Đồ án học phần 3: Tự động hóa quá trình công nghệ
SVTH :Đặng Văn Trình Page 1
GVHD:Trần Đức Chuyển
Mục lục
ĐỀ TÀI .................................................................................................................................................... 3
LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................................................... 4
Chương I:Cơ sở lí thuyết tự động hóa ...................................................................................................... 5
1.1. Mở đầu ......................................................................................................................................... 5
1.2. Các thành phần cơ bản của một bộ PLC ....................................................................................... 6
1.2.1. Cấu hình phần cứng ............................................................................................................... 6
1.2.2. Cấu tạo chung của PLC ......................................................................................................... 9
1.3. Các vấn đề về lập trình ............................................................................................................... 10
1.3.1 Khái niệm chung ................................................................................................................... 10
1.3.2. Các phương pháp lập trình ................................................................................................... 11
1.3.3. Các rơle nội ......................................................................................................................... 15
1.3.4. Các rơle thời gian ................................................................................................................ 16
1.3.5. Các bộ đếm .......................................................................................................................... 17
1.4. Đánh giá ưu nhược điểm của PLC .............................................................................................. 17
ChươngII:Bộ điều khiển PLC S7-300 ..................................................................................................... 20
2.1 Cấu hình cứng ............................................................................................................................. 20
2.1.1. Cấu tạo của họ PLC- S7-300 ................................................................................................ 20
2.1. 2 Địa chỉ và gán địa chỉ .......................................................................................................... 22
2.2 Vùng đối tượng ............................................................................................................................ 23
2.2.1 Các vùng nhớ ........................................................................................................................ 23
2.2.2. Nhập các hằng số ................................................................................................................. 24
2.3 Ngôn ngữ lập trình ....................................................................................................................... 25
2.3 1. Cấu trúc chương trình S7-300 .............................................................................................. 25
2.3.2. Bảng lệnh của S7-300 .......................................................................................................... 27
2.4. Lập trình một số lệnh cơ bản ....................................................................................................... 27
2.4. 1. Nhóm lệnh 1ogic ................................................................................................................. 27
2.4.2. Nhóm lệnh thời gian ............................................................................................................. 30
2.4.3. Nhóm lệnh đếm .................................................................................................................... 34
Chương III: Tìm hiểu công nghệ ............................................................................................................ 38
3.1 Giới thiệu công nghệ rửa xe ô tô .................................................................................................. 38
Đồ án học phần 3: Tự động hóa quá trình công nghệ
SVTH :Đặng Văn Trình Page 2
GVHD:Trần Đức Chuyển
3.1.1Giới thiệu các phương pháp rửa xe ô tô .................................................................................. 38
3.1.2 Sơ đồ nguyên lý cung cấp nước cho hệ thống rửa xe tự động ................................................. 38
3.1. 3. Phương án công nghệ của phương pháp rửa xe tự động ...................................................... 39
3.2 Phương pháp thực tế ở Việt Nam.................................................................................................. 41
3.3. Khảo sát kết cấu các chi tiết chính trong hệ thống rửa xe tự động trong phương án lựa chọn ...... 42
3.3.1. Đường ray ............................................................................................................................ 42
3.3.2 Các thiết bị phun nước cao áp, hun chất tẩy .......................................................................... 42
3.3.3 Chổi lau xe. ........................................................................................................................... 42
3.3.4.Hệ thống sấy khô ................................................................................................................... 43
3.3.5 Động cơ kéo băng tải ............................................................................................................ 43
3.3.6 Thiết bị điều khiển quá trình .................................................................................................. 43
3.4 Kết luận về quá trình tìm hiểu công nghệ ..................................................................................... 44
3.5 Mô hình xây dựng ........................................................................................................................ 44
ChươngVI:Chương trình điều khiển ....................................................................................................... 46
4.1.Mạch điều khiển và mạch động lực .................................................................................................. 46
4.1.1 Mạch điều khiển ................................................................................................................... 46
4.1.2 Mạch động lực ...................................................................................................................... 48
4.2 Thực hiện trên S7-300 .................................................................................................................. 49
4.2.1 Sơ đồ kết nối. ........................................................................................................................ 49
4.2.2 Chương trình lập trình trên S7-300. ...................................................................................... 50
4.2.3 Mô phỏng bằng PLC sim ....................................................................................................... 54
4.3 Các tài liệu tham khảo ................................................................................................................. 60
Đồ án học phần 3: Tự động hóa quá trình công nghệ
SVTH :Đặng Văn Trình Page 3
GVHD:Trần Đức Chuyển
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3
ĐỀ 28: TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ PLC
SVTH : Đặng Văn Trình
GVHD : Trần Đức Chuyển
Đề tài: “ ứng dụng PLC S7-300 điều khiển hệ thống rửa xe tự động”
Bao gồm 6 động cơ:1đ/c băng tải đưa xe vào nhà rửa, 2đ/c điều khiển cửa vào và
cửa ra, 1đ/c xả nước, 1đ/c thổi khô. 10 cảm biến được bố trí như hình vẽ. Khi có sự
cố mạch tự động dừng.
Yêu cầu thực hiện
1. Cơ sở lí thuyết tự động hóa
2. Tìm hiểu quá trình công nghệ
3. Xây dựng mạch điều khiển và mạch động lực
4. Viết chương trình điều khiển bằng S7_300
Ngày giao đề:
Ngày hoàn thành
Khoa bôn môm GVDH
Đồ án học phần 3: Tự động hóa quá trình công nghệ
SVTH :Đặng Văn Trình Page 4
GVHD:Trần Đức Chuyển
LỜI NÓI ĐẦU
Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi, được sử dụng các dịch vụ tốt nhất,nhanh
nhất. Đối với các nước phát triển công nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều
lĩnh vực khác nhau, trong đó có thể kể đến những ứng dụng thực tế trong cuộc sống
hằng ngày là:” Rửa xe tự động” không thể thiếu ở các nước phát triển với mật độ ô
tô lớn. Mô hình Rửa Xe ra đời góp phần mang lại sự chuyên nghiệp hơn trong dịch
vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống công nghiệp là sự tiện lợi
và nhanh chóng, nhưng cũng không kém phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển.
Đối với nước ta thì dịch vụ này còn khá mới. Chưa được áp dụng rộng rãi,
nhưng trong tương lai, cùng với xu thế phát triển chung trên thế giới. Nước ta sẽ
ngày càng phát triển. Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận tải phát triển,
đời sống vật chất nâng cao. Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều xe ô tô, thay thế
dần xe gắn máy, trả lại bộ mặt đường phố hiện đại và sạch đẹp. Bên cạnh đó các
thiết bị sử dụng trong dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp hơn. Cuộc sống mọi người trở
nên năng động thì nhu cầu rửa xe nhanh là tất yếu, bởi họ xem thời gian là “vàng”
mà chỉ có nhà Rửa Xe Tự Động mới đáp ứng được vì cùng một thời điểm nó có thể
rửa được nhiều xe. Tiết kiệm rất nhiều thời gian cho những người năng động. Khi
được giao làm đề tài này em mong muốn với những kiến thức mà bản than tiếp thu
được sẽ được áp dụng vào thực tế.
Mô hình của em được xây dựng từ mô hình của Thầy Trần Đức Chuyển và từ các
mô hình tham khảo trên mạng. Vì kiến thức còn hạn chế và thời gian tìm hiểu cũng
không nhiều nên đồ án của em chưa thể phát huy hết ý tưởng của em vào trong mô
hình rất hay này. Mô hình “Rửa xe tự động” rất phức tạp về cơ khí và và rất khó để
thể hiện. Ở đây em xin đưa ra một mô hình thu nhỏ của hệ thống và vì vậy mà hiệu
quả sẽ không cao. Rất mong được sự giúp đỡ cưa các Thầy Cô giáo trong khoa đặc
biệt sự giúp đỡ của Thầy Trần Đức Chuyển người đã hướng dẫn em thực hiện đồ án
này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nam Định 04/11/2010
Sinh Viên:
Đặng Văn Trình
Đồ án học phần 3: Tự động hóa quá trình công nghệ
SVTH :Đặng Văn Trình Page 5
GVHD:Trần Đức Chuyển
Chương I:Cơ sở lí thuyết tự động hóa
1.1. Mở đầu
Sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động hiện đại và công nghệ điều khiển
logic khả trình dựa trên cơ sở phát triển của tin học mà cụ thể là sự phát triển của kỹ
thuật máy tính.
Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) được
phát triển từ những năm 1968 -1970. Trong giai đoạn đầu các thiết bị khả trình yêu cầu
người sử dụng phải có kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao. Ngày nay các thiết bị
PLC đã phát triển mạnh mẽ và có mức độ phổ cập cao.
Thiết bị điều khiển logic lập trình được PLC là dạng thiết bị điều khiển đặc biệt
dựa trên bộ vi xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh và thực hiện
các chức năng, chẳng hạn cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, và các thuật
toán để điều khiển máy và các quá trình công nghệ. PLC được thiết kế cho các kỹ sư,
không yêu cầu cao về kiến thức máy tính và ngôn ngữ máy tính, có thể vận hành.
Chúng được thiết kế cho các nhà kỹ thuật có thể cài đặt hoặc thay đổi chương trình. Vì
vậy, các nhà thiết kế PLC phải lập trình sẵn sao cho chương trình điều khiển có thể
nhập bằng cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản (ngôn ngữ điều khiển). Thuật ngữ logic
được sử dụng vì việc lập trình chủ yếu liên quan đến các hoạt động logic, ví dụ nếu có
các điều kiện A và B thì C làm việc... Người vận hành nhập chương trình (chuỗi lệnh)
vào bộ nhớ PLC. Thiết bị điều khiển PLC sẽ giám sát các tín hiệu vào và các tín hiệu
ra theo chương trình này và thực hiện các quy tắc điều khiển đã được lập trình.
Các PLC tương tự máy tính, nhưng máy tính được tối ưu hoá cho các tác vụ
tính toán và hiển thị, còn PLC được chuyên biệt cho các tác vụ điều khiển và môi
trường công nghiệp. Vì vậy các PLC:
+ Được thiết kế bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn,
+ Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra,
+ Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải quyết
các phép toán logic và chuyển mạch.
Về cơ bản chức năng của bộ điều khiển logic PLC cũng giống như chức năng
của bộ điều khiển thiết kế trên cơ sở các rơle công tắc tơ hoặc trên cơ sở các khối điện
tử đó là:
+ Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến,