Đồ án Trang thiết bị điện tàu chở nhựa đường 1700m3 – đi sâu nghiên cứu thiết kế bảng điều khiển tại buồng lái và lầu máy

ên boong gồm 2 van đóng mở bằng tay bơm số 1 và số 2 Solenoid Valve Panel : panel điều khiển mở ly hợp tại buồng máy gồm 2 van điện từ điều khiển đóng mở ly hợp bơm số 1 và số 2 và 1 van điện từ cấp nguồn khí cho còi khí báo động Alarm Panel : panel báo động hệ thống bằng đèn và chuông No.2 C/P On Signal : khoá liên động bơm số 2 -Sơ đồ ALARM PANEL(1/2) TS11,TS12,TS13,TS14,TS21,TS22,TS23,TS24 là các cảm biến nhiệt độ R1 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ vỏ bơm số 1 cao R2 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 1 cao R3 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ ổ đỡ phía đuôi bơm số 1 cao R4 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 1 cao R5 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ vỏ bơm số 2 cao R6 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 2 cao R7 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ ổ đỡ phía đuôi bơm số 2 cao R8 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 2 cao PG1,PG2 : cảm biến áp lực cửa ra của bơm số 1 và số 2 R17 : rơle cấp tín hiệu báo áp lực cửa ra bơm số 1 cao và dừng bơm R18 : rơle cấp tín hiệu báo áp lực cửa ra bơm số 2 cao và dừng bơm SV1,SV2,SV3 là các cuộn hút của các van điện từ ở panel van điện từ R19,R20 là các rơle trung gian điều khiển các van điện từ bơm số 1 và số 2 PB1,PB2,PB3 là các nút ấn thử còi,dừng còi và RESET BZ : còi báo động R23 : rơle cấp tín hiệu báo áp lực khí điều khiển thấp và dừng bơm WL : đèn báo nguồn mạch báo động -Sơ đồ ALARM PANEL(WF81-00636-CO) RL1 : đèn báo nhiệt độ vỏ bơm số 1 cao RL2 : đèn báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 1 cao RL3 : đèn báo nhiệt độ ổ đỡ phía đuôi bơm số 1 cao RL4 : đèn báo nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 1 cao RL5 : đèn báo nhiệt độ vỏ bơm số 2 cao RL6 : đèn báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 2 cao RL7 : đèn báo nhiệt độ ổ đỡ phía đuôi bơm số 2 cao RL8 : đèn báo nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 2 cao RL17 : đèn báo áp lực cửa ra bơm số 1 cao RL18 : đèn báo áp lực cửa ra bơm số 2 cao RL19 : đèn báo áp lực khí điều khiển thấp FX1N-40MR,FX2N-8EYR là các bộ xử lý tín hiệu 1.5.3Nguyên lý hoạt động hệ thống Ta tác động vào van cấp nguồn khí điều khiển ở Panel giảm áp,lúc này nguồn khí điều khiển sẵn sàng cung cấp cho quá trình điều khiển.Khi các điều kiện thoả mã ta tác động vào các van ở Panel van trên boong tương ứng với bơm cần hoạt động.Gỉa sử ta muốn chạy bơm số 1 ta ấn van tương ứng điều khiển bơm số 1 lúc này khí điều khiển sẽ tác động đóng ly hợp làm bơm số 1 chạy.Với bơm số 2 thì muốn chạy được thì máy phát được lai bởi Diesel đó phải ngừng hoạt động thì khoá liên động mới mở và khí điều khiển mới tác dụng đóng ly hợp. 1.5.4Báo động và bảo vệ hệ thống a,Báo động -Khi nhiệt độ vỏ bơm số 1 cao thì tiếp điểm của cảm biến TS11 đóng lại cấp điện cho rơle R1 khi đó tiếp điểm R1(2/2) mở ra mất tín hiệu vào chân X04 lúc này bộ xử lý tín hiếu sẽ cấp tín hiệu ra chân Y0, Y4 làm đèn R1 sáng báo nhiệt độ vỏ bơm cao, đồng thời rơle BZX có điện tiếp điểm BZX(1/1) của nó đóng lại cấp điện cho chuông kêu báo động. Khi khắc phục được sự cố ta ấn nút PB3 cấp điện cho rơle R21 làm tiếp điểm của nó mở ra làm rơle R1 mất điện làm chuông và đèn tắt. -Khi nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 1 cao thì tiếp điểm của cảm biến TS12 đóng lại cấp điện cho rơle R2 khi đó tiếp điểm R2(2/2) mở ra mất tín hiệu vào chân X05 lúc này bộ xử lý tín hiệu sẽ cấp tín hiệu ra chân Y0,Y05 làm đèn R2 sáng báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi của bơm số 1 cao, đồng thời rơle BZX có điện tiếp điểm BZX(1/2) đóng lại cấp điện cho chuông báo động. Khi khắc phục được sự cố ta ấn nút PB3. -Khi nhiệt độ ổ đỡ phía lái bơm số 1 cao thì tiếp điểm của cảm biến TS13 đóng lại cấp điện cho rơle R3 khi đó tiếp điểm R3(2/2) mở ra mất tín hiệu vào chân X06 lúc này bộ xử lý tín hiệu sẽ cấp tín hiệu ra chân Y0,Y06 làm đèn R3 sáng báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi của bơm số 1 cao, đồng thời rơle BZX có điện tiếp điểm BZX(1/2) đóng lại cấp điện cho chuông báo động.Khi khắc phục được sự cố ta ấn nút PB3. -Khi nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 1 cao thì tiếp điểm cảm biến nhiệt TS4 đóng lại cấp điện cho rơle R4 khi đó tiếp điểm R4(2/20 mở ra mất tín hiệu vào chân X07 lúc này bộ xử lý tín hiệu sẽ cấp tín hiệu ra chân Y0,Y07 làm đèn R4 sáng báo nhiệt độ chất dính quanh pittông cao, đồng thời rơle BZX có điện tiếp điểm BZX(1/2) đóng lại cấp điện cho chuông báo độnh. Đối với bơm số 2 thì cũng tương tự như bơm số 1 b,Bảo vệ -Khi áp lực cửa ra bơm số 1 cao thì tiếp điểm cảm biến áp lực PG1 đóng lại cấp điện cho rơle R17. Rơle R17 có điện đóng tiếp tiểm R17(1/2) cấp điện cho R19, khi đó tiếp điểm thường đóng R19(1/2) mở ngắt điện cuộn hút van điện từ SV1.Trên sơ đồ mạch khí ta thấy mất tín hiệu khí điều khiển vào van điêu khiển bơm số 1ở panel trên boong sẽ cắt nguồn khí và mở ly hợp ra. Khi rơle R17 có điện thì đồng thời tiếp điểm của nó ở sơ đồ 2/2 cũng mở ra cắt tín hiệu vào chân X24 của bộ xử lý, lúc này có tín hiệu ra chân Y0(FX1N),Y4(FX2N) làm chuông kêu báo động và đèn RL17 sáng. - Khi áp lực cửa ra bơm số 2 cao thì tiếp điểm cảm biến áp lực PG2 đóng lại cấp điện cho rơle R18. Rơle R18 có điện đóng tiếp tiểm R18(1/2) cấp điện cho R20, khi đó tiếp điểm thường đóng R20(1/2) mở ngắt điện cuộn hút van điện từ SV2.Trên sơ đồ mạch khí ta thấy mất tín hiệu khí điều khiển vào van điêu khiển bơm số 1 ở panel trên boong sẽ cắt nguồn khí và mở ly hợp ra. Khi rơle R18 có điện thì đồng thời tiếp điểm của nó ở sơ đồ 2/2 cũng mở ra cắt tín hiệu vào chân X25 của bộ xử lý,lúc này có tín hiệu ra chân Y0(FX1N),Y5(FX2N) làm chuông kêu báo động và đèn RL18 sáng. -Khi áp lực khí thấp thì tiếp điểm cảm biến áp lực đóng lái cấp điện cho rơle R23 lúc đó các tiếp điểm thường mở của nó đóng lại cấp điện cho rơle R17, R18 làm cuộn hút của SV1, SV2 mất điện và điều khiển mở ly hợp.Khi rơle R23 có điện thì R23(2/2) của nó mở ra ngắt tín hiệu vào chân X26(FX1N) lúc đó có tín hiệu ra chân Y0 chuông kêu và đèn R19 sáng. 1.6Hệ thống điều khiển máy nén khí 1.6.1Giới thiệu hệ thống máy nén khí tàu chở nhựa đường 1700m3 Trên tàu thủy máy nén khí được sử dụng khá rộng rãi với các mục đích khác nhau. Không khí được máy nén vào các bình chứa để từ đó dùng cho c ác mục đích khác nhau như : Dùng khởi động máy chính, tổ hợp diezel máy phát, các hệ thống điều khiển từ xa Diezen, các thiết bị vệ sinh… Trên tàu chở nhựa đ ường được trang bị 2 máy nén,một máy nén chính(MAIN AIR COMPRESSOR) một máy dùng khi có sự cố (EMERGENCY AIR COMPRESSOR) Máy nén khí chính là loại có 2 xilanh, công suất 29 m 3 /h,trọng lượng 200 kg DS :Bình chứa khí SV1,SV2,SV3 :Van an toàn P1,P2 :Đồng hồ đo áp lực C. W :Bơm nước làm mát COOLING WATER INLET: Đường nước đến làm mát PISTON :Piston máy nén MV :Van tay để kiểm tra áp lực 1.6.2Giới thiệu phần tử hệ thống MCCB : cầu dao cấp nguồn cho hệ thống A : đồng hồ đo dòng điện 88 : công tắc tơ chính cấp điện cho động cơ lai máy nén 51X : rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ lai máy nén F1,F2,F3,F4 : cầu chì TR440/220 : biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển AUTO,MANU : công tắc chọn chế độ tự động và bằng tay 3-0 : nút dừng ở chế độ bằng tay 3C : nút khởi động ở chế độ bằng tay 20T : rơle thời gian P.S : tiếp điểm của rơle áp lực,khống chế áp lực chai gió,tiếp điểm sẽ đóng lại khi áp lực gió trong chai giảm thấp hơn mức đặt áp lực thấp và mở ra khi áp lực gió lớn hơn mức đặt áp lực cao SV : van điện từ C.W : công tắc tơ cấp điện cho bơm nước làm mát WL : đèn báo nguồn GL : đèn báo động cơ lai máy nén khi chạy H : đồng hồ tính thời gian máy chạy RL : đèn báo động cơ lai máy nén quá tải 1.6.3Nguyên lý hoạt động của hệ thống a,Chế độ tự động Đóng aptomat MCCB cấp nguồn cho hệ thống điều khiển máy nén khí, đèn WL sáng báo có nguồn. Bật công tắc chọn chế độ sang AUTO.Khi đó việc khởi động và dừng máy nén được khống chế bởi cảm biến áp lưc P.S.Khi áp lực chai gió thấp thì tiếp điểm PS đóng còn khi áp lực chai gió cao thì tiếp điểm PS mở tuỳ theo ngưỡng đặt. Gỉa sử áp lực chai gió thấp thì tiếp điểm PS đóng,rơle 88 có điện,rơle thời gian 20T và có tín hiệu cấp nguồn cho bơm làm mát hoạt động. Khi rơle 88 có điện thì các tiếp điểm ở mạch động lực và mạch điều khiển của nó đóng lại làm động cơ lai máy nén khởi động và đèn GL sáng báo máy chạy đồng thời đồng hồ đếm thời gian máy chạy cũng hoạt động. Khi rơle 20T có điện thì sau 5s tiếp điển của nó đóng lại cấp điện cho van điện từ MV đóng lại.Trước đó van MV mở để xả nước giảm tải cho động cơ lai máy nén khi khởi động. Máy nén hoạt động cho đến khi áp lực chai gió cao đến ngưỡng đặt thì tiếp điểm PS sẽ mở ra làm động cơ lai máy nén dừng. b,Chế độ hoạt động bằng tay Bật công tắc chọn chế độ sang MANU.Muốn khởi động ta ấn nút 3C,muốn dừng ta ấn nút 3-0.Khi đó cần quan sát đồng hồ đo áp lực để điều khiển sự hoạt động của máy nén. 1.6.4Các báo động và bảo vệ a,Bảo vệ ngắn mạch Bảo vệ ngắn mạch mạch động lực bằng aptomat MCCB,bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển bằng các cầu chì F1,F2,F3,F4. b,Bảo vệ quá tải Bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt 51.Khi máy nén bị quá tải thì rơle nhiệt 51 tác động, tiếp điểm 51 đóng sang bên phải cấp điện cho rơle 51 ở mạch điều khiển→đèn RL sáng báo máy quá tải và ngắt điện mạch điều khiển bên dưới → các rơle và công tắc tơ mất điện→ngắt điện cấp vào động cơ→động cơ dừng.Ấn nút reset trên rơle nhiệt 51 sau khi khắc phục được sự cố để máy nén hoạt động trở lại. c,Bảo vệ “0” Bảo vệ “0” chỉ có trong chế độ điều khiển bằng tay, bằng cách mắc tiếp điểm tự giữ 88 song song với nút ấn khởi động 3C. Chương2: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BẢNG ĐIỀU KHIỂN TẠI BUỒNG MÁY VÀ BẢNG ĐIỀU KHIỂN TẠI LẦU LÁI 2.1Lý thuyết chung về hệ điều khiển tại buồng máy và lầu lái 2.1.1Khái niệm chung Bảng điều khiển tại buồng máy(ECC) và bảng điều khiển tại lầu lái(BCC) là các bảng để giám sát các thông số của một số hệ thống quan trọng như Điesel chính, Điesel lai máy phát,máy lái, máy nén khí vv…các thông số được giám sát bởi PLC và hiển thị cảnh báo bằng đèn trên mặt bảng điều khiển. 2.1.2Các yêu cầu và chức năng của bảng điều khiển ECC và BCC a,Các yêu cầu + Tính chính xác : thể hiện bằng sự báo động không nhầm lẫn.Không tồn tại báo động giả do nhiễu gây lên. + Tính liên tục : khi một thông số đã báo động (đã khẳng định sự cố) thì các thông số khác vẫn sẵn sàng báo động gồm tín hiệu ánh sang và âm thanh. Nếu thông số báo động trở về giá trị bình thường thì tín hiệu báo sự cố sẽ mất và thông số đó được đưa vào kiểm tra trở lại một cách tự động hoặc qua nút RESET. + Tính đơn giản, gọn nhẹ : hệ thống phải có sơ đồ đơn giản, gọn nhẹ,tuổi thọ cao, làm việc tin cậy. + Thuận tiện cho việc kiểm tra trong mọi điều kiện : khi cần kiểm tra trạng thái sẵn sàng hoạt động của hệ thống chỉ cần ấn nút TEST và có 2 loại thử là 1.Thử đèn, còi 2.Thử hệ thống : là đưa tín hiệu giả thay thế tín hiệu từ cảm biến để kiểm tra hệ thống có hoạt động tốt hay không + Thuận tiện cho người vận hành và bảo dưỡng + Đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật b,Chức năng của bảng điều khiển *Chức năng bảng điều khiển tại buồng máy (ECC) + Điều khiển và giám sát các thông số của Điesel chính + Giám sát các thông số của Điesel lai máy phát số 1, số 2 và diesel lai máy phát sự cố + Điều khiển và giám sát các thông số của 2 máy nén khí chính + Giám sát các thông số của máy lái + Hiển thị trạng thái bằng đèn của các máy lọc dầu F.O, D.O, L.O, bơm nước làm mát dầu thuỷ lực, bộ xử lý nước thải, bơm dầu cặn, bơm nước làm mát máy chính, bơm dầu H.F.O, nồi hơi phụ *Chức năng của bảng điều khiển tại lầu lái (BCC) + Điều khiển và giám sát các thông số của Điesel chính + Giám sát các thông số của máy lái 2.2Giới thiệu về PLC S7_200 2.2.1 Tổng quan về công nghệ PLC và cấu hình cứng PLC viết tắt của progamable logic control, là thiết bị điều khiển lôgic lập trình được, hay khả trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông qua một ngôn ngữ lập trình. a, Quá trình phát triển và ứng dụng PLC: Trước khi các bộ điều khiển chương trình, trong sản xuất đã có nhiều phần tử điều khiển, đầu tiên là các hệ trục cam, các bộ khống chế hình trống. khi xuất hiện Rơle điện từ thì Panel Rơle trở thành chủ đạo điều khiển. Khi Tranzitor xuất hiện nó được áp dụng ngay ở những chỗ mà Rơle điện từ không thể đáp ứng được những yêu cầu điều khiển cao. Sự kết hợp các phần tử này cùng các linh kiện điện tử làm thành hệ điều khiển logic, thông qua việc bố trí liên kết các phần tử này với nhau. Mối liên kết giữa chúng cùng các thiết bị chấp hành tạo ra một chương trình hoạt động mà con người muốn thực hiện. Khi các chương trình này thay đổi thì ta phải sắp xếp lại sự liên kết giữa các phần tử. Ngày nay, lĩnh vực điều khiển được mở rộng đến cả quá trình sản xuất phức tạp, đến các hệ thống điều khiển, kiểm tra tập chung hoá. Những vấn đề này hệ thống điều khiển logic thông thường không thể thực hiện điều khiển tổng thể được. Chính vì thế mà PLC đã ra đời và ngày nay càng đựơc phổ biến rộng rãi. Sự phát triển PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở lên nhanh nhẹn, dễ dàng và tin cậy, nó đã từng bước phát triển tiếp cận theo các nhu cầu của sự phát triển công nghệ. Trong PLC logic điều khiển được mô tả bằng chương trình, các bộ cảm biến, các thiết bị chấp hành có thể được nối trực tiếp với PLC. Chương trình chỉ ra các phương thức hoạt động được viết trực tiếp vào bộ nhớ. Khi có sự thay đổi nào đó trong cấu trúc điều khiển ta chỉ cần thay đổi chương trình vào trong bộ nhớ. b, Vai trò của bộ điều khiển PLC Trong hệ thống điều khiển tự động, bộ điều khiển PLC được coi như là bộ não có khả năng điều hành toàn bộ hệ thống điều khiển. với một chương trình ứng dụng điều khiển (được lưu giữ trong bộ nhớ của PLC), PLC giám sát chặt chẽ, ổn định chính xác trạng thái của hệ thống thông qua tín hiệu của các thiết bị đầu vào. Sau đó sẽ căn cứ trên chương trình logic để xác định tiến hành hoạt động, đồng thời truyền tín hiệu đến thiết bị đầu ra. PLC có thể được sử dụng để điều khiển những thao tác ứng dụng đơn giản, lặp đi lặp lại hoặc một vài thiết bị trong đó chúng có thể được nối mạng cùng với hệ thống điều khiển trung tâm hoặc những máy tính trung tâm thông qua một phần của mạng truyền dẫn, với mục đích để tổ hợp việc điều khiển một quá trình xử lí phức tạp. 2.2.2 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC - S7 200 S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hàng siemens ( CHLD Đức ), có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các Modul này được sử dụng cho nhiều những ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của s7-200 là khối vi xử lý CPU 212 và CPU 214. Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của 2 loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu vào/ ra và nguồn cung cấp. - CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra, có khả năng được mở rộng thêm bằng 2 modul mở rộng. - CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra, có khả năng được mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng . - S7-200 có nhiều loại mở rộng khác nhau. CPU 212 bao gồm: - 512 từ đơn (word), từ là 1 k byte, để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc/ ghi được và không mất dữ liệu nhờ có giao diện với EFPROM. Vùng nhớ với tính chất như vậy được gọi là vùng nhớ non-volatile. - 512 từ đơn để lưu giữ liệu trong đó có 100 từ nhớ đọc/ ghi thuộc miền non-volatile. 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic. Có thể ghép nối thêm 2 modul để mở rộng số cổng vào/ ra, bao gồm cả modul tương tự (analog). - Tổng số cổng logic vào/ ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. - 64 bộ tạo thời gian trễ ( timer), trong đó có 2 timer có độ phân giải 1ms, 8 timer có độ phân giải 10ms và 54 timer có độ phân giải 100ms. 64 bộ đếm (counter) chia làm 2 loại: Loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại vừa đếm tiến vừa đếm lùi. Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu ngắt các khâu bao gồm ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao (2KHz). Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi. CPU 214 bao gồm: - 2048 từ đơn (4K byte thuộc vùng nhớ đọc/ghi non-volatile). 14 cổng vào logic và 10 cổng ra logic. Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vào /ra bao gồm cả modul Analog. Tổng số cổng logic vào/ ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. 128 timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau 4 timer có độ phân giải 1ms, 16 timer có độ phân giải 10ms và 108 timer có độ phân giải 100ms. 128 bộ đếm (counter), chia làm 2 loại: Loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại vừa đếm tiến vừa đếm lùi. - 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc. - Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu ngắt khác nhau, bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền thông. - Ba bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2KHz và 7KHz. - Hai bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc PWM. - Hai bộ điều chỉnh tương tự. - Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi. - Bộ điều khiển lập trình S7-200 với khối vi xử lý CPU 214. Hình 2.1 Mô tả các đèn báo trên S7-200 ,CPU 214. - SF (đèn đỏ ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng. Đèn SF sáng lên khi PLC có hỏng hóc. - RUN (đèn xanh): Đèn xanh Run chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy. - STOP (đèn vàng): Đèn vàng stop chỉ định PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang thực hiện lại. I x.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng I x.x ( x.x = 0.0  1.5 ). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng. SIEMENS SIMATIC S7 - 200 SF RUN STOP I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Các cổng vào Cổng truyền thông Q y.y (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Q y.y (y.y = 0.0  1.1 ). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng 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 theo kiểu tự do là từ 300  38400 baud. Hình 2.2 Sơ đồ chân của cổng truyền thông Chân Giải thích Chân Giải thích 1 Đất 6 5 VDC(Điện trở trong 100 ) 2 24 VDC 7 24VDC(120mA tối đa) 3 Truyền và nhận dữ liệu 8 Truyền và nhận dữ liệu 4 Không sử dụng 9 Không sử dụng 5 Đất 1 2 3 4 5 9 8 7 6 Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG 702 hoặc với các loại máy lập trình thuộc họ PGFXX có thể sử dụng một cáp nối thẳng qua MPL cáp đó đi kèm theo máy lập trình. Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS –232 cần có cáp nồi PC/PPI với bộ chuyển đổi RS –232 /RS-485. Hình 2.3 Hai cách ghép nối máy tính với PLC S7-200 để truyền thông. Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC: Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S7-200 có ba vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC. - RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7-200 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 công việc 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 điịnh một trong chế độ làm việc cho PLC hoặc ở RUN hoặc ở STOP. Chỉnh định tương tự: MPI PC/PPI S7- 200 S7- 200 Máy Tính Máy Tính Điều chỉnh tương tự ( 1 bộ trong CPU 212 và 2 bộ trong CPU 214 ) cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử 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. Pin và nguồn nuôi bộ nhớ: Nguồn nuôi dùng để ghi chương trình hoặc nạp một chương trình mới. Nguồn pin có thể được sử dụng để mở rộng thời gian lưu trữ 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 mất đi. a, Cấu trúc bộ nhớ * phân chia bộ nhớ: Bộ nhớ của s7-200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ của S7-200có tính năng động cao, đọc và ghi được trong toàn vùng, loại trừ phần các bít nhớ đặc biệt được kí hiệu bởi SM (special memory) chỉ có thể truy nhập để đọc. Vùng chương trình: Là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu non –volatile đọc/ghi được. Vùng tham số: là miền lưu giữ tham số như: từ khoá, địa chỉ trạm. Cũng giống như vùng chương trình, vùng tham số thuộc kiểu non- volatile đọc/ ghi được. Vùng dữ liệu: Được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm: các kết quả, các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền thông … Một phần của vùng nhớ này ( 200 byte đầu tiên đối với CPU212, 1 K byte đầu tiên đối với CPU 214 ) thuộc kiểu non- volatile đọc/ ghi được. Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào /ra tương tự đựơc đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không thuộc kiểu non-volatile nhưng đọc/ghi được . * Mở rộng cổng vào ra: CPU 212 cho phép mở rộng nhiều nhất 2 modul và CPU 214 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 modul. Các modul mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200. Có thể mở rộng cổng ra, vào của PLC bằng cách, ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của CPU, làm thành một móc xích, bao gồm các modul có cùng kiểu. Ví dụ: một modul cổng ra không thể gán địa chỉ của một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul và ngược lại. Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chỗ cho bộ đếm, tương ứng với số đầu vào/ra của modul. * Thực hiện chương trình: PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp: mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc(MEND). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra. Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào ra thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. Khi gặp lệnh vào ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra. Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét. b, Cấu trúc chương trình s7-200: Có thể lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng trong các phần mềm sau đây: STEP7- micro/DOS STEP7 – micro/WIN Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên máy lập trình họ PG 7 và các máy tính cá nhân ( PC) . Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính ,sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt được chỉ ra sau đây: Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND). 4. Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi 3. Truyền thông và tự kiểm tra 1. Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ đệm ảo 2. Thực hiện chương trình Hình 2.5 Vòng quét ( Scan) của S7-200 Chương trình con là một bộ phận của chương trình. Các chưong trình con phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính MEND. Các chưong trình xử lý ngắt là một bộ phận của chưong trình. Nếu còn sử dụng chương trình xử lý ngắt phải kết thúc 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 ngay các chương trình xử lý ngắt. Bằng cách viết như vậy, cấu trúc chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình này. Có thể tự do trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính. Main program || MEND Thực hiện trong một vòng quét SBR 0 Chương trình con thứ nhất || RET Thực hiện khi được chương trình chính gọi SBR n Chương trình con thứ n+1 || RET INT0 chương trình xử lý ngắt thứ nhất || RET 1 Thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt INT0 Chương trình xử lý ngắt thứ n+1 || RET 1 CPU 224 bao gồm : - Có 14 cổng vào logic và 10 cổng ra logic . - Có 7 modul mở rộng để mở rộng thêm cổng vào/ra cho CPU 224. - 4069 từ đơn thuộc miền nhớ đọc/ghi để lưu trữ dữ liệu. - Tổng số cổng