Đồ án thang máy chở hàng 2 tần PLC S71200 và Tia portal

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬSỬ DỤNG MÁY TÍNH TRONG PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY NÂNG CÁC THÙNG ĐỰNG BỘT TỪ TẦNG MỘT LÊN TẦNG HAI CỦA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

SỬ DỤNG MÁY TÍNH TRONG PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY NÂNG CÁC THÙNG ĐỰNG BỘT TỪ TẦNG MỘT LÊN TẦNG HAI CỦA NHÀ MÁY.

Sinh viên thực hiện: Hứa Quang Linh

Lớp: 59KTĐ-TĐH1 Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Thúy Hằng

Hà Nội, 2021

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ BIỂU ĐỒ CHỨC NĂNG 1

1.1 Phân tích quy trình công nghệ của hệ thống 1

1.2 Biểu đồ chức năng điều khiển 3

CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 4

2.1 Tính chọn thiết bị 4

2.2 Mạch động lực, mạch điều khiển 5

2.3 Tính toán Anlaog Input 6

CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 8

3.1 Bảng tag biến 8

3.2 Sơ đồ lập trình LAD 9

3.3 Thiết kế giao diện WinCC 14

3.4 Cách tạo và định dạng đối tượng trên WinCC 16

CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ BIỂU ĐỒ CHỨC NĂNG

1.1 Phân tích quy trình công nghệ của hệ thống

Hình 1 mô tả hệ thống thang máy Hoạt động của thang máy như sau:

Khi thang máy ở vị trí LS_1 tác động

Nhấn nút PB_1, động cơ quay theo chiều thuận và nâng thang lên vị trí trên cho tới khiLS_2 tác động, động cơ ngừng hoạt động

AIR_CYL_1 đẩy thùng hàng ra ngoài trong một khoảng thời gian nhất định.Sau đó sẽ

tự động trở về vị trí nén tối đa

PS_1 phát hiện trạng thái thang không có thùng hàng(không tích cực)

Động cơ hoạt động theo chiều ngược hạ thang xuống tầng một cho tới LS_1 tác động.Động cơ ngừng

Có nút bấm điều khiển bằng tay, điều khiển thang hoạt động nâng hoặc hạ giữa haikhoá giới hạn.Nút bấm này được sử dụng sau khi dừng khẩn cấp hoặc thang máy có sựcố.Trong chế độ điều khiển tự động, nút bấm này không tác dụng

1

trí dưới hoặc đang nhấn nút JOG_UP.Cả hai nút bấm đều không có tác dụng khi thangđang di chuyển vì khi đó nút bấm PB_1 đang tác động.

Có hai nút bấm dùng khẩn cấp được ghép nối tiếp với một đầu vào của PLC do vậy sơ

đồ dạng bậc thang chỉ thể hiện một nút bấm là E-STOP.Khi E-STOP tác động(đầu vàoE-STOP không tích cực ),thang máy không hoạt động,khi đó chỉ có thể di chuyểnthang máy bằng nút bấm JOG_UP hoặc JOG_DOWN.Khi đầu vào E-STOP tíchcực,nút bấm JOG_UP và JOG_DOWN không tác dụng

Không cần quan tâm tới việc thùng hàng được đ ưa vào thang ở vị trí như thế nào

Sơ đồ hệ thống thang máy

Hình 1 Hệ thống điều khiển thang máy

(a) Hệ thống ; (b) Các nút bấm vận thống vận hành thang máy

1.2 Biểu đồ chức năng điều khiển

3

Số lượn g

500000 1

Áp suất : 0,1~1MPa (1~10kg)

Nhiệt độ: -20 ~ 80 độ C

Hành trình 500mm

3 Nút nhấn Schneide

r

XA2EA31

4 Động cơ tời

hàng

Mitsubishi

Công suất 2.2KW, tải 100-200Kg

Nguồn cấp : 24VDC ±10%(sóng P-P: max 10%)Ngõ ra điều khiển :

-1BG40-I/O: 14 DI 24 V DC;

