Lập trình điều khiển hệ thống sản xuất nước tương

BAÙO CAÙO THÖÏC TAÄP ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TRÌNH. Ñeà taøi: ÑIEÀU KHIEÅN HEÄ THOÁNG SAÛN XUAÁT NÖÔÙC TÖÔNG Yeâu caàu: Thieát keá baèng Wincc vaø vieát chöông trình ñieàu khieån baèng S7-300 cho moät coâng ñoaïn saûn xuaát nöôùc töông nhö hình sau: Yeâu caàu coâng ngheä: Nhaán nuùt chaïy loadcell caân nguyeân lieäu treân baøn caân. Nhaán nuùt chaïy ñoäng cô 1 cho ñoäng cô 1 chaïy bôm nöôùc töø boàn nöôùc vaøo beå xay ñeå troän nöôùc vôùi nguyeân lieäu. Nhaán nuùt ñoäng cô 2 ñoäng cô 2 chaïy bôm nguyeân lieäu ñaõ xay vaøo beå thuyû phaân tieán haønh coâng ñoaïn thuyû phaân nguyeân lieäu baèng caùch nhaán nuùt chaïy ñoäng cô 4 bôm axit HCl vaøo beå thuyû phaân. Sau khi thuyû phaân seõ ñöôïc bôm qua beå trung hoaø ñeå trung hoaø axit dö trong nguyeân lieäu vaø cuoái cuøng ñöa qua beå laéng ñeå loïc caën baõ vaø ñöa ñi ñoùng chai. I. VIEÁT CHÖÔNG TRÌNH ÑIEÀU KHIEÅN DUØNG PLC S7-300 Töø thanh tieâu ñeà choïn All Programs > SIMATIC > SIMATIC Manager: Xuaát hieän cöûa soå SIMATIC Manager nhö sau Ñeå taïo moät döï aùn môùi, choïn File > New Project’ Wizard… Cöûa soå STEP 7 Wizard: “New Project” xuaát hieän, choïn muïc Display Wizard on starting the SIMATIC Manager sau ñoù nhaáp Next ñeå tieáp tuïc. Cöûa soå STEP 7 Wizard: “New Project” xuaát hieän, yeâu caàu choïn loaïi CPU khi thöïc hieän döï aùn môùi. Ôû ñaây choïn CPU 314 roài choïn Next. Cöûa soå STEP 7 Wizard: “New Project laïi xuaát hieän yeâu caàu choïn Blocks, choïn khoái OB1, ngoân ngöõ laäp trình LAD sau ñoù choïn Next ñeå tieáp tuïc. Xuaát hieän cöûa soå yeâu caàu ñaët teân cho döï aùn. Trong muïc Project name nhaäp “ÑKHT SAÛN XUAÁT NÖÔÙC TÖÔNG”, sau ñoù nhaáp Make ñeå hoaøn taát. Giao dieän laøm vieäc cuûa chöông trình xuaát hieän nhaáp ñuùp chuoät vaøo khoái OB1 ñeå môû cöûa soå laäp trình ladder tieán haønh laäp trình. Maøn hình soaïn thaûo LAD/STL/FBD… cuûa SIMAC Manager xuaát hieän nhö hình döôùi Chöông trình hoaøn chænh ñöôïc vieát treân S7-300 nhö sau: ♦ THÖÏC HIEÄN LAÄP TRÌNH Ñeå ñaët teân cho chöông trình ta nhaáp chuoät traùi vaøo OB1 vaø nhaäp teân chöông trình laø “ DK HEÄ THOÁNG SAÛN XUAÁT NÖÔÙC TÖÔNG” .Ta coù theå vieát giaûi thích ôû muïc Comment.Vieát chöông trình treân Network 1 ta nhaáp vaøo ñöôøng thaúng nhö hình döôùi. Ñeå laáy tieáp ñieåm thöôøng hôû, nhaáp ñuùp vaøo Bit logic trong cöûa soå Program Elements vaø nhaáp tieáp ñieåm thöôøng hôû goïi ra laøm vieäc. Hoaëc