Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đồ án này, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu
sắc đến:
Thầy Trần Quang Vinh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để nhóm chúng em thực
hiện tốt đồ án này trong khoảng thời gian ngắn nhất.
Các thầy cô trong khoa công nghệ điện tử đã truyền đạt cho chúng em những
kiến thức về chuyên môn, tạo mọi điều điện thuận lợi để chúng em thực hiện tốt đồ
án ” xây dựng mô hình, điều khiển giám sát trạm trộn bê tông “ dùng PLC và giám
sát bằng wincc.
Sau cùng là gửi lời cảm ơn tới gia đình và tất cả những người bạn, những
người đã gắn bó cùng học tập, cùng làm đồ án đã nhiệt tình giúp đỡ nhóm em trong
Trang 1
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
quá trình thực hiện.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Trang 2
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
TP.HCM, ngày……tháng……năm 2013 Giáo viên hƣớng dẫn
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... 1
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 4
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG.......................................................... 5
1.1 Khái niệm về bê tông ........................................................................................... 5
1.2 Các thành phần cấu tạo bê tông ........................................................................... 5
1.3 Một số tính chất đặc thù của bê tông ................................................................... 7
CHƢƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG ............................... 10
1.Giới thiệu chung .................................................................................................... 10
2.Trạm trộn bê tông xi măng .................................................................................... 11
2.1Giới thiệu chung .................................................................................................. 11
2.2Phân loại .............................................................................................................. 12
2.3 Cấu tạo chung trạm trộn bê tông xi măng ......................................................... 12
2.4 Nguyên lý hoạt động chung của trạm trộn bê tông xi măng ............................. 17
PHẦN II: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 CỦA SIEMMENS ...................... 18
1.1 PLC là gì? .......................................................................................................... 18
1.2 Cấu trúc và hoạt động của PLC ........................................................................ 19
1.3 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7-200 của Siemens. .......................... 23
1.4 Cấu trúc chương trình của S7-200: ................................................................... 28
Trang 3
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
1.5 Các lệnh sử dụng trong chương trình: .............................................................. 29
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
CHƢƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN ....................................................... 36
2.1 Module analog của Siemems ............................................................................. 36
2.2 Module analog EM 235 ..................................................................................... 40
2.3 Module analog EM 223 ..................................................................................... 43
2.4 Đầu đọc tín hiệu cân PAXS và PAXI ................................................................ 43
2.5 Thiết bị khí nén ................................................................................................. 58
2.6 Cảm biến: ........................................................................................................... 60
2.7 Loadcell: ............................................................................................................. 64
2.8Một số thiết bị khác: ........................................................................................... 66
PHẦN III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.
CHƢƠNG 1: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ....................................... 69
Phần Cứng ............................................................................................................... 69
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN ......................................... 71
Điều Khiển ............................................................................................................... 71
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN MỀM .............................................................. 79
3.1 Chương trình điều khiển ................................................................................... 79
3.2Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát sử dụng WinnCC .......................... 115
PHẦN IV: KẾT LUẬN ....................................................................................... 117
Trang 4
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 118
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
LỜI MỞ ĐẦU
Ngành Điện Tử là một trong những ngành quan trọng và mang tính quyết định
cho sự phát triển của một quốc gia. Từ những thiết bị thô sơ lạc hậu trong những
ngày đầu, đến nay ngành điện tử Việt Nam đã có những bước phát triển vượt bậc
với hệ thống cơ sở hạ tầng, công nghệ kỹ thuật hiện đại.Ngành điện tử được xem
như là huyết mạch của nền kinh tế, phát triển dịch vụ điện tử sẽ tạo điều kiện cho
các ngành kinh tế khác phát triển.
Ngày nay, hệ thống điều khiển tự động không còn quá xa lạ với chúng ta. Nó
được ra đời từ rất sớm, nhằm đáp ứng được nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống của
con người. Vì vậy điều khiển tự động đã trở thành một ngành khoa học kỹ thuật
chuyên nghiên cứu và ứng dụng của ngành điều khiển tự động vào lao động sản
xuất, đời sống sinh hoạt của con người.
Đặc biệt trong lĩnh vực xây dựng, việc ứng dụng PLC trong quá trình sản xuất
bê tông tại các trạm trộn bê tông xi măng thực sự đã mang lại hiệu quả kinh tế rất
lớn cho quá trình sản xuất. Vì vậy, nhằm tạo điều kiện tốt nhất để có thể tiếp xúc,
làm quen với các thiết bị tự động và vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế.
Nhóm em đã chọn đề tài: “ xây dựng mô hình, điều khiển giám sát trạm trộn bê
tông’’ .
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm chúng em đã cố gắng tìm hiểu và học
hỏi. Nhưng do khả năng còn hạn chế nên có những sai xót mong nhận được sự
Trang 5
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
thông cảm từ quý thầy cô.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG
1.1 Khái niệm về bê tông:
Bê tông là hỗn hợp được tạo thành từ cát, đá, xi-măng, nước. Trong đó cát và
đá chiếm 80% - 85%, xi măng chiếm 8% - 15%, còn lại là khối lượng của nước,
ngoài ra còn có chất phụ gia thêm vào để đáp ứng yêu cầu cần thiết.
Hỗn hợp vật liệu sau đó được nhào trộn tạo nên hỗn hợp bê tông. Hỗn hợp bê
tông phải có độ dẻo nhất định, phù hợp với mục đích sử dụng. Có nhiều loại bê
tông tùy thuộc vào thành phần của hỗn hợp trên. Mỗi thành phần cát, đá, xi măng,
nước, … khác nhau sẽ tạo thành nhiều Mác bê tông khác nhau.
1.2 Các thành phần cấu tạo bê tông:
a). Xi măng:
Việc lựa chon xi măng là đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất ra bê tông, có
nhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính càng tốt
và làm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên tuy nhiên giá thành của xi măng mác cao
là rất lớn. Vì vậy khi thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo chất đúng yêu cầu kĩ thuật và
giải quyết tốt bài toán kinh tế.
b). Cát:
Cát dùng trong sản xuất bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo, kích
thước hạt cát là từ 0.4 – 5 mm. Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng,
thành phần tạp chất, thành phần hạt… Trong thành phần của bê tông cát chiếm
Trang 6
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
khoảng 29%.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
c). Đá dăm:
Đá dăm có nhiều loại tùy thuộc vào kích cỡ của đá, do đó tùy thuộc vào kích cỡ
của bê tông mà ta chọn kích thước đá phù hợp. Trong thành phần bê tông đá
dăm chiếm khoảng 52%.
d). Nƣớc:
Nước dùng trong sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh
hưởng xấu đến khả năng ninh kết của bê tông và chống ăn mòn kim loại.
e). Chất phụ gia:
Phụ gia sử dụng có dạng bột, thường có hai loại phụ gia:
Loại phụ gia hoạt động bề mặt:
Loại phụ gia hoạt động bề mặt này mặc dù được sử dụng một lượng nhỏ nhưng
có khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tông và tăng cường nhiều tính
chất khác của bê tông.
Loại phụ gia rắn nhanh:
Loại phụ gia rắn nhanh này có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê
tông trong điều kiện tự nhiên cũng như nâng cao cường độ bê tông. Hiện nay trong
Trang 7
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
công nghệ sản xuất bê tông người ta còn sử dụng phụ gia đa chức năng.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
1.3 Một số tính chất đặc thù của bê tông:
1.3.1Cƣờng độ của bê tông:
Cường độ của bê tông là độ cứng rắn của bê tông chống lại các lực tác động từ
bên ngoài mà không bị phá hoại.
Cường độ của bê tông phản ánh khả năng chịu lực của nó. Cường độ của bê tông
phụ thuộc vào tính chất của xi măng, tỷ lệ nước và xi măng, phương pháp đổ bê tông
và điều kiện đông cứng.
Đặc trưng cơ bản của cường độ bê tông là "mác" hay còn gọi là "số liệu".
Mác bê tông ký hiệu M ( xem bảng I.1.1 ), là cường độ chịu nén tính theo (N/cm2) của mẫu bê tông tiêu chuẩn hình khối lập phương, kích thước cạnh 15cm, tuổi 28 ngày được dưỡng hộ và thí nghiệm theo điều kiện tiêu chuẩn ( nhiệt độ 200C 20C), độ ẩm không khí 90% đến 100%. Mác M là chỉ tiêu cơ bản nhất đối với mọi
loại bê tông và mọi kết cấu.
Tiêu chuẩn nhà nước quy định bê tông có các mác thiết kế sau:
Bê tông nặng: M100, M150, M200, M250, M300, M350, M400, M500,
M600.
Bê tông nặng có khối lượng riêng khoảng 1800 kg/m3 đến 2500kg/m3 cốt liệu sỏi
đá đặc chắc.
Bê tông nhẹ: M50, M75, M100, M150, M200, M250, M300 bê tông nhẹ ến 1800kg/m3, cốt liệu là các có khối lượng riêng trong khoảng
loại đá có lỗ rỗng, keramzit, xỉ quặng...
Trang 8
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Trong kết cấu bê tông cốt thép chịu lực phải dùng mác không thấp hơn M150.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Cường độ của bê tông tăng theo thời gian, đây là một tính chất đáng quý của bê
tông, đảm bảo cho công trình làm bằng bê tông bền lâu hơn những công trình làm
bằng gạch, đá, gỗ, thép. Lúc đầu cường độ bê tông tăng lên rất nhanh, sau đó
tốc độ giảm dần. Trong môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) thuận lợi sự tăng cường độ có
thể kéo dài trong nhiều năm, trong điều kiện khô hanh hoặc nhiệt độ thấp thì cường
MÁC ( M ) Xi Măng ( Kg )
Cát ( m3 )
Đá (m3 )
Nước ( lít )
150
244
0.498
0.856
195
200
293
0.479
0.846
195
250
341
0.461
0.835
195
300
390
0.438
0.829
195
350
450
0.406
0.846
200
400
465
0.419
0.819
186
Bảng I.1.1: Một số Mác bê tông cụ thể với xi măng PCB40.
độ bê tông tăng không đáng kể.
1.3.2 Tính giãn nở của bê tông:
Trong quá trình rắn chắc, bê tông thường phát sinh biến dạng thể tích, nở ra
trong nước và co lại trong không khí. Về giá trị tuyệt đối độ co lớn hơn độ nở 10 lần
một giới hạn nào đó, độ nở có thể làm tốt hơn cấu trúc của bê tông còn hiện tượng co
ngót luôn kéo theo hậu quả xấu.
Bê tông bị co ngót do nhiều nguyên nhân: trước hết là sự mất nước hoặc xi
măng, quá trình Cacbon hoá Hyđroxit trong đá xi măng. Hiện tượng giảm thể tích
tuyệt đối của hệ xi măng - nước. Co ngót là nguyên nhân gây ra nứt, giảm cường độ,
chống thấm và để ổn định của bê tông, và bê tông cốt thép trong môi trường xâm
thực. Vì vậy đối với những công trình có chiều dài lớn, để tránh nứt người ta đã phân
Trang 9
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
đoạn để tạo thành các khe co dãn.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
1.3.3 Tính chống thấm của bê tông:
Tính chống thấm của bê tông đặc trưng bởi độ thẩm thấu của nước qua kết cấu
bê tông. Độ chặt của bê tông ảnh hưởng quyết định đến tính chống thấm của nó. Để
tăng cường tính chống thấm phải nâng cao độ chặt của bê tông bằng cách đầm kỹ, lựa
chọn tốt thành phần cấp phối hạt của cốt liệu, giảm tỷ lệ nước, xi măng ở vị trí số tối
thiểu. Ngoài ra để tăng tính chống thấm người ta còn trộn bê tông một số chất phụ gia.
1.3.4 Quá trình đông cứng của bê tông và biện pháp bảo quản:
Quá trình đông cứng của bê tông phụ thuộc vào quá trình đông cứng của xi
măng thời gian đông kết bắt đầu không sớm hơn 45 phút… Vì vậy sau khi trộn bê
tông xong cần phải đổ ngay để tranh hiện tượng vữa xi măng bị đông cứng trước khi đổ
thời gian từ lúc bê tông ra khỏi máy trộn đến lúc đổ xong 1 lớp bê tông (không có
tính phụ gia) không quá 90' khi dùng xi măng pooclăng không quá 110', khi
dùng xi măng pooclăng xỉ, tro núi lửa, xi măng pulơlan. Thời gian vận chuyển bê
tông (kể từ lúc đổ bê tông ra khỏi máy trộn) đến lúc đổ vào khuôn và không nên lâu
quá làm cho vữa bê tông bị phân tầng.
Nhiệt độ ( 0C )
Thời gian vận chuyển ( phút )
20 đến 30
45
10 đến 20
60
5 đến 10
90
Bảng I.1.2: Thời gian vận chuyển cho phép của bê tông ( không có phụ gia)
Trang 10
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Thời gian vận chuyển cho phép của bê tông (không có phụ gia):
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
CHƢƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG
1. Giới thiệu chung:
Hiện nay trên thị trường có hai loại tạm trộn chính: trạm trộn bê tông nhựa
nóng và trạm trộn bê tông xi măng.
Trạm trộn bê tông nhựa nóng: Dùng để sản xuất bê tông từ hỗn hợp nhựa
đường (hắc ín), đá, chất phụ gia…, nó được ứng dụng phổ biến trong xây dựng
Hình I.2.1: Trạm trộn bê tông nhựa nóng thực tế
Trang 11
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
đường xá, các công trình giao thông, cầu, cảng… được rải lên bề mặt.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trạm trộn bê tông xi măng: Ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay nhất là
trong lĩnh vực xây dựng, bê tông được sản xuất từ hỗn hợp cát, đá, xi măng, nước, phụ
Hình I.2.2: Trạm trộn bê tông xi măng thực tế
gia.
2. Trạm trộn bê tông xi măng:
2.1 Giới thiệu chung:
Trạm trộn bê tông xi măng là một tổng thành nhiều cụm và thiết bị, các cụm
thiết bị này phải phối hợp nhịp nhàng với nhau để hoà trộn các thành phần: cát,
đá, nước, phụ gia và xi măng tạo thành hỗn hợp bê tông xi măng. Một trạm trộn bê
tông có các yêu cầu chung sau đây:
- Đảm bảo trộn và cung cấp được nhiều mác bê tông với thời gian điều chỉnh
nhỏ nhất.
- Cho phép sản xuất được sản xuất được hai loại hỗn hợp bê tông khô hoặc ướt.
Trang 12
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
- Hỗn hợp bê tông không bị tách nước hay bị phân tầng khi vận chuyển.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
- Trạm làm việc êm không ồn, không gây ô nhiểm môi trường.
- Lắp dựng sửa chữa đơn giản.
- Có thể làm việc ở hai chế độ là tự động hoặc bằng tay.
2.2 Phân loại:
Có hai loại trạm trộn bê tông xi măng chính như sau:
Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu bằng băng tải.
Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu bằng gầu.
2.3 Cấu tạo chung trạm trộn bê tông xi măng:
Mặc dù có hai loại trạm trộn bê tông xi măng tuy nhiên nhìn chung đều bao
gồm các cụm và thiết bị sau:
Cụm cấp liệu.
Thiết bị định lượng (cát, đá, xi măng, nước và phụ gia).
Hệ thống điều khiển.
Thiết bị trộn- máy trộn.
Kết cấu thép.
2.3.1 Cụm cấp liệu:
Cấp cát đá lên thùng trộn bê tông.
Việc cấp cát, đá cho trạm trộn có nhiều phương án khác nhau tuy nhiên tham
khảo thực tế ta có hai phương án sau:
a. Cấp liệu kiểu gầu
Nguyên lý:
- Vật liệu đá, cát được tập kết ngoài bãi chứa liệu ở các ngăn riêng biệt, sau
đóđược gầu cào đổ vào thiết bị định lượng , sau khi được định lượng vật liệu
được xả vào skíp, từ skíp vật liệu đổ vào thùng trộn.
Ưu điểm:
- Cấp liệu trực tiếp từ bãi chứa mà không qua thiết bị vận chuyển trunggian.
Trang 13
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
- Diện tích mặt bằng cho toàn trạm không cần lớn lắm.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Nhược điểm:
- Vật liệu ở bãi chứa phải được vun cao cho đủ lượng dự trữ.
- Việc cấp liệu cho máy trộn không liên tục.
- Bãi chứa phải có vách ngăn phân chia vật liệu.
- Với phương án này chỉ áp dụng cho trạm trộn có năng suất thấp
b. Cấp liệu kiểu băng tải:
Nguyên lý:
- Vật liệu (cát, đá) đựoc tập kết ngoài bãi sau đó được máy xúc gầu lật đổ vào
bunke, thiết bị định lượng. Sau khi được định lượng đúng yêu cầu thì băng tải
vận chuyển đổ vào thùng trộn.
Ưu điểm:
- Cấp liệu cho máy trộn được liên tục.
- Vật liệu ở bãi chứa không cần phải vun cao và không cần phải có tấm phân
cách vật liệu.
Nhược điểm:
- Việc cấp liệu cho băng tải phải có thiết bị chuyên dùng.
- Khoảng cách giữa băng tải và thùng trộn tương đối lớn dẫn đến khả năng tiếp
xúc của vật liệu với môi trường nhiều, sẽ gậy ô nhiễm môi trường nếu không được
che chắn kỹ.
- Phương án này áp dụng cho các trạm trộn có năng suất lớn.
2.3.2 Cấp xi măng:
a. Dùng bằng gầu tả liệu:
Nguyên lý:
- Xi măng từ bao bì nhỏ đổ vào phễu được băng gầu vận chuyển đổ vào xi lô
Trang 14
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
nhỏ vào thiết bị định lượng, sau đó được xả vào thùng trộn.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Ưu điểm:
- Có thể cấp xi măng cho trạm với khối lượng nhỏ.
- Kết cấu đơn giản , giá thành hạ.
Nhược điểm:
- Do cấp xi măng từ bao bì nên gây ô nhiểm.
- Năng suất vận chuyển thấp không thích hợp với trạm trộn có năng suấtcao.
b. Dùng xi lô:
Nguyên lý:
- Xi măng rời được vận chuyển bằng khí nén vào xiclô sau đó được vít tải vận
chuyển đổ vào thiết bị định lượng trước khi vào thùng trộn.
Ưu điểm:
- Không gây ô nhiểm môi trường.
- Tiết kiệm được chi phí vận chuyển do nạp xi măng với khối lượng lớn.
Nhược điểm:
- Khi cần nạp liệu với khối lượng nhỏ không thuận lợi.
- Kết cấu phức tạp, giá thành đắt.
- Phương pháp này được dùng phổ biến ở các trạm trộn bê tông.
2.3.3 Cấp nƣớc và phụ gia:
Việc cấp nước và phụ gia hầu như điều dựa trên phương pháp cấp trực tiếp từ bồn
chứa: nước và phụ gia từ bồn chứa theo đường ống xả xuống thiết bị định lượng và
Trang 15
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
vào nồi trộn.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
2.3.4Thiết bị định lƣợng:
a. Định lƣợng theo thể tích:
Nguyên lý:
- Vật liệu được xả vào trong thùng chứa có thể tích phù hợp với thể tích vật liệu
cho một mẻ trộn.
Ưu điểm: kết cấu đơn giản, giá thành hạ.
Nhược điểm:
- Định lượng thành phần cốt liệu thiếu chính xác dẫn đến chất lượng bê tông
không được đảm bảo.
- Định lượng theo thể tích thường dùng để định lượng nước & phụ gia hoặc
dùng để định lượng vật liệu ở các trạm trộn bê tông nhỏ lẻ, nhưng hiện nay ít sử
dụng.
b. Định lƣợng theo khối lƣợng:
Phương pháp này có sự kết hợp giữa cơ và điện nên độ chính xác cao.
Nguyên lý:
- Vật liệu được xả vào bàn cân, trên bàn cân có gắn thiết bị cảm biến,
tín hiệu nhận từ cảm biến được xử lý bởi máy tính sau đó kết quả được hiển thị
trên bộ chỉ thị. Ở đây cát đá được định lượng theo kiểu cộng dồn, còn nước, phụ
gia và xi măng được định lượng độc lập.
Ưu điểm:
- Định lượng vật liệu có độ chính xác cao; có thể cộng dồn nhiều loại vật liệu
trong một mẻ.
Nhược điểm:
- Kết cấu phức tạp, giá tành đắt.
Trang 16
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
- Hiện nay ngưòi ta dùng phương pháp định lượng kiểu khối lượng là chủ yếu.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
2.3.5 Thiết bị trộn, máy trộn:
Dùng để trộn hỗn hợp các nguyên liệu và xả ra xe bồn. Thường sử dụng động
cơ để quay trục quay trộn bê tông.
2.3.6 Hệ thống điều khiển
a. Hệ thống điều khiển bằng điện
- Cấp nguồn cho trạm trộn.
- Điều khiển các động cơ cấp liệu, động cơ trộn.
- Cảnh báo sự cố, báo lỗi.
- Dừng khi có lỗi…
b. Hệ thống điều khiển khí nén, thủy lực.
- Điều khiển các van khí và xy lanh để đóng mở cửa cấp liệu, cửa xả.
2.3.7 Kết cấu thép
Dùng để làm giá đỡ giữ cho các cụm ở trên được chắc chắn, đảm bảo an toàn
Trang 17
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
khi vận hành và sản xuất.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
2.4 Nguyên lý hoạt động chung của trạm trộn bê tông xi măng
Hình I.2.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của trạm trộn bê tông xi măng
Trang 18
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Trạm trộn bê tông xi măng nhìn chung hoạt động theo nguyên lý sau:
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
PHẦN II:GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 VÀ
CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 CỦA
SIEMMENS
1.1 PLC là gì?
PLC (Programmable Logic Control) là thiết bị có thể lập trình, được thiết kế
chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lí từ đơn giản đến
phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà có thể thực hiện một loạt các chương
trình hoặc sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (hay còn gọi là
ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các bộ định thời (Timer) hay các sự kiện
được đếm qua bộ đếm. Khi một sự kiện được kích hoạ nó sẽ bật ON, OFF hoặc
phát ra một chuỗi xung ra các thiết bị bên ngoài được gắn vào ngõ ra của PLC.
Như vậy nếu thay đổi các chương trình được cài đặt trong PLC là ta có
thể thực hiện các chức năng khác nhau trong các môi trường điều khiển khác nhau.
Hiện nay PLC đã được nhiều hãng khác nhau sản xuất như: Siemens, Omron,
Mitsubishi, Pesto, Alan Bradley, Shneider. Hitachi, …. Mặt khác ngoài PLC cũng
đã bổ sung thêm các thiết bị mở rộng khác như: các cổng mở rộng AI (Analog
Trang 19
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Input), DI (Digital Input), các thiết bị hiển thị, các bộ vào.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
1.2 Cấu trúc và hoạt động của PLC
1.2.1 Cấu trúc:
Một hệ thống lập trình cơ bản phải gồm có 2 phần ( xem hình II.1.2 )
Khối xử lý trung tâm ( CPU:CentralProcessingUnit )
Hình II.1.1: Sơ đồ khối CPU của PLC
Gồm có 3 phần: Bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và hệ thống nguồn cung cấp.
Hình II.1.2: Sơ đồ khối của PLC
Hệthốnggiaotiếpvào/ra( Input/Output ).
1.2.2 Hoạt động:
Về cơ bản hoạt động của một PLC như sau: Ban đầu, hệ thống các cổng
vào/ra ( Input/Output ) dùng để đưa các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi ( như cảm
biến, công tắc…) vào CPU. Sau khi nhận được tín hiệu từ ngõ vào thì CPU sẽ xử
lý và đưa các tín hiệu điều khiển qua các Module xuất ra các thiết bị được điều
Trang 20
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
khiển.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
PLC biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. PLC
thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh lập trình
cuối cùng trong một vòng. Một vòng như vậy được gọi là vòng quét ( scan ). Xem
Hình II.1.3: Thực hiện chương trình theo vòng quét trong PLC
hình II.1.3.
Thường việc thực hiện một vòng quét xảy ra trong một khoảng thời gian rất
ngắn, một vòng quét đơn có thời gian thực hiện một vòng quét từ 1ms tới 100ms.
Việc thực hiện một chu kỳ quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ dài của chương
trình và cả mức độ giao tiếp giữa PLC với các thiết bị ngoại vi. Để khắc phục việc
thời gian quét dài thì các nhà sản xuất đã chế tạo ra các hệ thống PLC cập nhật tức
thời, các hệ thống này thường áp dụng cho những nơi có số lượng I/O nhiều và cần
xử lý lượng thông tin lớn.
1.2.3 Lợi ích của việc sử dụng PLC
Cùng với sự phát triển của phần cứng và phần mềm, PLC ngày càng tăng
được các tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp. Kích
thước của PLC ngày nay được thu nhỏ lại để số lượng I/O và bộ nhớ càng nhiều
hơn, các ứng dụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết được
Trang 21
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
nhiều vấn đề phức tạp trong điều khiển hệ thống.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (với
một sơ đồ hệ thống, các đường nối dây, các tín hiệu ở các ngõ vào/ra …), mà
không phải thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải
thay đổi lắp đặt khi đổi thứ tự điều khiển ( đối với hệ thống điều khiển relay …)
khả năng chuyển đổi hệ điều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa các PLC để truyền
dữ liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống được điều khiển linh hoạt hơn.
Không như các hệ thống cũ, PLC có thể dễ dàng lắp đặt do chiếm một khoảng
không gian nhỏ nhưng khả năng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống điều
khiển khác. Điều này càng tỏ ra thuận lợi hơn với các hệ thống điều khiển lớn,
phức tạp và quá trình lắp hệ thống ít tốn thời gian hơn các hệ thốn khác.
Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC
nhờ giao diện qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận
biết các hỏng hóc (trouble shoding ) của hệ thống và báo cho người sử dụng), điều
này làm cho việc sửa chữa thuận lợi hơn.
1.2.4 Một vài lĩnh vực ứng dụng PLC
Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả
trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống
đơn giản, chỉ có chức năng ON/OFF thông thường đến các ứng dụng cho các lĩnh
vực phức tạp, đòi hỏi chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản
xuất. Một số lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC như sau:
Hóa học và dầu khí: định áp suất, bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn…
Chế tạo máy và sản xuất: tự động hóa trong chế tạo máy, điều khiển nhiệt
độ lò nhiệt luyện kim…
Công nghiệp giấy, xi măng: Tự động hóa trong qua trình sản xuất nghiền
Trang 22
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
bột giấy, bột đá, trộn hỗn hợp…
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Thực phẩm, sản xuất bia, rượu, thuốc lá: đóng gói sản phẩm, phân loại…
Kim loại: Điều khiển qua trình luyện, cán thép…
Năng lượng, giao thông…
1.3 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7-200 của Siemens.
1.3.1 Cấu hình phần cứng:
PLC S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens (
Cộng hòa liên bang Đức ), có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng.
Các modul này được sử dụng cho những lập trình ứng dụng khác nhau. Thành
phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lí CPU. Hiện nay PLCS7-200 có nhiều loại
PLC như CPU 212, CPU 214, CPU 224, CPU 224XP…Về hình thức bên ngoài các
CPU này chỉ khác nhau số lượng ngõ vào/ngõ ra.
CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra và có thể mở rộng thêm bằng 2
modul mở rộng.
CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng được mở rộng
thêm bằng 7 modul mở rộng
CPU 224XP có 14 cổng vào và 10 cổng ra có khả năng được mở rộng
thêm bằng 7 modul mở rộng.
Trong đề tài này nhóm chỉ đề cập đến PLC S7- 200, CPU 224XP ( xem mục
Trang 23
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
3.2 ), các CPU khác tương tự.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.1.4: Hình ảnh thực tế PLC S7-200, CPU 224XP
1.3.2 CPU 224XP:
– CPU 224XP có hai loại chủ yếu: nguồn cấp 24VDC hoặc 220VAC.
– 512 từ đơn ( word ), tức là 1K byte, để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ
đọc/ghi được và không bị mất dữ liệu nhờ có giao diện với EEPROM.( Vùng
nhớ có giao diện với EEPROM ).
– 14 cổng vào logic và 10 cổng ra logic.
– 2 ngõ vào analog và một ngõ ra analog.
– 6 bộ đếm tốc độ cao: 2x200kHz và 4x400kHz.
– 2 ngõ ra xung tần số cao: tối đa 100kHz.
– Có thể ghép nối thêm 7 modul để mở rộng số cổng vào và ra, bao gồm cả
modul tương tự ( analog ).
– Tổng số cổng logic vào/ra cực đại là 256: 128 cổng vào và 128 cổng ra.
– Có 256 bộ tạo thời gian trễ ( Timer ), trong đó 4 Timer có độ phân giải 1ms,
Trang 24
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
16 Timer có độ phân giải 10ms và 236Timer có độ phân giả 100ms.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
– Có 256 bộ đếm ( Counter ), chia làm hai loại: một loại chỉ đếm lên và một
loại vừa đếm lên vừa đếm xuống.
– 688 bit nhớ đặc biệt, sử dụng làm các bit trạng thái hoặc các bit đặt chế độ
làm việc.
– Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu ngắt khác nhau bao gồm: ngắt truyền
thông, ngắt xung cạnh lên hoặc xung cạnh xuống, ngắt theo thời gain và ngắt
báo hiệu bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.
– Có 2 cổng truyền thông port0/port1: qua RS485.
– Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 100 giờ khi PLC bị mất
Hình II.1.5: Sơ đồ đấu dây CPU224XP DC
Trang 25
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
nguồn nuôi.
Hình II.1.6: Sơ đồ đấu dây CPU 224XP AC
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
1.3.3 Cổng truyền thông:
S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để
phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác.Tốc độ
truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC
Hình II.1.7: Sơ đồ chân của cổng truyền thông
Trang 26
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
theo kiểu tự do là từ 300 đến 38.400
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập trình
Hình II.1.8: Ghép nối qua cổng MPI
thuộc họ PG7xx có thể sử dụng một cáp nối thẳng qua MPI.
Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI
Hình II.1.9: Ghép nối PC/PPI
với bộ chuyển đổi RS-232/RS-485.
- Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC S7-200:
Côngtắcchọnchếđộlàmviệcnắmphíatrên,bêncạnhcáccổngracủaS7-
Trang 27
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
200cóbavịtríchophépchọncácchếđộlàmviệckhácnhauchoPLC.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ .PLCS7-200 sẽ
rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố
hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP ,thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế
độ RUN.Nên quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo.
STOP cưỡng bức PLC dừng thực hiện chương trình đang chạy và
chuyển sang chế độ STOP .Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại
chương trình hoặc nạp một chương trình mới.
TERM cho phép máy lập trình tự quyết định một trong các chế độ làm
việc cho PLC hoặc ở chế độ RUN hoặc ở chế độ STOP.
Điều chỉnh tương tự cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sự
dụng trong chương trình .Núm chỉnh analog được lắp đặt dưới nắp đậy bên
cạnh các cổng ra.Thiết bị chỉnh định có thể quay 270 độ.
Mô tả các đèn báo trên PLC S7-200:
+ Đèn đỏ SF: đèn sáng khi PLC đang làm việc báo hiệu hệ thống bị hỏng hóc
+ Đèn xanh RUN: đèn sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ làm việc
+ Đèn vàng STOP: đèn sáng báo PLC đang ở trạng thái dừng
+ Đèn xanh Ix.x: đèn sáng báo tín hiệu ở cổng vào đang ở mức logic 1 và
ngược lại ở mức logic 0.
+ Đèn xanh Qx.x: đèn sáng báo tín hiệu ở đầu ra đang ở mức logic 1 và ngược
lại ở mức logic 0.
1.3.4 Pin và nguồn nuôi bộ nhớ:
Nguồn nuôi dùng để mở rộng thời gian lưu giữ cho các dữ liệu có trong bộ
nhớ. Nguồn Pin tự động được chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng
tụ nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị
Trang 28
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
mất đi.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
1.4 Cấu trúc chƣơng trình của S7-200:
Có thể lập trình cho S7–200 bằng cách sử dụng phần mềm STEP 7
MicroWIN:
Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên máy lập trình họ PG7xx
và các máy tính cá nhân (PC).
Các chương trình cho S7–200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình
chính (mainprogram) và sau đó đến các chương trình con và các chương trình
xử lý ngắt được chỉ ra trong hình II.1.10.
Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình
(MEND).Chương trình con là một bộ phận của chương trình.Các chương trình
Trang 29
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
con phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính,đó là lệnh MEND.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 30
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Mạch nạp PLC
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình.Nếu cần sử
dụng chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính
MEND.
Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương
trình chính .Sau đó đến chương trình xử lý ngắt.Bằng cách viết như vậy,cấu
trúc chương trình rõ rang và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình sau
này. Có thể tự do trộn lẫn chương trình con và chương trình xử lý ngắt sau
Hình II.1.10: Cấu trúc chương trình S7-200
chương trình chính.
1.5 Các lệnh sử dụng trong chƣơng trình:
a) Lệnh xử lý bit ( công tắc )
Công tắc thường mở (Nomally Open, viết tắt là NO) và công tắc thường
đóng (Nomally Closed, viết tắt là NC). Đối với PLC, mỗi công tắc đại diện cho
trang thái 1 bit trong bộ nhớ dữ liệu hay vùng ảnh của các đầu vào, ra. Công
tắc thường mở sẽ đóng (ON nghĩa là cho dòng điện đi qua) khi bit bằng 1,
Trang 31
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
còng công tắc thường đóng sẽ đóng (ON) khi bit bằng 0.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trong LAD, các lệnh này được biểu diễn bằng chính các công tắc thường
đóng và thường mở. Trong FBD, các công tắc thường mở được biểu diễn như
các đầu vào hoặc ra của các khối chức năng AND hoặc OR. Công tắc thường
Hình II.1.11: Ký hiệu công tắc trong LAD và FBD.
đóng được thêm dấu đảo (vòng tròn nhỏ) ở đầu vào tương ứng.
b) Bộ định thời:
Có 3 loại bộ định thời :
Bộ đóng trễ (On – Delay Timer) TON
Bộ đóng trễ có nhớ (Retentive On – Delay Timer) TONR
Hình II.1.12: Ký hiệu bộ định thời
Trang 32
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Bộ ngắt trễ (Off – Delay Timer) TOF
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Các bộ đóng trễ và đóng trễ có nhớ bắt đầu đếm thời gian khi có đầu vào EN
(enable) ở mức 1 (ON). Lúc giá trị đếm được lớn hơn hay bằng giá trị đặt trước tại
đầu vào PT (Preset Time) thì bit trạng thái sẽ được đặt bằng 1 (ON). Điều khác
nhau giữa 2 loại bộ đóng trễ này là bộ đóng trễ bình thường sẽ bị Reset (cả giá trị
đan đếm lẫn bit trang thai đều được đưa về 0) khi đầu vào EN = 0; trong khi bộ
định thời có nhớ lưu lại giá trị của nó khi đầu vào EN bằng 0 và tiếp tục đếm khi
đầu vào EN bằng 1.
Như vậy ta có thể dùng loại có nhớ để cộng thời gian những lúc đầu vào EN
bằng 1. Loại bộ định thời này có thể reset (xóa giá trị đang đếm về 0) bằng lệnh R
(Reset). Cả hai loại bộ đóng trễ vẫn tiếp tục đếm thời gian ngay cả sau khi đạt đến
giá trị đặt trước PT và chỉ dừng đếm khi đạt giá trị tối đa 32767 (16#7FFF).
Bộ ngắt trễ để đưa giá trị đầu ra (bit trạng thái) về 0 (OFF) trễ 1 khoảng thời
gian sau khi đầu vào (EN) đổi về 0. Khi đầu vào EN được đặt bằng 1 (ON) thì bit
trạng thái của bộ ngắt trễ cũng bằng 1 ngay lúc đó đồng thời giá trị đếm của nó bị
xóa về 0. Khi đầu vào EN về 0, thì bộ định thời bắt đầu đếm cho đến khi đạt được
giá trị đặt trước PT. Lúc đó bit trạng thái của bộ ngắt trễ sẽ về 0 đồng thời nó cũng
ngừng đếm. Nếu đầu vào EN chỉ bằng không trong khoảng thời gian ngắn hơn thời
gian được đặt rồi quay lại bằng 1 thì bit trạng thái của bộ định thời vẫn giữ nguyên
Hình II.1.13: Địa chỉ và thời gian trễ của bộ định thời
Trang 33
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
bằng 1. Bộ ngắt trễ chỉ bắt đầu đếm khi có sườn thay đổi từ 1 về 0 ở đầu vào EN.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
c) Bộ đếm:
Ba loại bộ đếm : bộ đếm lên (Count Up) , bộ đếm xuống (Count Down) và bộ
đếm lên xuống (Count Up/Down).
Bộ đếm lên đếm cho đến giá trị tối đa của nó (32767) mỗi khi có sườn lên ở
đầu vào đếm lên (CU). Khi giá trị đếm (Cxxx) lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước
(PV) thì bit trạng thái (Cxxx) sẽ có giá trị 1 (ON). Bộ đếm có thể bị xóa (reset) bởi
mức 1 ở đầu vào reset (R), lúc đó cả giá trị đếm và bit trạng thái sẽ bị xóa về 0.
Bộ đếm xuống đếm từ giá trị đặt trước (PV) mỗi khi có sườn lên ở đầu vào
đếm xuống (CD). Khi giá trị đếm (Cxxx) bằng 0, bit trang thái (Cxxx) bằng 1 đồng
thời bộ đếm ngừng đếm. Mức cao ở đầu vào LD xóa bit trạng thái về 0 và tải giá trị
đặt trước PV vào giá trị đếm.
Bộ đếm vừa đếm lên vừa đếm xuống đếm lên khi có sườn lên ở đầu vào đếm
lên (CU) và đếm xuống khi có sườn lên ở đầu vào đếm xuống (CD). Khi giá trị
đếm (Cxxx) lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước (PV) thì bit trạng thái (Cxxx) sẽ có
giá trị 1 (ON). Bộ đếm có thể bị xóa (reset) bởi mức 1 ở đầu vào reset (R), lúc đó
cả giá trị đếm và bit trạng thái sẽ bị xóa về 0.
Số hiệu các bộ đếm : C0 đến C255. Trong CPU 221 , 222 và 224 mỗi bộ đếm
được xác định loại tùy theo lệnh khai báo nhưng không thể khai báo các bộ đếm
Trang 34
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
loại khác nhau với cùng một địa chỉ (trong vùng C).
Hình II.1.14: Ký hiệu bộ đếm trong LAD và FBD
d). Lệnh scale:
Hình II.1.15: Ký hiệu lệnh đọc giá trị analog từ loadcell trong LAD
Trong đó: Ov = ((OSH – OSL) * (Iv-ISL)/(ISH-ISL)) + OSL
Với:
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Ov = output value ( Real )
Iv = input value ( INT )
OSH = high limit of the scale output value ( Real )
OSL = low limit of the scale output value ( Real )
ISH = high limit of the scale input value ( INT)
ISL = low limit of the scale input value ( INT)
Trang 35
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
CHƢƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN
2.1 Module analog của Siemems.
2.1.1 Giới thiệu chung về Module analog:
a) Khái niệm:
Module analog là một công cụ để xử lý các tín hiệu tương tự thông qua việc
xử lý các tín hiệu số.
b) Analog input:
Thực chất nó là một bộ biến đổi tương tự -số (ADC). Nó chuyển tín hiệu
tương tự ở đầu vào thành tín hiệu số ở đầu ra. Dùng để kết nối các thiết bị đo với
bộ điều khiển: chẳng hạn như đo nhiệt độ, đo khối lượng...
c) Analog output:
Thực chất nó là một bộ biến đổi số-tương tự (DAC). Nó chuyển tín hiệu số ở
đầu vào thành tín hiệu tương tự ở đầu ra. Dùng để điều khiển các thiết bị với dải đo
tương tự.Chẳng hạn như điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc
độ biến tần 0-50Hz.
Nguyên lý hoạt động của module analog ( xem hình II.2.1 )
Điện áp : 0 – 10V, 0-5V, 5V…
Trang 36
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Dòng điện : 4 – 20 mA, 0-20mA, 10mA.
Hình II.2.1: Nguyên lý hoạt động của module analog
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.2.2: Module analog EM235
Module analog EM235 là Module analog sử dụng cho PLC S7-200.
Gồm có 4 đầu vào Analog hay 4 kênh ADC 12bit.
Gồm có 1 đầu ra Analog hay 1 kênh ADC 12bit.
Trang 37
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
2.2 Module analog EM 235:
Thành phần
Mô tả
4 đầu vào tương
A+, A-, RA
Các đầu nối của đầu vào A
tự được kí hiệu
B+, B-, RB
Các đầu nối của đầu vào B
bởi các chữ cái A,
C+, C-, RC
Các đầu nối của đầu vào C
B, C, D
D+, D-, RD
Các đầu nối của đầu vào D
1 đầu ra tương tự ( MO, VO, IO )
Các đầu nối của đầu ra
Gain
Chỉnh hệ số khuếch đại
Offset
Chỉnh trôi điểm không
Switch cấu hình
Cho phép chọn dải đầu vào và độ phân giải
Bảng II.2.1: Thành phần của module analog EM235
Hình II.2.3: Thành phần của module EM235
Trang 38
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.2.4: Nguyên tắc đầu vào module analog EM235
a) Nguyên tắc đầu vào module analog EM235
Hình II.2.5: Nguyên tắc đầu ra module analog EM235
Trang 39
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
b) Nguyên tắc đầu ra module analog EM235:
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
c) Định dạng dữ liệu đầu vào EM235:
Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng ( ví dụ 0-10V,0-20mA ):
Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào ( p, dòng )
thành giá trị số từ 0- 32000.
Đối vớ dải tín hiệu đo đốixứng ( Ví dụ +,-10V, +,-10mA,):
Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào ( p, dòng )
Trang 40
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
thành giá trị số từ -32000 đến 32000.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.2.6: Cách đấu dây module analog EM235
d) Cách nối dây module EM235:
Dải không đối xứng
Dải đầu vào
Độ phân giải
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
ON OFF OFF ON OFF ON
0 – 50 mV
12.5 uV
OFF ON OFF ON OFF ON
0 – 100 mV
25 uV
Trang 41
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
e) Cài đặt giải tín hiệu đầu ra:
ON OFF OFF OFF ON ON
0 – 500 mV
125 uV
OFF ON OFF OFF ON ON
0 – 1 V
250 uV
ON OFF OFF OFF OFF ON
0 – 5 V
1.25 mV
ON OFF OFF OFF OFF ON
0 – 20 mA
5 uA
OFF ON OFF OFF OFF ON
0 – 10 V
2.5 mV
Dải đối xứng
Dải đầu vào
Độ phân giải
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
ON OFF OFF ON OFF OFF
± 25 mV
12.5 uV
OFF ON OFF ON OFF OFF
± 50 mV
25 uV
OFF OFF ON ON OFF OFF
± 100 mV
50 uV
ON OFF OFF OFF ON OFF
± 250 mV
125 uV
OFF ON OFF OFF ON OFF
± 500 mV
250 uV
OFF OFF ON OFF ON OFF
± 1V
500 uV
ON OFF OFF OFF OFF OFF
± 2.5 V
1.25 mV
OFF ON OFF OFF OFF OFF
± 5 V
2.5 mV
OFF OFF ON OFF OFF OFF
± 10 V
5 mV
Bảng II.2.2: Cài đặt giải tín hiệu đầu ra của module analog EM235
Trang 42
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.2.7: Modul số mở rộng EM 223
2.3 Module analog EM 223:
Mã sản phẩm: 6ES7223-1PH22-0XA0, sử dụng cho CPU S7-22X.
Thông số kỹ thuật:
- Ngõ vào: 4 DI 24 V DC, SINK/SOURCE.
- Ngõ ra: 4 DO RELAY, 2A/POINT.
- Đầu vào: 24 VDC/ 15 đến 30 VDC.
- Đầu ra: Relay.
- Cách điện: cách ly quang.
- Dòng điện vào ( tín hiệu mức 1): 4mA.
- Điện áp tải định mức L+/L1: 24VDC/ 24 đến 230VAC.
- Dòng điện đầu ra tối đa: 2A.
- Công suất: 3W.
2.4 Đầu đọc tín hiệu cân PAXS và PAXI:
2.4.1 Giới thiệu về bộ hiển thị giá trị loadcell PAXS.
a) Giới thiệu chung:
Bộ đếm PAXS là sản phẩm của hãng Redlion. Nó là bộ hiển thị giá trị loadcell
có nhiều điểm đặc trưng và khả năng thích hợp cho việc mở rộng những ứng dụng
Trang 43
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
trong công nghiệp.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Bộ đếm này có thể dùng được 5 chế độ khác nhau cho phép nhận các ngõ vào
tương tự bao gồm cả các tín hiệu từ bộ chuyển đổi tín hiệu từ điện áp sang dòng
điện 1 chiều, xoay chiều ( DC Voltage / Current, AC Voltage / Current ), tín hiệu
của cảm biến nhiệt độ và tín hiệu ngõ vào Strain Gate.
Bộ đếm này có màn hình LED hiển thị là 0.56”và tầm đo cho phép là từ -
19999 đến 99999, có tất cả 4 setpoint ngõ ra. Ngoài ra ta có thể thay đổi chương
trình bằng các phím nhấn chức năng hoặc bằng phần mềm Crimson.
Bộ đếm PAXS có hỗ trợ giao tiếp, truyền thông với các thiết bị khác bằng
cổng Enthernet, RS232, RS485 và các bus dùng công nghiệp như Divicenet,
Modbus, Profibus – DP. Giá trị đọc ngõ ra và giá trị setpoint có thể điều khiển
Hình II.2.8: Bộ đếm PAXS
○ DSP: Thoát ra ngoài hiển thị
○ PAR: Vào menu bên trong hoặc là phím lưu giá trị
○ F1: Tăng giá trị hoặc trở về menu trước
○ F2: Giảm giá trị hoặc trở về menu trước
○ RESET: Reset về giá trị 0
Trang 44
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
thông qua bus.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
○ 6 số 0.56” ( 14.2mm ), led hiển thị màu đỏ, có thể
hiển thị trong khoảng từ -19999 đến 99999
Hiển thị
○ Nguồn AC: từ 85 – 250VAC, 50/60 Hz, 18VA
Nguồn cung cấp
○ NguồnDC: 11 – 36VDC, 11W
Bộ chuyển đổi A/D
○ 16 bit
○ Tốc độ chuyển đổi A/D: 20 chỉ số/ s
Tốc độ cập nhập
○ Thời gian đáp ứng: lớn nhất là 200ms
○ Tốc độ cập nhập hiển thị: 1 – 20 lần/ s
○ Tốc độ cập nhập ngõ ra analog: 0 – 10s
○ OLOL: thông báo này sẽ hiện ra khi ta đo vượt
tầm đo cho phép
○ ULUL: thông báo này sẽ hiện ra khi ta đo dưới dải
tầm đo cho phép
○ ...: thông báo này sẽ hiện thị khi giá trị hiển thị
Các thông báo hiển thị
vượt qua giá trị cho phép hiển thị lớn nhất là 99999
○ - ….: thông báo này sẽ hiện thị khi giá trị hiển thị
nhỏ hơn giá trị cho phép hiển thị nhỏ nhất là -
19999
Phím nhấn
○ Gồm có 3 phím nhấn chức năng chương trình và
có toàn bộ là 5 phím nhấn
Trang 45
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
b) Thông số kỹ thuật:
Ngõ vào
○ Có 3 chương trình sử dụng ngõ vào. Điện áp ngõ
vào lớn nhất cho phép là 30VDC
Bộ nhớ
○ Sử dụng bộ nhớ EFROM để lưu trữ tất cả thông số
và giá trị hiển thị của chương trình
Khối lượng
○ 286 gram
○ Dải nhiệt độ môi trường hoạt động từ 0 – 50 độ C
○ Dải nhiệt đọ bảo quản: - 40 đến + 60 độ C
Điều kiện môi trường
○ Độ ẩm: Độ ẩm môi trường lớn nhất cho phép
dùng hoạt động và bảo quản là 85% độ ẩm môi
trường
○ Card giao tiếp thông thường RS232, RS485
○ Divicenet card
Card giao tiếp
○ Modbus card
○ Profibus – DP card
Bảng II.2.3: Thông số kỹ thuật PAXS
Trang 46
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.2.9:: Sơ đồ đấu nối cấp nguồn cho bộ hiển thị giá trị loadcell PAXS
Hình II.2.10 : Sơ đồ đấu nối ngõ vào của bộ đếm PAXS
c) Sơ đồ kết nối của bộ hiển thị giá trị loadcell PAXS:
PAXS có tất cả 9 modul từ modul 1 đến modul 9. Tùy theo yêu cầu mà người sử
dụng sẽ cài đặt các thông số cho các modul này
Thông thường bộ hiển thị giá trị loadcell PAXS hoạt động ở chế độ hiển thị mặc
định và các thông số ở chế độ này đã được lập trình sẵn.