10 DO 24 V DC; 2 AI 0-10 V DC, Power supply: DC 20.4-28.8V DC, Program/data memory

100 KB

5354000

1

2.2 Mạch động lực, mạch điều khiển

Hình 2 Sơ đồ đấu dây trên S7 1200 AC/DC/RLY

5

Hình 3 Sơ đồ mạch đảo chiều động cơ 2.3 Tính toán Anlaog Input

Tín hiệu tương tự có một dải giá trị chứ không phải chỉ có 2 giá trị như tín hiệu số Tínhiệu tương tự sử dụng với PLC có 2 dạng: điện áp và dòng điện Tín hiệu kiểu điện áp

có thể là: 0 ~ 10V, -5V ~ 5V,… Tín hiệu dòng điện có thể là 0 ~ 20mA, 4 ~ 20mA,…

PLC là một thiết bị điện tử, hoạt động trên nguyên lý nhị phân, chỉ xử lý được các tínhiệu ở dạng 0/1 Nhưng khi ghép nhiều bit vào với nhau, giá trị số lưu trữ được (dạngnhị phân) sẽ tăng lên Do đó cần phải có những Module biến đổi tín hiệu tương tựthành những giá trị số chứa trong một chuỗi bit giúp cho PLC hiểu được

PLC Siemens cung cấp một dải giá trị số nguyên từ 0 - 27648 tương ứng với dải giá trịđầu vào 0-10 V hoặc 4-20 mA

Lệnh SCALE_X định tỷ lệ của thông số số thực được chuẩn hóa VALUE, với (0,0 <=VALUE <= 1,0) thành kiểu dữ liệu và phạm vi giá trị được xác định bởi các thông sốMIN và MAX: OUT = VALUE (MAX – MIN) + MIN

Đối với lệnh SCALE_X, các thông số MIN, MAX và OUT phải là kiểu dữ liệu giốngnhau

Lệnh NORM_X làm chuẩn hóa thông số VALUE bên trong phạm vi giá trị được xácđịnh bởi các thông số MIN và MAX: OUT = (VALUE – MIN) / (MAX – MIN) với(0,0 <= OUT <= 1,0)

7

Đối với lệnh NORM_X, các thông số MIN, VALUE và MAX phải là kiểu dữ liệugiống nhau.

CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

Đầu ra Động cơ thuận Động cơ ngược Q0.0 Q0.1

3.3 Thiết kế giao diện WinCC

Chọn màn hình WinCC:

13

PC systems > SIMATIC HMI application > WinCC RT Proffessional

Thêm màn hình mới: Screen > Add new screen

Thiết kế màn hình đăng nhập:

Thiết kế màn hình chính:

Thiết kế màn hình giám sát:

Thiết kế màn hình PID điều khiển tốc độ động cơ:

15

3.4 Cách tạo và định dạng đối tượng trên WinCC

- Tạo nút bấm:

Kéo thả biểu tượng button từ toolbox Elements vào màn hình WinCC, Click đúp vàobiểu tượng để chỉnh sửa kí tự trên nút bấm Click chuột phải vào biểu tượng nút bấm

để định dạng cho nút

- Tạo sự kiện cho nút bấm:

Tại mục Properties, chọn tab events để tạo sự kiện cho nút bấm

- Tạo Bar/Slider trên WinCC:

Kéo thả biểu tượng Bar và Slider từ toolbox Elements vào màn hình WinCC

Định dạng Slider

17

Định dạng Bar

- Tạo Trend trên WinCC:

Kéo thả biểu tượng trend view trong toolbox Controls vào màn hình WinCC, màn hình

sẽ xuất hiện cửa sổ trend view như hình bên dưới

Định dạng Trend

- Tạo Alarm trên WinCC

Click HMI alarms trong Project tree để cài đặt cảnh báo

19

Chọn Tab Analog alarms và tiến hành cài đặt ngưỡng cảnh báo, nội dung cảnh báo

- Cài đặt tài khoản/bảo mật trên WinCC:

Chọn thẻ User administration trong Project tree để cài đặt tài khoản đăng nhập

Chọn Properties > Events > Click > ShowLogonDialog để xuất hiện hộp thoại chophép đăng nhập khi Click nút “ĐĂNG NHẬP”

- Sử dụng các đối tượng Graphics trên WinCC

Kéo thả các biểu tượng thiết bị ở toolbox Graphics vào màn hình WinCC

- Tạo Table view và xuất file Exel trên WinCCChọn biểu tượng Table view trong box Controls

Định dạng Table view

Kết quả

21

Xuất file Exel: Click Export data tại navigation table view