nhaán phím F2 treân Network 1 xuaát hieän tieáp ñieåm thöôøng hôû nhö hình döôùi: Sau ñoù, ñeå ñaïêt ñòa chæ cho tieáp ñieåm thöôøng hôû baèng caùch nhaáp vaøo daáu vaø nhaäp ñòa chæ laø I0.0. Tieáp theo ñeå laáy tieáp ñieåm thöôøng ñoùng, cuõng nhaáp ñuùp vaøo Bit logic trong cöûa soå Progam Elements vaø nhaáp ñuùp tieáp ñieåm thöôøng ñoùng . Hoaëc nhaán phím F3 treân baøn phím, treân Network 1 xuaát hieän tieáp ñieåm thöôøng ñoùng nhö hình sau: Ñeå ñaët ñòa chæ cho tieáp ñieåm thöôøng ñoùng, nhaáp vaøo daáu vaø nhaäp ñòa laø I0.1 Laáy cuoän daây ngoõ ra, nhaáp ñuùp muïc bit logic trong cöûa soå Program Elements vaø nhaáp ñuùp choïn bieåu töôïng cuoän daây ngoõ ra . Ngay laäp töùc treân Network 1 xuaát hieän cuoän daây ngoõ ra nhö hình döôùi. Ñaët ñòa chæ cho cuoän daây ngoõ ra laø bieán trung gian M0.0. Töông töï, taïo tieáp ñieåm thöôøng hôû töï giöõ M0.0. Sau khi taïo caùc tieáp ñieåm thöôøng ñoùng, thöôøng hôû, cuoän ñaây ngoõ ra, Network hoaøn thaønh nhö hình döôùi. Network 2 cuõng laøm töông töï nhö Network 1, nhöng trong Network naøy ngoaøi caùc tieáp ñieåm thöôøng ñoùng, thöôøng hôû, cuoän daây ngoõ ra coøn coù Timer On Delay. Ñeå laáy Timer On Delay, nhaáp ñuùp vaøo muïc Timers trong thö vieän roài choïn loaïi S_ODT. Hoaëc caùch khaùc laø nhaán toå hôïp phím Alt+F9 Trong Nextwork naøy, thôøi gian cho timer taùc ñoäng laø 5s, ñieáu ñoù coù nghóa laø nhaäp vaøo ngoõ TV laø: S5T#5S. Tieáp tuïc, taïo Nextwork 3 nhö hình, cuõng laáy caùc tieáp ñieåm thöôøng ñoùng, thöôøng hôû , Timer On Delay vaø maëc ñònh thôøi gian taùc ñoäng cho noù. Sau ñoù, ñaët teân vaø giaûi thích nguyeân lyù hoaït ñoäng maïch cuûa Network. Töông töï, taïo ñöôïc caùc Nextwork hoaøn chænh nhö sau: Sau khi laäp trình maïch ñieàu khieån theo yeâu caàu, löu chöông trình baèng caùch nhaáp choïn Save treân thanh coâng cuï. ♦ MOÂ PHOÛNG CHÖÔNG TRÌNH Sau khi löu chöông trình, baét ñaàu moâ phoûng baèng caùch khôûi ñoäng chöông trình Simulation On/Off . Vaøo Start > SIMATIC > STEP 7 > S7-PLCIM Simulating Moduler Hoaëc nhaáp vaøo bieåu töôïng treân cöûa soå SIMATIC Manager. Cöûa soå S7-PLCSIM – SimView1 xuaát hieän. Khi maøn hình moâ phoûng xuaát hieän, tröôùc heát nhaáp nuùt MRES ñeå Reset boä nhôù treân phaàn moâ phoûng. Khi ñoù, thoâng baùo xuaát hieän hoûi baïn coù muoán xoaù chöông trình cuõ hay khoâng, nhaáp Yes ñeå chaáp nhaän xoaù chöông trình cuõ ñeå naïp chöông trình môùi. Ñeå laáy caùc ngoõ vaøo, nhaáp choïn bieåu töôïng treân maøn hình S7-PLCSIM – SimView1. Neáu ngoõ vaøo cuûa chöông trình moâ phoûng vöôït quaù 8 ngoõ vaøo, choïn bieåu töôïng moät laàn nöõa vaø moät baûng IB hieän ra. Sau ñoù, nhaáp choïn IB vaø ñaùnh soá 1 vaøo. Luùc naõy, baûng IB vöøa laáy ra laø IB1 vaø hieån thò töø I1.0 ñeán I1.7. Töông tö ñeå theo doõi ngoõ ra Q cuûa PLC, nhaáp bieåu töôïng treân thang coâng cuï. Baûng ngoõ ra PLC QB0 xuaát hieän. Thöïc hieän moät laàn nöõa vaø thay ñoåi giaù trò ta ñöôïc QB1. Ñeå laáy bit nhôù M cuõng thöïc hieän töông töï nhö vaäy nhö nhaáp vaøo bieåu töôïng Ñeå laáy Timer On Delay töø T37 ñeán T40 ta cuõng thöïc hieän töông töï nhö nhaáp vaøo bieåu töôïng vaø thay ñoåi giaù trò 0 thaønh giaù trò töø 37 ñeán 40. Sau khi ñaõ hoaøn taát laáy caùc ngoõ vaøo vaø ra, ñeå tieán haønh moâ phoûng trôû veà maøn hình soaïn thaûo chöông trình LAD/STL/FBD… Tieán haønh Download chöông trình xuoáng moät khoái OB1 ñeå phaàn meàm moâ phoûng S7-PLCSIM Simulating Modules nhaän chöông trình caàn moâ phoûng. Baèng caùch nhaáp choïn bieåu töôïng treân thanh coâng cuï. Hoaëc choïn PLC > Download töø thanh thöïc ñôn chính. Sau khi taûi chöông trình caàn moâ phoûng xuoáng OB1, ñeå chöông trình hieån thò treân maøn hình soaïn thaûo, nhaáp bieåu töôïng treân thanh coâng cuï. Maøn hình soaïn thaûo seõ ñoåi traïng thaùi ñeå chuaån bò quaù trình moâ phoûng. Hieän töôïng thay ñoåi giao dieän treân maøn hình soaïn thaûo naøy ñaõ baùo cho ngöôøi söû duïng bieát laø chöông trình moâ phoûng ñaõ saün saøng hoaït ñoäng. Sau khi hoaøn taát quaù trình Download, trôû laïi giao dieän S7-PLCSIM – SimView hieån thò caùc ngoõ vaøo ra ñeå baét ñaàu chaïy chöông trình moâ phoûng. Sau ñoù, nhaáp choïn cheá ñoä RUN trong baûng CPU 30… chaïy chöông trình moâ phoûng. II. THIEÁT KEÁ HEÄ MOÄT COÂNG ÑOAÏN TRONG HEÄ THOÁNG SAÛN XUAÁT SÖûA TREÂN WINCC 1. LIEÂN KEÁT WINCC VÔÙI S7_300 Khôûi ñoäng WINCC vaøo start > SIMACTIC > WinCC > Windows Control Center 6.0 Cöûa soå WinCCExplorer xuaát hieän. Ñeå taïo döï aùn môùi töø trình ñôn chính ta vaøo File > New Cöûa soå WinCC Explorer xuaát hieän choïn OK. Cöûa soå Create a new project xuaát hieän nhaäp teân “DKCONGDOANCUAHETHONGSANXUATSUA” taïi khung Project Name choïn Create ñeå keát thuùc. Cöûa soå WinCCExplorer - xuaát hieän coù giao dieän nhö hình döôùi. Trong khung beân traùi nhaáp phaûi vaøo muïc Tag Management choïn Add New Driver… taïo trình ñieàu khieån môùi. Hoäp thoaïi Add new driver xuaát hieän. Ñeå noái vôùi SIMATIC S7-300 choïn SIMATIC S7 Protocol Suite.Chn. Sau khi choïn xong, nhaáp Open keát thuùc quaù trình khai baùo. Tieán haønh keát noái baèng caùch choïn ñöôøng daãn ñeán SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE > MPI nhaáp phaûi chuoät choïn New Driver Connection… Hoäp thoaïi Connection properties xuaát hieän, nhaäp teân S7_300 trong khung Name. Sau ñoù, nhaáp nuùt Properties thieát ñaët thuoäc tính. Hoäp thoaïi Connection Parameter – MPI xuaát hieän. Trong khung S7 Network Address thay giaù trò 0 thaønh giaù trò 2 trong muïc Slot Number roài nhaáp OK chaáp nhaän. Hoäp thoaïi WinCCExplorer xuaát hieän bieåu töôïng vaø thoâng baùo vieäc keát noái ñaõ thaønh coâng. Ñeå tieän quaûn lyù caùc tag coù chöùc naêng gioáng nhau, böôùc tieáp theo taïo Tag trong PLC. Ñoái vôùi chöông trình phöùc taïp thì coù nhieàu tín hieäu vaøo ra, neáu khoâng taïo Tag thì khoù theo doõi trong quaù trình lieân keát. Ñeå taïo nhoùm Tag, nhaáp phaûi chuoät leân bieåu töôïng choïn New Group… Hoäp thoaïi Properties of tag group xuaát hieän, nhaáp teân nhoùm Tag vaøo khung Name laø “DIEU KHIEN DONG CO”. Sau ñoù, nhaáp OK keát thuùc giai ñoaïn ñaët teân nhoùm Tag. Ñeå taïo caùc Tag trong Group Tap “DKDONGCO”, nhaáp phaûi chuoät leân bieåu töôïng . Choïn NewTag.. Hoäp thoaïi Tag properties xuaát hieän, choïn theû General. Ôû muïc Name ñaët teân laø CHAY. Ñeå choïn kieåu bit laø kieåu ngoõ ra, nhaáp nuùt Select. Hoäp thoaïi Address properties xuaát hieän choïn Bit memory ôû khung Data ñeå keát. Choïn ñòa chæ 0.0 ñeå muïc Address nhaáp OK ñeå keát thuùc. Trôû laïi cöûa soå WinCCExplorer - xuaát hieän coù nhö hình döôùi. Töông töï cho nuùt nhaán DUNG, caûm bieán 1, caûm bieán 2, caûm bieán 3, caûm bieán 4, caûm bieán 5, caûm bieán 6, caûm bieán 7, caûm bieán 8, ñeøn xanh 0, ñeøn xanh 1, ñeøn xanh 2, ñeøn ñoû 0, ñeøn ñoû 1, ñeøn ñoû 2, ñeøn ñoû 3. Sau khi tao caùc Tag ta coù keát quaû nhö hình döôùi. 2. PHAÀN THIEÁT KEÁ ÑOÀ HOAÏ GRAPHICS DESIGNER Quan saùt heä thoáng thieát keá hoaøn chænh nhö hình sau: Trong hoäp thoaïi WinCCExplorer… nhaáp ñuùp thö muïc Graphics Designer. Hoaëc nhaáp phaûi leân Graphics Designer choïn New picture. Nhaáp vaøo bieåu töôïng hoäp thoaïi Graphics Desiger – [Newpdl1} xuaát hieän. Ñeå hieån thò thö vieän thieát keá baèng caùch nhaáp choïn bieåu töôïng treân thanh coâng cuï. Hoaëc töø trình ñôn chính choïn Wiew > Library nhö hình döôùi. Hoäp thoaïi Library… xuaát hieän ñeå laáy caùc duïng cuï caàn thieát. Trong khung beân traùi nhaáp ñuùp thö muïc Global Library. Caùc thö muïc trong Globar Library xuaát hieän. Nhaáp ñuùp vaøo muïc Siemens HMI Symbol Library 1.3 ñeå xem caùc thaønh phaàn nhoû beân trong. Luùc naøy, thö vieän hieån thò döôùi daïng folder. Ñeå thuaän tieän vieäc tìm kieám duïng cuï caàn thieát, nhaáp bieåu töôïng maét kính ñeå hieån thò hình aûnh cuï theå cuûa thieát bò muoán laáy. Luùc ñoù deã daøng hôn trong vieäc tìm caùc thieát bò mong muoán. Muoán laáy thieát bò, phaûi xaùc ñònh thieát bò ñoù naèm trong folder naøo. Khi ñoù, vieäc laáy thieát bò seõ nhanh choáng hôn vì caùc thieát bò ñöôïc xeáp theo coâng cuï. Ñeå laáy boàn nguyeân lieäu thì nhaáp choïn thö muïc Tanks roài laàn löôït löïa choïn Hopper, Tank with Cutaway, Tank support, Reactor 6, Reactor7 vaø keùo ra maøn hình soaïn thaûo. Ñeå laáy oáng noái ta nhaáp choïn thö muïc Pipers laàn löôït choïn 90o curve 3, 90o curve 3, Reducer 1, Short horizontal pipe, Flange – vertical, Flange with bolts on right vaø keùo leâ töøng caùi moät ra maøn hình thieát keá. Ñeå laáy caûm bieán ta choïn thö muïc Sensors ta tieán haønh laáy Load cell, Bin level monitor vaø keùo leâ ra maøn hình thieát keá. Ñeå laáy van ta nhaáp choïn thö muïc Valves laàn löôït choïn Hand valve 2, 3 D –valve vaø keùo leâ ra maøn hình soaïn thaûo. Ñeå laáy ñoäng cô ta nhaáp choïn thö muïc Motors laàn löôït choïn Motors 4, Motors 6 keùo leâ ra maøn hình soaïn thaûo. Ñeå laáy ñoäng cô bôm ta nhaép vaøo thö muïc Pumps vaø choïn Cool pump keùo leâ ra maøn hình soaïn thaûo. Nhaáp choïn thö muïc Scales. Choïn Scale 1 roài keùo leâ ra maøn hình thieát keá. Nhaáp choïn Global Library > PlantElements > Tanks choïn laàn löôït Tank1, Tank4 keùo leâ ra maøn hình thieát keá. Sau khi laáy caùc thieát bò ta tieán haønh gheùp laïi ñeå ñöôïc moâ hình nhö döôùi. Ñeå thieát keá ñeøn ta nhaáp vaøo bieåu töôïng Circle ôû cöûa soå Object Palette vaø keùo leâ ra maøn hình soaïn thaûo. Ñeå choïn maøu ta nhaáp vaøo khung maøu ôû beân traùi cöûa soå soaïn thaûo. Ta ñöôïc nhö sau Ñeå thieát keá nuùt nhaán ta nhaáp choïn bieåu töôïng Selection > Button trong cöûa soå Object Palette keùo leâ veõ treân maøn hình soaïn thaûo. Nhaäp teân vaøo muïc Text ñeå ñaët teân cho nuùt nhaán chay ta nhaáp vaøo ñuùp vaøo cöûa soå Button Configuration xuaát hieän ta ñaët teân ON ôû khung Text choïn font chöõ ôû khung Font choïn maøu cuûa chöõ ôû khung Color. Cuoái cuøng choïn OK . Laøm töông töï cho nuùt nhaán DUNG, CamBien1, CamBien 2, CamBien 3, CamBien 4, CamBien 