Đồ án điều khiển hệ thống đài phun nước tự động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC
SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
KHOA ĐIỆN


ĐỒ ÁN
MÔN HOC : ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC


Đề tài : Điều khiển hệ thống đài
phun nước tự động
Giáo viên bộ môn :
PHAM VĂN TUẤN
Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN MINH THƯ
Sinh viên thực hiện :

NGÔ XUÂN HIÊU
Lớp ĐH_Điện A_K2
Khoa Điện


NỘI DUNG THỰC HIỆN
ĐIỀU KHIỂN ĐÀI PHUN NƯỚC TỰ ĐỘNG









Yều cầu công nghệ
Câu tạo và các thiết bị chấp hành
Mô hình cấu tạo và mặt bằng
Giản đồ thời gian
Lưu đồ thuật toán
Sơ đồ kết nối với thiết bị bên ngoài
Sơ đồ mạch động lực cấp điện cho hệ thống
Chương trình điều khiển và chạy mô phỏng


Yêu cầu công nghệ của đài phun nước tự động :
- Hệ thống phun nước hoạt động :
+ Hệ thống vòi phun trung tâm phun được 5s thì hệ
thống các vòi ở giữa cùng phun
+ Hệ thống vòi phun trung tâm phun được 10s thì hệ
thống vòi phun ngoài cùng cùng phun
+ Cả ba hệ thống vòi phun cùng phun 5s thì dừng 5s
+ Tiếp theo cả 3 hệ thống vòi đồng loạt phun 5s rồi lại
dừng 5s
+ Tiếp theo hệ hệ thống các vòi ngoài cùng phun 5s
rồi dừng, hệ thống các vòi ở giữa phun 5s rồi dừng,
vòi phun trung tâm phun 5s rùi dừng 5s


+ Tiếp theo cả 3 hệ thống cùng phun trong 15s rồi nghỉ
5s, hết 1 chu kỳ phun nước
+ Chu kỳ đó được lăp đi lặp lại trong thời gian phun
nước
-Hệ thống phun nước hoạt động hàng ngày, tự động

phun nước từ 7h sáng phun đến 22h đêm
- Hệ thống đèn trang trí tự động bật từ 19h đến 22h
- Hệ thống đèn chiếu sáng tự động bật từ 19h đến 5h
sáng ngày hôm sau
- Khi trời mưa thì dừng hệ thống phun và tắt hệ
thống đèn trang trí, hết mưa hoạt động trở lại bình
thường
- Khi mức nước trong bể của đài phun nước thấp
hơn mức nước cho phép thì tự động bơm nước bổ
sung vào, khi đầy nước thì dừng bơm
- Có các thiết bị bảo vệ


Cấu tạo và các thiết bị của Đài phun nước tự động :


Đài phun nước tự động được thiết kế với các thiết bị :
- Đài phun nước được thiết kế với 2 Máy bơm nước và 1
bình nén áp lực
+ Một máy bơm nước bổ sung cho bể nước của đài phun
nước, được điều khiển bởi công tắc tơ 1
+ Một máy bơm nước cao áp cấp nước liên tục cho bình nén
áp lực nước trong thời gian phun nước, bơm nước từ bể
nước của đài phun nước vào bình nén áp lực, máy bơm
nước được điều khiển bởi công tắc tơ 2
+ Bình nén có cảm biến áp suất trong bình, khi áp suất trong
bình vượt quá mức cho phép thì van xả nước ( van 4 ) mỏ
xả nước để giảm áp suất suống mức cho phép thì đóng lại
- Ba hệ thống vòi phun :
+ Hệ thống 1 : Một vòi phun nước trung tâm được điều

khiển bằng 1 van mở, ngắt nước ( van 1 )


+ Hệ thống 2 : Tổ hợp các vòi phun ở giữa, các vòi phun này
được điều khiển bởi 1 van mở, ngắt nước ( van 2 )
+ Hệ thống 3 : Tổ hợp các vòi phun ngoài cùng, các vòi
phun này được điều khiển bởi 1 van mở, ngắt nước ( van 3 )
- Hai hệ thống đèn :
+ Hệ thống các đèn trang trí được cấp điện bởi 1 công tắc tơ
3
+ Hệ thống các đèn chiếu sáng cho đài phun nước được cấp
điện bởi 1 công tắc tơ 4
- Thiết bị bảo vệ :
+ Cảm biến mức nước trong bể của đài phun nước : dùng
cảm biến mức nước (cảm biến bể thiếu nước và cảm biến
nước đầy)
+ Cảm biến mưa : dùng bộ cảm biến mức nước Rain birb
+ Cảm biến áp suất của bình nén : dùng cảm biến áp suất,
cảm biến 2 mức áp suất (mức áp suất cho phép và mức áp
suất quá cao)
+ Rơ le nhiệt


Mô hình cấu tạo và mặt bằng đài phun nước tự động :

CB
Trời mua


Giản đồ thời gian :

Giản đồ thời gian hệ thống hoạt động trong ngày :
các hệ thống

Bơm cao áp
HT đèn c/s

HT đèn trang trí

HT phun nước
thời gian


Giản đồ thời gian đóng mở các van cấp nước cho vòi phun :
các van cấp nước

Thời gian


Lưu đồ thuật toán điều khiển :
S
CB
áp
suất

Đ

S
CB
thiếu
nước

Đ

S
≥19h
<5h

Đ

STAR
T

Mở van
xả
nước
S

Bơm
nước
bổ
sung

CB
đầy
nước

CB
trời
mưa

Đ

Đ

≥7h
≤22h

Đ

Đ

Bậ t
HT
đèn
t/t
Bậ t
bơm
cao
áp

Đ

S

Đ

Rơ le
nhiệt

S

≥19h
≤22h

Đ

Rơ le
nhiệt

S

B ật
HT
đèn
c/s

S

S

dừng
bơm
nước
b/s

CB
trời
mưa

S

t/h
CT
phun
nước

S

STOP
Rơ le
nhiệt

Đ

Rơ le
nhiệt

Đ

S


Lưu đồ thuật toán chương trình điều khiển các vòi phun nước :
S
00≤x≤15

20≤x≤25

40≤x≤45

S

S
S

Đ
Đ

Mở
van
1

Đ
Đ

50≤x≤65

S
05≤x≤15

Thực hiện
Chương trình
phun
nước

20≤x≤25

35≤x≤40

S
S
S

S

Đ
Đ

Mở
van
1

Đ
Đ

50≤x≤65

S
10≤x≤15

20≤x≤25

30≤x≤35

50≤x≤65

S
S
S

Đ
Đ

Đ
Đ

Mở
van
1

CB
mưa

Đ

STOP


Sơ đồ kết nối với thiết bị ngoài :

L1

0.0

0.1

0.2

*

2L

0.3 0.4

0.5

*

3L

0.6

0.7 1.0 1.1

N

L1

AC

SIEMENS
CPU 214

SIMATIC S7 _ 200
M1

0.0 0.1

0.2 0.3 0.4

0.5

0.6 0.7 2M 1.0

1.1

1.2

1.3 1.4 1.5

M

L+


Mạch động lực cấp điện cho hệ thống :
220/380V
L3
L2
L1
L0

CTT 1

CTT 2

CTT 3

ĐC
BƠM
BS

~

L

~

0

1

AC

M

0

ĐC
BƠM
CA

2

L

4

5

SIMATIC
S7_200
1

2

3

4

5

6

HT
ĐÈN C/S

~

3

L

M

0

1

HT
ĐEN TT

VAN 1

6

7

CPU 214
7

CTT 4

2

VAN 2

VAN 3
3

VAN

4


Chương trình điều khiển và chạy mô phỏng:

Mô phỏng trên phân mêm
mô phỏng


LỜI KẾT
Trong quá trình thực hiện đề tài , được sự giúp đỡ bổ

sung kiến thức PLC của thầy cô giáo. Đặc biệt là nhờ
sự hướng dẫn nhiệt tình của Cô giáo hướng dẫn
Nguyễn Minh Thư mà đề tài được hoàn thành đúng
thời gian. Song do bản thân còn thiếu kinh nghiệm
thực tế , kiến thức về PLC chưa sâu rộng nên nội
dung thực hiện khó tránh khỏi sai sót rất mong sự
đóng góp ý kiến của thầy cô giáo và bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn