Đồ án Thiết kế giao diện kết nối giữa wincc và step7 trong công đoạn đập đá vôi nhà máy xi măng Hải Phòng

i lµ silo hai lâi : lâi trong lµ xi m¨ng nguyªn chÊt (PC60), lâi ngoµi lµ xi m¨ng m¸c PC40 . C«ng nghÖ lóc ®Çu lµ lâi trong lµ phô gia ®­îc nghiÒn mÞn cßn lâi ngoµi lµ xi m¨ng nguyªn chÊt ®Ó cã thÓ s¶n xu¸t bÊt cø lo¹i xi m¨ng nµo theo yªu cÇu cña nhµ tiªu thô. ChÝnh v× vËy lóc ®Çu cßn cã giai ®o¹n nghiÒn phô gia riªng nh­ng b©y giê ®· ®­îc bá ®i. 1.2.6.C«ng ®o¹n ®ãng bao. Xi m¨ng vµ phô gia sau khi nghiÒn xong ®¹t ®é mÞn theo quy ®Þnh ®æ vµo silo. Qua hÖ thèng van xi m¨ng ®­îc ®æ vµo m¸ng khÝ ®éng, gµu vËn chuyÓn ®æ vµo sµn rung råi ®­a vµo kÐt chøa cña c©n PFISTER.Tõ kÐt chøa xi m¨ng ®­îc th¸o xuèng bao qua c¸c van më. C¸c van më nµy cã g¾n c¸c c¶m biÕn møc ®Ó nhËn biÕt khèi l­îng bao ®ang ®ãng. Cã ba møc lµ : thÊp, b×nh th­êng, cao. Khi mµ khèi l­îng bao ch­a ®ñ th× van vÉn ®­îc më ®Ó xi m¨ng xuèng tiÕp ®Õn khi ®ñ th× ®ãng van. HÖ thèng ®ãng bao gåm 4 m¸y ®ãng bao lo¹i quay 8 vßi theo thiÕt kÕ cña h·ng Ventomatic (trong ®ã cã hai m¸y tù ®éng). N¨ng suÊt 1 m¸y 100 tÊn/h. Bao sau khi ®­îc ®ãng qua hÖ thèng lµm s¹ch bao b»ng khÝ nÐn qua hÖ thèng b¨ng t¶i cao su ®­a xuèng c¸c m¸ng xuÊt « t« vµ tµu (hai m¸ng xuÊt « t«, hai m¸ng xuÊt xuèng tµu). Trªn b¨ng t¶i cã g¾n c¸c sensor ®Õm s¶n phÈm. Khèi l­îng bao xi m¨ng lµ 501 kg. Mçi m¸y ®ãng bao cã mét hÖ thèng gi¸m s¸t sö dông S7- 300 ®Ó ®­a th«ng tin vÒ phßng ®iÒu khiÓn trung t©m. Ch­¬ng 2 d©y chuyÒn §ËP ®¸ v«i NHµ M¸Y XI M¡NG H¶I PHßNG Trong c«ng nghÖ s¶n xuÊt xi m¨ng th× qu¸ tr×nh chuÈn bÞ nguyªn liÖu ®ãng mét vai trß quan träng. ViÖc khai th¸c vµ ®ång nhÊt ®¸ v«i cña nhµ m¸y xi m¨ng H¶i Phßng ®­îc thùc hiÖn ngay t¹i chç vµ ®ßi hái tù ®éng hãa cao. Sau ®©y ta ®i t×m hiÓu vÒ c«ng ®o¹n nµy. 2.1.C«ng ®o¹n chuÈn bÞ ®¸ v«i 2.1.1.Kh¸i qu¸t chung. §¸ v«i ®­îc khai th¸c trùc tiÕp tõ nh÷ng nói ®¸ v«i vµ vËn chuyÓn b»ng « t« t¶i ®æ vµo kÐt. Qua hÖ thèng cÊp liÖu kiÓu tÊm, ®¸ v«i ®­îc ®­a vµo m¸y ®Ëp bóa. T¹i m¸y bóa ®¸ v«i ®­îc ®Ëp nhá tíi kÝch cì yªu cÇu. Sau ®ã ®¸ v«i ®­îc vËn chuyÓn vÒ kho chøa ®ång nhÊt s¬ bé b»ng hÖ thèng b¨ng t¶i cao su. Trªn c¸c b¨ng t¶i ®Òu cã c¸c läc bôi tay ¸o. Ngoµi ra trªn b¨ng t¶i cã hÖ thèng d©y an toµn dïng khi cã sù cè x¶y ra cã thÓ dïng hÖ thèng ë bÊt cø vÞ trÝ nµo mµ kh«ng cÇn ch¹y vÒ thiÕt bÞ ®ãng c¾t. Qua hÖ thèng b¨ng cao su liÖu ®­îc ®­a vÒ kho 151 tíi cÇu r¶i liÖu di ®éng (ST100) r¶i ®¸ v«i thµnh hai ®èng víi khèi l­îng mçi ®èng 1100 tÊn. CÇu r¶i sö dông hÖ thèng c¶m biÕn ®o chiÒu cao vµ gãc nghiªng ®Ó ®¸nh dÊu. M¸y cµo (RE100) ®­a ®¸ v«i vµo hÖ thèng b¨ng t¶i chuyÓn tíi kÐt chøa cña c©n b¨ng ®Þnh l­îng. NhiÖm vô cña c«ng ®o¹n nµy lµ ®Ëp ®¸ v«i ®Õn kÝch th­íc quy ®Þnh sau ®ã vËn chuyÓn vÒ kho chøa ®ång nhÊt s¬ bé vµ r¶i thµnh ®èng. Qu¸ tr×nh ®Ëp vµ vËn chuyÓn vÒ kho diÔn ra nh­ s¬ ®å. H×nh 2.1. S¬ ®å d©y chuyÒn ®Ëp ®¸ v«i. 2.1.2.C¸c thiÕt bÞ trong c«ng ®o¹n. 1.§éng c¬ 131AF030 Bé dÉn ®éng gåm hai ®éng c¬ biÕn tÇn: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 22 x 2 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi sao). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 43,5 x 2 A. +HÖ sè coj : cos = 0,87. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 970 vßng/phót. + TÇn sè f : 5 ¸ 50 Hz CÊp liÖu tÊm AF 2800x12 N¨ng suÊt thiÕt kÕ : 900 t / h ChiÒu réng : 2800 mm ChiÒu dµi : 12 m C¹nh dÉn h­íng : 2 Gãc nghiªng : 200 Tèc ®é : 0,005¸0,05m/s NhiÖm vô : VËn chuyÓn ®¸ v«i tõ phiÔu 131FY010 vµo tíi rul« cöa ®æ 131HC100M02. 2.§éng c¬ 131SX030 +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 0,55 x 2 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi sao). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 1,5 A. +HÖ sè coj : cos = 0,76. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1400 vßng/phót. NhiÖm vô : Cµo lµm s¹ch ®¸ v«i r¬i v·i d­íi gÇm b¨ng t¶i tÊm 131AF030 xuèng b¨ng t¶i cao su 131BC110M01. 3.§éng c¬ 131GS030 §éng c¬ b¬m dÇu GS030 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 0,18 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi sao). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 0,75 A. +HÖ sè coj : cos = 0,68. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 340 vßng/phót. NhiÖm vô : B¬m mì b«i tr¬n cho xÝch cña b¨ng t¶i tÊm 131AF030M01. 4.Nhãm ®éng c¬ 131.HC100 a.§éng c¬ 131.HC100M01 M¸y bóa sö dông ®éng c¬ rotor d©y quÊn sö dông biÕn trë dung dÞch Na2CO3 trong qu¸ tr×nh khëi ®éng cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 1180 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 6000V (nèi sao). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 151 A. +HÖ sè coj : cos = 0,79. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 992 vßng/phót. + Khèi l­îng : M =800 kg. M¸y ®Ëp bóa KiÓu EV x 300-1S do h·ng FLSmith chÕ t¹o vµ cung cÊp thiÕt bÞ. §©y lµ m¸y ®Ëp bóa víi mét Rulo (con l¨n) ®éng c¬ M02 cÊp liÖu ®Çu vµo . CÊu t¹o m¸y bóa nh­ h×nh §Õ Vá cè ®Þnh Vá cã thÓ lËt Rulo (con l¨n) ®Çu vµo Roto TÊm ®Ëp Ghi 6 3 7 5 4 2 1 H×nh 2.2.H×nh ¶nh cÊu t¹o m¸y bóa ®Ëp ®¸ v«i. - VËt liÖu : §¸ v«i - Khèi l­îng riªng : 1,4 t/m3. - KÝch th­íc vËt liÖu vµo : Dmax = 1,5m - §é Èm : max 3% - N¨ng suÊt thiÕt kÕ : 750 t/h - KÝch th­íc ®¸ v«i sau khi ®Ëp: max 60mm. - Roto bóa : §­êng kÝnh : 2m ChiÒu réng : 3m VËn tèc : 375 v/ph Sè hµng bóa : 4 Sè qu¶ bóa : 48 Träng l­îng : 133kg/1qu¶ - Tæng träng l­îng bóa : 6384kg NhiÖm vô : Quay v¨ng c¸c qu¶ bóa g¾n trªn Roto bóa ®Ótäa sù va ®Ëp lµm cho ®¸ vì. Giới thiệu về bộ khởi động của động cơ máy bóa. Chức năng: Bộ khởi động động cơ không đồng bộ rotor dây quấn dùng để khởi động các động cơ công suất lớn (hàng nghìn KW) bằng điện trở ở roto. Điện trở phụ ở roto là loại dung dịch chất lỏng Na2CO3. Điều kiện làm việc của bộ khởi động a)Các điều kiện liên động cho khởi động cơ: +Điện cực ở vị trí trên cùng. +Điện cực di chuyển trong 1 giới hạn cho phép. +Nguồn điện áp điều khiển. +Tất cả các cầu chì đều tốt. +Nhiệt độ dung dịch trong khoảng 5¸ 85oC. +Mức dung dịch đảm bảo giới hạn cho phép. b)Các điều kiện liên động quá trình khởi động: +Nhiệt độ dung dịch không vượt quá 85oC. +Thời gian khởi động không vượt quá trị số đặt trước. +Dòng điện động cơ di chuyển điện cực không vượt quá giá trị số dòng định mức. 1.Bình chứa dung dịch Na2CO3. 2. Động cơ nâng hạ điện cực. 3. Điện cực ở vị trí max. 4. Điện cực ở vị trí min. 5Công tắc tơ loại bỏ điện trở phụ. 6.Cảm biến vị trí:S1 đo Rmax; S2 đo Rmin. 7. Động cơ chính Ngoài ra còn có các cảm biến đo nhiệt độ, mức chất lỏng. c)Tác động của hệ thống ở cuối hành trình khởi động +Công tắc tơ ngắn mạch có điện,ngắn mạch roto. +Động cơ di chuyển điện cực về vị trí ban đầu. Các khâu trong hệ thống khởi động. +Động cơ di chuyển điện cực là động cơ không động bộ roto lồng sóc công suất 6 KW điện áp 380V. +Điều khiển sự làm việc của động cơ di chuyển điện cực bảo đảm các điều kiện liên động bằng thiết bị lozic lập trình cỡ nhỏ Easy 619-AC-RC. +Bộ biến tần ÁC 143 của hãng ABB cấp điện cho động cơ di chuyển điện cực. +Các cảm biến đo nhiệt độ, mức dung dịch. b.§éng c¬ 131HC100M02 .Rul« HC100M02 cã th«ng sè: - Rul« (con l¨n) dÉn kiÖu : §­êng kÝnh : 1m ChiÒu réng : 3m VËn tèc : 19 v/ph +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 45KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V(nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I =88,5 A. +HÖ sè coj : cos = 0,86. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1479vßng/phót. NhiÖm vô: §éng c¬ dïng ®Ó quay Rul« chuyÓn ®¸ tõ tõ vµo cho m¸y bóa ®Ëp 131HC100M01. c.§éng c¬ 131HC100M03 HC100M03 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 0,74KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V(nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I =4,9 A. +HÖ sè coj : cos = 0,86. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = vßng/phót. NhiÖm vô: §éng c¬ dïng ®Ó b¬m dÇu tuÇn hoµn lµm m¸t cho hép gi¶m tèc cña m¸y bóa trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng. 5.§éng c¬ 131BC110 KiÓu b¨ng RFBE – B2200 -9.8S. N¨ng suÊt Nom =773 TÊn/h. Max=1005 TÊn/h. §éng c¬ dïng ®Ó kÐo b¨ng t¶i BC110 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 11 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 22,5 A. +HÖ sè coj : cos = 0,85. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1450 vßng/phót. NhiÖm vô: NhËn ®¸ v«i sau khi m¸y bóa ®Ëp ®· ®¹t kÝch cì ®­a tíi b¨ng t¶i 131BC100M01. 6.Läc bôi tay ¸o a.§éng c¬ 131FN120 §éng c¬ sö dông cho qu¹t FN120 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 75 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 400V(nèi sao). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 141 A. +HÖ sè coj : cos = 0,83. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1410 vßng/phót. NhiÖm vô : Hót bôi t¹i c¸c cöa ®æ ®Ó b¸m dÝnh vµo c¸c tói lµm cho m«i tr­êng s¹ch sÏ vµ kh«ng l·ng phÝ nguyªn liÖu b.§éng c¬ 131SC120 §éng c¬ sö dông ®Ó kÐo b¨ng t¶i SC120 cã th«ng sè sau: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 2,2 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 400V(nèi sao). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 4,7 A. +HÖ sè coj : cos = 0,83. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1410 vßng/phót. NhiÖm vô: VËn chuyÓn bôi sau khi r¬i xuèng m¸ng c.§éng c¬ 131RF120 §éng c¬ sö dông cho van xoay ®Ó l­u håi l­îng bôi l¹i b¨ng t¶i cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 0,37 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi sao). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 1,15 A. +HÖ sè coj : cos = 0,76. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1380 vßng/phót. d.131BF120 §©y lµ bé ®iÒu khiÓn cho c¸c van tõ ho¹t ®éng xÞt khÝ vµo tói ®Ó lµm cho bôi r¬i xuèng. C¸c van nµy ho¹t theo tr×nh tù thêi gian. 7.§éng c¬ 131BC100 KiÓu b¨ng RT30-A1200 x 63GS N¨ng suÊt Nom =773 TÊn/h Max=1005 TÊn/h §éng c¬ dïng ®Ó kÐo b¨ng t¶i BC100 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 40,5 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 78 A. +HÖ sè coj : cos = 0,85. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1475 vßng/phót. NhiÖm vô: NhËn ®¸ v«i tõ b¨ng t¶i 131BC110M01 ®­a tíi chuyÓn ®Õn b¨ng t¶i 131BC090M01. 8.Läc bôi tay ¸o a.§éng c¬ 131FN110 §éng c¬ sö dông cho qu¹t FN1120 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 18,5 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 36,5 A. +HÖ sè coj : cos = 0,86. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1460 vßng/phót. b.§éng c¬ 131RF110 §éng c¬ sö dông cho van xoay ®Ó l­u håi l­îng bôi l¹i b¨ng t¶i cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 0,37 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi sao). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 1,15 A. +HÖ sè coj : cos = 0,76. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1380 vßng/phót. c.131BF110. 9.Nhãm ®éng c¬ 131BC120 a.§éng c¬ 131BC120M01 KiÓu b¨ng RT30-A1200 x 303GS N¨ng suÊt Nom =773 TÊn/h Max=1005 TÊn/h §éng c¬ dïng ®Ó kÐo b¨ng t¶i BC120 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 75 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V(nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 141 A. +HÖ sè coj : cos = 0,86. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1480 vßng/phót. NhiÖm vô: NhËn ®¸ v«i tõ b¨ng t¶i 131BC120M01 ®­a tíi chuyÓn ®Õn b¨ng t¶i 131BC09M01. b.§éng c¬ 131BC120M02 §éng c¬ dïng ®Ó phanh h·m b¨ng t¶i BC120 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 0,16 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V(nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 0,4 A. +HÖ sè coj : cos = 0,86. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = vßng/phót. 10.Läc bôi tay ¸o BF140 a.