5, CamBien 6, DCBOM1, DCBOM2, DCBOM3, DCBOM4. Sô ñoà thieát keá hoaøn chænh nhö hình sau. 3. TAÏO CAÙC LIEÂN KEÁT VÔÙI GIAO DIEÄN ÑOÀ HOAÏ ÑEÅ MOÂ PHOÛNG. Nhaáp phaûi leân nuùt nhaán CHAY choïn Properties. Hoäp thoaïi Object Properties xuaát hieän, choïn tab Events. Khung beân traùi hoäp thoaïi choïn Mouse > Press left roài nhaáp chuoät phaûi vaøo bieåu töôïng hình muõi teân choïn C-Action. Hoäp thoaïi Edit Action xuaát hieän, nhaáp chuoät choïn: Internal functions > Tag > Set > SetTagbit. Hoäp thoaïi Assigning Parameters xuaát hieän, trong value choïn 1, trong Tag_Name choïn Tag selection Hoäp thoaïi Tags – Project… xuaát hieän chöùa caùc tag maëc ñònh vaø caùc Tag ñaõ thieát laäp trong phaàn tröôùc, choïn tag CHAY sau ñoù nhaáp OK. Hoäp thoaïi Assiging Paramameters xuaát hieän, hieån thò ôû coät Value laø CHAY vaø 1 nhö hình döôùi, sau ñoù nhaáp OK keát thuùc. Trôû laïi hoäp thoaïi Object Properties, thaáy muõi teân beân phaûi Press left hieån thò maøu xanh töùc ñaõ ñöôïc khai baùo. Sau ñoù ñeå cho goïn cöûa soå laøm vieäc vôùi caùc coâng vieäc tieáp theo thì neân nhaáp chuoät vaøo bieåu töôïng daáu “x” maøu ñoû ôû treân cuøng beân tay phaûi. Khai baùo töông töï cho DUNG, Cambien1, Cambien2, Cambien3, Cambien4, Cambien5, Cambien6. Ñeå kích hoaït ñeøn nhaáp nhaùy maøu, nhaáp chuoät phaûi vaøo ñeøn xanh choïn Properties. Hoäp thoaïi Object Properties xuaát hieän, choïn Tab Properties > Flashing ñoåi muïc Flashing Background Active maëc ñònh laø No thaønh Yes nhö hình döôùi Sau ñoù, nhaáp chuoät phaûi vaøo bieåu töôïng boùng ñeøn choïn Tag, xuaát hieän hoäp thoaïi Tags - Project ñeå choïn Tag lieân keát, sau khi choïn thì bieåu töôïng cuûa boùng ñeøn hieån thò laø maøu xanh. Trôû laïi hoäp thoaïi Object Properties, bieåu töôïng boùng ñeøn chuyeån sang maøu xanh töùc ñaõ ñöôïc khai baùo nhö hình döôùi ñaây: Nhaáp chuoät phaûi vaøo ñoäng cô choïn Tab Properties. Hoäp thoaïi Object Properties xuaát hieän, choïn Tab Properties > Miscellaneous. Nhaáp phaûi ôû muïc Dynamic > Tag.. Hoäp thoaïi Assigning Parameters xuaát hieän, choïn giaù trò trong value laø 1, trong Tag_Name choïn Tag selection. Hoäp thoaïi Tags – Project… xuaát hieän goàm caùc Tag ñaõ thieát laäp trong phaàn keát noái vôùi S7-300, choïn muïc CHAY sau ñoù nhaáp OK. Trôû laïi hoäp thoaïi Object Properties, thaáy ñeøn ñoåi sang maøu xanh baùo hieäu thôøi gian hieån thò 2s nhö hình döôùi. Tieán haønh laøm töông töï cho caùc ñoäng cô coøn laïi. Keát quaû nhö sau: