(Đồ án tốt nghiệp) THIẾT kế dây CHUYỀN GIÁM sát sản XUẤT sơn tự ĐỘNG QUA WIN CC và WEB SERVER

2022
QUA WIN CC VÀ WEB SERVER

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ
TỰ ĐỘNG HỐ

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN GIÁM
SÁT SẢN XUẤT SƠN TỰ ĐỘNG QUA WIN CC
VÀ WEB SERVER
Trịnh Nguyễn Văn Vương

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN GIÁM SÁT SẢN XUẤT SƠN TỰ ĐỘNG
Họ và tên sinh viên: Đặng Hoàng Phúc

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Người hướng dẫn:

Th.S Nguyễn Tấn Hoà

Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Mã sinh viên:

Trịnh Nguyễn Văn Vương
1811505520242

Lớp:

1811505520265
18TDH2

Đà Nẵng, 06/2022

TIEU LUAN MOI download :


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ
TỰ ĐỘNG HOÁ

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN GIÁM
SÁT SẢN XUẤT SƠN TỰ ĐỘNG QUA WIN CC
VÀ WEB SERVER
Người hướng dẫn:

Th.S Nguyễn Tấn Hoà

Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Mã sinh viên:

Trịnh Nguyễn Văn Vương
1811505520242

Lớp:

1811505520265
18TDH2

Đà Nẵng, 06/2022

TIEU LUAN MOI download :


NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

TIEU LUAN MOI download :


NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA DOANH NGHIỆP

TIEU LUAN MOI download :


NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

TIEU LUAN MOI download :


TÓM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và
Webserver.
Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc

Trịnh Nguyễn Văn Vương
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 tốn và lựa chọn các thiết bị phù hợp cho mơ hình.
- Thi cơng mơ hình cơ khí đảm bảo yêu cầu chức năng đã đề ra, chạy ổn định,
chính xác, thẩm mỹ cao.
- Thiết kế thi cơng 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 thơng số
thể tích sơn của hệ thống từ xa thơng 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 cơng nghệ, tham khảo
các mơ 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 cơng thành cơng mơ 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 hồn thiện hơn. Q trình tìm hiểu đề tài thông qua các
tài liệu trong nước và ngồi nước, sự hướng dẫn của các thầy cơ, 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.

TIEU LUAN MOI download :


NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TIEU LUAN MOI download :


LỜI NÓI ĐẦU
Quãng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp là khoảng thời gian vô cùng quý báu
và ý nghĩa đối với tất cả các sinh viên nói chung và đặc biệt là sinh viên khối ngành kỹ
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 cơng 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 cịn 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 cịn có sự hướng

dẫn tận tình của thầy cơ 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!

i

TIEU LUAN MOI download :


LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan đề tài: “Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự
động qua Wincc và Webserver” là một cơng trình nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của
thầy Th.S Nguyễn Tấn Hoà ngoài ra khơng có bất cứ sự sao chép của người khác. Đề
tài, nội dung, báo cáo tốt nghiệp là sản phẩm mà chúng tơi đã nỗ lực nghiên cứu trong
q 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 hồn tồn trung thực, chúng tơi xin chịu hồn tồn trách
nhiệm trước bộ mơn và nhà trường nếu như có vấn đề xảy ra.
Sinh viên thực hiện
{Chữ ký, họ và tên sinh viên}

ii

TIEU LUAN MOI download :


MỤC LỤC

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biện
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
LỜI NĨI 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
iii

TIEU LUAN MOI download :


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 TỐN VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ .............................. 53
u cầu hệ thống ............................................................................................... 53
Tính tốn 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 mơ 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
iv

TIEU LUAN MOI download :


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 Hồn thiện mơ 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

v

TIEU LUAN MOI download :


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2.1 Thơng 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 cơng 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 vịng ....................................................9
Hình 2.8 Thang màu vơ 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 cơng 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 thơng ....................................................................................22
Hình 2.25 Cách thức truy xuất 1bit trong PLC S7-1200 ...............................................24
vi

TIEU LUAN MOI download :


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 mơ phỏng cấu tạo xylanh tác động đơn .........................33

Hình 2.35 Hình ảnh và sơ đồ mơ 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 Mơ phỏng ngun 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 dịng 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 cơng tắc ......................................................................41
Hình 2.48 Hình ảnh một số loại đèn báo và coi báo trong cơng 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
vii

TIEU LUAN MOI download :

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 thơng tin cần xuất. ................................................52
Hình 2.66 Tạo file VB scripts để xuất file Excel. .........................................................52
Hình 3.1 Bản vẽ mơ 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 Tḥt tốn chương trình chính .....................................................................63
Hình 3.12 Tḥt tốn 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 trịn 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 mơ hình .....................................................................77
Hình 4.3 Bộ phận đóng nắp trong mơ hình ...................................................................77
Hình 4.4 Băng tải cấp nắp ............................................................................................. 78
Hình 4.5 Bộ phận trộn sơn trong mơ hình .....................................................................78
Hình 4.6 Hình ảnh bên ngồi tủ điện .............................................................................79
viii

TIEU LUAN MOI download :


Hình 4.7 Hình ảnh bên trong tủ điện .............................................................................79
Hình 4.8 Mơ hình thực tế sau khi hồn 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 thơng 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 Thơng 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 mơ 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

ix

TIEU LUAN MOI download :

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

x

TIEU LUAN MOI download :


Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và Webserver

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 cơng vì vậy độ chính xác khơng 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.
- Mơ 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 tốn và lựa chọn các thiết bị phù hợp cho mơ hình.
- Thi cơng mơ hình cơ khí đảm bảo yêu cầu chức năng đã đề ra, chạy ổn định,
chính xác, thẩm mỹ cao.
- Thiết kế thi cơng 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 thơng qua trình duyệt internet.

Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Trịnh Nguyễn Văn Vương

Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tấn Hoà

TIEU LUAN MOI download :

1


Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và Webserver

- 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 cơng nghệ, tham khảo các mơ
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 tốn thiết kế và lựa chọn thiết bị:

u cầu của hệ thống, tính tốn 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.

Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Trịnh Nguyễn Văn Vương

Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tấn Hoà

TIEU LUAN MOI download :

2


Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và Webserver

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đặt vấn đề
Hiện nay, đất nước ta đang đẩy mạnh q trình cơng 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 cơng 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 cơng, theo kinh nghiệm thì độ chính
xác khơng 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 cơng 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 cơng trình, sản phẩm. Đồng thời yếu tố thẩm mĩ là rất quan trọng và
màu sắc của sơn quyết định yếu tố này. Ngồi những cơng trình xây dựng lớn được
pha chế bằng máy với giá thành cao thì vẫn cịn một số việc pha màu hiện nay dựa trên
phương pháp thủ cơng 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 cơng hệ thống pha trộn sơn và đóng nắp lon tự động với những cải tiến
sau:
Xây dựng mơ hình hồn 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.
Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Trịnh Nguyễn Văn Vương

Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tấn Hoà

TIEU LUAN MOI download :

3


Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và Webserver

- Màu sắc và thể tích đúng với yêu cầu, đồng đều giữa các lần pha.
- Mơ 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 mơ hình trong phạm
vi sau:
- Mơ 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 tốn 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 tốn thiết kế và lựa chọn thiết bị:
u cầu của hệ thống, tính tốn 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.

Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Trịnh Nguyễn Văn Vương

Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tấn Hoà

TIEU LUAN MOI download :

4


Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và Webserver

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Cơ sở lý thuyết về màu sơn và trộn sơn
2.1.1. Tổng quan về sơn
Sơn là một hỗn hợp lỏng đồng nhất, hoặc có thể hóa lỏng được, hoặc thành phần
mastic, để khi quét lên bề mặt một lớp mỏng, nó sẽ chuyển thành một màng rắn, trong
đó chất tạo màng liên kết với các chất màu tạo màng liên tục bám trên bề mặt vật chất.
Hỗn hợp được điều chỉnh với một lượng phụ gia và dung môi tùy theo theo tính chất
của mỗi loại sản phẩm.
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.

Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Trịnh Nguyễn Văn Vương

Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tấn Hoà

TIEU LUAN MOI download :

5


Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và Webserver

-

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 mơi (10% - 30%): Hịa tan nhựa và bột màu.
Chất kết dính: polime, cao su, dầu, keo động vật và keo casein, chất kết
dính vơ 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 cơng sơn trở nên dễ dàng và cịn có thể giúp kiểm sốt độ lắng của
sơn. [6]
2.1.2. Cơng nghệ sản xuất sơn

Hình 2.2 Quy trình cơng 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:

Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Trịnh Nguyễn Văn Vương

Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tấn Hoà

TIEU LUAN MOI download :

6


Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và Webserver

Chuẩn bị nguyên liệu (bột tạo màu, nhựa, dung mơi hịa tan, các chất phụ gia đã
được nghiền và lọc)  Pha trộn theo tỉ lệ  Khuấy  Pha loãng  Chiết rót 
Dán nhãn  Đóng thùng  Vận chuyển  Tiêu thụ.
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 cơng 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 q
trình nghiền khơng 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 0C 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 hồn tất và được chuyển sang cơng đoạn đóng thùng.
Đóng gói thành phẩm: Cơng đoạn này có thể là dây chuyền tự động hoặc thủ
cơng. 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 phịng chống cháy nổ vì nguy cơ cháy nổ rất cao
đối với sản phẩm sơn dung mơi hữu cơ.
Ngồi ra cịn có một số q 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
Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Trịnh Nguyễn Văn Vương

Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tấn Hoà

TIEU LUAN MOI download :

7


Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền giám sát sản xuất sơn tự động qua Wincc và Webserver

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
Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Phúc
Trịnh Nguyễn Văn Vương

Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tấn Hoà

TIEU LUAN MOI download :

8