nguyễn Duy Thức 20174252

Nguyễn Đức Nam 20174089

Lê Huy Hoàng 20173920

Giảng viên phụ trách : Đào Qúy Thịnh

Hà nội 2021

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỒNG QUAN 5

1.1 Giới thiệu chung 5

1.2 Thành phần hệ thống 5

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN 7

2.1 Cấp giám sát vận hành 7

2.2 Cấp điều khiển 7

2.3 Các biến đưa vào PLC 8

2.4 Cơ sở dữ liệu 8

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ GIAO DIỆN VẬN HÀNH 10

3.1 Kết nối và cài đặt hệ thống 10

3.2 Giao diện vận hành chính 10

3.3 Giao diện cài đặt nguyên liệu 11

3.4 Giao diện khai báo công thức 11

3.5 Giao diện cài đặt tổng 12

3.6 Giao diện vận hành tự động 13

3.6.1 Cài đặt tham số 14

3.6.2 Thêm bớt mẻ cân 14

3.6.3 Đổi Silo 14

3.6.4 Giao diện hệ thống thời gian báo cáo 15

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ PHÂN QUYỀN CHO HỆ THỐNG 16

4.1 Giao diện cài đặt 16

4.2 Các quyền sử dụng 16

CHƯƠNG 5 SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PLC 18

TÀI LIỆU THAM KHẢO 20

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống 5

Hình 1.2 Hệ thống phối trộn nguyên liệu 6

Hình 2.1 Cấp vận hành giám sát 7

Hình 2.2 Các biến đưa vào PLC 8

Hình 2.3 Thiết kế bảng nguyên liệu 8

Hình 2.4 Thiết kế bảng công thức 9

Hình 2.5 thiết kế một công thức cụ thể 9

Hình 3.1 Giao diện cài đặt 10

Hình 3.2 Giao diện vận hành chính 10

Hình 3.3 Giao diện cài đặt nguyên liệu 11

Hình 3.4 Giao diện khai báo công thức 11

Hình 3.5 Giao diện cài đặt tổng 12

Hình 3.6 Giao diện vận hành tự động 13

Hình 3.7 Giao diện cài đặt quán tính 14

Hình 3.8 Giao diện thêm bớt mẻ cân 14

Hình 3.9 Giao diện đổi silo 15

Hình 3.10 Giao diện hệ thống thời gian báo cáo 15

Hình 4.1 Cài đặt phân quyền hệ thống 16

Hình 4.2 Các quyền sử dụng 16

Hình 4.3 Administrtion group 17

Hình 4.4 quyền Users 17

Hình 5.1 Sơ đồ đấu dây trên PLC S7 – 1200 18

Hình 5.2 Sơ đồ đấu dây trên modul bổ sung 18

Hình 5.3 Sơ đồ đấu dây của các silo từ 1 -8 19

Hình 5.4 Sơ đồ đấu dây từ silo 9 -12 và các biến khác 19

DANH MỤC BẲNG

Bảng 2-1 Bảng tín hiệu điều khiển 7 Bảng 2-2 Thiết bị cấp điều khiển 8

CHƯƠNG 1 TỒNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung

Phần mềm giám sát và điều khiển cho nhà máy thức ăn gia súc gồm 3 cấp như sau:

Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống

Hệ thống thực hiện ở hai cấp: cấp điều khiển và cấp vận hành giám sát

 Trong đó, ở cấp điều khiển thực hiện điều khiển toàn bộ hệ thống dựa trên

bộ điều khiển trung tâm PLC lấy dữ liệu đọc về từ cân điện tử Việc điều khiển được thực hiện tại cấp điều khiển giúp xử lý nhanh theo thời gian thực để đáp ứng công nghệ

 Ở cấp giám sát vận hành Với các giao diện vận hành khác nhau giúp người vận hành có thể thực hiện các thao tác đặt công thức cân, chuyển đối giữa màn hình vận hành tự động cũng như test IO

Hệ thống chỉ can thiệp thay thế cấp điều khiển và cấp vận hành giám sát Do vậy, không can thiệp tới tủ điện hệ thống và các cơ cấu chấp hành hiện tại của nhà máy Điều này có nghĩa là các chế độ thực hiện bằng tay vẫn giữ nguyên và thực hiện như cũ

1.2 Thành phần hệ thống

Hình 1.2 Hệ thống phối trộn nguyên liệu

Hệ thống phối trộn nguyên liệu bao gồm:

1 Các ống dẫn nguyên liệu từ hệ thống nghiền và nạp liệu

2 12 Silo chứa nguyên liệu

3 Cân nguyên liệu

4 Nơi đổ nguyên liệu thêm tay

5 Máy trộn nguyên liệu

Hệ thống có thể trộn tối đá 1,5 tấn trên 1 mẻ trộn Chu trình phối trộn diễn ra như sau: Nguyên liệu được đưa vào các silo, mỗi silo chỉ chứa 1 loại nguyên liệu

đã được xác định trước tùy theo công thức được chọn từ trước Lần lượt các Silo

sẽ đươc mở theo thứ tự trong công thức để nguyên liệu chảy xuống Cân Hệ thống sẽ cân tự động các nguyên liệu chảy xuống và ghi lại các giá trị cân được

đó cho đến khi đủ số nguyên liệu cân thì kết thúc 1 mẻ, nguyên liệu trong cân sẽ được đưa xuống bình trộn để trộn rồi xả và đưa sang hệ thống tiếp theo, cứ thế lặp lại chu trình cho đủ số mẻ đã đặt trước thì kết thúc Thời gian trộn và xả sẽ được đặt trước khi hết thời gian đó bình trộn sẽ xả ra và nguyên liệu sau trộn sẽ được đưa sang hệ thống ép viên hoặc đóng bao

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN 2.1 Cấp giám sát vận hành

- Sử dụng phần mềm Tia portal , lập trình Wincc để vận hành hệ thống phối trộn thông qua giao diện SCADA

- Việc xây dựng cơ sở dữ liệu cho phần mềm sẽ được thực hiện bằng phần mềm Microsoft SQL Server Management Studio

Hình 2.3 Cấp vận hành giám sát

2.2 Cấp điều khiển

Sử dụng PLC để điều khiển vì có rất nhiều ưu điểm như: chi phí vận hành hiệu quả, linh hoạt, nhỏ gọn, cho phép điều khiển các tác vụ phức tạp nhờ khả năng tính toán đa dạng, lập trình đơn giản, đáng tin cậy cho việc điều khiển vận hành máy móc

Bảng 2-1 Bảng tín hiệu điều khiển

Lựa chọn sử dụng dòng PLC S7-1200 của hãng Siemens với thiết kế nhỏ gọn, cấu hình linh động và hỗ trợ mạnh mẽ về tập lệnh

Bảng 2-2 Thiết bị cấp điều khiển

2.3 Các biến đưa vào PLC

Hình 2.4 Các biến đưa vào PLC

2.4 Cơ sở dữ liệu

Ta sử dụng phần mềm Access đưa cơ sở dữ liệu vào PLC

Hình 2.5 Thiết kế bảng nguyên liệu

Hình 2.6 Thiết kế bảng công thức

Hình 2.7 thiết kế một công thức cụ thể

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ GIAO DIỆN VẬN HÀNH 3.1 Kết nối và cài đặt hệ thống

Hình 3.8 Giao diện cài đặt

 B1: Lựa chọn thiết bị PLC s7 -1200 1214c

 B2 : Lựa chọn Wincc RT

 B3 : Kết nối màn hình giám sát HMI_ connection

3.2 Giao diện vận hành chính

Hình 3.9 Giao diện vận hành chính

Trên giao diện chính có 5 nút ấn, Mỗi nút ấn tương ứng với một chức năng cài đặt

1 Cài đặt tổng : Cài đặt tổng thể mẻ trộn cho hệ thống

2 Công thức : Thiết lập công thức phối trộn

3 I/O Test : Kiểm tra đầu vào ra hệ thống điều khiển

4 Nguyên liệu : Cài đặt tên nguyên liệu

5 Thoát : Thoát khỏi chương trình

3.3 Giao diện cài đặt nguyên liệu

Hình 3.10 Giao diện cài đặt nguyên liệu

Để đặt tên, thêm bớt các loại nguyên liệu Từ màn hình giao diện vận

hành chính ta ấn vào nút “Nguyên liệu” Cửa sổ cài đặt tên nguyên liệu được

hiện lên như sau

Để thêm một nguyên liệu :Nhấp chuột vào ô trống tương ứng với cột tên

nguyên liệu Một mũi tên màu xanh hiện ra tương ứng với hàng nguyên liệu tương ứng cho phép người dùng nhập tên nguyên liệu vào Gõ tên nguyên liệu

vào ô "Tên Nguyên liệu" Sau đó ấn nút “ Thêm” đế hoàn thành việc thêm

nguyên liệu

Để bớt hay loại bỏ một nguyên liệu : Nhấp chuột vào ô nguyên liệu

tương ứng với cột tên nguyên liệu Một mũi tên màu xanh hiện ra tương ứng Sau

đó ấn nút “Xóa” đế xóa nguyên liệu ra khỏi danh sách Cũng có thể nhấn chọn một nguyên liệu, gõ tên mới rồi nhấn nút “Sửa” để sửa tên nguyên liệu hiện có

3.4 Giao diện khai báo công thức

Để thêm công thức :

 Tích vào phần "Thêm công thức"

 Nhấp chuột vào hàng tương ứng muốn thêm công thức cho đến khi mũi

tên xanh xuất hiện ở cột đàu tiên Nhập “Số hiệu công thức” và “Tên công thức” vào các vùng tương ứng trên bảng Tiếp theo ấn nút “ OK” để

bắt đầu nhập các thông tin của công thức

Để sửa công thức :

Nhấp chuột vào "Tên công thức" tương ứng muốn chỉnh sửa công thức

cho đến khi mũi tên xanh xuất hiện ở cột đàu tiên Sau đó nhấp chuột vào mục

chọn “Sửa Công thức” đánh dấu màu xanh Tiếp theo ấn nút “ OK” để bắt đầu

chỉnh sửa các thông tin của công thức

3.5 Giao diện cài đặt tổng

Hình 3.12 Giao diện cài đặt tổng

Trên giao diện chính ấn vào nút “Cài đặt tổng” màn hình hiển thị các thông số

phối trộn chính được hiện ra để nhập các thông số như sau:

 Số hiệu công thức: Để cài đặt mã số công thức sản xuất Ta nhấp chuột

vào ô mũi tên trỏ xuống Một bảng danh sách các công thức hiện ra cho phép người dùng chọn chọn công thức cần sản xuất

 Tổng số mẻ trộn: Để cài đặt tổng số mẻ trộn cho công thức được chọn.

Ta nhập số mẻ cần trộn và ấn Enter

 Thời gian trộn: Để cài đặt thời gian trộn cho từng mẻ Ta nhập thời gian

trộn rồi ấn Enter Giá trị mặc định là 220 s Thời gian này phù thuộc vào tính chất của nguyên liệu và thời gian lượng phụ gia lỏng bơm vào

 Thời gian xả trộn: Để cài đặt thời gian xả nguyên liệu từ buồng trộn

xuống buồng chứa Thông thường thời gian xả trộn là 15s đế xả xong một mẻ

 Khối lượng thêm tay: Khối lượng nguyên liệu không được cân trên máy

của mẻ trộn mà được thêm bằng tay (hay còn gọi là MIX) Nó bao gồm các nguyên liệu như Premix, DCP, Sữa, khoáng, muối, dầu, mỡ, rỉ mật…

Số này chỉ hiển thị (đã nhập trong công thức) không sửa được

 Khối lượng mẻ: Tổng khối lượng mỗi mẻ trộn Số này cũng chỉ hiển thị

chứ không sửa được

Sau khi đã nhập xong các tham số nhấn phím “Đồng Ý ” để xác nhận và quay

về giao diện chính

3.6 Giao diện vận hành tự động

Hình 3.13 Giao diện vận hành tự động

Để vận hành chế độ cân tự động trên mà hình giao diện chính click chuột

vào nút ấn “ I/O Test ” Màn hình giao diện cân tự động hiên lên như hình trên.

3.6.1 Cài đặt tham số

Hình 3.14 Giao diện cài đặt quán tính

Khi tiến hành phối trộn nếu thấy sai số quá lớn Ta phải tiến hành cài đặt

các thông số nâng cao cho mẻ trộn bằng cách Ấn vào nút “Cài đặt quán tính”

Tại đây người vận hành sẽ nhập tham số cho từng Silo bao gồm:

 Số Silo

 Quán tính: giá trị bắt đầu cân chính xác

Nếu khối lượng cân bị hụt thì: đặt giá trị quán tính nhỏ lại

Nếu khối lượng cân nhiều thì: đặt quán tính lớn hơn

3.6.2 Thêm bớt mẻ cân

Hình 3.15 Giao diện thêm bớt mẻ cân

Để thêm bớt số mẻ cân ta ân nút “Thêm mẻ” Tại đây người vận

hành có thể nhập số mẻ cân cần thêm hoặc bớt (có dấu -) Sau đó ấn nút

“Đồng ý” để xác nhận và ấn nút “ thoát ” để hủy số liệu.

3.6.3 Đổi Silo

Hình 3.16 Giao diện đổi silo

Khi nguyên liệu ở một Silo này hết mà cũng loại nguyên liệu đó đang

chứa ở một Silo khác Ta dừng cân bằng cách ấn nút “Ngừng cân/ Cho phép cân” Giao diện đổi Silo hiện ra cho phép:

- Người vận hành nhập Silo cũ và Silo mới muốn chuyển sang Khi đã

nhập xong ấn nút “OK” để xác nhận và ấn nút “Thoát” để trớ về chế độ cân tự

động

- Người vận hành nhấn nút bỏ qua để không cân silo đó nữa

3.6.4 Giao diện hệ thống thời gian báo cáo

Hình 3.17 Giao diện hệ thống thời gian báo cáo

Sau khi hệ thống cân tạm dừng ta có thể nhấn vào nút “ Báo cáo “ trên

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ PHÂN QUYỀN CHO HỆ THỐNG

4.1 Giao diện cài đặt

Để cài đặt phân quyền trong hệ thống ta có thể chọn vào thư mục User Administration như dưới đây

Hình 4.18 Cài đặt phân quyền hệ thống

4.2 Các quyền sử dụng

Trong cài đặt phân quyền , ta sẽ cài đặt 3 quyên cơ bản là quyền ADMIN, quyền VANHANH và quyền GIAMSAT

Hình 4.19 Các quyền sử dụng

Quyền ADMIN và quyền vanhanh thì có thể thực hiện 3 chức năng là user administration , monitor , operate

Hình 4.20 Administrtion group

Quyền giamsat chỉ thưc hiện được chức năng monitor

Hình 4.21 quyền Users

CHƯƠNG 5 SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PLC

Hình 5.22 Sơ đồ đấu dây trên PLC S7 – 1200

Hình 5.23 Sơ đồ đấu dây trên modul bổ sung

Hình 5.24 Sơ đồ đấu dây của các silo từ 1 -8

Hình 5.25 Sơ đồ đấu dây từ silo 9 -12 và các biến khác

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Tài liệu vận hành hệ thống phối trộn TAGS nhà máy Đại UY

[2] Hoàng Minh Sơn, Mạng truyền thông công nghệp, Hà Nội: Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2006