Luận Văn NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.04 MB, 122 trang )
TR
NG
B
B GIÁO D C & ÀO T O
I H C S PH M K THU T TP. H CHÍ MINH
KHOA I N – I N T
MÔN I N T CÔNG NGHI P – Y SINH
---------------------------------
ÁN T T NGHI P
NGÀNH CÔNG NGH K THU T I N T
TRUY N THÔNG
TÀI:
NG D NG PLC S7 – 1200
KHI N VÀ GIÁM SÁT LÒ
I U
T BÃ MÍA
GVHD: ThS. Tr n V n S
SVTH: Nguy n Minh H i
MSSV: 16431009
Tp. H Chí Minh - 12/2017
B
TR
NG
GIÁO D C & ÀO T O
IH CS
PH M K
KHOA
B
MÔN
I NT
I N–
THU T TP. H
CHÍ MINH
I NT
CÔNG NGHI P – Y SINH
---------------------------------
ÁN T T NGHI P
NGÀNH K THU T I N T
TRUY N THÔNG
TÀI:
NG D NG PLC S7 – 1200
I U KHI N VÀ GIÁM SÁT LÒ
T BÃ MÍA
GVHD: ThS. Tr n V n S
SVTH: Nguy n Minh H i 16341009
Tp. H Chí Minh – 07/2018
i
TR
NG H SPKT TP. H CHÍ MINH
C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
KHOA I N- I N T
B
MÔN I N T
CL P-T
CÔNG NGHI P – Y SINH
DO - H NH PHÚC
----o0o---Tp. HCM, ngày 10 tháng 07 n m 2018
NHI M V
H tên sinh viên:
Chuyên ngành:
ÁN T T NGHI P
Phan Ng c Nhân
MSSV: 16341017
Nguy n Minh H i
MSSV: 16341009
CNKT i n t Truy n Thông
Mã ngành:
41
Mã h :
3
L p:
163410A
H đào t o:
i h c chính quy (CT)
Khóa:
2016
I. TÊN
TÀI:
NG D NG PLC S7 – 1200
LÒ
I U KHI N VÀ GIÁM SÁT
T BÃ MÍA.
II. NHI M V
1. Các s li u ban đ u:
-
Nhóm ti n hành tìm hi u các mô hình lò đ t trên m ng. Sau quá trình tìm hi u
nhóm đã tích l y đ
c các kinh nghi m trong quá trình th c hi n.
-
Ti n hành tìm hi u qui trình v n hành lò đ t bã mía c a các nhà máy.
-
Tìm hi u các lo i c m bi n, thi t b và ph
ng pháp nguyên lý đ có th l a
ch n ra các thi t b phù h p đ dùng trong mô hình.
2. N i dung th c hi n:
-
Tìm hi u v PLC S7-1200 và ph n m m TIA Portal V14.
-
Ph
-
Thi t k và thi công mô hình lò nhi t đ t.
-
Thi t k và thi công kh i c m bi n nhi t đ .
-
Thi t k và thi công h th ng qu t th i và b ng t i.
-
K t n i PLC v i bi n t n.
-
L p ráp các kh i đi u khi n vào mô hình.
ng th c truy n d li u t PLC đ n bi n t n.
ii
-
Thi t k giao di n giám sát và đi u khi n trên máy tính b ng ph n m m WinCC
trong TIA Portal V14.
-
Vi t ch
ng trình PLC cho h th ng.
-
Ch y th nghi m mô hình lò đ t.
-
Cân ch nh l i h th ng.
-
Vi t sách lu n v n.
-
Báo cáo đ tài t t nhi p.
III. NGÀY GIAO NHI M V :
20/03/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V :
10/07/2018
V. H VÀ TÊN CÁN B H
ThS. Tr n V n S
CÁN B H
NG D N
NG D N:
BM. I N T
CÔNG NGHI P – Y SINH
iii
TR
NG H SPKT TP. H CHÍ MINH
C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
KHOA I N- I N T
B
MÔN I N T
CL P-T
CÔNG NGHI P – Y SINH
DO - H NH PHÚC
----o0o---Tp. HCM, ngày 20 tháng 03 n m 2018
L CH TRÌNH TH C HI N
ÁN T T NGHI P
H tên sinh viên 1: Phan Ng c Nhân
L p: 163410A
MSSV: 16341017
H tên sinh viên 2: Nguy n Minh H i
L p: 163410A
Tên đ tài:
MSSV: 16341009
NG D NG PLC S7 – 1200
I U KHI N VÀ GIÁM SÁT LÒ
T
BÃ MÍA.
Tu n/ngày
Tu n 1
N i dung
Xác nh n
GVHD
G p GVHD ph bi n đ tài.
(12/03 – 18/03)
Tu n 2
Vi t đ c
ng
án t t nghi p.
(19/03 – 25/03)
Tu n 3
Tìm hi u qui trình lò đ t.
(26/03 – 01/04)
Tu n 4
(02/04 – 08/04)
Tu n 5
Tìm hi u v PLC S7-1200 và ph n m m TIA
Portal V14
Tìm hi u v module truy n thông RS485
(09/04 – 15/04)
Tu n 6
Ph
(16/04 – 22/04)
t n.
Tu n 7, 8
(23/04 – 06/05)
Tu n 9, 10
ng th c truy n d li u t PLC đ n bi n
Thi t k và thi công mô hình lò nhi t đ t, kh i
c m bi n nhi t đ .
L p ráp hoàn thi n mô hình.
(07/05 – 20/05) L p trình PLC cho toàn h th ng.
iv
Tu n 11, 12
(21/05 – 03/06)
Tu n 13
Ch y th demo ch
ng trình.
Cân ch nh l i toàn b h th ng và ch
ng trình.
Vi t báo cáo ch
ng 1, ch
ng 2.
Vi t báo cáo ch
ng 3, ch
ng 4.
Vi t báo cáo ch
ng 5, ch
ng 6. Ki m tra l i
(04/06 – 10/06)
Tu n 14
(11/06 – 17/06)
Tu n 15
(18/06 – 24/06) và hoàn thi n quy n báo cáo.
Tu n 16
Vi t Slide báo cáo.
(25/06 – 01/07) Quay video cho mô hình.
GV H
NG D N
(Ký và ghi rõ h và tên)
v
L I CAM OAN
Nhóm xin cam đoan đ tài này là do nhóm t th c hi n d a vào m t s tài li u và
đ tài tr
c đó. Không sao chép t tài li u hay công trình đã có tr
c đó.
TP. H Chí Minh, ngày 10 tháng 07 n m 2018
Sinh viên th c hi n 1
PHAN NG C NHÂN
Sinh viên th c hi n 2
NGUY N MINH H I
vi
L IC M
Sau quá trình đ
ch ct p
gi ng d y, nh ng kinh nghi m đ
đ
tr
N
ng cùng v i nh ng ki n th c đ
c các th y cô
c h c h i, trong quá trình th c hi n đ án nhóm đã
c các th y cô t o đi u ki n t t nh t đ th c hi n đ án này. Nhóm xin g i l i c m
n t i t t c các th y, cô trong Tr
đ c bi t các gi ng viên Khoa
ng
i n-
i H c S Ph m K Thu t TPHCM nói chung,
i n T nói riêng đã gi ng d y và cung c p cho
Nhóm có nh ng ki n th c quý báu, t o ti n đ quan trong cho Nhóm có th th c hi n
đ
c đ án này.
Nhóm em xin g i l i c m n sâu s c đ n Th y Tr n V n S , trong su t th i gian
nhóm em th c hi n đ tài, th y đã h
ng d n t n tình và h tr cho nhóm các thi t b
c n thi t đ nhóm th c hi n đ tài t t h n và đ a ra h
ng đi gi i quy t đúng cho nhóm
m i khi g p khó kh n. C m n th y đã chia s nh ng kinh nghi m quý báu giúp nhóm
th c hi n t t đ tài.
Trong quá trình nghiên c u và th c hi n đ án, vì th i gian và trình đ có gi i h n
nên không tránh kh i nh ng thi u sót. Vì v y, nhóm hy v ng s nh n đ
ki n đóng góp quý báu t th y cô, b n bè và nh ng ng
c nh ng ý
i quan tâm đ đ tài đ
c hoàn
thi n h n.
Xin chân thành c m n!
Sinh viên th c hi n 1
PHAN NG C NHÂN
Sinh viên th c hi n 2
NGUY N MINH H I
vii
M CL C
NHI M V
ÁN T T NGHI P .......................................................................... ii
L CH TRÌNH TH C HI N
ÁN T T NGHI P .............................................. iv
L I CAM OAN ...................................................................................................... vi
L IC M
N ........................................................................................................... vii
M C L C ............................................................................................................... viii
LI T KÊ HÌNH V .................................................................................................. xii
TÓM T T ................................................................................................................. xv
Ch
ng 1. T NG QUAN ............................................................................................1
1.1
TV N
....................................................................................................1
1.2 M C TIÊU .........................................................................................................2
1.3 N I DUNG NGHIÊN C U ...............................................................................2
1.4 GI I H N ..........................................................................................................3
1.5 B C C .............................................................................................................3
Ch
ng 2. C
S
LÝ THUY T ................................................................................5
2.1 QUY TRÌNH V N HÀNH LÒ
T BÃ MÍA ...................................................5
2.1.1 Công tác chu n b v n hành ..........................................................................5
2.1.2 Quy trình và thao tác v n hành lò đ t ...........................................................5
2.2 S L
CV B
I U KHI N PID ................................................................6
2.2.1 Phân lo i .......................................................................................................7
2.2.2 Các thông s b đi u khi n PID ....................................................................8
2.3 GI I THI U PH N C NG ............................................................................. 10
2.3.1 B x lý trung tâm PLC S7-1200 ................................................................ 10
a. T ng quan v PLC S7-1200 ........................................................................ 10
b. C u t o PLC S7-1200 .................................................................................. 11
viii
c. Các moudle m r ng PLC S7-1200 ............................................................. 13
d. Module truy n thông ................................................................................... 14
e. Nguyên lý ho t đ ng PLC S7 – 1200 ........................................................... 15
f. L p trình PLC S7-1200 ............................................................................... 16
2.3.2 Bi n T n SIEMENS MICROMASTER 420................................................ 16
2.3.3 Dây nhi t đi n tr (thermistor) ....................................................................24
2.3.4 SOLID STATE RELAY (SSR) ...................................................................26
2.3.5 C m bi n nhi t đ ....................................................................................... 27
a. Nhi t đi n tr (Resitance temperature detector - RTD) ................................ 28
b. C p nhi t đi n (Thermocouple) ...................................................................29
c. C m bi n nhi t bán d n ............................................................................... 30
d.
i n tr oxit kim lo i (Thermistor).............................................................. 30
2.3.6 Nút nh n .....................................................................................................31
2.3.7
Ch
ng c 3 pha ............................................................................................. 32
ng 3. TÍNH TOÁN VÀ THI T K .................................................................34
3.1 GI I THI U.....................................................................................................34
3.2 TÍNH TOÁN VÀ THI T K H TH NG ....................................................... 35
3.2.1 Thi t k s đ kh i h th ng........................................................................ 35
3.2.2 Tính toán và thi t k h th ng .....................................................................36
a. Thi t k kh i ngu n ..................................................................................... 36
b. Thi t k kh i c m bi n ................................................................................. 37
c. Kh i x lý trung tâm .................................................................................... 38
d. Kh i nút nh n, đèn báo ................................................................................ 39
e. Kh i đi u khi n đ ng c .............................................................................. 40
f. Kh i đi u ki n SSR ...................................................................................... 42
g. Kh i b ng t i và qu t th i ............................................................................ 43
h. Kh i dây đi n tr nhi t mayso .....................................................................44
ix
3.2.3 Thi t k s đ đi dây t đi n .......................................................................45
a. S đ k t n i ph n c ng PLC v i ngõ vào ra................................................ 45
b. S đ k t n i Module RS485 v i bi n t n MM420 và đ ng c 3 pha ........... 46
Ch
ng 4. THI CÔNG H TH NG........................................................................ 47
4.1 GI I THI U......................................................................................................47
4.2 THI CÔNG H TH NG ................................................................................... 47
4.2.1 Thi công l p ráp ph n c khí.......................................................................47
