Scada hệ thống sữa tươi Hutech

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.05 MB, 35 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH</b>

<b>BÁO CÁO MƠN HỌC SCADA</b>

<b>HỆ THỐNG TRỘN SỮA TƯƠI</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

3. Khai báo địa chỉ, cấu hình I/O trên MX OPC: ...21

4. Thiết kế giao diện màn hình trên Labview: ...27

5. Mơ phỏng q trình hoạt động trên Labview: ...27

6. Đồ thị lưu lượng bơm xả nguyên liệu của hệ thống: ...31

6.1 Công thức sữa tươi không đường ...31

6.2 Công thức sữa tươi nguyên chất ...31

6.3 Công thức sữa hương Chocolate ...32

6.4 Công thức sữa hương Strawberry ...32

CHƯƠNG III - KẾT LUẬN, ĐÁNH GIÁ ...33

<small>2. Nhược điểm: ...33</small>

<small>3. Hướng phát triển hệ thống: ...33</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>LỜI MỞ ĐẦU</b>

Trong những năm gần đây, với sự phát triển vượt bậc mạnh mẽ của lĩnh vựcđiều khiển tự động cùng với các công nghệ tiên tiến, các hệ thống điều khiển cơkhí truyền thống có tốc độ xử lí, vận hành chậm nay đã có một bước chuyểnmình sâu sắc. Nó đã được thay thế bằng các hệ thống điều khiển, giám sát vớikhả năng xử lí tín hiệu nhanh, tính chuẩn xác cao bằng các chương trình đượclập trình sẵn. Sự chuyển mình phát triển này đã góp phần to lớn đến cơng cuộchiện đại hóa - tự động hóa tồn diện. Trong đó khơng thể khơng kể đến đó là

<b>SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition - một hệ thống có khả</b>

năng điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu từ xa, xử lí dữ liệu theo thời gianthực, Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, máy bơm, động cơvà nhiều thứ khác thông qua phần mềm giao diện người-máy (HMI).

Hiểu được những lợi ích mà SCADA mang lại, cũng với sự đòi hỏi cấp thiết

<b>của thực tế, “ Hệ thống SCADA giám sát, điều khiển quá trình điều chếngun liệu sữa tươi thơng qua phần mềm mơ phỏng Labview” được nhóm</b>

nghiên cứu, thực hiện.

<b>Trong q trình thực hiện đề tài, nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh</b>

<b>Phát Huy đã tận tình hướng dẫn nhóm hồn thành đề tài. Trong q trình thực</b>

hiện đề tài, nếu có sự thiếu sót, nhầm lẫn, rất mong nhận được sự nhận xét,đóng góp ý kiến của quý thầy / cơ để đề tài được hồn thiện hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG</b>

<b>1. Các chức năng của hệ thống:</b>

- Sản xuất theo quy trình

- Sản xuất theo ngun liệu ( sữa tươi khơng đường, nguyên chất, socola,dâu)

- Sản xuất theo mẻ trộn

- Hệ thống hoạt động theo hai chế độ Auto/Manual

- Ở đề tài này, nhóm sẽ sử dụng phần mềm GX Work3 để lập trình cho CPUR04EN, Cấu hình I/O Server bằng MX OPC để kết nối với phần mềm mơphỏng LabView - giả lập được quy trình hoạt động của hệ thống.

<b>2. Thiết kế hệ thống PLC trên GX Work3:</b>

<i>2.1 Thiết kế, cấu hình phần cứng:</i>

Giao diện GX Work3 lúc khởi động

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Bước 1: Tạo chương trình mới trên CPU R04EN: New - RCPU - R04EN - OK .

Bước 2: Nháy đúp chuột vào Module Configuration

Bước 3: Vào Main Base, chọn R38B ( tùy nhu cầu cần sử dụng ) giữ chuột và kéo mainbase ra ngoài

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Bước 4: Vào Power Supply chọn R61P ( tùy vào dòng điện hệ thống cần ) giữ chuột kéo ra và đưa vào vị trí POW trên Mainbase

Bước 5: Vào CPU Extension chọn _RJ71EN71(CCIEF) giữ chuột kéo ra và đưavào slot 0 trên Mainbase

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Bước 6: Vào Input chọn Module RX42C4 ( tùy vào số lượng I/O cần

dùng ) giữ chuột kéo ra và đưa vào slot 1 trên Mainbase

Bước 7: Vào Output chọn RY42NT2P ( tùy vào số lượng I/O cần dùng ) giữchuột kéo ra và đưa vào 2 trên Mainbase.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Bước 8: Vào Edit trên thanh cơng cụ chọn Edit – Parameter – Fix(S)

<i>2.2 Tính địa chỉ I/O của các module:</i>

00 → 0F10 → 1F20 → 2F

<b>Slot1: Input Modue</b>

X20 → X2F / X30 - X3F / X40 - X4F / X50 - X5F / X60 - X6F

<b>Slot2: Output Module</b>

Y20 – Y2F / Y30 – Y3F / Y40 – Y4F / Y50 – Y5F

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i>2.3 Bảng địa chỉ I/O:</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>CHƯƠNG II - XÂY DỰNG HỆ THỐNG</b>

<b>1. Sơ đồ khối hệ thống: </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>2. Xây dựng chương trình trên GX Work3:2.1 Vận hành hệ thống</b>

Đây là phần chương trình nút ON/OFF tồn hệ thống, sẽ kích đóng mở biếntrung gian M0 để có thể tắt mở tồn bộ hệ thống. Nhấn tiếp điểm I_Mode để

<i>bật 1 trong 2 chế độ của hệ thống là Auto và Manual (dòng 1-7).</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>2.2 Chế độ Manual</b>

<i>(dòng 9 – 23): Khi nút ON được nhấn, tiếp điểm TG_M0 đóng, và duy trì trạng</i>

thái mức cao. Lúc này chế độ Manual hoạt động, đối với mỗi loại thiết bị để hoạtđộng cần nhấn từng tiếp điểm ứng với các thiết bị tương ứng để hoạt động.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>2.3 Đầu ra của các thiết bị</b>

<i>(dịng 25 – 54): Tín hiệu Output của các thiết bị trong hệ thống trộn sữa tươi.</i>

Khi chọn chế độ Auto, các thiết bị sẽ tự động vận hành theo những gì được lậptrình. Khi chọn chế độ Manual, các thiết bị được bật/tắt theo nút nhấn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<i>(dòng 56 – 59): Thiết lập các điều kiện cần thiết để vận hành hệ thống. Để chọn</i>

một trong bốn công thức pha chế sữa, nhấn các tiếp điểm tương ứng (M_Order_Nguyen_Chat, M_Order_Khong_Duong, M_Order_Huong_Dau,M_Order_Socola). Để có số lần lặp lại quy trình, cần điền thông số vàoSet_Me_Tron (thông số phải lớn hơn không để đáp ứng điều kiện vận hành)

<i>(dòng 60 – 78): Thiết lập điều kiện của mức nguyên liệu có trong các bồn chứa</i>

<b>(So sánh mức hiện tại có trong bồn chứa Act_Level_... lớn hơn hoặc bằngmức cài đặt yêu cầu Set_Tile_...). Khi đáp ứng được các điều kiện,M_Precondition_Nguyen_Lieu sẽ hoạt động.</b>

<b>Sau khi thỏa mãn cả ba điều kiện M_Precondition_OK sẽ hoạt động, chế độ tự</b>

vận hành sẵn sàng, chờ lệnh XÁC NHẬN từ người giám sát.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<i>(dòng 79 – 86): So sánh </i> mức hiện tại trong bồn

<b>Act_Level_Full_Milk_Bom_Cap nhỏ hơn hoặc bằng Setting_Min_Full_Milk</b>

(Mặc định là 1.00) và so sánh mức hiện tại trong bồn

<b>Act_Level_Full_Milk_Bom_Cap lớn hơn hoặc bằng Setting_Max_Full_Milk</b>

(Mặc định là 4500.00). Khi mức nguyên liệu hiện tại trong bồn chứa ít hơn hoặc

<b>bằng mức tối thiểu (1 lít) thì sẽ tự động mở bơm cấp nguyên liệu (Q_Auto_Full_Milk_Bom_Cap). Khi mức nguyên liệu hiện tại trong bồn chứa nhiều hơn</b>

hoặc bằng mức tối đa (4500 lít) thì sẽ tự động tắt bơm cấp nguyên liệu

<i><b>(Q_Auto_Full _Milk_Bom_Cap). Tương tự đối với Skim Milk (dòng 87 – 94). </b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>M_Precondition_OK đóng) và nút xác nhận được nhấn, các bước tính tốn và</b>

so sánh sẽ hoạt động.

<i><b>(dịng 97 – 110): Các mức nguyên liệu của từng công thức (Set_Tile_...) sẽ</b></i>

được so sánh lớn hơn khơng. Đảm bảo điều kiện so sánh này thì van của nguyênliệu tương ứng sẽ mở ra để xả xuống bồn trộn. Đối với bồn Full Milk và Skim

<b>Milk, máy bơm và khuấy sẽ hoat động cùng lúc (Q_Auto_Full_Milk_Bom vàQ_Auto_Full_Milk_Khuay). </b>

<i>(dòng 111 – 116): Lấy mức hiện tại trong bồn của mỗi nguyên liệu</i>

<b>(Act_Level_...) trừ cho mức nguyên liệu cần pha chế (Set_Tile_...) để xác địnhmức mong muốn sau khi đã giảm đi một lượng nhất định (Set_Target_...).</b>

<i><b>(dòng 117 – 128): So sánh mức nguyên liệu của từng công thức (Set_Tile_...)</b></i>

bằng không. Khi mức ngun liệu bằng khơng thì nghĩa là trong cơng thức pha

<b>chế sữa khơng có ngun liệu này. Do đó sẽ khiến tiếp điểm Act_Xa_Done_...</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>Act_Xong_Mot_Me là để lặp lại quá trình tự động từ bước 1.</b>

<i><b>(dịng 131 – 150): Sau khi tiếp điểm Auto_Step_1 đóng, các tiếp điểmQ_Auto_... cũng bắt đầu đóng lại khi thỏa mãn điều kiện từ dòng (dòng 97 –110). So sánh mức nguyên liệu hiện tại trong bồn chứa (Act_Level_...) nhỏ hơn</b></i>

<b>hoặc bằng mức mong muốn sau khi đã giảm đi một lượng nhất định (Set_Target_... ). Nếu điều kiện so sánh đúng thì sẽ khiến tiếp điểmAct_Xa_Done_... đóng lại và tiếp điểm của Q_Auto_... mở ra . Đối với FullMilk và Skim Milk thì sẽ mở tiếp điểm Q_Auto_Full_Milk_Khuay vàQ_Auto_Skim_Milk_Khuay để tắt chế độ khuấy trong hai bồn chứa.</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

đầu bước 2.

<b>Q_Auto_Khuay _Bon_Tron để tiến hành quá trình trộn nguyên liệu trong bồn trộn chính, mở các tiếp điểm Act_Xa_Done_... để reset lại điều kiện khởi động </b>

quá trình ban đầu.

<b>Q_Auto_Khuay _Bon_Tron đóng lại, bồn trộn được khuấy trong 5 giây. Sau 5giây, đóng các tiếp điểm Auto_Step_4 để bắt đầu bước 4 và Act_Done_Mix khi</b>

đã khuấy xong nguyên liệu trong bồn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<b>Act_Done_Mix đóng lại. So sánh bằng lần lượt không, một, hai với </b>

<b>Act_Luan_Phien_Pump_Out để kích hoạt lần lượt van 1, bơm xả 1 và van </b>

2,bơm xả 2 ( Khi xả nguyên liệu từ bồn trơn chính, chỉ xả một trong hai van xả

<b>và bơm xả ). Act_Luan_Phien_Pump_Out có giá trị bằng 0 hoặc 2 thì van xả 1(Q_Auto_Van_xa1) và bơm xả 1 (Q_Auto_Bom_xa1) hoạt động. </b>

<b>Act_Luan_Phien_Pump_Out có giá trị bằng 2 thì van xả 2 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

mức nguyên liệu hiện tại trong bồn chính Act_Level_Mix_Tank nhỏ hơn mức tối thiểu Setting_Min_Mix_Tank. Lúc này mức nguyên liệu trong bồn đã xả hết,giá trị Act_Me_Tron được cộng lên 1, sau đó so sánh nhỏ hơn với giá trị

Set_Me tron ban đầu khi thiết lập. Nếu đáp ứng điều kiện, thì sẽ tiếp tục lặp lại

<b>quá trình tự động. Đồng thời tiếp điểm Q_Auto_Bom_xa1 hoặc Q_Auto_Bom_xa2 đóng lại để truyền giá trị 1 hoặc 2 vào </b>

<i><b>Act_Luan_Phien_Pump_Out để có thề luân phiên bơm-xả (dòng 167 – 169).</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Bước 1: Màn hình làm việc của phần mềm GX Works3 lúc khởi động.

Bước 2: Tạo Device mới trên OPC: Nhấn chuột phải - New MX Device.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Bước 3: Tạo Dev : Chuột phải–New Mx Device – Configure.. - USB – GXSimulation3 – R04EN – Next – Finish.

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Bước 4: Nháy đúp vào thư mục đã tạo Dev01 xuất hiện Right click to add aData Tag or Group.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Bước 5: Nháychuột phải để tạo Tag chọn New DataTag.

Bước 6: Đặt tên vào ô Name và ghi địa chỉ I/O tương ứng trên GX Works3 rồinhấn nút Save. Đây là ví dụ:

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Bảng địa chỉ trên MX OPC:

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<b>4. Thiết kế giao diện màn hình trên Labview:</b>

Giao diện bảng điều khiển Labview sau khi đã cấu hình địa chỉ I/O

<b>5. Mơ phỏng q trình hoạt động trên Labview:</b>

<i><b>LabVIEW (viết tắt của nhóm từ Laboratory Virtual Instrumentation </b></i>

<i><b>Engineering Workbench) là một phần mềm máy tính</b></i> được phát triển bởi cơngty National Instruments, Hoa Kỳ. LabVIEW cịn được biết đến như là

một ngơn ngữ lập trình với khái niệm hồn tồn khác so với các ngơn ngữ lập trình truyền thống như ngơn ngữ C, Pascal. Bằng cách diễn đạt cú pháp thơng qua các hình ảnh trực quan trong môi trường soạn thảo, LabVIEW đã được gọi

<i>với tên khác là lập trình G (viết tắt của Graphical, nghĩa là đồ họa).</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

Ảnh tổng quan hệ thống trộn sữa trong Labview

Đầu vào (bơm cấp) - cung cấp sữa

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Van xả nguyên liệu theo công thức

Van xả và bơm xả thành phẩm

Bồn Full Milk và Skim Milk đang được cấp sữa

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Ngun liệu được xả vào bồn chính theo cơng thức

Van xả và bơm xả hoạt động khi đã đủ lưu lượng sữa

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">