Trang 47
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
d) Các module chƣơng trình của bộ hiển thị giá trị loadcell PAXS:
Hình II.2.11: Sơ đồ chương trình của bộ đếm PAXS
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Modul
Ký hiệu
Chức năng
1
1 - LNP
○ Dùng để cài đặt thông số cho tín hiệu ngõ vào
2
2 - FNC
○ Dùng để thay đổi các thông số cho ngõ vào bằng 3
phím nhấn chức năng F1, F2, RST trên bảng điều khiển
3
3 - LOC
○ Dùng để hiển thị các thông số ngõ ra của bộ hiển thị
giá trị loadcell PAXS và khóa chương trình. Khi bộ hiển
thị giá trị loadcell PAXS đang hoạt động ở chế độ này
thì các thông số không thể thay đổi và ta chỉ có thể
thay đổi được các thông số của modul này khi nhấn
phím DSP
4
4 - SEC
○ Dùng để cài đặt các thông số chức năng phụ khác
của bộ hiển thị giá trị loadcell PAXS
5
5 - tOt
○ Modul này dùng để cài đặt thông số tổng của bộ
đếm PAXS
Trang 48
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
6
6 - Out
○ Modul này dùng để cài đặt thông số setpoint
7
7 - SrL
○ Modul này dùng để cài đặt các thông số truyền
thông với thiết bị khác của bộ hiển thị giá trị loadcell
PAXS như chế độ truyền thông, tốc độ baud…
8
8 - AnA
○ Modul này dùng để cài đặt các thông số ngõ ra
analog như ngõ ra điện áp hay dòng điện …
9
9 - FCS
○ Modul này dùng để hiển thị các thông số hoạt động
mặc định của nhà sản xuất
Bảng II.2.4: Chức năng các module của PAXS
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hiệu chỉnh cân bằng
Hình II.2.12:Bộ hiển thị giá trị loadcell PAXS
e) Ứng dụng:
○ DSP : Thoát ra ngoài hiển thị
○ PAR : Vào menu bên trong hoặc là phím lưu giá trị
○ F1 : Tăng giá trị hoặc trở về menu trước
○ F2 : Giảm giá trị hoặc trở về menu trước
Trang 49
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
○ RESET : Reset về giá trị 0
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đây là phương pháp hiệu chuẩn 02 điểm ( INP1, dSP1 ) và ( INP2, dSP2 ) của
bộ đếm PAXS.
Trình tự các bước thực hiện như sau:
Bƣớc 1: Vào menu 1: 1- INP chỉnh không tải: điểm ( INP1, dSP1 ) không đặt
quả cân lên.Lúc này trên cân không có quả cân chuẩn hay tải.
- Ta chọn và gán các giá trị như sau:
Rang = 0.02u, Pts = 2, Style = APPLY
○ INP 1 = xxx: đầu cân tự đọc giá trị này, chờ ổn định ( số này không nhảy ) rồi
bấm PAR lưu giá trị lại.
○ dSP 1 = 0: nhập vào giá trị 0, dùng phím F1 hoặc F2 để tăng hoặc giảm.
Bƣớc 2: Chỉnh có tải: điểm ( INP2, dSP2 ) đặt quả cân lên.
Theo thứ tự từ bước 1, sau khi giảm dSP 1 về 0, nhấn PAR chuyển sang INP 2
.Lúc này sẽ đặt quả cân lên cân.
○ INP 2= xxx:đầu cân tự đọc giá trị này, chờ ổn định rồi bấm PAR lưu giá trị
lại.
○ dSP 2 = KL : đặt quả cân lên cân, dùng phím F1 hoặc F2 để tăng hoặc giảm.
Bƣớc 3: Kiểm tra hiệu chỉnh cân đã tuyến tính chưa?
Ví dụ: Hiện tại trên đầu cân hiển thị là 500 kg, kiểm tra sự tuyến tính của cân
như sau:
Lấy bớt quả cân xuống 100 kg, rồi coi trên đầu cân có hiển thị đúng 400 kg
Trang 50
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
không?
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Nếu giá trị hiển thị trên đầu cân là đúng, thì lấy thêm quả cân xuống 3 lần 100
kg và coi lại trên đầu cân, tất cả 3 lần đều đúng như vậy là hoàn thành việc hiệu
chỉnh cân.
Ví dụ: Hiệu chỉnh cân với khối lượng cân tối đa là 100kg
○ Không đặt quả cân lên
→ Vào menu 1 : chọn các giá trị: Rang = 0.02u, Pts = 2, Style = APPLY
→ INP 1 = xxx: giá trị này đầu cân tự đọc
→ Đợi giá trị INP 1 ổn định ( số này không nhảy ) → ấn PAR
→ dSP 1 = 0: nhập vào 0, dùng phím F1 hoặc F2 để tăng giảm giá trị
→ Nhấn PAR để lưu giá trị đã lựa chọn
○ Đặt quả cân lên cân là 100 kg
→ INP 2 = xxx: giá trị này đầu cân tự đọc
→ Đợi giá trị INP 2 ổn định ( số này không nhảy ) → ấn PAR
→ dSP 2= 100: nhập vào 100,dùng phím F1 hoặc F2 để tăng giảm giá trị
→ Nhấn DSP để thoát ra ngoài
→ Kiểm tra lại giá trị hiển thị bằng cách lấy quả cân chuẩn ra khỏi cân mỗi
lần 10 kg, nếu đầu cân hiển thị đúng cả 3 lần là đúng → Hiệu chuẩn xong.
→ Nếu giá trị hiển thị 1 trong 3 lần không đúng thì phải hiệu chỉnh lại các
Trang 51
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
giá trị từ đầu
Hình II.2.13: Hình ảnh kết quả hiệu chỉnh cân trong thực tế
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Giả sử khối lượng cân tối đa là 50 kg. Ta vào modul 8 và chọn các giá trị như sau:
HìnhII.2.14: Các thông số card out analog của PAXS
Chỉnh card out analog của đầu cân:
○ tYPE = 0 -10 V: dùng phím F1 hoặc F2 để chọn ra 0 - 10
○ ASIN = INP : dùng phím F1 hoặc F2 để chọn ra INP
○ AN – LO : dùng phím F1 hoặc F2 để đưa giá trị này về 0
○ AN – HI : dùng phím F1 hoặc F2 để đưa giá trị này về 50
Trang 52
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
○ udt =0 : thời gian cập nhập dữ liệu cân đưa lên máy tính
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
2.4.2 Giới thiệu về bộ đếm PAXI:
a) Giới thiệu chung:
Bộ đếm PAXI là sản phẩm của hãng Redlion. Nó là bộ đếm ngõ vào số có
nhiều điểm đặc trưng và khả năng thích hợp cho việc mở rộng những ứng dụng
trong công nghiệp.Bộ đếm này chấp nhận các ngõ vào số đa dạng bao gồm cả tín
hiệu ngõ ra của CMOS hay dòng TTL, tín hiệu của cảm biến…Bộ đếm này có màn
hình LED hiển thị là 0.56”và tầm đo cho phép là từ -19999 đến 99999 và có khả
năng chuyển đổi ngõ ra tương tự bằng W/option Card.
Bộ đếm PAXI có hỗ trợ giao tiếp, truyền thông với các thiết bị khác bằng
cổng Enthernet, RS232, RS485 và các bus dùng công nghiệp như Divicenet,
Modbus, Profibus – DP. Ngoài ra ta có thể thay đổi, sửa chữa chương trình bằng
phần mềm Crimson.
Hình II.2.15: Bộ đếm PAXI
○ DSP : Thoát ra ngoài hiển thị
○ PAR : Vào menu bên trong hoặc là phím lưu giá trị
○ F1 : Tăng giá trị hoặc trở về menu trước
○ F2 : Giảm giá trị hoặc trở về menu trước
Trang 53
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
○ RESET : Reset về giá trị 0
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hiển thị
○ 6 số 0.56” ( 14.2mm ), led hiển thị màu đỏ
○ Nguồn AC: từ 85 – 250VAC, 50/60 Hz, 18VA
Nguồn cung cấp
○ NguồnDC: 11 – 36V, 14W
Nguồn cung cấp cho cảm biến ○ 12VDC ± 10%, dòng điện cho phép lớn nhất
là 100 mA. Bảo vệ ngắn mạch
Phím nhấn
○ Gồm có 3 phím nhấn chức năng chương trình
và có toàn bộ là 5 phím nhấn
Ngõ vào
○ Có 3 chương trình sử dụng ngõ vào. Điện áp
ngõ vào lớn nhất cho phép là 30VDC
Thời gian đáp ứng
○ 6 ms
Bộ nhớ
○ Sử dụng bộ nhớ EFROM để lưu trữ tất cả
thông số và giá trị hiển thị của chương trình
Khối lượng
○ 286 gram
○ Dải nhiệt độ môi trường hoạt động từ 0 – 50
độ C
○ Dải nhiệt đọ bảo quản: - 40 đến + 60 độ C
Điều kiện môi trường
○ Độ ẩm: Độ ẩm môi trường lớn nhất cho phép
dùng hoạt động và bảo quản là 85% độ ẩm môi
trường
Trang 54
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
b) Thông số kỹ thuật:
Card giao tiếp
○ Card giao tiếp thông thường RS232, RS485
○ Divicenet card
○ Modbus card
○ Profibus – DP card
Bảng II.2.5: Thông số kỹ thuật của PAXI
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.2.16: Sơ đồ đấu nối cấp nguồn cho bộ đếm PAXI
Hình II.2.17: Sơ đồ đấu nối ngõ vào của bộ đếm PAXI
Trang 55
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
c) Sơ đồ kết nối bộ đếm PAXI
HìnhII.2.18: Sơ đồ đấu nối ngõ ra của bộ đếm PAXI
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
d) Các module chƣơng trình của bộ đếm PAXI:
PAXI có tất cả 9 modul từ modul 1 đến modul 9. Tùy theo yêu cầu mà người
sử dụng sẽ cài đặt các thông số cho các modul này.
Thông thường bộ đếm PAXI hoạt động ở chế độ hiển thị mặc định và các
Hình II.2.19: Sơ đồ chương trình của bộ đếm PAXI
thông số ở chế độ này đã được lập trình sẵn.
Modul
Ký hiệu
Chức năng
1
1 - LNP
○ Modul này dùng để cài đặt thông số cho ngõ vào
của bộ đếm A và B
○ Modul này dùng để thay đổi các thông số cho ngõ
Trang 56
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
2
2 - FNC
vào bằng 3 phím nhấn chức năng F1, F2, RST trên
bảng điều khiển
○ Modul này dùng để hiển thị các thông số ngõ ra
của bộ đệm PAXI và khóa chương trình. Khi bộ đệm
PAXI đang hoạt động ở chế độ này thì các thông số
3
3 - LOC
không thể thay đổi và ta chỉ có thể thay đổi được
các thông số của modul này khi nhấn phím DSP
4
4 - rtE
○ Modul này dùng để cài đặt chế độ và tốc độ cho
ngõ vào của bộ đếm PAXI
5
5 - CtrC
○ Modul này dùng để cài đặt thông số cho ngõ vào
cho counter C của bộ đếm PAXI
6
6 - SPt
○ Modul này dùng để cài đặt thông số setpoint cho
ngõ ra
○ Modul này dùng để cài đặt các thông sốtruyền
thông với thiết bị khác của bộ đếm PAXI như chế độ
7
7 - SrL
truyền thông, tốc độ baud…
8
8 - AnA
○ Modul này dùng để cài đặt các thông số ngõ ra
analog như ngõ ra là điện áp hay dòng điện …
9
9 - FCS
○ Modul này dùng để hiển thị các thông số hoạt
động mặc định của nhà sản xuất
Bảng II.2.6: Chức năng các module của PAXI
Trang 57
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
2.5 Thiết bị khí nén:
2.5.1 Xylanh khí:
Hình II.2.20: Xy lanh khí ZG2-16-20
Thông số kỹ thuật:
Không khí
Chất lưu
0.35 – 0.7
Áp suất làm việc
Mpa
0 – 60
Nhiệt độ làm việc cho phép
0C
Tốc độ làm việc của piston
mm/s
50 – 300
16
Đường kính trục piston
mm
20
Hành trình làm việc
Mm
Không sử dụng
Đệm
Tác động đôi
Kiểu tác động
Bảng II.2.7: Thông số kỹ thuật của ZG2-16-20
Trang 58
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
- Xy lanh ZG2-16-20 của hãng Kuroda Nhật Bản.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
2.5.2 Van điều khiển:
Hình II.2.21: Van điện từ 5/2 RCS242
- Van điện từ 5/2 RCS242 của hãng Kuroda Nhật Bản.
Kiểu van
Van điện từ 5/2
Áp suất làm việc
Mpa
0.2 – 0.7
Kiểu điều khiển
Một đầu cuôn dây
Nhiệt độ làm việc cho phép
0C
0 – 60
Kiểu chuyển động
Dẫn hướng bên trong
Điện áp làm việc
VDC
24
Kết nối
Đầu dây ra để kết nối
Bảng II.2.8: Thông số kỹ thuật của Van điện từ 5/2 RCS242
Thông số kỹ thuật van:
- Hê thống xy lanh va van diều khiển này dùng để điều khiển đóng, mở các
Trang 59
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
cửa xả của xi lô chứa liệu.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
2.6 Cảm biến:
Hình II.2.22: Cảm biến quang
Thông số kỹ thuật:
Nguồn cấp
10 đến 30VDC ( Dao động Tối đa 10%), dòng bé hơn 35mA,
bao gồm tải, 10 đến 24VDC tại nhiệt độ lớn hơn 55oC
Mạch bảo vệ nguồn
Bảo vệ chống đấu ngược cực tính, chống hiện tượng
transient ( xung điện áp)
Cấu hình ngõ ra
Bán dẫn loại NPN ( loại Sink) hoặc PNP ( loại Source) tùy
từng loại. Cấu hình trong TEACH cho hoạt động chế độ
LO(light operate) hay DO(dark operate).
Dòng định mức: Tối đa 100mA
Dòng rò trạng thái OFF: nhỏ hơn 50 micro A ở 30 VDC
Trang 60
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
2.6.1 Cảm biến quang:
Điện áp bảo hòa trạng thái ON: nhỏ hơn 1.5V ( cáp 2m);
1.7V ( cáp 9m)
Bảo vệ chống xung nhiễu lúc khởi động, trạng thái quá tải
dài hạn, ngắn mạch ngõ ra.
Bộ phát laser có LED xanh lá báo hiệu cấp nguồn.
Còn lại, sẽ có 2 LED chỉ thị:
Đèn xanh ổn định: Báo nguồn
Đèn xanh nhấp nháy: Ngõ ra quá tải
Phần chỉ thị
Đèn vàng ổn định: Cảm biến ánh sáng
Đèn vàng nhấp nháy: Độ lợi vượt quá
giới hạn ( vượt 1 đến 1,5 lần độ lợi) trong điều kiện có ánh
sáng.
Lưu ý: Với code 0223, chỉ thị ngõ ra là đỏ thay vì vàng.
Cấu trúc
Vỏ làm bằng Polycarbonat / Nhựa ABS phù hợp tiêu chuẩn
IEC IP67, NEMA 6
Kết nối
2m hay 9m dây PVC 4 lõi, loại Pico (Q) 4 chân 150mm, loại
Euro 4 chân 150mm, 4 chân loại Pico (QD) Q7, 4 chân Euro
(QD-Q8) tùy từng loại, cáp QD phải đặt rời.
Điều kiện hoạt động
-20 đến 70oC
Độ ẩm tương đối 95% ở 50oC ( không ngưng tụ)
Chế độ tương phản:750 micro giây khi ON và 375 micro
Thời gian đáp ứng ở ngõ
giây khi OFF.
ra
Chế độ khuyếch tán, hiệu chỉnh vùng: 700 micro giây khi
ON/OFF
Trang 61
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Chế độ cố định vùng: 850 micro giây ON/OFF
Còn lại: 600 micro giây ON/OFF
Chứng chỉ
Siêu âm:
, Các loại khác:
Bảng II.2.9: Thông số kỹ thuật cảm biến quang
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.2.23: Cảm biến tiệm cận
2.6.2 Cảm biến tiệm cận:
- Loại cảm biến: Cảm biến điện kháng.
- Loại: Hình chữ nhật, phẳng, không dây chống nhiễu.
- Điện áp cấp: 10 đến 30 VDC, tối đa 10% dòng đỉnh-đỉnh.
- Dòng tiêu thụ: Tối đa 10mA.
- Loại vật phát hiện: Vật bằng kim loại.
- Khoảng cách tối đa phát hiện: 0-4.5mm ( 0-0.18 inch ).
- Kích thước vật phát hiện (dài x rộng x cao): 18 x 18 x 1 mm ( 0.71 x 0.71
Trang 62
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
x 0.04 inch ).
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
- Ngõ ra điều khiển:
Kiểu: NPN và PNP.
Dòng tải tối đa: Tối đa 50mA ở 12VDC, tối đa 100mA ở 24VDC.
Điện áp rơi: Tối đa 1V.
Tần số đáp ứng: 500Hz.
- Bảo vệ:
Bảo vệ ngắn mạch ngõ ra: Không
Bảo vệ chống cấp ngược cực áp DC: Có
- Phần báo hiệu: Báo hiệu khi có vật ( LED đỏ ).
- Vật liệu:
Vỏ bọc: Nhựa (ABS).
Bề mặt cảm biến: Nhựa (ABS).
Vỏ cáp: Nhựa Vinyl chịu dầu.
- Cách lắp đặt: Bề mặt đáy với 2 lỗ bắt vít.
- Đấu nối: 3 điểm đấu dây, chiều dài dây 2m (6.56 ft).
- Khối lượng bao gồm cáp: 45g (1.59 oz).
- Tiêu chuẩn: NEMA 1, 2, 3, 4X, 6, 12, 13; IEC 144: IP67. - Nhiệt độ hoạt động cho phép: -25oc đến 70oc (-13 đến 158oF).
- Khả năng chịu rung: 10 đến 55 Hz, tại 1.5mm theo 3 hướng trục X, Y, Z,
gấp đôi biên độ trong 2 giờ.
Trang 63
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
- Khả năng chống sốc: 50 G, 3 lần.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
2.6.3 Đấu dây cảm biến
Hình II.2.24: Đấu dây cảm biến loại NPN
a. Cảm biến loại NPN:
Hình II.2.25: Đấu dây cảm biến loại PNP
b. Cảm biến loại PNP:
Hình II.2.26: Loadcell thực tế
Trang 64
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
2.7 Loadcell:
Thông số kỹ thuật:
Đặc tính
Đơn
Thông số
vị
Vật liệu
Nhôm
Điện áp cấp
V
24VDC
Độ nhạy
mV/V
1
0.15
Điện trở đầu vào
1000 10
Điện trở đầu ra
1000 5
0C
Nhiệt độ hoạt động
-10 – 60
Đầu dây ra
Đỏ: +24VDC – Đen: 0VDC – Trắng:
Signal+; Xanh: Signal-
Kg
Khối lượng
2
mm
Kích thước
380x380
Chuẩn bảo vệ
IP66
Bảng II.2.10: thông số kỹ thuật loadcell
Kết nối Loadcell với PAXS
Trang 65
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.2.27: Sơ đồ đấu nối loadcell với PAXS
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
2.8 Một số thiết bị khác:
2.8.1 Động cơ DC và động cơ DC có hộp số:
Trong đề tài này nhóm sử dụng 2 động cơ DC 24V để giả lập motor bơm
nước và motor bơm xi măng. Sử dụng 2 dộng cơ DC 24V có hộp số để làm
Hình II.2.28: Động cơ DC và động cơ DC có hộp số
Trang 66
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
motor nồi trộn và motor gầu.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hình II.2.29:Relay MY2DC24 của Chint
2.8.2 Relay:
MY2DC24 là loại relay 8 chân dẹt ,tiếp điểm : 220VAC/24VDC - 5A -
2NO+2NC - Coil: 24VDC
Thông số
Loại : MY2DC24
Điện trở tiếp điểm
Tối đa 100mΩ
Tối đa 20ms
Thời gian tác động
Tối đa 20ms
Thời gian ngắt
Tần suất hoạt động tối
Tác động cơ học 18.000 lần/giờ
đa
Tác động điện 1.800 lần/giờ
Điện trở cách điện
Tối thiểu1.000MΩ (tại 500VDC)
Sức bền điện môi
2.000VAC, 50/60Hz trong 1 phút (1.000VAC giữa các
tiếp điểm).