4.2.2 Ph n b ng t i và lò đ t ............................................................................... 49
4.2.3 Thi công l p ráp ph n t đi n ......................................................................53
4.3 L P TRÌNH H TH NG................................................................................. 56
4.3.1 L u đ gi n thu t ........................................................................................ 56
a. Thu t toán đi u khi n bi n t n .....................................................................56
b. Thu t toán đi u khi n ch
ng trình chính .................................................... 57
4.3.2 L p trình cho PLC S7-1200......................................................................... 58
a. Gi i thi u ph n m m l p trình .....................................................................58
b. Cách cài đ t ph n m m................................................................................ 58
c. Cách t o m t Project ................................................................................... 58
4.3.3 Giao th c USS cho bi n t n MM420 (Universal serial interface) ................ 60
a. Hàm đi u khi n c ng USS_PORT ............................................................... 63
b. Hàm USS_DRIVE....................................................................................... 63
c. Hàm USS_RPM .......................................................................................... 65
d. Hàm USS_WPM ......................................................................................... 66
4.3.4 Thi t l p các tham s cho bi n t n ............................................................... 67
a. Thi t l p thông s đ ng c .......................................................................... 67
b. Thi t l p thông s bi n t n ph c v cho ch đ truy n thông USS ............... 68
4.4 VI T TÀI LI U H
Ch
NG D N S
D NG, THAO TÁC ............................... 69
ng 5. K T QU _NH N XÉT_ ÁNH GIÁ .................................................... 70
x
5.1 THI T B ......................................................................................................... 70
5.2 B
I U KHI N PLC..................................................................................... 70
5.3 K T QU MÔ PH NG ................................................................................... 71
5.4 NH N XÉT VÀ ÁNH GIÁ ........................................................................... 74
Ch
ng 6. K T LU N VÀ H
NG PHÁT TRI N .............................................. 75
6.1 K T LU N ......................................................................................................75
6.2 H
NG PHÁT TRI N .................................................................................... 75
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................... 76
xi
LI T KÊ HÌNH V
Hình
Trang
Hình 2.1: B ng t i bã mía vào lò đ t..............................................................................5
Hình 2.2: C u trúc b đi u khi n PID ............................................................................6
Hình 2.3: H th ng b đi u khi n PID liên t c ..............................................................7
Hình 2.4: H th ng b đi u khi n PID s r i r c ...........................................................7
Hình 2.5: Khâu t l b đi u khi n PID ..........................................................................8
Hình 2.6: Khâu tích phân b đi u khi n PID..................................................................9
Hình 2.7: Khâu vi phân b đi u khi n PID ....................................................................9
Hình 2.8: Thành ph n PLC S7 – 1200 ......................................................................... 11
Hình 2.9: Module truy n thông RS485(CB 1241) ........................................................ 14
Hình 2.10: Chu k quét c a m t PLC .......................................................................... 15
Hình 2.11: Bi n t n SIEMENS MICROMASTER 420 ................................................ 16
Hình 2.12: Tháo ph n m t tr
c v máy......................................................................19
Hình 2.13: Các đ u m ch đ ng l c .............................................................................. 19
Hình 2.14: Các đ u vào t
ng t và s ........................................................................ 20
Hình 2.15: Dây đi n tr nhi t mayso ........................................................................... 25
Hình 2.16: Relay bán d n (SSR) .................................................................................. 26
Hình 2.17: Nhi t đi n tr ............................................................................................. 28
Hình 2.18: C p nhi t đi n ............................................................................................ 29
Hình 2.19: C m bi n nhi t đ LM335 ......................................................................... 30
Hình 2.20: i n tr oxit kim lo i ................................................................................. 30
Hình 2.21: Nút nh n teknic .......................................................................................... 32
Hình 2.22:
ng c 3 pha Oriental .............................................................................. 33
Hình 3.1: S đ kh i h th ng ..................................................................................... 35
Hình 3.2: Kh i ngu n th c t ...................................................................................... 37
Hình 3.3: B chuy n đ i tín hi u TWD .......................................................................38
Hình 3.4: PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC ........................................................ 39
Hình 3.5: èn báo 220VAC ........................................................................................ 39
Hình 3.6: Nút nh n th
ng h ..................................................................................... 40
Hình 3.7: Bi n t n MM420 .......................................................................................... 41
Hình 3.8: M ch đ ng l c cho SSR............................................................................... 42
xii
Hình 3.9: Motor gi m t c mini Peeimoger ...................................................................43
Hình 3.10:
ng c 3 pha Oriental .............................................................................. 44
Hình 3.11: Dây đi n tr nhi t mayso g n trong mô hình .............................................. 44
Hình 3.12: S đ k t n i PLC...................................................................................... 45
Hình 3.13: S đ k t n i Bi n t n v i Module RS485 và đ ng c ............................... 46
Hình 4.1: S đ l p ráp khung s t ................................................................................ 47
Hình 4.2: Khung s t thi t k th c t ............................................................................. 49
Hình 4.3: S đ l p ráp b ng t i và lò đ t ....................................................................49
Hình 4.4: Mô hình lò đ t ............................................................................................. 51
Hình 4.5: Mô hình b ng t i .......................................................................................... 53
Hình 4.6: S đ thi công t đi n .................................................................................. 53
Hình 4.7: èn nút nh n bên trong t ............................................................................ 55
Hình 4.8: Linh ki n b trí bên trong t ......................................................................... 55
Hình 4.9: L u đ gi n thu t đi u khi n bi n t n .......................................................... 56
Hình 4.10: L u đ gi n thu t toàn b h th ng ............................................................ 57
Hình 4.11: Giao di n t o project m i ........................................................................... 59
Hình 4.12: Giao di n Main(OB1) l p trình ch
ng trình ............................................. 59
Hình 4.13: Giao di n thi t k WinCC .......................................................................... 60
Hình 4.14: C u trúc m ng c a bi n t n MM420 .......................................................... 61
Hình 4.15: K t n i m ng gi a PLC và các bi n t n ..................................................... 61
Hình 4.16: L nh truy n thông v i giao th c USS ........................................................ 62
Hình 4.17: Hàm USS_PORT ....................................................................................... 63
Hình 4.18: Hàm USS_DRIVE ..................................................................................... 64
Hình 4.19: Hàm USS_RPM ......................................................................................... 65
Hình 4.20: Hàm USS_WPM........................................................................................ 67
Hình 4.21: Thông s thi t l p cho ch đ truy n thông USS ........................................ 68
Hình 5.1: Ph n khung s t sau khi thi t k xong............................................................ 71
Hình 5.2: Sau khi l p đ t các thi t b hoàn ch nh ......................................................... 71
Hình 5.3: Lò đ t đang ho t đ ng ................................................................................. 72
Hình 5.4: Lò đ t đ
c l p đ t hoàn ch nh ....................................................................72
Hình 5.5: Các thi t b đ
c g n hoàn ch nh .................................................................73
Hình 5.6: B ng đi u khi n ........................................................................................... 73
Hình 5.7: Màn hình giám sát SCADA ......................................................................... 74
xiii
LI T KÊ B NG
B ng
Trang
B ng 2.1: Thông s k thu t các lo i CPU...................................................................12
B ng 2.2:
c tính c a các module m r ng ................................................................ 13
B ng 2.3: Thông s k thu t ........................................................................................ 17
B ng 2.4:
u dây đi u khi n ...................................................................................... 20
B ng 2.5: Các thông s m c đ nh khác ........................................................................ 21
B ng 2.6: B ng đ u n i ............................................................................................... 21
B ng 2.7: Các nút và các ch c n ng ............................................................................ 22
B ng 2.8: Cách ch n các lo i c m bi n t
ng ng cho t ng ngành c th ................... 31
B ng 2.9: Thông s k thu t c n bi t c a đ ng c Oriental ......................................... 33
B ng 3.1: B ng tiêu th dòng đi n c a các kh i .......................................................... 36
B ng 4.1: Danh sách các linh ki n trong khung s t ...................................................... 48
B ng 4.2: Danh sách các linh ki n Lò
t, B ng T i ................................................... 50
B ng 4.3: Các lo i b ng t i trên th tr
ng hi n nay .................................................... 51
B ng 4.4: Dach sách các thi t b trong t đi n ............................................................. 54
xiv
TÓM T T
Sau m t th i gian tìm hi u và nghiên c u s l
T các ki n th c đ
tình c a giáo viên h
thi t và ph
ch c
tr
c v qui trình ho t đ ng c a lò đ t
ng và kinh nghi m th c ti n c ng v i s giúp đ nhi t
ng d n và các th y cô b n bè nhóm đã l a ch n các thi t b c n
ng pháp phù h p đ th c hi n đ tài này.
Trong mô hình nhóm s d ng PLC S7-1200 cho h th ng thông qua vi c s d ng
WinCC đ đi u khi n giám sát nhi t đ lò trong lò đ t. C m bi n nhi t đ liên t c c p
nh t giá tr nhi t đ trong lò đ g i v PLC, đ ng th i PLC s g i tín hi u đi u khi n
t c đ đ ng c b ng t i và qu t th i thông qua bi n t n MM420.
Nhóm đã hoàn thành mô hình lò đ t v i nh ng tính n ng c b n, có th t đ ng
đi u khi n b ng t i c p nguyên li u bã mía và đi u khi n đ
c t c đ qu t gió cung c p
không khí cho vi c đ t nh m đ cân b ng và n đ nh nhi t đ trong lò. V i mong mu n
đem l i hi u qu cao trong quá trình s n xu t và gi m thi u nhân công v n hành.
Mô hình ho t đ ng t
ng đ i n đ nh, nh ng bên c nh đó v n còn m t s h n ch
nh nh c ch ho t đ ng còn khá đ n gi n, do đi u ki n kinh t và th i gian có h n
nên đ tài v n còn h n ch v thi t b s d ng trong mô hình.
xv
CH
NG 1: T NG QUAN
Ch
ng 1. T NG QUAN
TV N
1.1
Theo con s th ng kê c a hi p h i mía đ
t ng s 41 nhà máy đ
ng, v i kho ng 24 tri u t n mía ép t o ra 7,8 tri u t n bã mía.
T đó thì kho ng 80% trong s đó đ
đi n, lò h i hay đ
ng Vi t Nam n m 2010, Vi t Nam có
c dùng ng
c đ t đ n p cung c p nhi t cho các nhà máy
c l i đ n u mía đ
ng.
t n d ng nhi t l
ng cao
t 4200 – 4700 kcal/kg c a bã mía đem l i thì c n ph i có s ki m soát nhi t đ m t
cách hi u qu trong lò n u mía đ
ng.
V i tính ch t quan tr ng nh v y thì nhi t đ c n đòi h i ph i có ph
đi u khi n thích h p.
ng pháp
ây chính là v n đ đ t ra đ c n gi i quy t nh m đem l i tính
n đ nh và chính xác c a nhi t đ . M t h th ng mu n chính xác c n ph i th c hi n
h i ti p tín hi u v đ so sánh v i tín hi u vào ra và đ
c g i đ n b đi u khi n hi u
ch nh đ u ra. H th ng đi u khi n h i ti p có nhi u u đi m nên th
ng đ
c th y
trong các h th ng t đ ng.
Tr
c đó đã có nhi u công trình và đ tài nh “ i u khi n và giám sát lò nhi t
PID b ng PLC S7-300. [1]” nói v ph
ng pháp đi u khi n nhi t đ d a trên nguyên
t c h th ng h i ti p. Qua b c m bi n g i tín hi u đo l
giá tr đ t, sai l ch gi tín hi t đ t và đo s đ
ng nhi t đ v so sánh v i
c đ a t i b đi u khi n t o tín hi u
công su t c p cho b ph n gia nhi t. V i vai trò là sinh viên chu n b t t nghi p, nhóm
th c hi n quy t đ nh ch n đ tài : “ NG D NG PLC S7-1200
VÀ GIÁM SÁT LÒ
I U KHI N
T BÃ MÍA” đ nghiên c u, nh m t ng h p và c ng c ki n
th c đã h c c ng nh áp d ng công ngh vào quá trình s n xu t công nghi p. Trong đ
tài này, nhóm th c hi n s thi t k mô hình ng d ng PLC S7-1200 đi u khi n và
giám sát nhi t đ c a lò n u mía b ng nguyên li u bã mía đ thay đ i t c đ b ng t i
và qu t th i cho phù h p v i nhi t đ c a lò. V i tin t
ng d ng r ng rãi trong các nhà máy s n xu t đ
ng r ng đ tài này có th đ
c
ng c a Vi t Nam hi n nay đ t n
d ng ngu n nguyên li u bã mía có s n t i nhà máy nh m đem l i hi u qu kinh t cao.
B
MÔN I N T
CÔNG NGHI P – Y SINH
1
CH
NG 1: T NG QUAN
1.2 M C TIÊU
ng d ng PLC vào mô hình lò đ t đ gi m b t s c lao đ ng, chi phí.
Tìm hi u v h th ng lò đ t b ng nguyên li u bã mía. T đó nhóm th c hi n s
thi t k mô hình đi u khi n và giám sát nhi t đ lò n u b ng PLC.
i u khi n nhi t đ trong lò thông qua c m bi n nhi t đ .
i u khi n t c đ qu t th i, t c đ b ng t i nguyên li u b ng bi n t n thông qua
giao ti p v i PLC.
Giám sát đi u khi n và thu th p d li u ho t đ ng c a lò nhi t s d ng ph n m m
WinCC trong TIA Portal V14.
1.3 N I DUNG NGHIÊN C U
N I DUNG 1:
-
Tìm hi u v PLC S7-1200 và ph n m m TIA Portal V14 và c m bi n
nhi t đ .
-
Ph
ng th c truy n d li u t PLC đ n bi n t n siemens
N I DUNG 2:
-
Thi t k và thi công mô hình lò nhi t đ t.
-
Thi t k và thi công kh i c m bi n nhi t đ .
-
Thi t k và thi công h th ng qu t th i và b ng t i.
N I DUNG 3:
-
Thi công t đi n đi u khi n.
N I DUNG 4:
-
K t n i PLC v i bi n t n.
-
Thi t k L p ráp các kh i đi u khi n vào mô hình.
-
L u đ đi u khi n, giao di n HMI..
N I DUNG 5:
-
L p trình PLC, ch y th nghi m mô hình.
-
Cân ch nh l i h th ng.
N I DUNG 6:
-
B
ánh giá k t qu th c hi n và h
MÔN I N T
ng m r ng.
CÔNG NGHI P – Y SINH
2
CH
NG 1: T NG QUAN
1.4 GI I H N
S d ng dây tr nhi t mayso đ t o nhi t đ trong mô hình lò nhi t. Mô hình còn
khá đ n gi n.
Không có màn hình HMI nên đi u khi n giám sát dùng ph n m m WinCC trong
TIA Portal V14.
Ch a có h th ng b ng t i l y tro x th i c a lò.
1.5 B
C C
Ch
ng 1: T ng Quan
Trình bày lý do ch n đ tài, m c tiêu đ tài, n i dung nghiên c u đ tài, gi i h n
và b c c đ tài
Ch
ng 2: C S Lý Thuy t.
Gi i thi u s l
l
t v nguyên lý và quy trình ho t đ ng c a lò đ t. Trình bày s
c lý thuy t v PLC S7-1200, lý thuy t đi u khi n PID, các thi t b nh bi n t n
siemens MM420, SSR, đ ng c qu t th i, bang t i nguyên li u…
Ch
ng 3: Thi t K và Tính Toán
Thi t k lên b n v cho mô hình, l a ch n kích th
t t đi n phù h p v i linh
ki n b trí trong t , s đ kh i tính toán các thông s công su t c a thi t b đi u khi n
h th ng đi n và l a ch n các thi t b phù h p v i ông su t cho mô hình.
Ch
ng 4: Thi Công Mô Hình
Trong ch
ng này chúng ta th c hi n thi công các ph n đi u khi n và m ch đ ng
l c c ng nh ph n c ng mô hình h th ng đ tài. T đó xây d ng nên l u đ gi i thu t
đ vi t ch
ng trình đi u khi n cho h th ng.
Khi có đ
các b
c mô hình và ch
c đ mô hình đ
ng trình đi u khi n cho h th ng thì s th c hi n
c ho t đ ng t t. Sau đó là các b
cđ h
ng d n các thao tác
cho vi c ho t mô hình hoàn thi n h n.
Tính toán l a ch n nguyên v t li u phù h p, chu n b thi t b đi n và d ng c
đi n h tr cho qua trình làm vi c. Trình t thi công mô hình, ch y mô hình
Ch
B
ng 5: K t Lu n và H
MÔN I N T
ng Phát Tri n
CÔNG NGHI P – Y SINH
3
CH
NG 1: T NG QUAN
Trình bày k t qu thi t b , nh ng yêu c u đ t đ
c và ch a đ t đ
c ng và ph n m m. T đó đ a ra nh n xét v nguyên nhân ch a đ t đ
c t ph n
c và cách kh c
ph c. Ti n hành nh n xét k t qu trong quá trình th c hi n đ án gi a nh ng gì th c
hi n th c t so v i k t qu trong lý thuy t.
Ch
ng 6: T ng quan.
K t lu n v nh ng gì đ t đ
nh ng h
B
c trong quá trình th c hi n đ án.
ng phát tri n kh thi cho đ tài đ có th
MÔN I N T
CÔNG NGHI P – Y SINH
a ra thêm
ng d ng t t trong th c t .
4
CH
NG 2: C
Ch
S
ng 2. C
LÝ THUY T
S
LÝ THUY T
2.1 QUY TRÌNH V N HÀNH LÒ
T BÃ MÍA
2.1.1 Công tác chu n b v n hành
-
V sinh bu ng đ t, n o vét tro c n c a m đ t tr
c khi cho nguyên li u vào.
-
Ki m tra t đi n h th ng đi u khi n.
-
Ki m tra h th ng qu t gió, hút khí th i, h th ng x lý khí th i.
-
Ki m tra nhiên li u đ t.
2.1.2 Quy trình và thao tác v n hành lò đ t
Hình 2.1: B ng t i bã mía vào lò đ t
B
-
B t CB t v trí (OFF) sang v trí (ON) đ c p đi n ngu n h th ng.
-
B t b ng t i đ đ a nguyên li u bã mía vào lò đ t.
-
Ti n hành nhóm lò b ng nh ng nguyên li u d cháy.
-
B t h th ng qu t th i đ cung c p không khí cho lò.
MÔN I N T
CÔNG NGHI P – Y SINH
5
CH
NG 2: C
LÝ THUY T
-
M h th ng hút khói, m h th ng l y tro x đ đ a ch t th i ra ngoài.
-
Khi h t nguyên li u ti n hành t t b ng t i, h th ng qu t th i.
-
2.2 S
S
óng h th ng l y tro x và hút khói.
-
T t CB t v trí (ON) sang v trí (OFF) đ ng t ngu n h th ng.
-
Ki m tra l i toàn b , v sinh thi t b , ghi s theo dõi v n hành.
L
CV B
I U KHI N PID
B đi u khi n PID tên ti ng anh là (Proportional Integral Derivative Controller)
hay còn đ
c g i v i tên là đi u khi n vi tích phân t l . B đi u khi n PID đ
d ng r t r ng rãi trong th c t đ đi u khi n nhi u lo i đ i t
cs
ng khác nhau nh nhi t
đ lò nhi t, t c đ đ ng c , m c ch t l ng trong b n ch a…do nó có kh n ng làm
tri t tiêu sai s xác l p, t ng t c đ đáp ng quá đ , gi m đ v t l n u các thông s
c a b đi u khi n đ
c ch n l a thích h p.
Hình 2.2: C u trúc b đi u khi n PID
-
Công th c b đi u khi n PID:
U = K P.e + KI.(
-
) + K D( )
Trong đó:
yr: tín hi u đ t (tín hi u mong mu n đ t đ
c).
e: sai s gi m tín hi u th c t và tín hi u đ t.
B
MÔN I N T
CÔNG NGHI P – Y SINH
6
CH
NG 2: C
S
LÝ THUY T
u: tín hi u đi u khi n.
y: ngõ ra h th ng.
2.2.1 Phân lo i
B đi u khi n PID s bao g m:
-
B đi u khi n PID liên t c
Hình 2.3: H th ng b đi u khi n PID liên t c
-
B đi u khi n PID s (r i r c).
Hình 2.4: H th ng b đi u khi n PID s r i r c
B
MÔN I N T
CÔNG NGHI P – Y SINH
7
CH
NG 2: C
S
LÝ THUY T
2.2.2 Các thông s b đi u khi n PID
B đi u khi n PID s bao g m ba khâu t
-
Khâu t l (Proportional) KP.
-
Khâu tích phân (Integration) KI.
-
Khâu vi phân (Derivative) KD.
ng ng v i ba thông s chính:
N u l a ch n các thông s này phù h p (tín hi u đ t và tín hi u th c t trùng
nhau) thì h th ng s ho t đ ng t t, n đ nh.
Khâu t l (Proportional)
Hàm truy n: K(s) = KP.
c tính th i gian: Y(s) = KP.G(s).E(s).
Sai s h th ng: E(s) =
( )
( ) ( )
Hình 2.5: Khâu t l b đi u khi n PID
Chú ý:
-
KP càng l n thì t c đ đáp ng càng nhanh.
-
KP càng l n thì sai s xác l p càng nh ( nh ng không th tri t tiêu).
-
KP càng l n thì các c c c a h th ng có xu h
ng di chuy n ra xa tr c th c
=> H th ng càng dao đ ng và đ l t v càng cao.
B
N u KP t ng quá gí tr gi i h n thì h th ng s m t n đ nh.
MÔN I N T
CÔNG NGHI P – Y SINH
8
CH
NG 2: C
S
LÝ THUY T
Khâu tích phân (Integration)
Hàm truy n: K(s) = KI/s.
c tính th i gian: Y(s) = KI.G(s).E(s)/s.
. ( )
Sai s h th ng: E(s) =
( ) ( )
Hình 2.6: Khâu tích phân b đi u khi n PID.
Chú ý:
-
Tín hi u ngõ ra đ
c xác đ nh b i sai s .
-
KI càng l n thì đáp ng quá đ càng ch m.
-
KI càng l n thì sai s xác l p càng nh . H s khu ch đ i c a khâu tích phân
s b ng vô cùng khi t n s b ng 0 => tri t tiêu sai s xác l p v i hàm n c.
-
KI càng l n thì đ v t l càng cao.
Khâu vi phân (Derivative)
Hàm truy n: K(s) = KD.s.
c th i gian: Y(s) = KD.G(s).E(s).s.
Sai s h th ng: E(s) =
( )
. ( ) ( )
Hình 2.7: Khâu vi phân b đi u khi n PID
B
MÔN I N T
CÔNG NGHI P – Y SINH
9