vào/ra cực đại là 128 cổng vào, 128 cổng ra số và 32 cổng vào và 32 cổng ra tương tự. - 256 bộ đếm chia làm 2 loại : chỉ đếm tiến và vừa đến tiến vừa đếm lùi. - 256 bộ Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải : 4 Timer có độ phân giải 1ms, 16 Timer có độ phân giải 10ms, 236 Timer có độ phân giải 100ms. - 112 bit nhớ được lưu trữ thường xuyên bởi nguồn, 256 bit nhớ được nuôi bởi siêu tụ hoặc pin. - dải điện áp cho phép ( 20,4 ÷ 28,8 ) VDC -Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong vòng 200 ngày khi PLC bị mất nguồn. Ví dụ về cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng trên CPU 224: Bộ nhớ lưu trữ cho CPU 224: CPU 224 của S7 – 200 cung cấp 1 vài phương pháp để bảo đảm các chương trình của người sử dụng, dữ liệu của chương trình, dữ liệu về cấu hình của CPU được lưu giữ lại. xem hình 1-7. - Bộ nhớ của CPU cung cấp 1 EEPROM để lưu giữ thường xuyên tất cả chương trình của người sử dụng, dữ liệu của người sử dụng đặt tại vùng đó và dữ liệu về cấu hình của CPU. - CPU cung cấp 1 siêu tụ để duy trì toàn bộ nguồn cho bộ nhớ RAM sau khi nguồn của CPU bị mất. Tuỳ từng CPU mà siêu tụ có thể duy trì cho bộ nhớ RAM trong vài ngày. - CPU cung cấp 1 hộp pin rời để mà kéo dài thời gian mà bộ nhớ RAM có thể được duy trì sau khi CPU bị mất nguồn. Pin rời chỉ cung cấp nguồn sau khi siêu tụ đã bị tiêu thụ hết. Hình 1-7: Cấu trúc bộ nhớ của CPU 224 Tải và nạp dữ liệu cho phần lập trình: - Phần lập trình của người sử dụng bao gồm 3 thành phần : chương trình của người sử dụng, cấu hình của CPU và khối dữ liệu. Như hình 1-8 CPU tải phần lập trình đưa 3 thành phần này vào bộ nhớ RAM của CPU. CPU cũng tự động copy miền nhớ chương trình, miền nhớ cấu hình, miền nhớ dữ liệu tới bộ nhớ EEPROM. - Khi nạp dữ liệu cho phần lập trình từ CPU như hình 1-9: Cấu hình của CPU được nạp dữ liệu từ bộ nhớ RAM tới máy tính. Chương trình của người sử dụng ( miền nhớ chương trình ) và miền nhớ dữ liệu ( miền nhớ thay đổi ) thì được nạp từ EEPROM tới máy tính. Tự động cất dữ liệu từ miền nhớ nội khi CPU bị mất nguồn: Nếu 14 bit nhớ đầu tiên ( MB0 ÷ MB13 ) được định dạng để có khả năng lưu giữ. Chúng thường xuyên được ghi vào EEPROM khi CPU bị mất nguồn. Như hình 1-10 CPU di chuyển miền nhớ nội ( M memory ) tới EEPROM. Duy trì bộ nhớ nhờ vào nguồn nuôi: Khi có nguồn CPU phục hồi miền nhớ chương trình và miền nhớ cấu hình từ bộ nhớ EEPROM như hình 1-11: Khi bật nguồn CPU kiểm tra bộ nhớ RAM để xác định rằng siêu tụ đã được duy trì thành công các dữ liệu trong bộ nhớ RAM. Nếu RAM được duy trì thành công, khả năng của bộ nhớ RAM không bị thay đổi. Như hình 1-12 miền nhớ thay đổi trong bộ nhớ RAM không có khả năng lưu giữ được thì nó thường xuyên được phục hồi từ miền nhớ thay đổi trong bộ nhớ vĩnh cửu của EEPROM. Nếu nguồn của RAM không được duy trì ( ví dụ như nguồn sẽ bị mất sau 1 thời gian dài ) thì CPU sẽ xoá dữ liệu trong bộ nhớ RAM ( bao gồm cả miền nhớ có khả năng lưu giữ và miền nhớ không có khả năng lưu giữ ) và đưa toàn bộ dữ liệu đã bị mất lưu vào trong bit nhớ SM0.2 cho vòng quét đầu tiên cho đến khi nguồn được bật lại. Như hình 1.13 dữ liệu được cất thường trực trong EEPROM sau đó copy sang RAM. Cổng truyền thông của CPU 224: CPU 224 của S7-200 sử dụng cổng truyền thong nối tiếp RS485 tương ứng 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 9600/19200baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là từ 600 ÷ 38400 baud. Số chân Giải thích 1 Đất 2 24V( Điện áp phản hồi ) 3 RS-485 ( Truyền và nhận dữ liệu ) 4 Yêu cầu gửi dữ liệu 5 5V ( Điện áp phản hồi ) 6 +5V, Điện trở trong 100Ω 7 +24V 8 Truyền và nhận dữ liệu 9 Không sử dụng Hình 1-14 sơ đồ chân của cổng truyền thông. Chiều dài lớn nhất của đường mạng PROFIBUS phụ thuộc vào tốc độ truyền và loại cáp sử dụng: Tốc độ truyền Chiều dài max của cáp truyền 9,6 kbaud ÷ 93,75 kbaud 1200m 187,5 kbaud 1000m 500 kbaud 400m 1 Mbaud ÷ 1,5 Mbaud 200m 3 Mbaud ÷ 12 Mbaud 100m Modul mở rộng đầu vào số EM 223: - Có 4 đầu vào và 4 đầu ra số. - Điện áp đàu vào max cho phép: 30VDC - Giá trị đặt 24 VDC ở 4mA. - Chiều dài cáp nối truyền thong : + loại có vỏ bọc : 500m + loại không có vỏ bọc : 300m. - Điện áp cách ly : 500 VAC trong vòng 1 phút. - Công suất tổn hao : 2W - Trọng lượng : 170g Modul mở rộng đầu vào tương tự EM 231 * EM 231 TC : - Có 4 đầu vào tương tự. - Điện áp max đầu vào : 30VDC - Dòng điện max đầu vào : 32 mA - Đầu vào không dấu có dải : 0 ÷ 32000 - Đầu vào có dấu : - 32000 ÷ + 32000 - Công suất tiêu hao : 1,8 KW - Trở kháng đầu vào : > 1MΩ. - Điện áp dao động cho phép : ±80 mV * EM 231 RTD : - Có 2 đầu vào tương tự. - Điện áp max đầu vào : 30VDC - Dòng điện max đầu vào : 32 mA - Đầu vào không dấu có dải : 0 ÷ 32000 - Đầu vào có dấu : - 32000 ÷ + 32000 - Trở kháng đầu vào : > 1MΩ. - Công suất tiêu hao : 1,8 KW 2.2.3 Trình tự chung của việc thiết kế một hệ thống tự động điều khiển sử dụng bộ điều khiển PLC: Để thiết kế hệ thống tự động điều khiển sử dụng bộ điều khiển PLC cần theo các bước sau: 1- xác định chức năng của hệ thống điều khiển: Đầu tiên chúng ta phải quyết định thiết bị hoặc hệ thống nào mà chúng ta muốn điều khiển. Mục đích chủ yếu của bộ điều khiển được lập trình là để điều khiển một hay nhiều phần tử thực hiện của đối tượng. Để xác định chức năng hệ thống điều khiển chúng ta cần xác định thứ tự hoạt động thông qua việc mô tả bằng lưu đồ. 2- Xác định các đầu vào và đầu ra: Tất cả các thiết bị đầu vào và đầu ra bên ngoài được nối với bộ điều khiển, được lập trình hoá phải được xác định. Những thiết bị đầu vào là cảm biến ,van điện từ, rơle, công tắc tơ, đèn chỉ báo … Sau việc nhận dạng các thiết bị chủng loại, đầu vào và đầu ra đó, chúng ta tiến hành lựa chọn cấu hình PLC và các khối mở rộng một cách phù hợp. Gán đầu vào (INPUT) và đầu ra (OUTPUT) tương ứng với PLC đã chọn. 3- Viết chương trình : Ngôn ngữ lập trình của s7-200 Cách lập trình S7-200 nói riêng và các PLC của Siemens nói chung dựa trên 3 phương pháp cơ bản: phương pháp hình thang (LAD), phương pháp danh sách lệnh (STL), và phương pháp sơ đồ khối (CFS). LAD (Ladder logic): Là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ, các thành phần cơ bản trong LAD: +/ Hộp (Boss): Là biểu tượng mô tả các hàm chức năng khác nhau. Ví dụ các bộ thời gian (timer), bộ đếm (couter) và các hàm toán học thường được điều khiển bằng (Box). +/Biểu tượng –( )-: Tương ứng các cuộn dây Rơle. Đây chính là kết quả của một logic điều khiển nào đó . +/ Biểu tượng ---- Tương ứng như các tiếp điểm của Rơle. Nó kết hợp với nhau tạo nên logic điều khiển . STL (Statementlist): Đây là phương pháp thể hiện chương trình bằng cách sử dụng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh biểu diễn một chức năng của PLC. CFS: Đây là phương pháp thể hiện các lệnh thực hiện phép toán logic bằng cách kí hiệu đồ hoạ đã được chuẩn hoá. Để có thể viết chương dưới dạng STL, chúng ta cần phải nắm được cách sử dụng ngăn xếp của S7 –200. Ngắn xếp bao gồm có 9 bit tất cả các thuật toán liên quan với ngắn xếp chữ làm việc với bit đầu tiên và bit thứ hai của ngăn xếp. Giá trị logic mới luôn được gửi vào ngăn xếp. Trường hợp phối hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp, thì ngăn xếp sẽ được kéo lên 1 bit. Việc lập trình được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm STEP7. Phần mềm này đều có thể cài đặt trên các máy lập trình họ PG7xx và các máy tính cá nhân (PC). Như vậy chương trình sẽ được viết trên máy tính sau đó sẽ được nạp vào PLC thông qua cổng truyền thông. 4- Nạp chương trình vào bộ nhớ . Ta truy nhập chương trình đã được soạn thảo vào trong bộ nhớ thông qua máy tính với sự trợ giúp của phần mềm đi kèm theo thiết bị. 5- Chạy thử chương trình điều khiển: Để đảm bảo cấu trúc chương trình và các tham số đã cài đặt chính xác trước khi đưa vào hệ thống điều khiển. Ta cần phải chạy thử chương trình, nếu có lỗi hoặc chưa hợp lý thì phải sửa trong khi chạy thử chương trình, cuối cùng đã ghép nối với đối tượng và hoàn chỉnh chương trình theo hoạt động của máy. 2.3 Bảng điều khiển tại buồng máy và tại lầu lái của tàu chở nhựa đường 1700m3 2.3.1Bảng điều khiển tại buồng máy (ECC) Bảng ECC được cấp nguồn từ hai nguồn độc lập là nguồn 220V hoặc 24V.Bảng được chia thành các phần để chỉ báo các thông số của các hệ thống khác nhau bằng đèn. -Sơ đồ 10/35 Mặt ngoài của bảng điều khiển ECC điều khiển và giám sát Diesel chính AC Source WL : đèn báo nguồn 220V DC Source WL : đèn báo nguồn 24V DC Source Fail RL : đèn báo nguồn 24V bị lỗi Control Position : nút xoay chọn vị trí điều khiển E.C.R Control WL : đèn báo vị trí điều khiển tại buồng điều khiển máy W/H Control WL : đèn báo vị trí điều khiển tại lầu lái Cont. Pos. Confirm : nút khẳng định vị trí điều khiển Manuev. Handle : tay điều khiển máy chính Ahead GL : đèn báo máy chính quay theo chiều tiến Stop WL : đèn báo máy chính dừng Astern RL : đèn báo máy chính quay theo chiều lùi Start Air Low Press RL : đèn báo áp lực khí khởi động thấp M/E L.O Low Press RL : đèn báo áp lực dầu bôi trơn máy chính thấp M/E L.O L P Em’cy Stop RL: đèn báo dừng sự cố máy chính do áp lực dầu bôi trơn thấp M/E Over Speed Em’cy Stop RL : đèn báo dừng sự cố máy chính do quá tốc Cont. Air Low Press RL : đèn báo áp lực khí điều khiển thấp M/E Manu Em’cy Stop RL : đèn báo dừng sự cố máy chính bằng tay M/E FO Inj Pipe Leak RL : đèn báo rò rỉ đường ống dầu FO Lamp/Alarm Test : nút ấn thử đèn và báo động Alarm Stop : nút ấn dừng báo động BZ : chuông -Sơ đồ 11/35 Cont. Air PI : đồng hồ hiển thị áp lực khí điều khiển Gov. Air PI : đồng hồ hiển thị áp lực khí tay ga Em’cy Stop : nút ấn dừng sự cố bơm dầu bôi trơn dự phòng S/B L.O Pump Stop : nút ấn dừng bơm dầu bôi trơn dự phòng M/E S/B LO Pump Run RL : đèn báo bơm dầu bôi trơn dự phòng máy chính hoạt động -Sơ đồ 18/35, 19/35 Là các sơ đồ bảng ECC báo động các thông số của các diesel lai máy phát điện số1,số 2 và máy phát sự cố với các thông số như : + Quá tốc diesel + áp lực dầu bôi trơn thấp phải dừng diesel + Nhiệt độ nước làm mát cao mức phải dừng diesel + áp lức dầu bôi trơn thấp mức chỉ báo động + Nhiệt độ nước làm mát cao mức chỉ báo động + Có sự rò rỉ dầu F.O -Sơ đồ 20/35 + Với máy nén khí chính thì trên bảng ECC có nút ấn STOP,START và 2 đèn báo máy chạy GL, đèn báo máy không bình thường RL + Đối với máy lọc dầu FO thì trên bảng có 2 đèn báo máy hoạt động và máy hoạt động không bình thường + Đối với máy lọc dầu LO thì trên bảng có 2 đèn báo máy hoạt động và máy ở trạng thái không bình thường + Hệ thống điều khiển độ nhớt gửi các thông số về bảng điều khiển các thông số nhiệt độ cao,nhiệt độ thấp và hệ thống không bình thường -Sơ đồ 21/35 + Bộ xử lý nước thải ( SEWAGE TREATMENT UNIT) gửi về bảng ECC các tín hiệu báo chạy (RUN) và hoạt động không bình thường (ABNORMAL) + Động cơ lai bơm dầu thải gửi về bảng điều khiển các thông số báo bơm chạy (RUN),bơm không bình thường (ABNORMAL) và dầu thải trong két ở mức thấp (WO TK LEVEL LOW) -Sơ đồ 22/35 M/E C.F.W Pump OL : đèn báo bơm nước ngọt làm mát máy chính sẵn sàng hoạt động M/E C.S.W Pump OL : đèn báo bơm nước biển làm mát máy chính sẵn sàng hoạt động M/E H.F.O Sup. Pump OL : đèn báo bơm dầu nặng sẵn sang hoạt động M/E S/B C.F.W Pump OL : đèn báo bơm dự phòng nước ngọt làm mát máy chính sẵn sàng hoạt động M/E S/B C.S.W Pump OL : đèn báo bơm dự phòng nước biển làm mát máy chính sẵn sàng hoạt động M/E S/B H.F.O Pump OL : đèn báo bơm dự phòng dầu nặng sẵn sàng hoạt động EM’CY STOP : nút dừng sự cố nồi hơi phụ RUN GL : đèn báo nồi hơi phụ đang hoạt động ABNORMAL RL : đèn báo nồi hơi phụ đang ở trạng thái không bình thường -Sơ đồ 25/35 Sơ đồ điện thoại -Sơ đồ 26/35 Sơ đồ giám sát các thông số của máy lái số 1 và số 2.Các thông số gửi về bảng ECC là + Power Fail : nguồn lỗi + Over load : quá tải + HYD. Oil Tank Level Low : dầu thuỷ lực trong két ở mức thấp + Control Power Fail : nguồn điều khiển lỗi + RUN : tín hiệu báo máy lái hoạt động 2.3.2Bảng điều khiển tại lầu lái (BCC) Bảng BCC được cấp nguồn từ hai nguồn độc lập là nguồn 220V hoặc 24V -Sơ đồ 12/35 Mặt ngoài của bảng điều khiển BCC điều khiển và giám sát Diesel chính AC Source WL : đèn báo nguồn 220V DC Source WL : đèn báo nguồn 24V DC Source Fail RL : đèn báo nguồn 24V bị lỗi Control Position : nút xoay chọn vị trí điều khiển E.C.R Control WL : đèn báo vị trí điều khiển tại buồng điều khiển máy W/H Control WL : đèn báo vị trí điều khiển tại lầu lái Cont. Pos. Confirm : nút khẳng định vị trí điều khiển Manuev. Handle : tay điều khiển máy chính Ahead GL : đèn báo máy chính quay theo chiều tiến Stop WL : đèn báo máy chính dừng Astern RL : đèn báo máy chính quay theo chiều lùi Start Air Low Press RL : đèn báo áp lực khí khởi động thấp M/E L.O Low Press RL : đèn báo áp lực dầu bôi trơn máy chính thấp M/E L.O L P Em’cy Stop RL: đèn báo dừng sự cố máy chính do áp lực dầu bôi trơn thấp M/E Over Speed Em’cy Stop RL : đèn báo dừng sự cố máy chính do quá tốc Cont. Air Low Press RL : đèn báo áp lực khí điều khiển thấp M/E Manu Em’cy Stop RL : đèn báo dừng sự cố máy chính bằng tay M/E FO Inj Pipe Leak RL : đèn báo rò rỉ đường ống dầu FO Lamp/Alarm Test : nút ấn thử đèn và báo động Alarm Stop : nút ấn dừng báo động BZ : chuông -Sơ đồ 13/35 Cont. Air PI : đồng hồ hiển thị áp lực khí điều khiển Gov. Air PI : đồng hồ hiển thị áp lực khí tay ga Em’cy Stop : nút ấn dừng sự cố bơm dầu bôi trơn dự phòng S/B L.O Pump Stop : nút ấn dừng bơm dầu bôi trơn dự phòng M/E S/B LO Pump Run RL : đèn báo bơm dầu bôi trơn dự phòng máy chính hoạt động DIMMER : điều chỉnh ánh sáng đèn cho tay điều khiển, đồng hồ đo tốc độ,bộ chỉ báo, đèn báo động -Sơ đồ 27/35 Sơ đồ giám sát các thông số của máy lái số 1 và số 2.Các thông số gửi về bảng BCC là + Power Fail : nguồn lỗi + Over load : quá tải + HYD. Oil Tank Level Low : dầu thuỷ lực trong két ở mức thấp + Control Power Fail : nguồn điều khiển lỗi + RUN : tín hiệu báo máy lái hoạt động Bảng điều khiển tại buồng máy (ECC) và bảng điều khiển tại lầu lái (BCC) được thực hiện bằng PLC S7-200.Các thông số của các hệ thống gửi tới PLC và PLC cho tín hiệu ra dưới dạng đèn báo và chuông báo động. 2.4Viết chương trình điều khiển trên PLC S7_200 2.4.1Phân công đầu vào ra cho PLC Bảng điều khiển lại buồng máy ECC a, Main Engine *Tín hiệu vào số I0.0 : Công tắc cấp nguồn xoay chiều 220V cho bảng ECC I0.1 : Công tắc cấp nguồn 1 chiều 24V cho bảng ECC I0.2 : Công tắc chọn điều khiển Main Engine tại E.C.R I0.3 : Công tắc chọn điều khiển trên lầu lái I0.4 : Tiếp điểm khi tay điều khiển ở vị trí Ahead I0.5 : Tiếp điểm khi tay điều khiển ở vị trí Astern I0.6 : Cảm biến áp lực khí điều khiển thấp I0.7 : Cảm biến áp lực khí khởi động thấp I1.1 : Nút thử đèn và báo động I1.2 : Nút tắt báo động sau khi đã khẳng định sự cố I1.3 : Cảm biến áp lực khí dự phòng thấp I1.4 : Cảm biến có sự rò rỉ dầu F.O I1.5 : Tiếp điểm van khí khởi động đã đóng I1.6 : Tín hiệu báo dừng sự cố đã được Reset *Tín hiệu vào tương tự AIW0 : Cảm biến áp lực dầu L.O máy chính AIW2 : Cảm biến áp lực dầu L.O trục chân vịt AIW4 : Cảm biến nhiệt độ nước làm mát máy chính AIW6 : Cảm biến tốc độ *Tín hiệu ra Q0.0 : Đèn báo nguồn xoay chiều Q0.1 : Đèn báo nguồn 1 chiều 24V Q0.2 : Đèn báo điều khiển tại E.C.R Q0.3 : Đèn báo điều khiển ở W/H Q0.4 : Đèn báo tay điều khiển ở vị trí Ahead Q0.5 : Đèn báo tay điều khiển ở vị trí Astern Q0.6 : Đèn báo áp lực khí điều khiển thấp Q0.7 : Đèn báo áp lực khí khởi động thấp Q1.0 : Đèn báo áp lực khí dự phòng thấp Q1.1 : Đèn báo có sự rò rỉ dầu F.O Q1.2 : Đèn báo van khí khởi động đã đóng Q1.3 : Đèn báo áp lực dầu L.O máy chính thấp mức báo động Q1.4 : Đèn báo áp lực dầu L.O máy chính quá thấp phải dừng sự cố Q1.5 : Đèn báo áp lực dầu L.O trục chân vịt thấp mức báo động Q1.6 : Đèn báo áp lực dầu L.O trục chân vịt quá thấp phải dừng sự cố Q1.7 : Đèn báo quá tốc phải dừng sự cố Q2.0 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao Q2.1 : Chuông báo động bảng ECC b,No1 G/E *Tín hiệu vào I2.0 : Tín hiệu quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát từ Panel điều khiển I2.1 : Tín hiệu áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel I2.2 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel I2.3 : Tín hiệu áp lực dầu L.O thấp mức báo động I2.4 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động I2.5 : Tín hiệu báo có sự rò rỉ dầu F.O *Tín hiệu ra Q2.2 : Đèn báo quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát Q2.3 : Đèn báo áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel Q2.4 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel Q2.5 : Đèn báo áp lực dầu L.O thấp mức báo động Q2.6 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động Q2.7 : Đèn báo báo có sự rò rỉ dầu F.O c,No2 G/E *Tín hiệu vào I2.6 : Tín hiệu quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát từ Panel điều khiển I2.7 : Tín hiệu áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel I3.0 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel I3.1 : Tín hiệu áp lực dầu L.O thấp mức báo động I3.2 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động I3.3 : Tín hiệu báo có sự rò rỉ dầu F.O *Tín hiệu ra Q3.0 : Đèn báo quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát Q3.1 : Đèn báo áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel Q3.2 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel Q3.3 : Đèn báo áp lực dầu L.O thấp mức báo động Q3.4 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động Q3.5 : Đèn báo báo có sự rò rỉ dầu F.O d,Máy phát sự cố *Tín hiệu vào I3.4 : Tín hiệu quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát từ Panel điều khiển I3.5 : Tín hiệu áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel I3.6 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel I3.7 : Tín hiệu áp lực dầu L.O thấp mức báo động I4.0 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động I4.1 : Tín hiệu báo có sự rò rỉ dầu F.O *Tín hiệu ra Q3.6 : Đèn báo quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát Q3.7 : Đèn báo áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel Q4.0 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel Q4.1 : Đèn báo áp lực dầu L.O thấp mức báo động Q4.2 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động Q4.3 : Đèn báo báo có sự rò rỉ dầu F.O e,Máy nén khí số 1 *Tín hiệu vào I4.2 : Tín hiệu báo máy nén khí hoạt động từ bộ khởi động máy số 1 I4.3 : Tín hiệu báo máy nén khí dừng từ bộ khởi động máy số 1 *Tín hiệu ra Q4.4 : Đèn báo máy nén khí số 1 chạy Q4.5 : Đèn báo máy nén khí số 1 dừng f,Máy nén khí số 2 *Tín hiệu vào I4.4 : Tín hiệu báo máy nén khí hoạt động từ bộ khởi động số 2 I4.5 : Tín hiệu báo máy nén khí dừng từ bộ khởi động số 2 *Tín hiệu ra Q4.6 : Đèn báo máy nén khí số 2 chạy Q4.7 : Đèn báo máy nén khí số 2 dừng g,Máy lái số 1 *Tín hiệu vào I4.6 : Tín hiệu mất nguồn bộ khởi động máy lái số 1 I4.7 : Tín hiệu quá tải máy lái số 1 I5.0 : Cảm biến mức dầu thuỷ lực trong két thấp I5.1 : Tín hiệu mất nguồn điều khiển I5.2 : Tín hiệu báo máy lái 1 chạy *Tín hiệu ra Q5.0 : Đèn báo mất nguồn Q5.1 : Đèn báo máy lái số 1 quá tải Q5.2 : Đèn báo mức dầu thuỷ lực trong két thấp Q5.3 : Đèn báo mất nguồn điều khiển Q5.4 : Đèn báo máy lái 1 chạy h,Máy lái số 2 *Tín hiệu vào I5.3 : Tín hiệu mất nguồn bộ khởi động máy lái số 2 I5.4 : Tín hiệu quá tải máy lái số 2 I5.5 : Cảm biến mức dầu thuỷ lực trong két thấp I5.6 : Tín hiệu mất nguồn điều khiển I5.7 : Tín hiệu báo máy lái 2 chạy *Tín hiệu ra Q5.5 : Đèn báo mất nguồn Q5.6 : Đèn báo máy lái số 2 quá tải Q5.7 : Đèn báo mức dầu thuỷ lực trong két thấp Q6.0 : Đèn báo mất nguồn điều khiển Q6.1 : Đèn báo máy lái 2 chạy i,Nồi hơi phụ *Tín hiệu vào I6.0 : Tín hiệu báo nồi hơi hoạt động từ panel điều khiển nồi hơi phụ I6.1 : Tín hiệu nồi hơi hoạt động không bình thường *Tín hiệu ra Q6.2 : Đèn báo nồi hơi phụ hoạt động Q6.3 : Đèn báo nồi hơi hoạt động không bình thường k,Máy lọc dầu F.O *Tín hiệu vào I6.2 : Tín hiệu máy lọc dầu hoạt động I6.3 : Tín hiệu máy lọc dầu hoạt động không bình thường *Tín hiệu ra Q6.4 : Đèn báo máy lọc dầu đang hoạt động Q6.5 : Đèn báo máy lọc dầu hoạt động không bình thường l,Két dầu F.O *Tín hiệu vào I6.4 : Cảm biến mức dầu trong két thấp I6.5 : Cảm biến mức dầu trong két cao *Tín hiệu ra Q6.6 : Đèn báo mức dầu trong két thấp Q6.7 : Đèn báo mức dầu trong két cao m,Két dầu L.O cấp cho máy chính *Tín hiệu vào I6.6 : Cảm biến mức dầu trong két thấp I6.7 : Cảm biến mức dầu trong két cao *Tín hiệu ra Q7.0 : Đèn báo mức dầu trong két thấp Q7.1 : Đèn báo mức dầu trong két cao n,Máy lọc dầu L.O *Tín hiệu vào I7.0 : Tín hiệu máy lọc hoạt động I7.1 : Tín hiệu máy lọc ngừng hoạt động *Tín hiệu ra Q7.2 : Đèn báo máy lọc dầu L.O hoạt động Q7.3 : Đèn báo máy lọc dầu L.O ngừng hoạt động Bảng điều khiển tại lầu lái BCC a, Main Engine *Tín hiệu vào số I0.0 : Công tắc cấp nguồn xoay chiều 220V cho bảng BCC I0.1 : Công tắc cấp nguồn 1 chiều 24V cho bảng BCC I0.2 : Công tắc chọn điều khiển tại lầu lái W/H I0.3 : Công tắc chọn điều khiển dưới buồng máy E.C.R I0.4 : Tiếp điểm khi tay điều khiển ở vị trí Ahead I0.5 : Tiếp điểm khi tay điều khiển ở vị trí Astern I0.6 : Cảm biến áp lực khí điều khiển thấp I0.7 : Cảm biến áp lực khí khởi động thấp I1.1 : Nút thử đèn và báo động I1.2 : Nút tắt báo động sau khi đã khẳng định sự cố I1.3 : Cảm biến áp lực khí dự phòng thấp I1.4 : Cảm biến có sự rò rỉ dầu F.O I1.5 : Tiếp điểm van khí khởi động đã đóng I1.6 : Tín hiệu báo dừng sự cố đã được Reset *Tín hiệu vào tương tự AIW0 : Cảm biến áp lực dầu L.O máy chính AIW2 : Cảm biến áp lực dầu L.O trục chân vịt AIW4 : Cảm biến nhiệt độ nước làm mát máy chính AIW6 : Cảm biến tốc độ *Tín hiệu ra Q0.0 : Đèn báo nguồn xoay chiều Q0.1 : Đèn báo nguồn 1 chiều 24V Q0.2 : Đèn báo điều khiển tại W/H Q0.3 : Đèn báo điều khiển ở E.C.R Q0.4 : Đèn báo tay điều khiển ở vị trí Ahead Q0.5 : Đèn báo tay điều khiển ở vị trí Astern Q0.6 : Đèn báo áp lực khí điều khiển thấp Q0.7 : Đèn báo áp lực khí khởi động thấp Q1.0 : Đèn báo áp lực khí dự phòng thấp Q1.1 : Đèn báo có sự rò rỉ F.O Q1.2 : Đèn báo van khí khởi động đã đóng Q1.3 : Đèn báo áp lực dầu L.O máy chính thấp mức báo động Q1.4 : Đèn báo áp lực dầu L.O máy chính quá thấp phải dừng sự cố Q1.5 : Đèn báo áp lực dầu L.O trục chân vịt thấp mức báo động Q1.6 : Đèn báo áp lực dầu L.O trục chân vịt quá thấp phải dừng sự cố Q1.7 : Đèn báo quá tốc phải dừng sự cố Q2.0 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao Q2.1 : Chuông báo động bảng BCC b,Máy lái số 1 *Tín hiệu vào I1.7 : Tín hiệu mất nguồn bộ khởi động máy lái số 1 I2.0 : Tín hiệu quá tải máy lái số 1 I2.1 : Cảm biến mức dầu thuỷ lực trong két thấp I2.2 : Tín hiệu mất nguồn điều khiển I2.3 : Tín hiệu báo máy lái 1 chạy *Tín hiệu ra Q2.2 : Đèn báo mất nguồn Q2.3 : Đèn báo máy lái số 1 quá tải Q2.4 : Đèn báo mức dầu thuỷ lực trong két thấp Q2.5 : Đèn báo mất nguồn điều khiển Q2.6 : Đèn báo máy lái 1 chạy c,Máy lái số 2 *Tín hiệu vào I2.4 : Tín hiệu mất nguồn bộ khởi động máy lái số 2 I2.5 : Tín hiệu quá tải máy lái số 2 I2.6 : Cảm biến mức dầu thuỷ lực trong két thấp I2.7 : Tín hiệu mất nguồn điều khiển I3.0 : Tín hiệu báo máy lái 2 chạy *Tín hiệu ra Q2.7 : Đèn báo mất nguồn Q3.0 : Đèn báo máy lái số 2 quá tải Q3.1 : Đèn báo mức dầu thuỷ lực trong két thấp Q3.2 : Đèn báo mất nguồn điều khiển Q3.3 : Đèn báo máy lái 2 chạy 2.4.2Lựa chọn cấu hình phần cứng a,Bảng ECC : Ta sử dụng PLC S7-200 : CPU 216 + 7 Module trong đó có 5 Module 8I/8O số và 2 Module vào tương tự. b,Bảng BCC : Ta sử dụng PLC S7-200 : CPU 216 + 4 Module trong đó có 2 Module 8I/8O số và 2 Module vào tương tự 2.4.3Chương trình điều khiển trên S7-200 Xem phần phụ lục 2.5 Bản vẽ kĩ thuật bảng điều khiển ECC và BCC Bản vẽ A0