Trang 67
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Thông số kĩ thuật của relay MY2DC24:
Chịu rung
Phá huỷ : 10 đến 55 đến 10Hz, 0.5 mm biên độ đơn
(1.0mm biên độ kép)
Làm việc sai chức năng : 10-55-10Hz, 0.5mm biên độ
đơn (1.0mm biên độ kép)
Destruction : 1.000m/s2
Chịu va đập
Malfunction: 200m/s2
Nhiệt độ môi trường
Vận hành : -55°C to 70°C (với điều kiện không đóng
xung quanh
băng
Độ ẩm môi trường
Hoạt động : 5% đến 85%
Trọng lượng
Khoảng 35g
Bảng II.2.11: Thông số kỹ thuật của relay
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Được sử dụng để điều khiển và hiển thị trên tủ điện điều khiển.
Hình II.2.30: Nút nhấn và đèn led.
Trang 68
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
2.8.3 Nút nhấn và đèn báo:
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
PHẦN III:THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG
CHƢƠNG 1: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH PHẦN CỨNG
Mô hình phần cứng được thiết kế trong đề tài dựa theo mô hình trạm trộn bê tông
xi măng tải liệu dạng gầu bên ngoài thực tế. Dưới đây là hình ảnh mô hình mà nhóm
thực hiện:
Hình III.1.1: Mô hình demo trạm trộn bê tông
Trang 69
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
- Gồm có các thành phân sau:
(1): Xi lô cấp cát
(2): Xi lô cấp đá dăm
(3): Xi lô trung gian chứa cát đá
(4): Xi lô cấp nước
(5): Xi lô cấp xi măng
(6): Nồi trộn hỗn hợp bê tông
(7): Cảm biến hành trình gầu tải
(8): Xi lanh khí nén
Hình III.1.2: Mô hình trạm trộn bê tông
Trang 70
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
(9): Gầu tải cát đá
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN
ĐIỀU KHIỂN
Tủ điện điều khiển được thiết kế để có thể vận hành hê thống một cách dễ dàng
nhất, đặc biệt là khi hoạt động ở chế độ Manual. Với hệ thống nút nhấn, đèn báo, bộ
hiển thị ở bề mặt tủ điện chúng ta có thể thực hiện các thao tác để vận hành hệ thống.
Hình III.2.1: Tủ điện thực tế được thiết kế
Trang 71
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Hình III.2.3: Bề mặt trong tủ điện
Trang 72
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Hinh III.2.4. Hình nối dây CP
Trang 73
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 74
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Sơ đồ đi dây:
Trang 75
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Ghi chú:
TÊN CHỨC NĂNG
Dừng động cợ trộn. SW1
Khởi động động cơ trộn. SW2
Chọn chế độ Auto hay Manual cho hệ thống. SW3
Dừng dầu tải. SW4
Cho gầu đi lên. SW5
Cho gầu đi xuống. SW6
Chọn chế độ Auto hay Manual cho việc xả nồi. SW7
SW8 Ngưng xã nồi.
SW9 Xả nồi khi đã trộn xong.
SW10 Xả cát xuống hopper.
Trang 76
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
SW11 Xả đá xuống hopper.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
SW12 Đóng hopper.
SW13 Xả hổn hợp cát đá từ hopper xuống gầu tải.
SW14 On/Off động cơ bơm nước.
SW15 Xả nước vào nồi trộn.
SW16 On/Off động cơ bơm xi măng.
SW17 Xả xi măng vào nồi trộn.
SW18 On/Off động cơ rung.
SW19 On/Off máy nén khí.
DC1 Động cơ trộn nồi.
DC2 Động cơ gầu tải.
DC3 Động cơ bơm nước.
DC4 Động cơ bơm xi măng.
DC5 Động cơ rung.
DC6 Máy khí nén.
Qx.x Ngõ ra tương ứng nối với PLC.
Ix.x Ngõ vào tương ứng nối với PLC.
REx Kí hiệu của cuộn dây và tiếp điểm của Relay.
XN1 Van xả nước.
XL1 Xylanh của nồi.
XL2 Xylanh của hopper.
XL3 Xylanh của xilô cát.
Trang 77
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
XL4 Xylanh của xilô đá.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
XL5 Xylanh của xilô xả xi măng.
DEN1 Đèn báo hoạt động của động cơ trộn nồi.
DEN2 Đèn báo cảm biến trên phát hiện gầu.
DEN3 Đèn báo cảm biến giữa phát hiện gầu.
DEN4 Đèn báo cảm biến dưới phát hiện gầu.
DEN5 Đèn báo xả nồi.
DEN6 Đèn báo ngưng xả nồi.
DEN7 Đèn báo xả cát.
DEN8 Đèn báo xả đá.
DEN9 Đèn đóng hopper.
DEN10 Đèn xả hopper..
DEN11 Đèn báo bơm nước.
DEN12 Đèn báo xả nước.
Trang 78
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
LINEx Là các đường dây mang số “x”.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN MỀM
3.1 Chương trình điều khiển
3.1.1 Giải thuật:
Trang 79
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Sơ đồ khối tổng quan chương trình hoạt động của hệ thống:
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 80
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Cân cát đá:
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 81
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Cân nước:
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 82
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Hành trình gầu chạy và nồi trộn hoạt động:
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
3.1.2 Chương trình LAD viết cho PLC S7-200 CPU 224XP
3.1.3 MAIN :
Trang 83
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
SBR-0
Trang 84
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 85
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 86
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 87
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 88
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 89
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 90
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 91
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 92
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 93
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 94
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 95
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 96
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 97
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 98
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 99
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 100
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
SBR-1
Trang 101
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 102
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 103
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 104
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 105
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 106
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 107
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 108
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
SBR-3
Trang 109
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 110
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 111
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 112
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 113
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Trang 114
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
3.2 Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát sử dụng WinnCC
3.2.1 Giới thiệu về WinCC:
WinCC ( Windows control center ) là phần mềm tích hợp giao diện người
máy IHMI ( Integrated Human Machine Interface ) đầu tiên cho phép kết hợp phần
mềm điều khiển với quá trình tự động hóa. Những thành phần dễ sử dụng của
WinCC giúp tích hợp những ứng dụng mới hoặc có sẵn mà không gặp bất kỳ trở
ngại nào. Đặc biệt với WinCC, người sử dụng có thể tạo ra một giao diện giúp
quan sát mọi hoạt động của quá trình tự động hóa một cách dễ dàng. 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
qua cổng COM1 và COM2 ( chuẩn RS232 ).
Thành lập một dự án trên WinCC
Khởi động WinCC
Khởi tạo dự án
Chọn và cài đặt PLC hoặc bộ điều khiển
Định nghĩa tags.
Tạo và hiệu chỉnh hình ảnh của quá trình
Thiết lập thuộc tính thời gian thực thi WinCC Runtime
Hiển thị thông số và lưu trữ dữ liệu
3.2.2 Thiết kế giao diện
- Giao diện được thiết kế để điều khiển và giám sát quá trình hoạt động auto
Trang 115
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
của hệ thống trạm trộn.
Hình III.3.2: Giao diện điều khiển chính trạm trộn
Hình III.3.3: Hiển thị thông số và xuất dữ liệu lưu trữ
Trang 116
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
PHẦN IV: KẾT LUẬN
I. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC
Hiểu nguyên lý trạm trộn, cách vận hành trạm trộn bê tông xi măng.
Nắm vững kiến thức cơ bản về PLC S7-200 và các thiết bị kết nối liên quan.
Kết nối, sử dụng các thiết bị tự động như: loadcell, đầu đọc giá trị cân, cảm
biến…
Thiết kế, thi công thành công mô hình trạm trộn bê tông gần giống thực tế.
Thiết kế, đấu nối các thiết bị trong tủ điện điều khiển, đấu nối van solenoid.
Viết chương trình điều khiển và giám sát hệ thống chạy ổn định.
Thực hiện điều khiển giám sát thông qua giao diện HMI WinCC.
II. HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI
Chưa có kinh nghiệm nên thiếu chính xác về một số khâu, bộ phận cơ khí.
Do thực hiện đề tài với mô hình nên khó khăn về vấn đề sai số khi cân khối
lượng nhỏ.
Hạn chế về mặt kinh phí nên chỉ thực hiện cân thực bằng loadcell với cát
và đá, còn nước và xi măng chỉ cân giả lập.
Hạn chế về ngõ ra nên chưa đưa ra đc một số cảnh báo lỗi.
III. HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Với đầy đủ I/O và chính xác về phần cơ khí, đề tài sẽ cho kết qua cao hơn,
cho phép hệ thống hoạt động ổn định, chính xác và có thể áp dụng bên
ngoài thực tế.
Giải quyết vấn đề sai số khi cân thực tế.
Gắn thêm CT đo dòng theo dõi để biết được hệ thống chạy ổn định hay
không.
Thiết kế hệ thống tải liệu cát đá bằng băng tải để nâng cao công suất mẻ
Trang 117
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
trộn.
Đồ án chuyên ngành tự động. GVHD: Thầy.Trần Quang Vinh
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hướng Dẫn Sử Dụng Simatic Step 7-Micro/Dos _ Trường đại học Sư Phạm Kỹ
Thuật.
2. Tự Động Hóa Với S7-200 _ NXB Nông Nghiệp Hà Nội.
3. Truyền Động Điện và Trang Bị Điện với S7 – VISU – WINCC _ Nguyễn Thị
Ngọc Loan , Phùng Thị Nguyệt , Phạm Quang Hiển.
4. Linh Kiện Quang Điện Tử _ Dương Minh Trí - NXB Khoa Học Kỹ Thuật.
5. GIAO DIỆN NGƯỜI- MÁY HMI ( HUMAN MACHINE INTERFACE ) LẬP
TRÌNH VỚI S7 – VÀ WINCC 6.0 của TS. TRẦN THU HÀ VÀ KS. PHẠM
QUANG HUY.
6. TỰ ĐỘNG HÓA VỚI SIMATIC S7-200 của NGUYỄN DOÃN PHƯỚC.
7. Tài liệu điều khiển thủy khí – TS. TRẦN HOÀI AN – ĐH GTVT TP HCM
8. Industrial Automation – Circuit Design and Component – David W. Pessen –
Department of Mechanical Engineering Technion, Israel Institue of Technology
Haifa, Israel.
9. Giáo trình cảm biến công nghiệp – TS. Hoàng Minh Công – ĐH Bách Khoa Đà
Nẵng.
Trang 118
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông
10. Siemens STEP 2000 Baiscs of PLCs – Training Document of Siemens.
