Đồ án: Điều khiển và giám sát hệ thống pha trộn và đóng gói café hòa tan sử dụng PLC S7 – 300 và WinCC

GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

Lời mở đầu
• Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước đang bước vào thời kỳ đẩy mạnh quá trình
công nghiệp hóa – hiện đại hóa, nhằm biến đổi nền kỹ thuật công nghiệp lạc hậu chuyển sang nền
công nghiệp hiện đại tiếp cận trình độ phát triển của thế giới. Cùng với sự phát triển vựơt bậc của nền
công nghiệp hóa - hiện đại hóa thì việc ứng dụng các kỹ thuật hiện đại nhằm nâng cao năng suất cũng
như khả năng giám sát của con người trong công cuộc sản xuất ngày càng trở nên cấp thiết.
• Trong thời buổi khoa học kỹ thuật về tự động hóa ngày càng phát triển vựơt bậc và được ứng
dụng rộng rãi trong hầu hết các xí nghiệp, phân xưởng… Các hệ thống điều khiển dùng PLC ngày
càng được sữ dụng rộng rãi và phổ biến để thay thế cho các thao tác chân tay không đạt đựơc độ chính
xác cao. Tuy nhiên, để có thể dễ dàng giám sát và điều khiển các loại PLC khác nhau thì cần phải có
sự hỗ trợ của các phần mềm hỗ trợ.
• Hiện nay, có rất nhiều các phần mềm hỗ trợ giám sát và điều khiển hoạt động của PLC. Trong số
đó, phần mềm Win CC đang được sữ dụng rộng rãi để giám sát SCADA với công nghệ đột phá, chức
năng hoàn hảo , dễ sữ dụng của hãng Siemens. Ngoài ra, phần mềm WinCC còn cung cấp đồ họa trực
quan quản lý hoạt động của bạn, kiểm soát và tối ưu hóa đến một cấp độ hoàn toàn mới. WinCC được
thiết kế dựa theo các tiêu chuẩn tối đa hóa năng suất, hiệu quả sử dụng tối ưu hóa, chất lượng tăng…
• Nhìn thấy được sự quan trọng của việc ứng dụng các phần mềm giám sát và điều khiển vào các
hệ thống công nghiệp ngày nay, chúng tôi đã chọn đề tài ” Điều khiển và giám sát hệ thống pha
trộn và đóng gói café hòa tan sử dụng PLC S7_300 và WinCC ” nhằm góp một phần nhỏ để giải
quyết vấn đề nêu trên.
Mục tiêu đề tài :
•

Tìm hiểu về hệ thống pha trộn và đóng gói café hòa tan.

•

Giới thiệu về PLC S7_300 và phần mềm S7 Simatic.

•

Giới thiệu về phần mềm WinCC.

•

Kết nối PLC S7_300 và WinCC để giám sát và điều khiển hệ thống

Mục lục
SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 1

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

trang
Lời mở đầu

1

Phần I. PLC S7-300

6

1.1.Giới thiệu về PLC

6

1.2.Các module của PLC

7

1.3.Các mode hoạt động

10

1.4.Các kiểu dữ liệu

11

1.5.Cấu trúc bộ nhớ

12

1.6.Chu kỳ quét của PLC

14

1.7.Trao đổi dữ liệu giữa CPU và module

15

Phần II.WINCC

16

2.1.Tổng quan về WINCC

16

2.2.Các tính năng quan trọng

17

2.3.Các yêu cầu khi xây dựng hệ thống trên WINCC

17

2.4.Cấu trúc control center

18

2.5.Các đặc điểm chính của WINCC

19

Phần III.Giới thiệu tổng quát về hệ thống pha trộn và đóng gói sản phẩm café hòa
tan

22

Phần IV.Thiết kế hệ thống

25

4.1.Yêu cầu của dây chuyền chế biến

25

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 2

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

4.2.Cấu hình phần cứng và lập trình trên S7-300

26

4.3.Giới thiệu các thiết bị khác được sử dụng trong hệ thống

41

4.4.Tạo dự án và thiết kế giao diện WINCC

43

4.5.Liên kết giữa WINCC và PLC

48

4.6.Giao diện hoàn thành trên WINCC và các chức năng điều khiển

48

4.7.Mô phỏng trên PLCSIM và WINCC

52

4.8.Một số hình ảnh thực tế về dây chuyền chế biến café

53

Kết luận và cảm ơn

54

Tài liệu tham khảo

55

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
…….………….……

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 3

MSSV:08102060

MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………
TP.Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 2011

GVHD : Nguyễn Minh Tâm

Nhận xét của giáo viên phản biện
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 4

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

TP.Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 2011

Cán bộ phản biện :

Phần I. PLC S7-300

1.1 Giới thiệu về PLC S7-300:

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 5

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

PLC ( Programable Logic Control) : Thiết bò điều khiển
logic khả trình.
• PLC Là loại thiết bò cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán
điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình ,thay cho việc phải
thể hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy với chương trình
điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ thay
đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường
xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương
trình được lưu trong bộ nhớ dưới dạng các khối chương trình (OB,FC,FB..)
và được thực hiện với chu kì quét.
• Để có thể thực hiện một chương trình điều khiển.Tất nhiên PLC
phải có tính năng như một máy tính. Nghóa là phải có một bộ vi
xử lí trung tâm ( CPU), một hệ điều hành,một bộ nhớ chương trình
để lưu chương trình cũng như dữ liệu và tất nhiên phải có các
cổng vào ra để giao tiếp với các thiết bò bên ngoài. Bên cạnh đó,
nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC phải có các khối hàm
chức năng như Timer, Counter và các hàm chức năng đặc biệt

khác.
•

Cấu trúc cơ bản của của PLC gồm các phần sau:

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 6

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

• PLC S7-300 là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình do hãng Siemens sản xuất
với kích thước nhỏ, gọn.
• Chúng có kết cấu theo kiểu các Module được sắp xếp trên các thanh rack. Trên mỗi rack cho
phép đặt được nhiều nhất 8 Module mở rộng (không kể CPU, Module nguồn nuôi) . Một
CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 rack.
• S7-300 được thiết kế dựa trên tính chất của PLC S7-200 và bổ sung những tính năng mới,
đặc biệt trong điều khiển liên kết cả hệ thống nhiều PLC, gọi là mạng PLC.
1.2 Các module của PLC S7-300:

• Nhằm mục đích tăng tính mềm dẻo trong các ứng dụng thực tế, các đối tượng điều khiển
của một trạm S7-300 được chế tạo theo Module.
SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 7

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

• Các Module gồm có: Module CPU, nguồn, ngõ vào/ra số, tương tự, mạng…Số lượng
Module nhiều hay ít tùy vào yêu cầu thực tế, song tối thiểu bao giờ cũng có một Module
chính là CPU, các Module còn lại nhận truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, các
Module chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ,… chúng được gọi chung là
Module mở rộng.
• Cấu hình của một trạm PLC S7-300 như sau:

 Các khối trên một thanh rack của trạm PLC S7-300.
• Module CPU: chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời gian, bộ đếm, cổng
truyền thông (RS485)… và có thể có vài cổng vào/ra số onboard.
• PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong CPU
như CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318…
• Những Module cùng có chung bộ vi xử lý nhưng khác nhau về cổng vào/ra onboard, khác
nhau về các khối hàm đặc biệt có sẵn trong thư viện của hệ điều hành được phân biệt với
nhau trong tên gọi bằng cách thêm cụm từ IFM (Intergrated Function Module). Ví dụ
Module CPU314 IFM.
• Ngoài ra còn có các loại Module CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông
thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán có kèm theo những phần mềm
tiện dụng được cài đặt sẵn trong hệ điều hành. Các loại CPU này được phân biệt với các
SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 8

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

CPU khác bằng tên gọi thêm cụm từ DP (Distributted Port) trong tên gọi. Ví dụ Module CPU
314C-2DP…
• Module mở rộng: chia làm nhiều loại.

 PS ( Power Supply): Module nguồn nuôi. Có 3 loại 2A, 5A và 10A.

•
•
•
•
•
•

 SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:
DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số mở rộng có thể
là 8, 16, hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại Module.
DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số. Số các cổng ra số mở rộng có thể
là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại Module.
DI/DO (Digital input/Digital output): Module mở rộng các cổng vào/ra số. Số các cổng
vào/ra số có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tùy thuộc từng loại Module.
AI (Analog input): Module mở rộng cổng vào tương tự. Chúng là bộ chuyển đổi tương tự
số 12 bits (AD). Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4, 8 tùy từng loại Module.

AO (Analog output): Module mở rộng các cổng ra tương tự. Chúng là những bộ chuyển đổi số
tương tự (D/A). Số các cổng ra tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tùy thuộc từng loại.
AI/AO (Analog input/Analog output): Module mở rộng vào/ra tương tự. Số cổng vào/ra tương tự
có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tùy từng loại Module.
 IM (Interface Module): Module ghép nối. Đây là loại Module chuyên dụng có chức năng nối các
nhóm Module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi một CPU. Một
CPU có thể làm việc trực tiếp nhiều nhất 4 rack, mỗi rack tối đa 8 Module mở rộng và các rack
được nối với nhau bằng Module IM.
 FM (Function Module): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ như Module điều khiển
động động cơ bước, Module điều khiển động cơ servo, Module PID, điều khiển đếm tốc độ cao…

 CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các bộ PLC với
nhau hoặc giữa PLC với máy tính.
1.3 Các mode hoạt động của PLC S7-300:
 PLC S7-300 có 4 mode hoạt động, gồm:
SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 9

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
RUN_P : Xử lý chương trình, có thể đọc và ghi được từ PG.
RUN : Xử lý chương trình, không thể đọc từ PG.
STOP : Dừng, chương trình không được xử lý.
MRES : Chức năng reset hệ thống (Module Reset).

 Các mode này được chọn dựa vào công tắc chọn ở mặt trước CPU như hình sau:

Trong đó:
1. Đèn báo trạng thái
2. Card nhớ
3. Nút chọn kiểu làm việc
4. Đầu nối 24V
5. Cổng giao tiếp MPI
6. Ngăn để pin
 Ngoài ra, CPU còn có các đèn chỉ báo giúp người sử dụng chẩn đoán được trạng thái hiện tại của
PLC.
•
•
•
•

SF: báo lỗi trong nhóm, trong CPU hay trong các Module.
BATF: lỗi pin, hết pin hoặc không có pin.
DC5V: báo có nguồn 5V.
FRCE: báo ít nhất có một ngỏ vào/ra đang bị cưỡng bức hoạt động.

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 10

MSSV:08102060
MSSV:08102129

GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
•
•

RUN: nhấp nháy khi CPU khởi động và sáng khi CPU làm việc.
STOP: sáng khi PLC dừng, chớp chậm khi có yêu cấu reset bộ nhớ, chớp nhanh khi đang reset bộ
nhớ.
Các thành phần khác trên CPU:
Card nhớ: dùng để lưu chương trình mà không cần pin trong trường hợp mất điện.
Ngăn để pin: nằm dưới nắp, chứa pin cung cấp năng lượng cho RAM khi mất điện.
Đầu nối MPI: đầu nồi dành cho thiết bị lập trình hay các thiết bị cần giao tiếp qua cổng MPI.
Đầu nối điện 24V: cung cấp nguồn cho CPU.


•
•
•
•
•
1.4 Các kiểu dữ liệu:

 Tương tự như PLC S7-200, các kiểu dữ liệu sử dụng trong chương trình của PLC S7-300 gồm có:
- BOOL: có dung lượng 1 bit, giá trị là 0 hoặc 1, sử dụng cho biến có 2 giá trị
- BYTE: dung lượng 8 bit, thường dùng biểu diễn số nguyên dương từ 0 đến 255, mã BCD của số
thập phân 2 chữ số, mã ASCII của ký tự,…
- WORD: dung lượng 2 byte, biểu diễn số nguyên dương từ 0 đến 65535.
- INT: dung lượng 2 byte, biểu diễn số nguyên từ -32768 đến 32767.
- DINT: dung lượng 4 byte, biểu diễn số nguyên từ -2147483648 đến 2147483647.
- REAL: dung lượng 4 byte, biểu diễn số thực có dấu phẩy.
 Ngoài ra còn có các kiểu dữ liệu khác:

- S5T (S5TIME): biểu diễn khoảng thời gian, tính theo giờ/phút/giây/mgiây
- TOD: biểu diễn khoảng thời gian tính theo giờ/phút/giây
- DATE: biểu diễn thời gian theo năm/tháng/ngày
- CHAR: biểu diễn ký tự (tối đa 4 ký tự).

1.5 Cấu trúc bộ nhớ:
• Bộ nhớ PLC được minh họa trong hình sau gồm: vùng nhớ chứa thanh ghi, vùng nhớ System, vùng
nhớ Work, và vùng nhớ Load.

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 11

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

 Load memory:
Là vùng nhớ chứa chương trình ứng dụng do người sử dụng viết và được chứa trong các OB, FC, FB
hoặc trong các khối chương trình trong thư viện hệ thống được sử dụng (SFB, SFC) và các khối dữ liệu
DB. Vùng nhớ này tạo ra từ một phần RAM của CPU và EEPROM. Khi thực hiện lệnh xóa bộ nhớ
(MRES) thì toàn bộ các khối chương trình trong RAM bị xóa hết. Tương tự, khi chương trình được
Download từ máy tính vào CPU, chúng sẽ được ghi lên phần RAM của vùng nhớ này. Vùng nhớ chương
trình được chia làm 3 miền:
• OB (Organization Block): miền chứa chương trình tổ chức.
• FC (Function): miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm, có biến hình thức để trao
đổi dữ liệu với chương trình đã gọi.

• FB (Function Block): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm, có khả năng trao đổi
dữ liệu với bất kỳ khối chương trình nào. Các dữ liệu được xây dựng trên một khối riêng gọi là
DB.

 Work memory:
SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 12

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
Là vùng nhớ chứa các khối dữ liệu DB đang mở, khối chương trình (OB, FB, FC, SFC, SFB) đang được
CPU thực hiện. Tại một thời điểm nhất định vùng nhớ này chỉ chứa một khối chương trình. Sau khi thực
hiện khối chương trình này xong thì nó sẽ bị CPU xóa khỏi work memory và nạp vào khối chương trình
kế tiếp đến lượt thực hiện.
Vùng nhớ này chia thành 2 miền:
• DB (Data Block): Miền chứa các dữ liệu tổ chức thành khối, kích thước và số lượng do người sử
dụng quy định. Chương trình có thể truy cập miền này theo bit (DBX), byte (DBB), Word (DBW),
Double word (DBD).
• L (Local data block): Miền dữ liệu cục bộ được các khối chương trình OB, FC, FB sử dụng cho các
biến tạm thời và trao đổi các biến hình thức với các khối đã gọi nó. Nội dung dữ liệu trong khối này
sẽ bị xoá khi kết thúc chương trình tương ứng trong OB, FC, FB. Miền này có thể truy cập theo bit
(L), byte (LB), word (LW) hoặc duoble word (LD). Tùy theo các khối chương trình khác nhau mà
bảng khai báo chứa các biến khác nhau nhằm phục vụ cho yêu cầu của khối đó.

 System memory:

Chứa các tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, chia làm 7 miền.
• Miền I: (Process image input): miền bộ đệm các cổng vào số. Trước khi thực hiện chương trình, PLC
đọc tất cả dữ liệu đầu vào và cất vào miền nhớ này. PLC không đọc trực tiếp cổng vào mà đọc từ bộ
đệm I.
• Miền Q: (Process image output): miền bộ đệm các cổng ra số. Khi kết thúc chương trình, PLC
chuyển giá trị logic từ bộ đệm Q đến các cổng ra số. Thông thường chương trình không gán trực tiếp
giá trị tới cổng ra mà chỉ chuyển chúng vào bộ đệm Q.

• Miền M: miền nhớ các bit cờ. Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này để lưu các tham số cần
thiết và có thể truy nhập theo bit, byte, word, double word.
• Miền T: miền nhớ phục vụ bộ thời gian. Bao gồm việc lưu trữ giá trị thời gian thời gian định trước,
thời gian tức thời và giá trị logic đầu ra của timer.
• Miền C: miền phục vụ bộ đếm. Bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt trước, giá trị tức thời và giá trị logic
đầu ra.
SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 13

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
• Miền PI: miền địa chỉ cổng vào các Module tương tự. Các giá trị tương tự tại các cổng vào sẽ được
chuyển tự động theo những địa chỉ. Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền PI theo bit (PI),
theo byte (PIB), theo từ (PIW), hoặc theo từ kép (PID).
• Miền PQ: miền địa chỉ cổng ra các Module tương tự. Giá trị theo những địa chỉ này sẽ được
Module tương tự chuyển tới các cổng ra tương tự. Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền nhớ
PQ theo bit (PQ), theo byte (PQB), theo từ (PQW) hoặc theo từ kép. Trong các vùng nhớ trình bày

trên không có vùng nhớ làm bộ đệm cho cổng vào/ra tương tự, như vậy mỗi lệnh truy nhập Module
tương tự (đọc hoặc gửi giá trị) đều có tác dụng trực tiếp tới cổng vật lý.

1.6. Chu kì quét của PLC S7-300:
•

Tương tự PLC S7-200, PLC S7-300 thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp
được gọi là vòng quét.

•

Vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.

•

Bước tiếp theo là giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới bộ đệm ảo I.

•

Sau đó là giai đoạn thực hiện chương trình. Chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến
lệnh kết thúc của khối OB1. Kết quả được lưu trong bộ đệm Q.

•

Sau cùng là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số.

•

Bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào/ra tương tự nên các lệnh truy nhập cổng tương
tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý mà không thông qua bộ đệm. Thời gian cần thiết để

PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét. Thời gian vòng quét không cố
định, tức là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau.
Có vòng quét thực hiện lâu, có vòng quét thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh trong chương
trình được thực hiện, tùy thuộc vào khối lượng dữ liệu được truyền thông trong vòng quét.

•

Việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và gửi tín hiệu tới đối tượng cần một khoảng
thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực
của chương trình điều khiển.

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 14

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
•

Việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và gửi tín hiệu tới đối tượng cần một khoảng
thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực
của chương trình điều khiển

•

Nếu sử dụng các khối OB đặc biệt có chế độ ngắt như OB40, OB80, OB35 thì chương trình của

khối đó được thực hiện khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng loại. Thời gian vòng quét càng lớn
khi có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét.

1.7 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và module mở rộng :
•

Sự trao đổi dữ liệu giữa CPU với các Module mở rộng trong một trạm PLC thông qua bus nội
bộ.

•

Ngay đầu vòng quét các dữ liệu tại cổng vào của Module số (DI) được CPU chuyển đến bộ đệm
vào I. Đến cuối vòng quét, nội dung bộ đệm số ngõ ra được CPU chuyển tới cổng ra của các
Module số (DO).

•

Việc thay đổi nội dung hai bộ đệm này được thực hiện bởi chương trình ứng dụng. Trong chương
trình ứng dụng có nhiều lệnh đọc ngõ vào số thì cho dù giá trị thực có của cổng này đã bị thay
đổi trong quá trình thực hiện vòng quét, chương trình sẽ vẫn luôn đọc được cùng một giá trị từ I
và đó là giá trị của cổng vào có tại thời điểm đầu vòng quét. Nếu chương trình có nhiều lần thay
đổi giá trị cổng ra số thì do nó chỉ thay đổi nội dung bit nhớ tương ứng trong Q nên chỉ có giá trị
ở lần thay đổi cuối cùng được đưa tới cổng ra vật lý của Module DO.

•

Khác với việc đọc/ghi cổng số, việc truy nhập cổng vào/ra tương tự lại được CPU thực hiện trực
tiếp trên Module tương tự (AI/AO). Như vậy lệnh đọc giá trị từ địa chỉ thuộc vùng PI sẽ thu
được giá trị đúng bằng giá trị thực có ở cổng tại thời điểm thực hiện lệnh, khi thực hiện lệnh gửi
một giá trị tới địa chỉ vùng PQ, giá trị đó được gửi trực tiếp đến cổng ra tương tự của Module.

Phần 2 : Giới thiệu về phần mềm WinCC
2.1. Tổng quan về phần mềm Win CC:
• Ngày nay các thiết bị điều khiển khả trình PLC được thay thế dần cho các thiết bị điều khiển
quá trình cũ để thực hiện việc tự động hoàn toàn một quá trình công nghệ, thực hiện việc tích
hợp mạng công nghiệp (Industrial Ethernet). Trên thế giới các hãng lớn về tự động hóa như
SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 15

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
Omron (Nhật), Siemens (Đức) ..khơng ngừng phấn đấu để đưa ra những sản phẩm mới trong
lĩnh vực này với những tính năng của các PLC ngày càng mạnh, tốc độ sử lý nhanh chóng đáp
ứng được các u cầu trong nền cơng nghiệp với các bài tốn được điều khiển khó , độ phức tạp
cao. Hiện nay trên thị trường Việt Nam , PLC của hãng Siemens được sử dụng khá nhiều trong
các lĩnh vực như điện lực, nước giải khát, giấy, xi măng .v..v.
•

Các chủng loại PLC của hãng khá phong phú như S5,S7-200,S7-300,S7-400 ..được sản xuất đa
dạng tùy theo nhu cầu sử dụng và độ phức tạp của bài tốn cần điều khiển. Tuy nhiên, ta thấy
rằng trong cơng nghiệp vấn đề giao diện người – máy HMI (Human Machine Interface ) rất
quan trọng trong việc điều khiển và giám sát q trình sản xuất. Hãng Siemens đưa ra một số
phẩn mềm để xây dựng giao diện người-máy như Protool/Protool CS , WinCC có tính linh hoạt
mềm dẻo để thực giải pháp kỹ thuật thực hiện giao diện người máy.

•

WinCC (Window Control Center) là phÇn mỊm t¹o dùng hƯ SCADA và HMI rÊt
m¹nh cđa h·ng SIEMENS hiƯn ®ang ®ưỵc dïng phỉ biÕn trªn ThÕ giíi và ViƯt
Nam. WinCC hiƯn cã mỈt trong rÊt nhiỊu lÜnh vùc như s¶n xt xi m¨ng,
giÊy, thÐp, dÇu khÝ …

•

WinCC là phần mềm tích hợp giao diện người máy HMI (Human
Machine Interface) đầu tiên cho phép kết hợp phần mềm điều
khiển với quá trình tự động hoá. Những thành phần dễ sữ dụng
của WinCC giúp tích hợp những ứng dụng mới hoặc có sẵn mà
không gặp bất kì trở ngại nào.

•

Phần mềm này có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhiều loại
PLC của các hãng khác nhau như Siemens, Mitsubishi, Allen Bradley ....,
nhưng nó đặc biệt truyền thông rất tốt với PLC của hãng
Siemens. Nó được cài đặt trên máy tính và giao tiếp với PLC
thông qua cổng COM1 hoặc COM2 (chuẩn RS-232) của máy tính. Do
đó, cần phải có một bộ chuyển đổi từ chuẩn RS- 232 sang
chuẩn RS 485 của PLC.

•

Ngoài khả năng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có qui
mô lớn nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với
những ứng dụng có qui mô toàn công ty như việc tích hợp với

những hệ thống cấp cao như MES (Manufacturing Excution System – Hệ
thống quản lý việc thực hiện sản xuất) và ERP (Enterprise
Resource Planning). WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở qui mô
toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của Siemens có mặt trên khắp
thế giới.

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 16

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

2.2. Các tính năng quan trọng của WinCC
• WinCC là mét hƯ thèng ®iỊu khiĨn trung lËp cã tÝnh c«ng nghiƯp và cã tÝnh
kü tht, hƯ thèng màn h×nh hiĨn thÞ ®å ho¹ và ®iỊu khiĨn nhiƯm vơ
trong s¶n xt và tù ®éng hãa qu¸ tr×nh. HƯ thèng này ®ưa ra nh÷ng
modul chøc n¨ng tÝch hỵp c«ng nghiƯp cho hiĨn thÞ ®å ho¹, nh÷ng th«ng
b¸o, nh÷ng lưu tr÷, và những b¸o c¸o. Nã là mét tr×nh ®iỊu khiĨn m¹nh,
nhanh chãng cËp nhËt c¸c ¶nh, và nh÷ng chøc n¨ng lưu tr÷ an tồn b¶o
®¶m mét tÝnh lỵi Ých cao ®em l¹i cho ngưêi vËn hành mét giao diƯn trùc
quan dƠ sư dơng, cã kh¶ n¨ng gi¸m s¸t và ®iỊu khiĨn qu¸ tr×nh c«ng nghƯ
theo chÕ ®é thêi gian thùc.
• Ngồi nh÷ng chøc n¨ng hƯ thèng, WinCC ®ưa ra nh÷ng giao diƯn më cho
c¸c gi¶i ph¸p cđa ngưêi dïng. Nh÷ng giao diƯn này làm cho nã cã thĨ tÝch
hỵp trong nh÷ng gi¶i ph¸p tù ®éng hãa phøc t¹p, c¸c gi¶i ph¸p cho c«ng ty

më. Sù truy nhËp tíi c¬ së d÷ liƯu tÝch hỵp bëi nh÷ng giao diƯn chn ODBC
và SQL, sù lång ghÐp nh÷ng ®èi tưỵng và nh÷ng tài liƯu ®ưỵc tÝch hỵp bëi
OLE 2.0 và OLE Custom Controls (OCX). Nh÷ng c¬ chÕ này làm cho WinCC là
mét ®èi t¸c dƠ hiĨu, dƠ trun t¶i trong m«i trưêng Windows.
• Đặc biệt, với WinCC, người sử dụng có thể tạo ra một giao diện
điều khiển giúp quan sát mọi hoạt động của quá trình tự động
hoá một cách dễ dàng.
• WinCC còn có đặc điểm là đặc tính mở. Nó có thể sử dụng
một cách dễ dàng với các phần mềm chuẩn và phần mềm
của người sử dụng, tạo nên giao diện người - máy đáp ứng nhu
cầu thực tế một cách chính xác. Những nhà cung cấp hệ thống
có thể phát triển ứng dụng của họ thông qua giao diện mở của
WinCC như một nền tảng để mở rộng hệ thống.
•
2.3. Các u cầu khi xây dựng hệ thống bằng WinCC
• §Ĩ x©y dùng ®ưỵc giao diƯn HMI b»ng phÇn mỊm WinCC th× cÊu h×nh
phÇn cøng ph¶i bao gåm thiÕt bÞ PLC S7-xxx và cÊu h×nh phÇn cøng tèi
thiĨu cđa m¸y tÝnh cho viƯc sư dơng phÇn mỊm WinCC và c¸c thiÕt bÞ kh¸c
phơc vơ cho viƯc trun th«ng.
• WinCC hç trỵ cho tÊt c¶ c¸c m¸y tÝnh _ Nh÷ng nỊn t¶ng PC thÝch hỵp. MỈc dï
gi¸ trÞ ®ưa ra cho cÊu h×nh tèi thiĨu nhưng b¹n ph¶i nh¾m ®¹t ®ưỵc cÊu
h×nh khun c¸o ®Ĩ ®¹t hiƯu qu¶ tèi ưu.
Tªn thiÕt bÞ

Yªu cÇu tèi thiĨu

Nªn sư dơng

CPU

Pentum II 266 MHz

Pentum II 400 MHz

RAM

96 MB

128 MB

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 17

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYN MINH TM
Graphics Controller

SVGA (4MB)

XGA (8MB)

Resolution

800*600

1024*768

Hard Disk

500 MB trống

>500 MB

WinCC dựa trên hệ điều hnh MS 32 bit - Windows 95 hoặc Windows NT, bảo
đảm phản ứng nhanh để xử lý những sự kiện v chống lại sự mất mát dữ liệu
bên trong, tạo ra một sự an ton cao một dự án nhiều ngời dùng. Windows NT
cũng đa những hm đợc tạo ra cho sự an ton v phục vụ nh những thao tác
cơ sở cho Server trong một dự án WinCC nhiều ngời sử dụng. Phần mềm
WinCC l một ứng dụng 32 bit phát triển với công nghệ phần mềm hiện đại,
hớng đối tợng nhất.

2.4. Cấu trúc của Control Center :
1. Control Center:


WinCC Explorer trong Control Center: giao diện đồ họa cho cấu hình dới
Windows 95 v Windows NT



Quản Lý Dữ liệu: cung cấp ảnh quá trình với những Tag giá trị theo các loại
sau :
- Chu kỳ
- Chu kỳ với sự thay đổi
- Điều khiển sự kiện thời gian

Truyền dữ liệu từ những hệ thống tự động hóa theo sau những cách:
- Nhận
- Yêu Cầu

2. Những môđun chức năng:


Hệ thống đồ hoạ (Graphich Designer): trình by v nối quá trình bằng đồ hoạ.



Soạn thảo hoạt động (Global Scrip): lm một dự án động cho những yêu cầu
đặc biệt.



Hệ thống thông báo (Alarm Logging): những thông báo đầu ra v báo đã nhận
đợc thông tin ở đầu ra.



Soạn thảo v lu trữ những giá trị phép đo (TagLogging)

SVTH: PHM VN LI
NGUYN TRUNG TIN

trang 18

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYN MINH TM
- Soạn thảo những giá trị phép đo v cất giữ chúng trong thời hạn lâu di.
- Soạn thảo dữ liệu hớng ngời dùng v cất giữ chúng lâu di.


Hệ thống báo cáo ( Report Designer): báo cáo những trạng thái hệ thống.
Control Center lm cho ta có thể định hớng xuyên qua những ứng dụng WinCC
v dữ liệu của nó với chỉ một ít thao tác. Control Center thao tác tơng tự
giống nh Explorer trong Windows. Trong WinCC bao gồm 2 cơ sở dữ liệu: một
dnh cho việc định dạng hệ thống CS (Configuration System), một dnh cho
việc chạy thời gian thực RT (Run time) khi chạy WinCC 2 cơ sở dữ liệu ny luôn
đợc tải vo v chạy song song với nhau.

Cấu trúc của WinCC

2.5. Cỏc c im chớnh ca WinCC:
- S dng cụng ngh phn mm tiờn tin :
WinCC s dng cụng ngh phn mm mi nht. Nh s cng tỏc cht ch gia Siemens v Microsoff,
ngi dựng cú th yờn tõm vi s phỏt trin ca cụng ngh phn mm m Microsoft l ngi dn u.
SVTH: PHM VN LI
NGUYN TRUNG TIN

trang 19

MSSV:08102060

MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
- Hệ thống khách/chủ với các chức năng SCADA :
Ngay từ hệ thống WinCC cơ sở đã có thể cung cấp tất cả các chức năng để người dùng có thể khởi động
các yêu cầu hiển thị phức tạp. Việc gọi những hình ảnh (picture), các cảnh báo (alarm), đồ thị trạng thái
(trend), các báo cáo (report) có thể dễ dàng được thiết lập.
- Có thể nâng cấp mở rộng dễ dàng từ đơn giản đến phức tạp :
WinCC là một mô đun trong hệ thống tự động hóa, vì thế, có thể sử dụng nó để mở rộng hệ thống một
cách linh hoạt từ đơn giản đến phức tạp từ hệ thống với một máy tính giám sát tới hệ thống nhiều máy
giám sát, hay hệ thống có cấu trúc phân tán với nhiều máy chủ (server).
- Có thể phát triển tùy theo từng lĩnh vực công nghiệp hoặc từng yêu cầu công nghệ :
Một loạt các mô đun phần mềm mở rộng định hướng cho từng loại ứng dụng đã được phát triển sẵn để
người dùng lựa chọn khi cần.
- Cở sở dữ liệu ODBC/SQL đã được tích hợp sẵn :
Cơ sở dữ liệu Sysbase SQL đã được tích hợp sẵn trong WinCC. Tất cả các dữ liệu về cấu hình hệ thống
và các dữ liệu của quá trình điều khiển được lưu giữ trong cơ sở dữ liệu này. Người dùng có thể dễ dàng
truy cập tới cơ sở dữ liệu của WinCC bằng SQL (Structured Query Language) hoặc ODBC. (Open
Database Connectivity). Sự truy cập này cho phép WinCC chia sẻ dữ liệu với các ứng dụng và cơ sở dữ
liệu khác chạy trên nền Windows.
- Các giao thức chuẩn mạnh (DDE, OLE, ActiveX, OPC) :
Các giao diện chuẩn như DDE và OLE dùng cho việc chuyển dữ liệu từ các chương trình chạy trên nền
Windows cũng là những tính năng của WinCC. Các tính năng như ActiveX control và OPC server và
lient cũng được tích hợp sẵn.
- Ngôn ngữ vạn năng :
WinCC được phát triển dùng ngôn ngữ lập trình chuẩn ANSI-C
- Giao diện lập trình API mở cho việc truy cập tới các hàm của WinCC và dữ liệu :
Tất cả các mô đun của của WinCC đều có giao diện mở cho giao diện lập trình dùng ngôn ngữ C (C
programming interface, C-API). Điều đó có nghĩa là người dùng có thể tích hợp cả cấu hình của WinCC

và các hàm thực hiện (runtime) vào một chương trình của người sử dụng.
- Có thể cài đặt cấu hình trực tuyến bằng các Wizards :

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 20

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
Người thực hiện việc cài đặt cấu hình hệ thống có một thư viện đầy đủ cùng với các hộp thoại và
Wizards. Tại giai đoạn hiệu chỉnh hệ thống, các thay đổi có thể thực hiện trực tuyến (online).
- Cài đặt phần mềm với khả năng lựa chọn ngôn ngữ :
Phần mềm WinCC được thiết kế trên cở sở nhiều ngôn ngữ. Nghĩa là, người dùng có thể chọn tiếng Anh,
Đức, Pháp hay thậm chí các ngôn ngữ châu á làm ngôn ngữ sử dụng. Các ngôn ngữ này cùng có thể thay
đổi trực tuyến.
- Giao tiếp với hầu hết các loại PLC :
WinCC có sẵn các kênh truyền thông để giao tiếp với các loại PLC của Siemens như SIMATIC
S5/S7/505 cũng như thông qua các giao thức chung như Profibus DP, DDE hay OPC. Thêm vào đó, các
chuẩn thông tin khác cũng có sẵn như là những lựa chọn hay phần bổ sung.
- WinCC như một phần tử của hệ thống Tự động hóa tích hợp toàn diện (Totally Integrated AutomationTIA)
WinCC đóng vai trò như của sổ của hệ thống và là phần tử trung tâm của hệ.
- Là phần tử SCADA trong hệ thống PCS 7 của Siemens :
PCS 7 là hệ thống điều khiển quá trình, một trong những giải pháp của Tự động hóa được tích hợp toàn
diện.
- Các mô đun của sản phẩm :
Tùy theo chức năng sử dụng mà người dùng có thể chọn các gói khác nhau của WinCC như là một trong

các lựa chọn của sản phẩm. Các gói cơ bản của WinCC chia làm hai loại như sau :
+ WinCC Runtime Package (Viết tăt là RT): chứa các chức năng ứng dụng dùng để chạy các ứng dụng
của WinCC như hiển thị, điều khiển, thông báo các trạng thái, các giá trị điều khiển và làm các báo cáo.
+ WinCC Complete Package (Viết tắt là RC): bao gồm bản quyền để xây dựng cấu hình hệ thống
(configuration licence) và bản quyền để chạy ứng dụng (Runtime).
- Các gói này có các phiên bản khác nhau tùy theo số lượng các tham số làm việc (Powertag) mà nó có
thể đáp ứng: 128, 256, 1024, 65536 Powertags. Powertag là các tham số làm việc mà bộ điều khiển theo
dõi giá trị của nó bằng việc nối ghép với quá trình và thiết bị mà nó điều khiển hoặc giám sát. Trong
trường hợp người sử dụng muốn nâng cấp từ một phiên bản có số powertag nhỏ lên cấp lớn hơn, họ có
thể mua các phiên bản chuyên để năng cấp gọi là WinCC Powerpacks
SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 21

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
- Ngoài các gói phần mềm cơ bản trên, WinCC còn có các mô đun nâng cao dành cho những ứng dụng
cấp cao hơn (WinCC Options) và các mô đun mở rộng đặc biệt (WinCC Add-on). Các WinCC Option là
sản phẩm của Siemens Automation and Drive (A&D). Các WinCC Add-on là các sản phẩm của các bộ
phận khác của Siemens hay các đối tác của Siemens xây dựng lên nhằm mở rộng chức năng hay để phù
hợp với từng loại ứng dụng.

Phần 3: Giới thiệu tổng quát về hệ thống pha trộn và đóng gói sản phẩm café hòa tan.
• Cà phê là một loại thức uống có từ lâu đời và liên tục được phát triển cho đến ngày nay. Cà phê là một
trong những thức uống được ưa chuộng nhất trên thế giới và có mức tiêu thụ cao. Đặc biệt ở các thị
trường lớn như Mỹ, Pháp, Ý và các nước Bắc Âu, nơi mà cà phê được coi là không thể thiếu thì không

có đủ điều kiện đất đai, khí hậu để trồng. Vì vậy đối với những nước có điều kiện trồng cà phê như
nước ta cà phê không chỉ được tiêu thụ trong nước mà còn là mặt hàng xuất khẩu mang lại lợi nhuận
kinh tế cao. Với người sử dụng ngày càng nhiều, cộng với nhịp sống hối hả của thời đại công nghiệp,
việc pha cà phê bằng phin đã nảy sinh một số bất lợi nhất là về thời gian. Năm 1936, Max Rudolf
Morgenthaler, người Thụy Sĩ đã sáng chế ra cà phê hòa tan và ngay sau đó công ty Nestle đã đăng ký
nhãn hiệu Nestcafe vào năm 1938. Với người tiêu dùng, cà phê hoà tan nhanh chóng được ưa chuộng vì
sự tiện lợi của nó. Đối với nhà sản xuất, cà phê hòa tan là mặt hàng có giá trị cao, thuận lợi trong việc
bảo quản và vận chuyển nên thu được nhiều lợi nhuận.
• Cà phê là một loại hàng vị giác. Đặc tính của hàng vị giác là có hương vị phong phú, trong thành phần
hóa học của nó có chất đặc biệt như cafein . Đây là chất có tác dụng kích thích gây cho người tiêu thụ
cảm giác khoan khoái, hưng phấn, có sức hút đặc biệt làm cho người đã uống là dễ thành thói quen có
nhu cầu về nó, gọi là “nghiện”.
• Các mặt hàng vị giác ( chè, cà phê, thuốc lá, rượu, bia, nước ngọt, muối, mì chính, tương, nước chấm,
dấm ) không phải là thực phẩm chủ yếu như lương thực, thịt, cá, rau quả ; song sự hiểu biết về đặc tính
sinh lý, quá trình sản xuất chế biến, yêu cầu chất lượng, bảo quản, sử dụng mặt hàng này có ý nghĩa
thiết thực trong việc mở rộng và nâng cao chất lượng phục vụ ăn uống công cộng .
• Cà phê là một chất kích thích nhưng được xã hội cho phép sử dụng. Nếu không có gì trở ngại thì nên
thưởng thức. Sự thưởng thức một tách cà phê ngon trong bất cứ lúc nào cho phép cũng có thể giúp phần
giảm thiểu đi những căng thẳng của đời sống. Những sự nghiên cứu mới đây cho biết là uống cà phê có
thể sẽ tránh được bệnh ung thư gan. Nhưng điều này có nghĩa là uống cà phê nguyên chất không có pha
trộn những tạp chất. Nếu có mùi vị pha trộn, nên chắc chắn rằng những mùi vị này đã được cơ quan
quản lý thực phẩm và thuốc men – FDA (Food and Drug Administration) đã cho phép xử dụng.

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 22

MSSV:08102060
MSSV:08102129

GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
• Quy trình sản xuất café trãi qua những công đoạn hết sức phức tạp và đòi hỏi phải tuân theo những quy
trình cụ thể, trong đó kinh nghiệm của người sản xuất đóng vai trò quan trọng. Vì vậy để biến quy trình
sản xuất này đi vào tự động hóa là khá phức tạp. Thường thì quy trình sản xuất café hòa tan theo các
công đoạn cụ thể sau:

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 23

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 24

MSSV:08102060
MSSV:08102129


GVHD: NGUYỄN MINH TÂM
•

•

Nội dung trong đồ án này chỉ giới hạn trong giai đoạn cuối của quy trình rơi vào các khâu : sấy ,
pha trộn và đóng gói sản phẩm.
Các công đoạn thực hiện được trình bày như sau:
Dung dịch café sau khi cô đặc được đưa vào bồn chứa 1 lượng nhất định, sau khi đầy bồn dung
dịch sẽ được sấy cho đến khi đạt đến 1 độ ẩm nhất định, sau đó hỗn hợp café sẽ được đưa đến
bồn trộn để thêm vào các chất phụ gia sau đó hỗn hợp được trộn và đưa đến bồn dự trữ cho công
đoạn đóng gói, café sẽ được đóng gói trong các hộp bằng kim loại trong điều kiện chân không để
đảm bảo cho hỗn hợp café không bị ẩm để bảo quản lâu dài.

Phần 4 : Thiết kế hệ thống.
4.1. Yêu cầu của dây chuyền chế biến:
Mô tả dây chuyền sản xuất như sau :
• Dây chuyền gồm có 3 bồn chứa, gọi tắt là bồn 1, bồn 2, bồn 3, giữa bồn 1 và bồn 2 có một băng
chuyền để chuyển nguyên liệu được điều khiển bằng 1 động cơ chấp hành gọi là băng chuyền A,
giữa bồn 2 và bồn 3 cũng có một băng chuyền để chuyển nguyên liệu được điều khiển bằng một
động cơ chấp hành gọi là băng chuyền B .
• Trong bồn 1 được đặt 2 cảm biến , một cảm biến ở đáy và một cảm biến trên đỉnh bồn để phát
hiện khi hết và khi đầy dung dịch gọi là cảm biến và cảm biến B ,2 van đưa dung dịch vào và xã
dung dịch ra được điều khiển bởi ngõ ra PLC gọi là van A và van B, một cảm biến độ ẩm đo độ
ẩm trong bồn và truyền lên PLC. Trong bồn 1 còn có một động cơ trộn 1 và một bộ phận sấy
điện.
• Trong bồn 2 có một cảm biến phát hiện có hỗn hợp được đặt dưới đáy bồn gọi là cảm biến C,
một van xã hỗn hợp xuống băng chuyền B gọi là van C, ngoài ra còn có một bồn nhỏ chứa các
chất phụ gia, các chất phụ gia được cho vào bồn 2 một lượng nhất định bằng van xã phụ gia.
Trong bồn 2 còn có một động cơ trộn 2.
• Bồn 3 được gọi là bồn dự trữ hỗn hợp để đưa vào hộp, bồn 3 cũng có 2 cảm biến mức giống như
bồn 1 được gọi là cảm biến D, cảm biến E .Ngoài ra còn có một cảm biến phát hiện có hộp và
một cảm biến phát hiện đầy hộp được đặt cạnh van xã của bồn 3, van này được gọi là van D.

• Băng chuyền thứ 3 được gọi là băng chuyền C chứa các hộp trống để chuẩn bị cho đóng hộp sản
phẩm.
• Thể tính bồn 1 và bồn 2 tương đương nhau sao cho chứa được lượng hỗn hợp từ bồn 1 đưa qua.
Bồn 3 có thể tích lớn để dự trữ hỗn hợp cho quá trình đóng gói.

•
•

Quy trình hoạt động của dây chuyền sản xuất :
Khi nhấn nút khởi động hệ thống dung dịch café được xả vào bồn 1 qua van A, tới khi bồn A đầy
( 2 cảm biến đều tác động) ,van A ngừng xã, sau đó động cơ trộn 1 hoạt động đồng thời lò sấy
điện được bật để bắt đầu quá trình sấy.
Khi độ ẩm trong lò đạt được đến 1 giá trị nhất định, động cơ trộn 1 và lò nhiệt sẽ tắt đồng thời
băng chuyền A hoạt động, hỗn hợp trong bồn 1 sau khi sấy sẽ được đưa vào bồn 2.

SVTH: PHẠM VĂN LẠI
NGUYỄN TRUNG TIẾN

trang 25

MSSV:08102060
MSSV:08102129