BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: DCS SCADA. SCADA cho hệ thống phối trộn nguyên liệu TAGS( gồm word, slide, tài liệu hướng dẫn vận hành) Đại Uy (Thanh Hóa)

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
-----šš&šš-----

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
HỌC PHẦN: DCS & SCADA
ĐỀ TÀI
SCADA cho hệ thống phối trộn nguyên liệu TAGS Đại Uy
(Thanh Hóa)
Sinh viên thực hiện :

Trần Văn Hợp

20173924

Nguyễn Duy Thức 20174252
Nguyễn Đức Nam 20174089
Lê Huy Hoàng

Giảng viên phụ trách :

20173920

Đào Qúy Thịnh

Hà nội 2021

1


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỒNG QUAN...............................................................................5
1.1

Giới thiệu chung........................................................................................5

1.2

Thành phần hệ thống.................................................................................5

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN.......................................................7
2.1

Cấp giám sát vận hành...............................................................................7

2.2

Cấp điều khiển...........................................................................................7

2.3

Các biến đưa vào PLC...............................................................................8

2.4

Cơ sở dữ liệu.............................................................................................8

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ GIAO DIỆN VẬN HÀNH......................................10
3.1

Kết nối và cài đặt hệ thống......................................................................10

3.2

Giao diện vận hành chính........................................................................10

3.3

Giao diện cài đặt nguyên liệu..................................................................11

3.4

Giao diện khai báo công thức..................................................................11

3.5

Giao diện cài đặt tổng..............................................................................12

3.6

Giao diện vận hành tự động.....................................................................13
3.6.1

Cài đặt tham số.........................................................................14

3.6.2

Thêm bớt mẻ cân......................................................................14

3.6.3

Đổi Silo....................................................................................14

3.6.4

Giao diện hệ thống thời gian báo cáo......................................15

CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ PHÂN QUYỀN CHO HỆ THỐNG.......................16
4.1

Giao diện cài đặt......................................................................................16

4.2

Các quyền sử dụng..................................................................................16

CHƯƠNG 5. SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PLC.............18
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................20

2


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

1.1 Cấu trúc hệ thống..................................................................................5
1.2 Hệ thống phối trộn nguyên liệu.............................................................6
2.1 Cấp vận hành giám sát...........................................................................7
2.2 Các biến đưa vào PLC...........................................................................8
2.3 Thiết kế bảng nguyên liệu....................................................................8
2.4 Thiết kế bảng công thức........................................................................9
2.5 thiết kế một công thức cụ thể................................................................9
3.1 Giao diện cài đặt..................................................................................10
3.2 Giao diện vận hành chính....................................................................10
3.3 Giao diện cài đặt nguyên liệu..............................................................11
3.4 Giao diện khai báo công thức..............................................................11
3.5 Giao diện cài đặt tổng..........................................................................12

3.6 Giao diện vận hành tự động.................................................................13
3.7 Giao diện cài đặt quán tính..................................................................14
3.8 Giao diện thêm bớt mẻ cân..................................................................14
3.9 Giao diện đổi silo................................................................................15
3.10 Giao diện hệ thống thời gian báo cáo................................................15
4.1 Cài đặt phân quyền hệ thống...............................................................16
4.2 Các quyền sử dụng.............................................................................16
4.3 Administrtion group............................................................................17
4.4 quyền Users.........................................................................................17
5.1 Sơ đồ đấu dây trên PLC S7 – 1200......................................................18
5.2 Sơ đồ đấu dây trên modul bổ sung......................................................18
5.3 Sơ đồ đấu dây của các silo từ 1 -8.......................................................19
5.4 Sơ đồ đấu dây từ silo 9 -12 và các biến khác.......................................19

3


DANH MỤC BẲNG
Bảng 2-1 Bảng tín hiệu điều khiển........................................................................7
Bảng 2-2 Thiết bị cấp điều khiển..........................................................................8

4


CHƯƠNG 1. TỒNG QUAN
1.1 Giới thiệu chung
Phần mềm giám sát và điều khiển cho nhà máy thức ăn gia súc gồm 3 cấp
như sau:

Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống

Hệ thống thực hiện ở hai cấp: cấp điều khiển và cấp vận hành giám sát.
 Trong đó, ở cấp điều khiển thực hiện điều khiển toàn bộ hệ thống dựa trên
bộ điều khiển trung tâm PLC lấy dữ liệu đọc về từ cân điện tử. Việc điều
khiển được thực hiện tại cấp điều khiển giúp xử lý nhanh theo thời gian
thực để đáp ứng công nghệ.
 Ở cấp giám sát vận hành. Với các giao diện vận hành khác nhau giúp
người vận hành có thể thực hiện các thao tác đặt cơng thức cân, chuyển
đối giữa màn hình vận hành tự động cũng như test IO.
Hệ thống chỉ can thiệp thay thế cấp điều khiển và cấp vận hành giám sát. Do vậy,
không can thiệp tới tủ điện hệ thống và các cơ cấu chấp hành hiện tại của nhà
máy. Điều này có nghĩa là các chế độ thực hiện bằng tay vẫn giữ nguyên và thực
hiện như cũ.
1.2 Thành phần hệ thống

5


Hình 1.2 Hệ thống phối trộn nguyên liệu

Hệ thống phối trộn nguyên liệu bao gồm:
1. Các ống dẫn nguyên liệu từ hệ thống nghiền và nạp liệu.
2. 12 Silo chứa nguyên liệu.
3. Cân nguyên liệu.
4. Nơi đổ nguyên liệu thêm tay.
5. Máy trộn nguyên liệu.
Hệ thống có thể trộn tối đá 1,5 tấn trên 1 mẻ trộn. Chu trình phối trộn diễn ra
như sau: Nguyên liệu được đưa vào các silo, mỗi silo chỉ chứa 1 loại nguyên liệu
đã được xác định trước tùy theo công thức được chọn từ trước. Lần lượt các Silo
sẽ đươc mở theo thứ tự trong công thức để nguyên liệu chảy xuống Cân. Hệ

thống sẽ cân tự động các nguyên liệu chảy xuống và ghi lại các giá trị cân được
đó cho đến khi đủ số nguyên liệu cân thì kết thúc 1 mẻ, nguyên liệu trong cân sẽ
được đưa xuống bình trộn để trộn rồi xả và đưa sang hệ thống tiếp theo, cứ thế
lặp lại chu trình cho đủ số mẻ đã đặt trước thì kết thúc. Thời gian trộn và xả sẽ
được đặt trước khi hết thời gian đó bình trộn sẽ xả ra và nguyên liệu sau trộn sẽ
được đưa sang hệ thống ép viên hoặc đóng bao.

6


CHƯƠNG 2. PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN
2.1 Cấp giám sát vận hành
- Sử dụng phần mềm Tia portal , lập trình Wincc để vận hành hệ thống phối trộn
thông qua giao diện SCADA.
- Việc xây dựng cơ sở dữ liệu cho phần mềm sẽ được thực hiện bằng phần mềm
Microsoft SQL Server Management Studio.

Hình 2.3 Cấp vận hành giám sát

2.2 Cấp điều khiển
Sử dụng PLC để điều khiển vì có rất nhiều ưu điểm như: chi phí vận hành
hiệu quả, linh hoạt, nhỏ gọn, cho phép điều khiển các tác vụ phức tạp nhờ khả
năng tính tốn đa dạng, lập trình đơn giản, đáng tin cậy cho việc điều khiển vận
hành máy móc.
Bảng 2- 1 Bảng tín hiệu điều khiển

Lựa chọn sử dụng dòng PLC S7-1200 của hãng Siemens với thiết kế nhỏ
gọn, cấu hình linh động và hỗ trợ mạnh mẽ về tập lệnh.

7

Bảng 2- 2 Thiết bị cấp điều khiển

2.3 Các biến đưa vào PLC

Hình 2.4 Các biến đưa vào PLC

2.4 Cơ sở dữ liệu
Ta sử dụng phần mềm Access đưa cơ sở dữ liệu vào PLC

Hình 2.5 Thiết kế bảng nguyên liệu
8


Hình 2.6 Thiết kế bảng cơng thức

Hình 2.7 thiết kế một công thức cụ thể

9


CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ GIAO DIỆN VẬN HÀNH
3.1 Kết nối và cài đặt hệ thống

Hình 3.8 Giao diện cài đặt

 B1: Lựa chọn thiết bị PLC s7 -1200 1214c
 B2 : Lựa chọn Wincc RT
 B3 : Kết nối màn hình giám sát HMI_ connection

3.2 Giao diện vận hành chính

Hình 3.9 Giao diện vận hành chính

Trên giao diện chính có 5 nút ấn, Mỗi nút ấn tương ứng với một chức năng cài
đặt.
1. Cài đặt tổng

: Cài đặt tổng thể mẻ trộn cho hệ thống.

2. Công thức

: Thiết lập công thức phối trộn.

3. I/O Test

: Kiểm tra đầu vào ra hệ thống điều khiển.

4. Nguyên liệu

: Cài đặt tên nguyên liệu.

5. Thốt

: Thốt khỏi chương trình.
10


3.3 Giao diện cài đặt nguyên liệu

Hình 3.10 Giao diện cài đặt nguyên liệu

Để đặt tên, thêm bớt các loại ngun liệu . Từ màn hình giao diện vận
hành chính ta ấn vào nút “Nguyên liệu”. Cửa sổ cài đặt tên nguyên liệu được
hiện lên như sau.
Để thêm một nguyên liệu :Nhấp chuột vào ô trống tương ứng với cột tên
nguyên liệu. Một mũi tên màu xanh hiện ra tương ứng với hàng nguyên liệu
tương ứng cho phép người dùng nhập tên nguyên liệu vào. Gõ tên nguyên liệu
vào ô "Tên Nguyên liệu" Sau đó ấn nút “ Thêm” đế hoàn thành việc thêm
nguyên liệu.
Để bớt hay loại bỏ một nguyên liệu : Nhấp chuột vào ô nguyên liệu
tương ứng với cột tên nguyên liệu. Một mũi tên màu xanh hiện ra tương ứng .Sau
đó ấn nút “Xóa” đế xóa nguyên liệu ra khỏi danh sách. Cũng có thể nhấn chọn
một nguyên liệu, gõ tên mới rồi nhấn nút “Sửa” để sửa tên nguyên liệu hiện có.
3.4 Giao diện khai báo cơng thức

Hình 3.11 Giao diện khai báo cơng thức
11


Để thêm cơng thức :
 Tích vào phần "Thêm cơng thức"
 Nhấp chuột vào hàng tương ứng muốn thêm công thức cho đến khi mũi
tên xanh xuất hiện ở cột đàu tiên. Nhập “Số hiệu công thức” và “Tên
công thức” vào các vùng tương ứng trên bảng. Tiếp theo ấn nút “ OK” để
bắt đầu nhập các thông tin của công thức.
Để sửa công thức :
Nhấp chuột vào "Tên công thức" tương ứng muốn chỉnh sửa công thức
cho đến khi mũi tên xanh xuất hiện ở cột đàu tiên. Sau đó nhấp chuột vào mục
chọn “Sửa Cơng thức” đánh dấu màu xanh. Tiếp theo ấn nút “ OK” để bắt đầu

chỉnh sửa các thông tin của công thức.
3.5 Giao diện cài đặt tổng

Hình 3.12 Giao diện cài đặt tổng

Trên giao diện chính ấn vào nút “Cài đặt tổng” màn hình hiển thị các thơng số
phối trộn chính được hiện ra để nhập các thông số như sau:
 Số hiệu công thức: Để cài đặt mã số công thức sản xuất. Ta nhấp chuột
vào ô mũi tên trỏ xuống. Một bảng danh sách các công thức hiện ra cho
phép người dùng chọn chọn công thức cần sản xuất.
 Tổng số mẻ trộn: Để cài đặt tổng số mẻ trộn cho công thức được chọn. Ta
nhập số mẻ cần trộn và ấn Enter.
 Thời gian trộn: Để cài đặt thời gian trộn cho từng mẻ. Ta nhập thời gian
trộn rồi ấn Enter. Giá trị mặc định là 220 s. Thời gian này phù thuộc vào
tính chất của nguyên liệu và thời gian lượng phụ gia lỏng bơm vào.
 Thời gian xả trộn: Để cài đặt thời gian xả nguyên liệu từ buồng trộn
xuống buồng chứa. Thông thường thời gian xả trộn là 15s đế xả xong một
mẻ.
12


 Khối lượng thêm tay: Khối lượng nguyên liệu không được cân trên máy
của mẻ trộn mà được thêm bằng tay (hay cịn gọi là MIX). Nó bao gồm
các ngun liệu như Premix, DCP, Sữa, khoáng, muối, dầu, mỡ, rỉ mật…
Số này chỉ hiển thị (đã nhập trong công thức) không sửa được
 Khối lượng mẻ: Tổng khối lượng mỗi mẻ trộn. Số này cũng chỉ hiển thị
chứ không sửa được
Sau khi đã nhập xong các tham số nhấn phím “Đồng Ý ” để xác nhận và quay
về giao diện chính.
3.6 Giao diện vận hành tự động

Hình 3.13 Giao diện vận hành tự động

Để vận hành chế độ cân tự động trên mà hình giao diện chính click chuột
vào nút ấn “ I/O Test ” Màn hình giao diện cân tự động hiên lên như hình trên.

13


3.6.1

Cài đặt tham số

Hình 3.14 Giao diện cài đặt quán tính

Khi tiến hành phối trộn nếu thấy sai số quá lớn. Ta phải tiến hành cài đặt
các thông số nâng cao cho mẻ trộn bằng cách Ấn vào nút “Cài đặt quán tính” .
Tại đây người vận hành sẽ nhập tham số cho từng Silo bao gồm:
 Số Silo
 Quán tính: giá trị bắt đầu cân chính xác
Nếu khối lượng cân bị hụt thì: đặt giá trị qn tính nhỏ lại.
Nếu khối lượng cân nhiều thì: đặt qn tính lớn hơn.
3.6.2

Thêm bớt mẻ cân

Hình 3.15 Giao diện thêm bớt mẻ cân

Để thêm bớt số mẻ cân ta ân nút “Thêm mẻ” .Tại đây người vận
hành có thể nhập số mẻ cân cần thêm hoặc bớt (có dấu -). Sau đó ấn nút

“Đồng ý” để xác nhận và ấn nút “ thoát ” để hủy số liệu.
3.6.3

Đổi Silo

14


Hình 3.16 Giao diện đổi silo

Khi nguyên liệu ở một Silo này hết mà cũng loại nguyên liệu đó đang
chứa ở một Silo khác. Ta dừng cân bằng cách ấn nút “Ngừng cân/ Cho phép
cân” Giao diện đổi Silo hiện ra cho phép:
- Người vận hành nhập Silo cũ và Silo mới muốn chuyển sang. Khi đã
nhập xong ấn nút “OK” để xác nhận và ấn nút “Thoát” để trớ về chế độ cân tự
động.
- Người vận hành nhấn nút bỏ qua để khơng cân silo đó nữa.
3.6.4

Giao diện hệ thống thời gian báo cáo

Hình 3.17 Giao diện hệ thống thời gian báo cáo

Sau khi hệ thống cân tạm dừng ta có thể nhấn vào nút “ Báo cáo “ trên
giao diện vận hành tự động . Từ đó ta có thể xem được báo cáo chi tiết về thời
gian , ngày tháng , tên công thức và số mẻ hoạt động.
15


CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ PHÂN QUYỀN CHO HỆ THỐNG

4.1 Giao diện cài đặt
Để cài đặt phân quyền trong hệ thống ta có thể chọn vào thư mục User
Administration như dưới đây.

Hình 4.18 Cài đặt phân quyền hệ thống

4.2 Các quyền sử dụng
Trong cài đặt phân quyền , ta sẽ cài đặt 3 quyên cơ bản là quyền ADMIN,
quyền VANHANH và quyền GIAMSAT.

Hình 4.19 Các quyền sử dụng

Quyền ADMIN và quyền vanhanh thì có thể thực hiện 3 chức năng là
user administration , monitor , operate.

16


Hình 4.20 Administrtion group

Quyền giamsat chỉ thưc hiện được chức năng monitor.

Hình 4.21 quyền Users

17


CHƯƠNG 5. SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PLC

Hình 5.22 Sơ đồ đấu dây trên PLC S7 – 1200

Hình 5.23 Sơ đồ đấu dây trên modul bổ sung

18


Hình 5.24 Sơ đồ đấu dây của các silo từ 1 -8

Hình 5.25 Sơ đồ đấu dây từ silo 9 -12 và các biến khác

19


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Tài liệu vận hành hệ thống phối trộn TAGS nhà máy Đại UY
[2] Hoàng Minh Sơn, Mạng truyền thông công nghệp, Hà Nội: Nhà xuất bản
khoa học và kỹ thuật, 2006.

20