B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng
Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN
1
Më ®Çu
1. §Æt vÊn ®Ò.
§Êt n−íc ta ®ang vµo thêi k× c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i, ho¸ ®Êt n−íc. §¶ng vµ
nhµ n−íc ®· chñ ®éng khuyÕn khÝch c¸c doanh nghiÖp øng dông c¸c thµnh tùu cña
khoa häc kü thuËt vµo qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nh»m ®−a ®Êt n−íc ph¸t triÓn. Trong ®ã tù
®éng ho¸ ®ãng mét vai trß quan träng trong nhiÖm vô chung cña ®Êt n−íc.
Trong nÒn kinh tÕ n−íc ta s¶n xuÊt n«ng nghiÖp chiÕm mét phÇn lín trong
nÒn kinh tÕ ®Êt n−íc, mµ s¶n phÈm s¶n xuÊt ra cã søc c¹nh tranh thÊp. §Ó n©ng cao
chÊt l−îng s¶n phÈm, t¨ng søc c¹nh tranh vµ gi¶i quyÕt s¶n phÈm ®Çu ra cho nh©n
d©n lµ viÖc hÕt søc quan träng. Víi xuÊt ph¸t ®iÓm cã tr×nh ®é khoa häc kü thuËt vµ
nÒn kinh tÕ l¹c hËu nªn viÖc s¶n xuÊt n«ng nghiÖp cña n−íc ta chñ yÕu lµ s¶n xuÊt
thñ c«ng, n¨ng suÊt kh«ng cao, chÊt l−îng s¶n phÈm kh«ng ®ång ®Òu, kh«ng ®¸p
øng ®−îc víi yªu cÇu cña thùc tiÔn trong nÒn kinh tÕ hiÖn nay.
Tõ nh÷ng yªu cÇu cÊp thiÕt ®ã viÖc øng dông tù ®éng ho¸ vµo c¸c d©y chuyÒn
s¶n xuÊt lµ mét ®iÒu tÊt yÕu nh»m gi¶i phãng søc lao ®éng vµ t¨ng n¨ng suÊt, hiÖu
qu¶ kinh tÕ. Tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt ®· ®−îc øng dông trong rÊt nhiÒu ngµnh c«ng
nghiÖp vµ n«ng nghiÖp. Trong ngµnh n«ng nghiÖp n−íc ta, tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh
s¶n xuÊt ®· ®−îc øng dông vµo c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nh− bia, r−îu, chÌ, døa, n−íc
hoa qu¶…®· thu ®−îc kÕt qu¶ rÊt tèt nh»m thóc ®Èy nÒn kinh tÕ n−íc nhµ. §−îc sù
quan t©m ®Çu t− cña §¶ng vµ Nhµ n−íc “C«ng ty thùc phÈm xuÊt khÈu §ång Giao”
®· ®−a vµo øng dông c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt tù ®éng , ®Æc biÖt lµ d©y chuyÒn s¶n
xuÊt n−íc døa c« ®Æc vµ thu ®−îc thµnh tÝch rÊt lín.
Tõ viÖc øng dông c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt vµo thùc tÕ c¸c c«ng ty cÇn cã
nh÷ng kü s− vËn hµnh c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®ã. §Ó cã nh÷ng con ng−êi cã kh¶
n¨ng vËn hµnh vµ lµm chñ c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt. ChÝnh v× vËy, viÖc nghiªn cøu
vµ øng dông tù ®éng ho¸ vµo trong c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®ång thêi t¹o ra c¸c
chuyªn gia vÒ lËp tr×nh còng nh− tù ®éng ho¸, sÏ gãp phÇn tÝch cùc vµo c«ng cuéc
x©y dùng ®Êt n−íc.
B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng
Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN
2
Nh− vËy tù ®éng ho¸ lµ sù lùa chän cña c¸c ngµnh s¶n xuÊt nh»m t¹o ra s¶n
phÈm cã chÊt l−îng, cã kh¶ n¨ng c¹nh tranh tèt. §èi víi n−íc ta nã lµ c«ng cô quan
träng nh»m phôc vô sù nghiÖp c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n−íc.
2. Môc ®Ých nghiªn cøu.
- T×m hiÓu vÒ PLC.
- Nghiªn cøu vÒ phÇn mÒm S7 – 200.
- Nghiªn cøu vÒ d©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc.
- øng dông phÇn mÒm SIMATIC S7 – 200 ®Ó thµnh lËp ch−¬ng tr×nh ®iÒu
khiÓn m« h×nh tù ®éng ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh gia nghiÖt t¹i kh©u tiÖt trïng cña d©y
chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc.
3. Néi dung cña ®Ò tµi.
Do h¹n chÕ vÒ thêi gian vµ c¸c ®iÒu kiÖn kh¸ch quan nªn ®Ò tµi chØ nghiªn
cøu c¸c néi dung chÝnh sau.
- T×m hiÓu ho¹t ®éng s¶n xuÊt, kinh doanh cña c«ng ty thùc phÈm suÊt khÈu
§ång Giao.
- T×m hiÓu d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc.
- T×m hiÓu vÒ PLC.
- T×m hiÓu kü thuËt lËp tr×nh PLC S7 – 200.
- X©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n ®iÒu khiÓn tù ®éng qu¸ tr×nh gia nhiÖt cña kh©u
tiÖt trïng trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc.
- LËp tr×nh ®iÒu khiÓn b»ng PLC, S7 – 200.
- ThiÕt kÕ l¾p gi¸p m« h×nh.
- KÕt nèi vµ ch¹y thö m« h×nh.
4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu.
Víi môc ®Ých vµ néi dung cña ®Ò tµi ®Ó tiÕn hµnh lµm ®Ò tµi dùa trªn ph−¬ng
ph¸p nghiªn cøu sau:
- KÕ thõa kÕt qu¶ nghiªn cøu ®· cã cña c¸c phÇn mÒm ®Ó lËp tr×nh.
B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng
Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN
3
- KÕ thõa m« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®· cã s½n trong thùc tiÔn cô thÓ lµ
d©y chuyÒn s¶n xuÊt n−íc døa c« ®Æc.
- Sö dông c¸c c¸ch lËp tr×nh kh¸c nhau ®Ó t×m ra ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n nhÊt,
hiÖu qu¶ nhÊt.
- ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.
-Dông cô thiÕt bÞ lµm ®Ò tµi gåm cã:
+M¸y tÝnh c¸ nh©n PC.
+ Bé ®iÒu khiÓn S7 – 200 víi khèi xö lý CPU224.
B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng
Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN
4
Ch−¬ng 1 . Tæng quan
1.1. Giíi thiÖu chung vÒ PLC.
- Kü thuËt ®iÒu khiÓn tù ®éng ®ang ph¸t triÓn m¹nh vµ ngµy cµng chiÕm vÞ trÝ
quan träng trong c¸c ngµnh kinh tÕ quèc d©n. Tù ®éng ho¸ ngµy cµng ®ãng vai trß
quan träng trong s¶n xuÊt. Dùa trªn sù ph¸t triÓn cña tin häc, cô thÓ lµ sù ph¸t triÓn
cña kü thuËt m¸y tÝnh mµ kü thuËt ®iÒu khiÓn ®· ph¸t triÓn ®Õn tr×nh ®é cao, ®em l¹i
hiÖu qu¶ kinh tÕ. §· cã rÊt nhiÒu kiÓu ®iÒu khiÓn ra ®êi nh− ®iÒu khiÓn b»ng c¬ cÊu
cam, ®iÒu khiÓn b»ng r¬ le …Nh−ng ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµ cã kh¶ n¨ng phôc vô
réng r·i h¬n c¶ lµ bé ®iÒu khiÓn PLC.
- B−íc ®Çu ph¸t triÓn PLC chØ ®¬n thuÇn ®−îc thiÕt kÕ ®Ó thay thÕ cho c¸c hÖ
®iÒu khiÓn dïng R¬ le, c«ng t¾c t¬ ®¬n thuÇn. Tuy nhiªn trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn
PLC lµ thiÕt bÞ cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh mÒm dÎo thay thÕ cho c¸c m¹ch logic cøng,
c¸c PLC ph¸t triÓn rÊt nhanh chãng c¶ phÇn cøng vµ phÇn mÒm. VÒ phÇn cøng c¸c
bé xö lý nhanh vµ cã dung l−îng lín ®· thay thÕ cho c¸c bé vi xö lý tèc ®é thÊp vµ
dung l−îng nhá. C¸c cæng vµo ra ®· ®−îc t¨ng lªn c¶ sè lÉn t−¬ng tù. Víi sè l−îng
lín c¸c ®Çu vµo/ra(sè, t−¬ng tù) gióp cho PLC giê ®©y kh«ng chØ thÝch hîp cho ®iÒu
khiÓn logic mµ cã thÓ sö dông hiÖu qu¶ trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn liªn tôc, ®Æc biÖt
cã thÓ thùc hiÖn c¶ nh÷ng chøc n¨ng ®iÒu khiÓn phøc t¹p nh− luËt ®iÒu khiÓn PI,
PID…VÒ mÆt cÊu tróc PLC ngµy nay ®−îc chÕ t¹o theo module ®Ó cã thÓ më réng
theo yªu cÇu. VÒ phÇn mÒm, có ph¸p lÖnh cña c¸c PLC ngµy nay ph¸t triÓn phong
phó kh«ng ®¬n gi¶n lµ c¸c lÖnh logic mµ cßn c¶ c¸c lÖnh to¸n häc, truyÒn th«ng, bé
®Õm, bé ®Þnh thêi…C¸c lo¹i PLC nãi chung th−êng cã nhiÒu lo¹i ng«n ng÷ lËp
tr×nh nh»m phôc vô c¸c ®èi t−îng sö dông kh¸c nhau. Nh−ng ngµy nay th«ng dông
nhÊt vÉn lµ ba c¸ch lËp tr×nh lµ: STL ng«n ng÷ liÖt kª lÖnh, LAD ng«n ng÷ h×nh
thang, FBD ng«n ng÷ h×nh khèi.
Nh− vËy, bé PLC lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn sö dông bé nhí ®Ó lËp tr×nh vµ l−u gi÷
cÊu tróc lÖnh th«ng qua c¸c cæng vµo ra ®Ó thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn.
1.1.1. Vai trß cña bé ®iÒu khiÓn PLC.
B¸o c¸o tèt nghiÖp Lª M¹nh Hïng
Líp tù ®éng ho¸ 46 Khoa c¬ ®iÖn – Tr−êng DHNNI - HN
5
Trong mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng,PLC cã vai trß rÊt quan träng lµ n¬i
gi÷ c¸c thuËt to¸n ®iÒu khiÓn n¬i thu nhËn c¸c tÝn hiÖu tõ c¸c c¶m biÕn vµ ®−a ra tÝn
hiÖu ®iÒu khiÓn. Còng nh− rÊt nhiÒu thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn kh¸c nhau, nh− c¸c R¬ le
®¬n gi¶n ®Õ c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn phóc t¹p th× PLC ®−îc sö dông réng r·i vµ cã vai
trß nh− sau:
- PLC ®−îc xem nh− tr¸i tim trong mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng ®¬n lÎ
víi ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®−îc chøa trong bé nhí cña PLC, PLC sÏ x¸c ®Þnh
tr¹ng th¸i cña hÖ thèng qua c¸c tÝn hiÖu håi tiÕp tõ thiÕt bÞ nhËp. Sau ®ã d−a trªn
ch−¬ng tr×nh logic ®Ó x¸c ®Þnh tiÕn tr×nh ho¹t ®éng, ®ång thêi ®−a ra nh÷ng tÝn hiÖu
®iÒu khiÓn t−¬ng øng ®Õ c¸c thiÕt bÞ xuÊt.
- Trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng,bé ®iÒu khiÓn PLC ®−îc coi nh− bé n·o
cã kh¶ n¨ng ®iÒu hµnh toµn bé hÖ thèng ®iÒu khiÓn víi ch−¬ng tr×nh n¹p vµo trong
PLC.
- PLC cã thÓ ®−îc sö dông cho nh÷ng yªu cÇu ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n vµ ®−îc
lËp ®i lËp l¹i theo chu kú, hoÆc liªn kÕt víi m¸y tÝnh chñ kh¸c hoÆc m¸y tÝnh chñ
th«ng qua hÖ thèng m¹ng truyÒn th«ng, ®Ó thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh xö lý phøc t¹p.
- Møc ®é th«ng minh cña mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuéc chñ yÕu vµo
kh¶ n¨ng cña PLC ®Ó ®äc ®−îc c¸c d÷ liÖu kh¸c nhau tõ c¸c c¶m biÕn còng nh− c¸c
thiÕt bÞ nhËp b»ng tay.
- Liªn kÕt, ghÐp nèi vµ ®ãng më m¹ch phï hîp víi ch−¬ng tr×nh.
- Ph©n ph¸t c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn ®ã ®Õn ®Þa chØ thÝch hîp.
- Mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn sÏ kh«ng cã ý nghÜa thùc tÕ nÕu kh«ng giao tiÕp
®−îc víi c¸c thiÕt bÞ xuÊt, thiÕt bÞ chÊp hµnh.
Nh− v¹y, PLC cã vai trß quan träng rÊt lín trong ngµnh ®iÒu khiÓn tù ®éng
ngµy nay ®−îc øng dông réng r·i vµ ngµy cµng ph¸t triÓn hoµn thiÖn h¬n.