§éng c¬ 141FN140 §éng c¬ sö dông cho qu¹t FN1120 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 15 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V(nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 28,5 A. +HÖ sè coj : cos = 0,9. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1380 vßng/phót. b.§éng c¬ 141RF140 §éng c¬ sö dông cho van xoay ®Ó l­u håi l­îng bôi l¹i b¨ng t¶i cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 0,37 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi sao). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 1,15 A. +HÖ sè coj : cos = 0,76. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1380 vßng/phót. c.131BF140 11.Nhãm ®éng c¬ 131BC090 a.§éng c¬ 131BC090M01 KiÓu b¨ng RT30-A1200 x 165GS N¨ng suÊt Nom =773 TÊn/h Max=1005 TÊn/h §éng c¬ dïng ®Ó kÐo b¨ng t¶i BC090 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 75 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V (nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I = 141 A. +HÖ sè coj : cos = 0,86. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1460 vßng/phót. NhiÖm vô: NhËn ®¸ v«i tõ b¨ng t¶i 131BC120M01 ®­a tíi chuyÓn ®Õn b¨ng t¶i 131ST100M01. b.§éng c¬ 131BC090M02 §éng c¬ dïng ®Ó phanh h·m b¨ng t¶i BC090 cã th«ng sè: +C«ng suÊt ®Þnh møc : P = 0,16 KW. +§iÖn ¸p ®Þnh møc : U = 380V(nèi tam gi¸c). +Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I =0,4 A. +HÖ sè coj : cos = 0,86. +Tèc ®é ®Þnh møc : n = vßng/phót. 2.1.3 CÇu r¶i M¸y ®¸nh ®èng (Stacker 151ST100): - Di chuyÓn trªn ray nhê 2 ®éng c¬ biÕn tÇn M31, M32 (7,5KW). - N©ng h¹ cÇn: ®éng c¬ cho b¬m thuû lùc M17 (2,2KW). - B¨ng t¶i ®­îc kÐo b»ng ®éng c¬ M11 (37KW). - Ph¸t hiÖn vÞ trÝ ®èng: c¶m biÕn tõ - §éng c¬ kÐo c¸p lùc: ®éng c¬ M51 (0,75KW). - §éng c¬ kÐo c¸p ®iÒu khiÓn: ®éng c¬ M55 (0,75KW). H×nh 2.3. S¬ ®å cÇu d¶i ®¸ v«i. a. §éng c¬ di chuyÓn cÇu r¶i. CÇu r¶i di chuyÓn sö dông hai ®éng c¬ rotor lång sãc dïng biÕn tÇn ®iÒu chØnh M31 vµ M32 cã th«ng sè nh­ sau: C¬ cÊu truyÒn ®éng cÇu r¶i liÖu: - Kho¶ng c¸ch ray : 5 m - Sè b¸nh xe chñ ®éng : 4 - Sè b¸nh dÉn h­íng : 8 - §­êng kÝnh b¸nh xe : 500 mm - Hai ®éng c¬ M31 vµ M32 kiÓu 13MV/32-BK CE cã cïng th«ng sè nh­ nhau: P : 7,5Kw UY : 380V f : 50Hz n : 1450V/P cosj : 0,9 I : 14,6 Dïng phanh c¬ khÝ Y31,Y32 víi nguån lµ 220 V. Hai ®éng c¬ ®uîc ®iÒu khiÓn b»ng mét biÕn tÇn Simovert cña Siemen nªn chóng lu«n cïng ®¹t mét tèc ®é. BiÕn tÇn sö dông trong qu¸ tr×nh khëi ®éng vµ ®¶o chiÒu cho di chuyÓn cña cÇu r¶i v× cÇu r¶i lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i vµ ®¶o chiÒu liªn tôc. ChÝnh v× vËy biÕn tÇn lµm cho cÇu r¶i ho¹t ®éng ªm vµ kh«ng bÞ rung. Khi chuyÓn tõ b»ng tay sang tù ®éng th× huíng di chuyÓn sÏ tu¬ng tù nh­ huíng di chuyÓn lÇn cuèi cïng cña chÕ ®é b»ng tay nÕu nh­ cÇu r¶i vÉn cßn ë trong ®èng. CÇu d¶i ë vÞ trÝ gi÷a 5-6 huíng dÞch chuyÓn gäi lµ ch¹y nguîc. Cßn cÇu d¶i ë vÞ trÝ gi÷a 3-4 th× huíng dÞch chuyÓn gäi lµ ch¹y thuËn. ChuyÓn ®éng cña cÇu d¶i ®uîc giíi h¹n nhê c¶m biÕn c¬ khÝ t¹i hai vÞ trÝ: Qu¸ hµnh tr×nh thuËn: S30.3. Qu¸ hµnh tr×nh ng­îc: S30.4. ë gi÷a hai giíi h¹n nµy cßn cã nh÷ng giíi h¹n kh¸c cho ho¹t ®éng cña cÇu d¶i. Nh÷ng giíi h¹n nµy ®uîc ®¶m b¶o b»ng c¸c c¶m biÕn tõ. b.HÖ thèng thuû lùc n©ng h¹ cÇn r¶i liÖu. §éng c¬ b¬m thñy lùc M17 dïng cho viÖc n©ng h¹ cÇn trôc trong qu¸ tr×nh r¶i ®¸ v«i. Th«ng sè cña ®éng c¬: P : 2,2 Kw UD/Y : 230/400 V f : 50Hz I : 9,4/5,4 A n :1440V/P cosj : 0,9 ViÖc n©ng h¹ cÇn trôc ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®ãng më hai van: Y17 – van cho n©ng cÇn. Y17.1 – van cho h¹ cÇn. Nh÷ng giíi h¹n ho¹t ®éng cña cÇn trôc : 1.VÞ trÝ lµm viÖc cao nhÊt. 2.Giíi h¹n trªn. 3.Giíi h¹n duíi. Bé chuyÓn ®æi vÞ trÝ B17.2 trªn cÇn trôc dÓ x¸c ®Þnh vÞ trÝ lµm viÖc cña cÇn trôc. Cã mét pitt«ng nhá g¾n vµo cÇn trôc sÏ cho ta ®o ®uîc ®é nghiªng cña cÇn ®Ó tÝnh to¸n ®uîc vÞ trÝ lµm viÖc. TÝn hiÖu d¹ng analog nµy sÏ ®uîc göi tíi bé ®iÒu khiÓn PLC. CÇn h¹ tíi vÞ trÝ LOWER LIMIT th× dõng. VÞ trÝ nµy ®uîc nhËn ra bëi khãa S17.5 t¹i cÇn. Khi n©ng cÇn tíi vÞ trÝ UPPER LIMIT th× cã nghÜa cÇn ®· ®¹t vÞ trÝ tíi h¹n vµ ph¶i dõng n©ng cÇn. NÕu nguêi vËn hµnh ®Æt l¹i gi¸ trÞ th× Ên nót vÉn tiÕp tôc ho¹t ®éng. VÞ trÝ UPPER LIMIT ®uîc kÝch ho¹t bëi khãa S17.4 nèi víi cÇn r¶i. C¶m biÕn B17.3 ®Ó ®o kho¶ng c¸ch tõ cÇn tíi ®èng ®¸ v«i. TÝn hiÖu nµy d¹ng analog ®­a vÒ PLC ®Ó ph¸t hiÖn ®¸ v«i dùa vµo kho¶ng c¸ch gi÷a nã tíi ®Ønh ®èng. c. §éng c¬ b¨ng t¶i B¨ng t¶i r¶i liÖu - ChiÒu réng b¨ng : 1200mm - Tèc ®é b¨ng : 1,5m/s NhiÖm vô: NhËn ®¸ v«i tõ b¨ng t¶i 131BC090M01 ®­a tíi chuyÓn ®Õn b¨ng t¶i 131ST100M01 cña cÇu r¶i vµ r¶i vµo kho ®Ó ®ång nhÊt nguyªn liÖu. Sù chuyÓn ®éng cña b¨ng t¶i nhê ®éng c¬ M11: §éng c¬ kiÓu K21 R2266 4KW- HW P : 37Kw UD : 380V cosj : 0,86 I : 70,5 A n :1470 V/P f : 50 Hz §éng c¬ M11 dïng phu¬ng ph¸p khëi ®éng mÒm ®Ó khëi ®éng tõ tõ. Th«ng sè cña bé khëi ®éng: 1.Ramp up time: 5s. 2.Pedestal up: 40%. 3.Auto phase: 1 = on. 4.Bypass: 1 = on. 5.Over-current: 500%. 6.Under-current: 0%. 7.Motor F.L.C: Full load current. d.§éng c¬ kÐo c¸p CÇu d¶i sö dông hai lo¹i c¸p lµ c¸p lùc vµ c¸p ®iÒu khiÓn nªn khi di chuyÓn cÇn cã ®éng c¬ kÐo c¸p. M51 dïng ®Ó quÊn vµ nh¶ c¸p lùc trong lóc di chuyÓn. M55 dïng ®Ó quÊn vµ nh¶ c¸p ®iÒu khiÓn trong lóc di chuyÓn. C¸c ®éng c¬ nµy cã th«ng sè sau: C«ng suÊt: P = 0,75 KW. §iÖn ¸p dÞnh møc: U = 380 V. Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I = 2,1 A. §éng c¬ kÐo c¸p sÏ tù ®éng ho¹t ®éng theo c«ng nghÖ khi cÇu r¶i lµm viÖc. e.C¸c c¶m biÕn C¶m biÕn tõ : c¸c c¶m biÕn nµy ®Ó ph¸t hiÖn vÞ trÝ ®èng. S30.1: §Ønh ®èng cuèi hµnh tr×nh thuËn. S30.2: §Ønh ®èng cuèi hµnh tr×nh ng­îc. S30.10: CÇu d¶i ë ®èng 1. S30.11: CÇu d¶i ë ®èng 2. S11: Gi¸m s¸t tèc ®é cña b¨ng t¶i. S17: Møc dÇu thÊp. S17.1: NhiÖt ®é dÇu qu¸ thÊp. S17.3: NhiÖt ®é dÇu qu¸ cao. S17.2: §iÒu khiÓn lµm nãng dÇu. S17.4: Giíi h¹n trªn cña cÇn. S17.5: Giíi h¹n d­íi cña cÇn. S30.3: C«ng t¾c qu¸ hµnh tr×nh thuËn cña cÇu r¶i. S30.3: C«ng t¾c qu¸ hµnh tr×nh ng­îc cña cÇu r¶i. S30.5: Thanh kÑp. S30.6: Thanh kÑp. + Gi¸m s¸t tèc ®é: nÕu tèc ®é cña b¨ng t¶i cÇu r¶i d­íi gi¸ trÞ ®Æt th× gi¸m s¸t tèc ®é dõng m¸y, “START READY” nh¸y ®á. + Møc dÇu thÊp: nÕu møc dÇu qu¸ thÊp, m¸y dõng. + NhiÖt ®é dÇu qu¸ thÊp/cao: nÕu nhiÖt ®é dÇu qu¸ thÊp/cao, cÇn r¶i kh«ng thÓ vËn hµnh tr­íc khi nhiÖt ®é dÇu trë vÒ b×nh th­êng. + Giíi h¹n kho: nÕu hµnh tr×nh di chuyÓn ®Õn vÞ trÝ 1 hoÆc 8 mµ kh«ng dõng th× c«ng t¾c giíi h¹n S30.3 sÏ dõng m¸y. + Liªn ®éng gi÷a m¸y cµo vµ m¸y ®¸nh ®èng: liªn ®éng ®¶m b¶o cho hai m¸y di chuyÓn ®éc lËp trong 2 kho¶ng kh¸c nhau cña kho khi lµm viÖc, nghÜa lµ kh«ng di chuyÓn trªn cïng mét kho¶ng. CÇu d¶i cã thÓ ho¹t ®éng qua l¹i gi÷a vÞ trÝ 1 vµ 3 cña ®èng 1, khi ®ã cÇu cµo ®ang ë vÞt trÝ ®èng 2. NÕu cÇu d¶i di chuyÓn sang ®èng kh¸c th× nã ph¶i ë vÞ trÝ chuyÓn. CÇu cµo dõng vµ ë vÞ trÝ chuyÓn. Khi c¶ hai cïng ë vÞ trÝ chuyÓn th× kh«ng cã giíi h¹n vÒ chuyÓn ®éng. + KÑp ray: m¸y ®¸nh ®èng ®­îc trang bÞ hai c¸i kÑp ray cè ®Þnh m¸y S30.5/S30.6 trªn ray khi yªu cÇu. Mét dßng ch÷ th«ng b¸o xuÊt hiÖn ë ®¸y mµn h×nh khi kÑp ray ®­îc kÝch ho¹t hoÆc cã b¸o ®éng. Di chuyÓn cña cÇu r¶i ®­îc truyÒn ®éng b»ng 2 ®éng c¬ lång sãc víi bé biÕn tÇn vµ phanh c¬ khÝ. Tr­íc khi b¾t ®Çu khëi ®éng di chuyÓn mét c¸ch tù ®éng, th× b¨ng t¶i ph¶i ®­îc ch¹y. Khi m¸y ®¸nh ®èng di chuyÓn sang ®èng míi (ra ngoµi ®èng cò), cÇn r¶i ph¶i ®­îc ®Æt trong vÞ trÝ chuyÓn. Khi dõng, hÖ sè gi¶m tèc ®é cña ®éng c¬ gi¶m tíi 0, khi tèc ®é gÇn tíi 0 phanh c¬ khÝ ho¹t ®éng. Chu k× ho¹t ®éng cña c«ng ®o¹n Khi cã lÖnh khëi ®éng cho cÇu d¶i th× x¶y ra: 1.§éng c¬ b¨ng t¶i cña cÇu d¶i M11 ®­îc khëi ®éng. 2.C¶m biÕn siªu ©m B17.3 ®­îc kÝch ho¹t th× ®éng c¬ b¬m thñy lùc M17 khëi ®éng. Sau mét thêi gian mµ kh«ng cã dÊu hiÖu cña nguyªn liÖu th× ®éng c¬ nµy sÏ dõng l¹i. 3.Sau mét thêi gian ®éng c¬ di chuyÓn cÇu d¶i M31 vµ M32 khëi ®éng ch¹y th× hai ®éng c¬ M51vµ M52 quÊn c¸p tÝn hiÖu vµ quÊn c¸p lùc còng ch¹y ngay cïng lóc ®ã. 4.TiÕp theo ®ã lµ ®éng c¬ phanh BC090M02 sÏ liªn ®éng nh¶ phanh cho phÐp b¨ng t¶i BC090M01 ch¹y, tiÕp theo lµ ®éng c¬ phanh BC120M02 sÏ liªn ®éng nh¶ phanh cho phÐp b¨ng t¶i BC120M01 ch¹y, tiÕp theo b¨ng t¶i BC100M01, tiÕp theo nÕu th¶o m·n c¸c ®iÒu kiÖn liªn ®éng b¶o vÖ cho ®éng c¬ bóa ®Ëp (Gi¶ sö vÞ trÝ ®iÖn trë ë vÞ trÝ Rmax, nhiÖt ®é dung dÞch cña bé khëi ®éng <850C, møc dung dÞch thÊp ,t0 cuén d©y cña ®éng c¬ thÊp , t0 gèi ®ì thÊp ) lóc nµy ®éng c¬ míi ®­îc khëi ®éng. HC100M03 b¬m dÇu cho HC100M01 ch¹y cïng, tiÕp theo rul« HC100M02, b¨ng t¶i BC110M01, xÝch cµo lµm s¹ch SX030, AF030M01 vµ GS030M01 ch¹y cïng 1 lóc ®Ó b¬m mì b«i tr¬n cho xÝch cña AF030. Chu k× ho¹t ®éng di chuyÓn ®i l¹i cÇu d¶i. Gi¶ sö cÇu d¶i ®ang n»m ë vÞ trÝ gi÷a 3 vµ 4 (vÞ trÝ ®èng 1) vµ tháa m·n c¸c ®iÒu kiªn liªn ®éng, vÞ trÝ lµm viÖc cu¶ cÇn trôc lµ thÊp nhÊt. Sau khi khëi ®éng cÇu d¶i di chuyÓn vÒ h­íng vÞ trÝ 2, trong lóc ®ã th× ®¸ v«i ®­îc ®æ thµnh ®èng däc kho. §Õn vÞ trÝ 2 c¶m biÕn S30.2 t¸c ®éng, sù di chuyÓn theo chiÒu nµy kÕt thóc, ®¶o chiÒu di chuyÓn ®Õn vÞ trÝ 3. Trong lóc di chuyÓn th× nguyªn liÖu vÉn tiÕp tôc ®­îc ®æ lªn ®èng võa d¶i. §Õn vÞ trÝ 3 c¶m biÕn S30.1 t¸c ®éng, 1 xung nhÞp tõ encoder sÏ t¹o ra ®iÒu khiÓn ®é dµi dÞch chuyÓn giíi h¹n gãc nghiªng gi÷a vÞ trÝ 3 vµ 4. §é dµi dÞch chuyÓn sÏ phô thuéc vµo ®é cao vµ gãc nghiªng cña cÇn trôc, khi ®ã cÇn trôc lµm viÖc ë vÞ trÝ cao h¬n. NÕu cÇu cµä ë gi÷a vÞ trÝ 5 vµ 6 cña ®èng 2 th× cÇu r¶i sÏ dõng t¹i vÞ trÝ 3 cña ®èng 1 vµ ®¶o chiÒu chuyÓn ®éng. ChØ khi cÇu cµo ë vÞ trÝ 6 tr­íc khi cÇu r¶i ho¹t ®éng th× cÇu r¶i sÏ di chuyÓn v­ît qu¸ vÞ trÝ 3 råi míi ®æi h­íng. Khi bé ®Õm xung nhÞp t¸c ®éng th× di chuyÓn dõng vµ ®¶o h­íng chuyÓn ®éng sau mét thêi gian ®Ó tíi vÞ trÝ 2. CÇu r¶i di chuyÓn nh­ vËy qua l¹i vµ ®¸ v«i sÏ r¶i thµnh ®èng nh­ m« h×nh mÉu. Trong suèt qu¸ tr×nh ho¹t ®éng c¶m biÕn siªu ©m B17.3 ë trªn ®Ønh cÇu trôc sÏ ®uîc kÝch ho¹t bëi sù lín dÇn cña ®èng. Nã sÏ göi tÝn hiÖu tíi PLC ®Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ thuû lùc n©ng cÇn trôc lªn tõng nÊc ®Ó ®¶m b¶o r»ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¶m biÕn B17.3 vµ ®Ønh ®ãng lu«n gi÷ mét gi¸ trÞ kh«ng ®æi. Khi cÇn trôc ë vÞ trÝ lµm viÖc cao nhÊt ®· ®uîc tÝnh to¸n ®Æt truíc vµ møc ®¸ v«i ®· ®¹t yªu cÇu ®Æt ra th× sÏ cã tÝn hiÖu b¸o ®Çy ®èng “PILE FULL”. Lóc nµy cÇu r¶i sÏ ph¶i ngõng ho¹t ®éng. NÕu nh­ cÇu r¶i kh«ng dõng th× nã sÏ ®ù¬c dõng tù ®éng sau mét thêi gian ®Æt truíc. 2.2.s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn & m¹ch ®éng trong d©y chuyÒn ( Xem phÇn phô lôc). Ch­¬ng 3 LËp tr×nh §IÒU KHIÓN D¢Y CHUYÒN §¸ V¤I B»NG plc S7-400 ë trªn em ®· nªu cô thÓ c«ng nghÖ vµ yªu cÇu trang bÞ ®iÖn cña cÇu r¶i.HÖ thèng ®iÒu khiÓn cña nhµ m¸y xi m¨ng cho cÇu r¶i hiÖn ho¹t ®éng ®¸p øng yªu cÇu cña s¶n xuÊt. HÖ thèng ho¹t ®éng vµ ®­îc gi¸m s¸t trong suèt thêi ho¹t ®éng ®Ó ®¶m b¶o cho gian ho¹t ®éng ®óng qui tr×nh ®Æt ra. HÖ thèng ®iÒu khiÓn cho cÇu r¶i cña nhµ m¸y xi m¨ng ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: VËn hµnh ®óng qui tr×nh c«ng nghÖ cña nhµ m¸y. Thêi gian thu thËp d÷ liÖu vµ truyÒn ®¹t th«ng tin nhanh. C¸c thiÕt bÞ vËn hµnh an toµn, ®é t¸c ®éng nhanh. ThiÕt bÞ ph¶i ®¶m b¶o ®é tin cËy, sö dông dÔ dµng, dÔ b¶o d­ìng. Cã kh¶ n¨ng ph¸t triÓn vµ më réng hÖ thèng ®iÒu khiÓn t¹i nh÷ng vÞ trÝ ch­a l¾p ®Æt sao cho viÖc tù ®éng hãa thùc hiÖn mét c¸ch ®ång bé mäi n¬i, mäi ph©n x­ëng. T¹i phßng ®iÒu khiÓn trung t©m ph¶i n¾m ®­îc ho¹t ®éng cña hÖ thèng. HÖ thèng ®iÒu khiÓn ph¶i cã hÖ thèng b¸o ®éng sù cè ®Ó cã thÓ kh¾c phôc ngay khi ph¸t hiÖn sù cè. 3.1.Tæng quan vÒ PLC ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn l«gic kh¶ tr×nh (Programmable Logic Control), viÕt t¾t lµ PLC lµ mét hÖ vi xö lý chuyªn dông nh»m ®iÒu khiÓn tù ®éng c¸c thiÕt bÞ ®iÖn hoÆc c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt trong c«ng nghiÖp. Trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn, PLC lµ mét kh©u trung gian cã nhiÖm vô xö lý c¸c th«ng tin ®Çu vµo råi ®­a tÝn hiÖu ra tíi c¸c thiÕt bÞ chÊp hµnh. Ngµy nay hÇu hÕt c¸c m¸y c«ng nghiÖp ®­îc thay thÕ c¸c hÖ ®iÒu khiÓn r¬ le th«ng th­êng, sö dông b¸n dÉn b»ng c¸c bé ®iÒu khiÓn lËp tr×nh. ¦u ®iÓm: Gi¶m bít qu¸ tr×nh ghÐp nèi d©y v× thÕ gi¶m gi¸ thµnh ®Çu t­ . Gi¶m diÖn tÝch l¾p ®Æt, Ýt háng hãc, lµm viÖc tin cËy, tèc ®é qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn nhanh, kh¶ n¨ng chèng nhiÔu tèt, b¶o tr× b¶o d­ìng tèt h¬n v× nã cã module chuÈn ho¸. Nh­îc ®iÓm: Ch­a thÝch hîp cho qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn nhá (mét vµi ®Çu ra) v× thÕ nÕu dïng gi¸ thµn.h rÊt cao Ng«n ng÷ hÖ ®ãng ( ng«n ng÷ cña c¸c h·ng riªng ) nªn khã thay thÕ. §Ó cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn nh­ trªn PLC ph¶i cã chøc c¨ng nh­ mét m¸y tÝnh tøc lµ ph¶i cã mét bé vi xö lý (CPU), mét hÖ ®iÒu hµnh, bé nhí vµ cã c¸c cæng vµo ra ®Ó giao tiÕp víi ®èi t­îng kh¸c. Bªn c¹nh ®ã PLC cßn cã thªm mét sè khèi ®Æc biÖt kh¸c nh­ bé ®Õm (Counter), bé thêi gian (Timer) vµ nh÷ng khèi hµm chuyªn dông. Bé nhí ch­¬ng tr×nh Khèi vi xö lý Trung t©m + HÖ ®iÒu hµnh Bé ®Öm Vµo/ra Timer Bé ®Õm Bit cê Cæng vµo ra onboard Qu¶n lý ghÐp nèi Cæng ng¾t vµ ®Õm tèc ®é cao Bus cña PLC H×nh 3.1. CÊu tróc bé PLC 3.2.Giíi thiÖu PLC S7-400 3.2.1.Kh¸i niÖm. PLC S7-400 lµ mét s¶n phÈm PLC m¹nh, tèc ®é xö lý cao, kh¶ n¨ng qu¶n lý bé nhí tèt, kÕt nèi m¹ng c«ng nghiÖp. VÒ tÝnh n¨ng S7-400 cã nhiÒu c¶i tiÕn so víi S7-300. §Æc biÖt vÒ tÝnh n¨ng truyÒn th«ng. Tèc ®é xö lÝ: Nhanh, chu k× vßng quÐt ng¾n, tèc ®é xö lý lÖnh tõ 0,1. TËp lÖnh m¹nh vµ hoµn chØnh ®¸p øng c¸c nhiÖm vô phøc t¹p. Cã thÎ nhí (MMC-flash Eprom) ®Ó më réng bé nhí hoÆc backup d÷ liÖu. TruyÒn th«ng: S7-400 sö dông c¸c m¹ng truyÒn th«ng sau INDUSTRIAl ERTHER NET cho cÊp gi¸m s¸t, PROFIBUS cho cÊp truêng, AS-i: c¶m biÕn thiÕt bÞ chÊp hµnh, MPI nèi gi÷a c¸c CPU, PG/PC, TD/OP. Sö dông c¸c lo¹i h×nh m¹ng ®iÓm-®iÓm hoÆc bus truyÒn th«ng qua giao diÖn tÝch hîp trªn bus tr­êng sö dông CPU hoÆc qua IM (module giao diÖn, hoÆc FM, CP). Giao diÖn MPI: MPI lµ giao diÖn thÝch hîp ®Ó nèi gi÷a hÖ thèng PG/PC, HMI víi hÖ thèng SIMATIC S7/C7/WinAC cã thÓ nèi tèi ®a 125 ®iÓm MPI víi tèc ®é truyÒn 187,5Kbit/s. Th«ng qua MPI cã thÓ truyÒn d÷ liÖu gi÷a c¸c bé ®iÒu khiÓn kh¸c nhau, cã nghÜa lµ 1 CPU cã thÓ truy cËp c¸c ®Çu vµo/ra cña bé ®iÒu khiÓn kh¸c. Ngoµi c¸c chøc n¨ng HM ®­îc tÝch hîp s½n trong hÖ ®iÒu hµnh S7-400 vµ truyÒn d÷ liÖu ®Õn c¸c tr¹m vËn hµnh mµ kh«ng cÇn lËp tr×nh gióp ®iÒu khiÓn vËn hµnh vµ giao diÖn. Giao diÖn PROFIBUS-DP: S7-400 cã thÓ nèi vµo hÖ thèng bus tr­êng PROFIBUS cã thÓ dÔ dµng t¹o ra ch­¬ng tr×nh ph©n t¸n gióp truyÒn th«ng víi c¸c thiÕt bÞ tr­êng. C¸c module I/O ph©n t¸n ®­îc thiÕt lËp b»ng STEP7 t­¬ng tù nh­ c¸c I/O module tËp trung,do vËy S7-400 cã thÓ ®­îc sö dông lµm master hoÆc slave. TÝnh n¨ng chia sÎ: Cã thÓ ®iÒu khiÓn vËn hµnh, gi¸m s¸t vµ lËp tr×nh th«ng qua c¶ hai giao diÖn (MPI, DP) vÝ dô cho 1 thiÕt bÞ PG cã thÓ lËp tr×nh, hoÆc vËn hµnh nhiÒu CPU, hoÆc nhiÒu PG cã thÓ truy cËp 1 CPU. Giao diÖn phô: Ngoµi giao diÖn MPI hay DP, S7-400 cßn cã thªm 1 sè cæng serial (PtP-point to point), nèi c¸c m¸y quÐt. §©y lµ giao diÖn RS422/485 cho phÐp tèc ®é truyÒn 38,4Kbit/s. Mét sè CPU cã cÊu tróc c¸c ®Çu vµo/ra ®Æc biÖt ®Ó ®Õm hoÆc ®o nh÷ng m¸y ph¸t xung, hoÆc cã c¸c chøc n¨ng tÝch hîp ®Ó ®iÒu khiÓn vÞ trÝ víi nh÷ng ®Çu ra ®Æc biÖt. 3.2.2.C¸c module cña PLC. §Ó kh«ng bÞ cøng hãa vÒ thiÕt kÕ mµ cã thÓ mÒm dÎo trong c¸c øng dông PLC ®­îc chia thµnh c¸c module. Sè l­îng module tïy vµo tõng bµi to¸n song bao giê còng ph¶i cã mét module chÝnh gäi lµ CPU. C¸c module cßn l¹i lµ nh÷ng module nhËn /truyÒn tÝn hiÖu víi ®èi t­îng ®iÒu khiÓn, c¸c module chuyªn dông nh­ PID, ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ... §ã gäi lµ c¸c module më réng vµ ®­îc g¸ trªn nh÷ng thanh ray. H×nh 3.2. C©ó h×nh mét cña mét PLC S7-400 Rack UR2: Cã 9 slot, KÝch th­íc W x H x D: 257,5 x 290 x27,5. H×nh 3.3. C©ó h×nh Rack UR2 PLC S7-400 Module CPU: Module CPU lµ lo¹i module cã chøa bé vi xö lý, hÖ ®iÒu hµnh, bé nhí, c¸c bé thêi gian, bé ®Õm, cæng truyÒn th«ng (RS485) ... vµ cã thÓ mét vµi cæng vµo ra. Trong hä PLC S7-400 cã nhiÒu lo¹i module kh¸c nhau. Chóng ®Æt tªn theo bé vi xö lý cã trong nã nh­ module CPU416-1, module CPU416-2DP,416-3DP, ... H×nh 3.4. Bé xö lý trung t©m (CPU416-2DP) Module më réng: C¸c module më réng ®­îc chia thµnh 5 lo¹i chÝnh: PS (Power supply): Module nguån nu«i. Cã 3 lo¹i 4A, 10A vµ 20A. H×nh 3.5. MÆt tr­íc cña Module cÊp nguån PS 407 10A 6ES7 407 - 0KA01 - 0A0A SM (Signal input): Module më réng cæng tÝn hiÖu vµo/ra, bao gåm: a.DI (Digital input): Module më réng c¸c cæng vµo sè. H×nh 3.6. Module ®Çu vµo sè SM 421;DI32x24 6ES7 421 – 1BL00 – 0A0A b.DO (Digital output): Module më réng c¸c cæng ra sè. H×nh 3.7 Module ®Çu ra sè SM 422;DO32x24VDC/0,5A 6ES7 422 – 1BL00 – 0A0A c.DI/DO (Digital input/Digital output): Module më réng c¸c cæng vµo/ra. d.AI (Analog input): Module më réng c¸c cæng vµo t­¬ng tù. VÒ b¶n chÊt chóng chÝnh lµ nh÷ng bé chuyÓn ®æi t­¬ng tù sè 12 bit (AD), tøc lµ mçi tÝn hiÖu t­¬ng tù ®­îc chuyÓn thµnh mét tÝn hiÖu sè cã ®é dµi 12 bit. e.AO (Analog output): Module më réng c¸c cæng ra t­¬ng tù. Chóng chÝnh lµ nh÷ng bé chuyÓn ®æi t­¬ng tù (DA). f.AI/AO (Analog input/Analog output): Module më réng c¸c cæng vµo/ra t­¬ng tù. IM (Interface module): Module ghÐp nèi. §©y lµ lo¹i module chuyªn dông cã nhiÖm vô nèi tõng nhãm c¸c module më réng l¹i víi nhau thµnh mét khèi vµ ®­îc qu¶n lý chung bëi mét module CPU. FM (Function module): Module cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn riªng vÝ dô nh­ module ®iÒu khiÓn ®éng c¬ b­íc, module PID, ... CP (Communication module): Module phôc vô truyÒn th«ng trong m¹ng gi÷a c¸c PLC víi nhau hoÆc gi÷a PLC víi m¸y tÝnh. 3.2.3. Ph©n chia bé nhí. C¸c vïng nhí cña PLC: Vïng nhí ch­¬ng tr×nh: Chøa ch­¬ng tr×nh ng­êi dïng cã thÓ lµ RAM hay EEPROM trong CPU hay trªn thÎ nhí. Vïng nhí lµm viÖc: lµ RAM chøa ch­¬ng tr×nh do vïng nhí chuyÓn qua. Vïng nhí hÖ thèng: phôc vô ch­¬ng tr×nh cho ng­êi dïng, bao gåm timer, counter, vïng nhí d÷ liÖu M... Cô thÓ bé nhí cña S7-400 ®­îc chia lµm ba vïng chÝnh: Vïng nhí ch­¬ng tr×nh øng dông. Vïng nhí ch­¬ng tr×nh ®­îc chia lµm 3 miÒn: a.OB (Organisation block): MiÒn nhí ch­¬ng tr×nh tæ chøc. b.FC (Function): MiÒn nhí ch­¬ng tr×nh con ®­îc tæ chøc thµnh hµm cã biÕn h×nh thøc ®Ó trao ®æi d÷ liÖu víi ch­¬ng tr×nh ®· gäi nã. c.FB (Function block): MiÒn chøa ch­¬ng tr×nh con, ®­îc tæ chøc thµnh hµm vµ cã kh¶ n¨ng trao ®æi d÷ liÖu víi bÊt k× mét khèi ch­¬ng tr×nh kh¸c. C¸c d÷ liÖu ph¶i ®­îc x©y dùng thµnh mét khèi d÷ liÖu riªng (gäi lµ DB – Data block). Vïng chøa tham sè cña hÖ ®iÒu hµnh vµ ch­¬ng tr×nh øng dông. Vïng nµy ®­îc chia thµnh 7 miÒn kh¸c nhau cô thÓ lµ: a.I (Process image input): MiÒn bé ®Öm c¸c d÷ liÖu cæng vµo sè. Tr­íc khi thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh PLC sÏ ®äc gi¸ trÞ logic cña tÊt c¶ c¸c ®Çu vµo vµ cÊt chóng trong vïng nhí I. Ch­¬ng tr×nh øng dông chØ lÊy d÷ liÖu cña cæng vµo tõ bé ®Öm I. b.Q (Process image output): MiÒn bé ®Öm c¸c d÷ liÖu cæng ra sè. KÕt thóc giai ®o¹n thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh, PLC sÏ chuyÓn gi¸ trÞ logic cña Q tíi c¸c cæng ra sè. c.M: MiÒn c¸c biÕn cê. Ch­¬ng tr×nh øng dông sö dông vïng nhí nµy ®Ó l­u c¸c tham sè cÇn thiÕt vµ cã thÓ truy nhËp nã theo bit (M), byte (MB), tõ (MW) hay tõ kÐp (MD). d.T: MiÒn nhí phôc vô bé thêi gian (Timer) bao gåm viÖc l­u gi÷ gi¸ trÞ thêi gian ®Æt tr­íc (PV – Preset value), gi¸ trÞ ®Õm thêi gian tøc thêi (CV – Current value) còng nh­ gi¸ trÞ logic ®Çu ra cña bé thêi gian. e.C: MiÒn nhí phôc bé ®Õm (Counter) bao gåm viÖc l­u gi¸ trÞ ®Æt tr­íc (PV), gi¸ trÞ ®Õm thêi gian tøc (CV) vµ gi¸ trÞ logic ®Çu ra cña ®Õm. f.PI: MiÒn ®Þa chØ cæng vµo cña c¸c module t­¬ng tù (I/O External input). g.PQ: MiÒn ®Þa chØ cæng ra cho c¸c module t­¬ng tù (I/O External output). Vïng chøa c¸c khèi d÷ liÖu. Vïng nµy ®­îc chia thµnh 2 lo¹i: a.DB (Data block): MiÒn chøa c¸c d÷ liÖu ®­îc tæ chøc thµnh khèi. b.L (Local data block): MiÒn d÷ liÖu ®Þa ph­¬ng, ®­îc c¸c khèi ch­¬ng tr×nh OB. FC, FB tæ chøc vµ sö dông cho c¸c biÕn nh¸p tøc thêi vµ trao ®æi d÷ liÖu cña h×nh thøc víi nh÷ng khèi ch­¬ng tr×nh ®· gäi nã. 3.2.4.Vßng quÐt ch­¬ng tr×nh. PLC thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh theo chu tr×nh lÆp. Mçi vßng lÆp ®­îc gäi lµ mét vßng quÐt. Mçi vßng quÐt ®­îc b¾t ®Çu b»ng giai ®o¹n chuyÓn d÷ liÖu tõ c¸c cæng vµo sè tíi vïng ®Öm ¶o I, tiÕp theo lµ giai ®o¹n thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh. Trong tõng vßng quÐt ch­¬ng tr×nh ®­îc thùc hiÖn tõ lÖnh ®Çu tiªn ®Õn lÖnh kÕt thóc cña khèi OB1. Sau giai ®o¹n thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh lµ giai ®o¹n chuyÓn c¸c néi dung cña bé ®Öm Q tíi c¸c cæng ra sè. Vßng quÐt ®­îc kÕt thóc b»ng giai ®o¹n truyÒn th«ng néi bé vµ kiÓm lçi. Thêi gian cÇn thiÕt ®Ó PLC thùc hiÖn ®­îc mét vßng quÐt gäi lµ thêi gian vßng quÐt. Thêi gian vßng quÐt lµ kh«ng cè ®Þnh. 3.2.5.CÊu tróc ch­¬ng tr×nh. Ch­¬ng tr×nh cho S7-400 ®­îc l­u trong bé nhí cña PLC ë vïng dµnh riªng cho ch­¬ng tr×nh vµ cã thÓ ®­îc lËp víi hai d¹ng cÊu tróc kh¸c nhau: LËp tr×nh tuyÕn tÝnh. Toµn bé ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn n»m trong mét khèi trong bé nhí. CÊu tróc nµy phï hîp víi nh÷ng bµi to¸n tù ®éng nhá, kh«ng phøc t¹p. Khèi ®­îc chän ph¶i lµ khèi OB1, lµ khèi mµ PLC lu«n quÐt vµ thùc hiÖn c¸c lÖnh trong nã th­êng xuyªn, tõ lÖnh ®Çu tiªn ®Õn lÖnh cuèi cïng vµ quay l¹i. LÖnh 1 LÖnh 2 . . LÖnh cuèi cïng OB1 Vßng quÐt H×nh 3.8. LËp tr×nh tuyÕn tÝnh. LËp tr×nh cã cÊu tróc. LËp tr×nh cã cÊu tróc (structure programming) lµ kü thuËt cµi ®Æt thuËt to¸n ®iÒu khiÓn b»ng c¸ch chia nhá thµnh c¸c khèi ch­¬ng tr×nh con FC hay FB víi mçi khèi thùc hiÖn mét nhiÖm vô cô thÓ cña bµi to¸n ®iÒu khiÓn chung vµ toµn bé c¸c khèi ch­¬ng tr×nh nµy l¹i ®­îc qu¶n lý mét c¸ch thèng nhÊt bëi khèi OB1. Trong OB1 cã c¸c lÖnh gäi nh÷ng khèi ch­¬ng tr×nh con theo thø tù phï hîp víi bµi to¸n ®iÒu khiÓn ®Æt ra . Hoµn toµn t­¬ng tù, mét nhiÖm vô ®iÒu khiÓn con cã thÓ cßn ®­îc chia nhá thµnh nhiÒu nhiÖm vô nhá vµ cô thÓ h¬n n÷a, do ®ã mét khèi ch­¬ng tr×nh con còng cã thÓ ®­îc gäi tõ mét khèi ch­¬ng tr×nh con kh¸c. Duy cã ®iÒu cÊm kþ ta cÇn ph¶i tr¸nh lµ kh«ng bao giê mét khèi ch­¬ng tr×nh con l¹i gäi ®Õn chÝnh nã. Ngoµi ra do cã sù h¹n chÕ vÒ ng¨n xÕp cña c¸c module CPU nªn kh«ng ®­îc tæ chøc ch­¬ng tr×nh con gäi lång nhau qu¸ sè lÇn mµ module CPU ®­îc sö dông cho phÐp. §Ó ®¬n gi¶n trong tr×nh bµy, khi mét khèi ch­¬ng tr×nh con nµy gäi mét khèi ch­¬ng tr×nh con kh¸c, ta sÏ ký hiÖu khèi chøa lÖnh gäi lµ khèi mÑ vµ khèi ®­îc gäi lµ khèi con. H×nh d­íi ®©y m« t¶ quy tr×nh thùc hiÖn viÖc gäi mét khèi con FC10 tõ khèi mÑ OB1. ChuyÓn FC10 vµo Work memory, cÊp ph¸t local block vµ g¸n tham trÞ tõ OB1 FC10 BE OB1 callFC10 Tr¶ tham trÞ vÒ OB1. Xo¸ FC10 vµ local block trong Work memory H×nh 3.9. Qui tr×nh gäi khèi con cña OB1. PLC S7-400 cã bèn lo¹i khèi c¬ b¶n: +Lo¹i khèi OB: Khèi tæ chøc vµ qu¶n lý ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Cã nhiÒu lo¹i khèi OB víi nh÷ng chøc n¨ng kh¸c nhau. +Lo¹i khèi FC: Khèi ch­¬ng tr×nh víi nh÷ng chøc n¨ng riªng gièng nh­ mét ch­¬ng tr×nh con hoÆc mét hµm (ch­¬ng tr×nh cã biÕn h×nh thøc). +Lo¹i khèi FB: lµ lo¹i khèi FC ®Æt biÖt cã kh¶ n¨ng trao ®æi mét l­îng d÷ liÖu lín víi c¸c khèi ch­¬ng tr×nh kh¸c. +Lo¹i khèi DB: Khèi chøa c¸c d÷ liÖu cÇn thiÕt ®Ó thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh. C¸c tham sè cña khèi do ng­êi dïng tù ®Æt. H×nh 3.10. LËp tr×nh cã cÊu tróc. 3.2.6. Ng«n ng÷ lËp tr×nh. PLC S7-400 cã ba ng«n ng÷ lËp tr×nh c¬ b¶n: +Ng«n ng÷ “liÖt kª lÖnh”, ký hiÖu lµ STL (Statement list). §©y lµ d¹ng ng«n ng÷ lËp tr×nh th«ng th­êng cña m¸y tÝnh. Ch­¬ng tr×nh ®­îc ghÐp bëi nhiÒu c©u lÖnh theo mét thuËt to¸n nhÊt ®Þnh, mçi lÖnh chiÕm mét hµng vµ ®Òu cã cÊu tróc chung “c©u lÖnh” + ”to¸n h¹ng”. +Ng«n ng÷ “h×nh thang”, ký hiÖu lµ LAD (Ladder logic). §©y lµ d¹ng ng«n ng÷ ®å häa thÝch hîp víi nh÷ng ng­êi quen thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn logic. +Ng«n ng÷ ”h×nh khèi”, ký hiÖu lµ FBD (Function block diagram). §©y còng lµ kiÓu ng«n ng÷ ®å häa dµnh cho ng­êi cã thãi quen thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn sè. H×nh 3.11. Ba kiÓu ng«n ng÷ lËp tr×nh cho S7-400. Mét ch­¬ng tr×nh viÕt trªn LAD hoÆc FBD cã thÓ chuyÓn sang d¹ng STL, nh­ng ng­îc l¹i th× kh«ng. Trong STL cã nhiÒu lÖnh kh«ng cã trong LAD hay FBD. 3.3.LËp tr×nh PLC S7-400 cña nhµ m¸y Nhµ m¸y xi m¨ng sö dông c¸ch lËp tr×nh cho bé PLC lµ lËp tr×nh cÊu tróc. C¸c khèi mµ nhµ m¸y sö dông bao gåm: Khèi tæ chøc OB. Khèi hµm hÖ thèng SFB vµ hµm hÖ thèng SFC. Khèi hµm FB, FC. Khèi d÷ liÖu DB. Khèi OB1 ®­îc thùc hiÖn ®Òu ®Æn ë tõng vßng quÐt th× c¸c khèi OB kh¸c chØ ®­îc thùc hiÖn khi xuÊt hiÖn tÝn hiÖu b¸o ng¾t t­¬ng øng. C¸c khèi OB phï hîp ®­îc gäi ®Ó xö lý ng¾t nhê c¸c ch­¬ng tr×nh con ®­îc cµi ®Æt. H×nh 3.12. Ch­¬ng tr×nh S7-400 khi cã ng¾t. Ch­¬ng tr×nh cña cÇu r¶i sö dông c¸c ng¾t sau: +OB81: Lçi nguån. +OB82: Sù cè tõ module vµo/ra më réng. +OB85: Ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t kh«ng cã. +OB87: Lçi trong truyÒn th«ng. +OB100: Khi chuyÓn tr¹ng th¸i tõ dõng sang ch¹y. +OB122: Lçi truy nhËp module. +OB12: Lçi ch­¬ng tr×nh Nhµ m¸y xi m¨ng ®· sö dông c¸c khèi DB ®Ó lËp tr×nh cho ho¹t ®éng cña ®éng c¬ trong d©y chuyÒn. §iÒu nµy lµm cho ho¹t ®éng cña hÖ thèng trë nªn tuÇn tù, linh ho¹t h¬n. 3.4.ThiÕt kÕ vµ x©y dùng ch­¬ng tr×nh PLC Qua viÖc t×m hiÓu vÒ c«ng nghÖ cña d©y chuyÒn ®¸ v«i nhµ m¸y vµ ch­¬ng tr×nh PLC em ®· x©y dùng l¹i ch­¬ng tr×nh theo h­íng lµ sö dông OB1 lµm ch­¬ng tr×nh chÝnh ®Ó gäi c¸c ch­¬ng tr×nh con cho c¸c ®éng c¬ ho¹t ®éng theo ®óng c«ng nghÖ ®Æt ra. cô thÓ lµ: OB1: Khèi ch­¬ng tr×nh chÝnh gäi c¸c khèi FC. FC1: Ch­¬ng tr×nh ho¹t ®éng cña ®éng c¬: Bóa ®Ëp ®¸, cÊp liÖu tÊm, xÝch cµo lµm s¹ch, rul«, nhãm b¨ng t¶i cao su, di chuyÓn cÇu d¶i, quÊn c¸p, b¬m thñy lùc cho viÖc n©ng h¹ cÇn. FC2 : Ch­¬ng tr×nh thêi gian khëi ®éng cña nhãm ®éng c¬ FC1. FC4 : Ch­¬ng tr×nh ho¹t ®éng cña läc bôi. FC5 : Ch­¬ng tr×nh thêi gian khëi ®éng cña nhãm ®éng c¬ läc bôi FC4. FC6 : Ch­¬ng tr×nh ho¹t ®éng cña nÐn khÝ. FC8 : Ch­¬ng tr×nh thêi gian khëi ®éng cña nhãm ®éng c¬ nÐn khÝ FC4. FC9 : Ch­¬ng tr×nh cho tÝn hiÖu analog b¸o ®éng nh­ : t0, ¸p suÊt khÝ nÐn, dßng ®iÖn ®éng c¬ lín , b¸o møc ®èng. FC10: Ch­¬ng tr×nh cho tÝn hiÖu analog cña ®Æt tèc ®é cho cÊp liÖu tÊm. FB11 : Khèi chøc n¨ng ho¹t ®éng cña ®éng c¬ trong d©y chuyÒn. FB72 : Khèi chøc n¨ng ho¹t ®éng cña tÝn hiÖu analog trong d©y chuyÒn. DB: Khèi d÷ liÖu cña c¸c ®éng c¬ cña toµn bé d©y chuyÒn. 3.4.1. L­u ®å ch­¬ng tr×nh PLC. H×nh 3.13. L­u ®å ch­¬ng tr×nh. H×nh 3.14. L­u ®å ch­¬ng tr×nh dõng. H×nh 3.15. L­u ®å ch­¬ng tr×nh cho 1 b¨ng t¶i. H×nh 3.16. L­u ®å ch­¬ng tr×nh cho ®éng c¬ bóa. H×nh 3.17. L­u ®å ch­¬ng tr×nh cho b¨ng t¶i cã ®éng c¬ phanh. H×nh 3.18. L­u ®å ch­¬ng tr×nh cho n©ng cÇn. H×nh 3.19. L­u ®å ch­¬ng tr×nh cho di chuyÓn. H×nh 3.20. L­u ®å ch­¬ng tr×nh cho quay trèng c¸p. H×nh 3.21. L­u ®å cho ch­¬ng tr×nh c¶nh b¸o. H×nh 3.22. L­u ®å cho ch­¬ng tr×nh analog vµ chän chÕ ®é. 3.4.2. Gi¶i thÝch l­u ®å. HÖ thèng d©y chuyÒn ®¸ v«i ho¹t ®éng hoµn toµn tù ®éng sau khi ta nhÊn nót khëi ®éng (START).Khi cã lÖnh khëi ®éng th× b¨ng t¶i ST100M01 sÏ ho¹t ®éng sau 10s (trong thêi gian nµy cho cßi b¸o hiÖu lµ d©y chuyÒn b¾t ®Çu ho¹t ®éng). Khi b¨ng t¶i ch¹y th× ®éng c¬ di chuyÓn M31,M32 còng ®­îc khëi ®éng ®Ó di chuyÓn cÇu r¶i trong khu vùc ®èng cÇn r¶i. Trong qu¸ tr×nh di chuyÓn mµ c¸c c¶m biÕn giíi h¹n ®­îc t¸c ®éng th× ®éng c¬ sÏ chuyÓn h­íng di chuyÓn. §éng c¬ kÐo c¸p tÝn hiÖu vµ c¸p ®éng lùc M51,M52 sÏ khëi ®éng tïy theo chiÒu di chuyÓn cña cÇu r¶i. Khi cã lÖnh ho¹t ®éng tõ PLC göi ®Õn th× ®éng c¬ b¬m dÇu thñy lùc ho¹t ®éng tr­íc, tiÕp ®ã lµ c¸c ®éng c¬ phanh cña b¨ng t¶i cao su ph¶i ®­îc nh¶ ra ®Ó tiÕp ®ã cho c¸c ®éng c¬ b¨ng ch¹y BC090 ®Õn BC100, tiÕp ®ã ®éng c¬ bóa ®Ëp HC100M01vµ ®éng c¬ b¬m dÇu lµm m¸t cho hép gi¶m tèc m¸y bóa HC100M03 cung khëi ®éng cïng lóc,tiÕp theo ®éng c¬ rul« chuyÓn ®¸ vµo...cho ®Õn AF030M01. Nh­ vËy toµn bé thiÕt bÞ chÝnh cña c«ng ®o¹n ®· ®­îc khëi ®éng . Khi x¶y ra sù cè th× c¶nh b¸o sÏ ®­îc bËt lªn ®­a tÝn hiÖu vÒ bé phËn dõng, cho dõng toµn bé ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn. (vÝ dô : mÊt gi¸m s¸t tèc ®é, do lÖch b¨ng,). 3.5. PhÇn mÒm Step 7 3.5.1. Giíi thiÖu phÇn mÒm Step7. Step 7 lµ phÇn mÒm hç trî: Khai b¸o cÊu h×nh cøng cho mét tr¹m PLC thuéc hä Simatic S7 -300/400. X©y dùng cÊu h×nh m¹ng gåm nhiÒu tr¹m PLC S7- 300/400 còng nh­ thñ tôc truyÒn th«ng gi÷a chóng. So¹n th¶o vµ cµi ®Æt ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho mét hoÆc nhiÒu tr¹m. Quan s¸t viÖc thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trong mét tr¹m PLC vµ gì rèi ch­¬ng tr×nh. Ngoµi ra Step 7 cßn cã c¶ mét th­ viÖn ®Çy ®ñ víi c¸c hµm chuÈn h÷u Ých, phÇn trî gióp online rÊt m¹nh cã kh¶ n¨ng tr¶ lêi mäi c©u hái cña ng­êi sö dông vÒ c¸ch sö dông Step 7, vÒ có ph¸p lÖnh trong lËp tr×nh, vÒ x©y dùng cÊu h×nh cøng cña mét tr¹m còng nh­ cña mét m¹ng gåm nhiÒu tr¹m PLC 3.5.2.Tr×nh tù lËp tr×nh PLC S7-400. Khi kÝch chuét vµo biÓu t­îng Simatic Manager sÏ xuÊt hiÖn cöa sæ h×nh: H×nh 3.23. Cöa sæ PCS7. H×nh 3.24. §Æt tªn ®èi t­îng Thùc hiÖn lÖnh Insert > Station > SIMATIC 400 Station trong SIMATIC MANAGER. H×nh 3.25. X©y dùng tr¹m ®iÒu khiÓn S7-400. H×nh 3.26. Ch­¬ng tr×nh ®­îc t¹o ra. X©y dùng cÊu h×nh phÇn cøng PLC S7-400 gåm c¸c b­íc nh­ sau: B­íc 1: Ta kÝch vµo c¸c môc SIMATIC 400 STATION lóc nµy xuÊt hiÖn : CP-400; CPU-400; FM-400; IM-400; M7-EXTENTION; PS-400; RACK-400; SM-400. H×nh 3.27. B­íc 2: KÝch vµo môc RACK-400 ®Ó chän lo¹i rack c¾m c¸c module (th«ng th­êng ë ®©y ta chän UR2 cã 9 Slot). H×nh 3.28. B­íc 3: KÝch vµo môc PS-400 ®Ó chän nguån cung cÊp cho c¸c module (chän nguån PS 405 10A) nguån sö dông tõ Slot1 ®Õn Slot2. H×nh 3.29. Buíc 4: KÝch vµo môc CPU-400 ®Ó chän bé xö lÝ ( chän CPU416-2DP ) sö dông tõ Slot3 ®Õn Slot4. H×nh 3.30. B­íc 5: KÝch vµo môc SM-400 ®Ó chän DI, DO, AI, AO. H×nh 3.31. H×nh 3.32. Chän CPU trong STEP7. H×nh 3.33. CÊu h×nh phÇn cøng cña PLC S7-400. Sau ®ã ta chän c¸c kÕt nèi cho PLC. H×nh 3.34. KÕt nèi PLC H×nh 3.35. Chän khèi OB1. Sau ®ã t¹o c¸c FC cho viÖc lËp tr×nh cÊu tróc b»ng c¸ch chän Insert. H×nh 3.36. T¹o FC míi H×nh 3.37. LËp tr×nh S7-400 H×nh 3.38. C¸c khèi sau khi ®· ®­îc lËp tr×nh H×nh 3.39. Download tõ m¸y tÝnh vµo PLC 3.6. PhÇn lËp tr×nh ch­¬ng tr×nh ( Xem phÇn phô lôc) Ch­¬ng 4 thiÕt kÕ giao diÖn vµ m« pháng d©y chuyÒn ®Ëp ®¸ v«i 4.1.Giíi thiÖu vÒ WINCC WINCC lµ ch÷ viÕt t¾t cña Windows Control Center. §©y lµ phÇn mÒm øng dông ®Ó gi¸m s¸t, ®iÒu khiÓn vµ thu thËp d÷ liÖu cña hÖ thèng tù ®éng hãa qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. ViÖc sö dông nh÷ng bé ®iÒu kiÓn lËp tr×nh riªng lÎ kh«ng ®¸p øng ®­îc yªu cÇu ®iÒu khiÓn cña hÖ thèng SCADA, cÇn ph¶i kÕt hîp thªm c¸c bé hiÓn thÞ HMI (Human Machine Interface - Giao diÖn ng­êi-m¸y). H×nh 4.1. HÖ thèng WinCC. Trong lÜnh vùc tù ®éng hãa trong c«ng nghiÖp WINCC lµ mét trong nh÷ng phÇn mÒm HMI chuyªn dïng cña h·ng SIEMEN ®Ó qu¶n lý, thu thËp d÷ liÖu vµ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp. WinCC ®­îc sö dông ®Ó thÓ hiÖn qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ khai th¸c giao diÖn sö dông ®å häa cho ng­êi vËn hµnh. WinCC cho phÐp ng­êi vËn hµnh quan s¸t ho¹t ®éng cña qu¸ tr×nh th«ng qua c¸c h×nh ¶nh ®å häa trªn mµn h×nh m¸y tÝnh. WinCC cßn cho phÐp ng­êi vËn hµnh thùc hiÖn c¸c thao t¸c ®iÒu khiÓn tíi qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. VÝ dô ng­êi vËn hµnh cã thÓ thay ®æi gi¸ trÞ ®Æt cho mét biÕn qu¸ tr×nh hay thay ®æi % phÇn tr¨m ®é më van tõ giao diÖn ®å häa trªn mµn h×nh. Mét c¶nh b¸o sÏ tù ®éng t¹o ra trong tr­êng hîp tr¹ng th¸i qu¸ tr×nh cã vÊn ®Ò, vÝ dô mét biÕn qu¸ tr×nh cã gi¸ trÞ v­ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp, ngay lËp tøc mét th«ng b¸o sÏ xuÊt hiÖn trªn mµn h×nh. C¸c gi¸ trÞ, th«ng sè cña qu¸ tr×nh ®­îc in ra hoÆc l­u tr÷ tù ®éng. C¸c ®Æc ®iÓm næi bËt cña WinCC: Lµ mét phÇn cña Siemens TIA(Totally Integrated Automation-tù ®éng hãa tÝch hîp hoµn toµn), WinCC lµm viÖc rÊt hiÖu qu¶ víi c¸c hÖ thèng tù ®éng sö dông c¸c s¶n phÈm thuéc dßng SIMATIC. C¸c hÖ thèng tù ®éng hãa sö dông thiÕt bÞ tõ nhµ s¶n xuÊt kh¸c còng ®­îc hç trî. D÷ liÖu cña WinCC cã thÓ ®­îc thay ®æi víi c¸c gi¶i ph¸p IT kh¸c th«ng qua c¸c chuÈn giao tiÕp, nh­ víi ch­¬ng tr×nh Microsoft Excel. Giao diÖn ch­¬ng tr×nh më cña WinCC cho phÐp ng­êi sö dông kÕt nèi víi ch­¬ng tr×nh cña m×nh ®Ó ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh vµ d÷ liÖu qu¸ tr×nh. CÊu h×nh WinCC cã thÓ ®­îc söa ®æi mäi lóc. WinCC lµ mét hÖ thèng HMI t­¬ng thÝch víi Internet. WINCC cßn lµ mét ch­¬ng tr×nh øng dông 32 bit h­íng ®èi t­îng cã thÓ ch¹y trªn hÖ ®iÒu hµnh 32 bit tõ Windows 95, Windows 98, Windows XP.. Ch­¬ng tr×nh cho phÐp thùc hiÖn ®a nhiÖm vô, ®¶m b¶o ph¶n øng nhanh chãng víi c¸c ng¾t vµ ®é an toµn chèng l¹i sù mÊt d÷ liÖu bªn trong ë møc ®é cao. NÕu ch¹y trªn nÒn Windows NT, WINCC cßn cung cÊp c¸c chøc n¨ng ®Ó t¹o sù an toµn vµ phôc vô nh­ mét servers trong hÖ thèng cã nhiÒu ng­êi sö dông. Víi giao diÖn th©n thiÖn, WINCC cã nhiÒu c«ng cô vµ lÖnh m¹nh gióp cho c¸n bé qu¶n lý còng nh­ c¸c chuyªn gia kü thuËt cña c¸c doanh nghiÖp nhµ m¸y khai th¸c cã hiÖu qu¶ tr­¬ng tr×nh nµy. 4.2.ThiÕt kÕ ch­¬ng tr×nh víi WINCC 4.2.1.T¹o Project míi. Khi kÝch chuét vµo biÓu t­îng Simatic Manager sÏ xuÊt hiÖn cöa sæ h×nh: H×nh 4.2. Cöa sæ PCS 7 T¹o 1 Project míi thùc hiÖn b»ng c¸ch sau: KÝch vµo File > New > §Æt tªn míi cho Project > OK. H×nh 4.3. T¹o vµ ®Æt tªn cho ®èi t­îng míi. T¹o 1 OS (tr¹m vËn hµnh) míi thùc hiÖn b»ng c¸ch sau: KÝch vµoTªn ®èi t­îng (§Ëp ®¸ v«i) Insert New Object > OS . H×nh 4.4. T¹o tr¹m vËn hµnh OS. Sau khi chän xong ta ®æi l¹i tªn OS-Limestone vµ kÝch chuét ph¶i ®Ó më ®èi t­îng. H×nh 4.5. OS-Limestone vµ ®èi t­îng ®ang më. Cöa sæ so¹n th¶o WinCCExplorer xuÊt hiÖn nh­ h×nh d­íi ®©y: H×nh 4.6. Cöa sæ ch­¬ng tr×nh. Vµo môc Tag Management, kick chuét ph¶i chän Add New Driver vµ chän liªn kÕt víi SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE H×nh 4.7. T¹o liªn kÕt S7. Ta ®­îc giao diÖn sau: H×nh 4.8. Ch­¬ng tr×nh liªn kÕt S7. Sau khi môc nµy ®­îc chän, t¹o liªn kÕt trong MPI ®Ó kÕt nèi víi S7-400 vµ ph¶i ®óng theo cÊu h×nh cµi ®Æt qua slot 3. H×nh 4.9. T¹o liªn kÕt MPI. H×nh 4.10. Më Graphic. 4.2.2.TiÕn hµnh vÏ trong Graphic. TiÕn hµnh vÏ c¸ch biÓu t­îng h×nh vÏ gièng nh­ yªu cÇu cÇn thiÕt kÕ, bao gåm: H×nh vÏ s¬ ®å c«ng nghÖ. C¸c nót bÊm ®iÒu khiÓn. C¸c ®Ìn c¶nh b¸o. ViÖc thiÕt kÕ ®å häa nµy ®­îc thùc hiÖn nhê th­ viÖn h×nh ¶nh cã s½n n»m ë môc Library ë trªn thanh toobal. NÕu c¸c h×nh vÏ yªu cÇu kh«ng cã trong Library th× ta thùc hiÖn vÏ c¸c ®èi t­îng nhê c¸c c«ng cô h×nh vÏ ë trong môc Standand Object. Phèi mµu h×nh vÏ b»ng c¸ch vµo th­ viÖn mµu, chän mµu nÒn vµ chän mµu cho c¸c biÓu t­îng TiÕn hµnh vÏ c¸c trang hiÓn thÞ theo yªu cÇu cña c«ng nghÖ. H×nh 4.11. Giao diÖn d©y chuyÒn ®Ëp ®¸ v«i. 4.2.3.T¹o c¸c Tag cho ch­¬ng tr×nh. C¸c b­íc thao t¸c truyÒn tõ ch­¬ng tr×nh PLC víi WinCC ®Ó ta cã ®­îc c¸c nhãm Tag cña ®éng c¬. Chän khèi DB > kÝch chuét ph¶i > Special Object Properties > Operator Control and Monitoring. H×nh 4.12. Chän khèi d÷ liÖu DB lËp tr×nh S7-400 ®Ó truyÒn Bit. H×nh 4.13.§¸nh dÊu vµo Operator Control and Monitoring > Save.. H×nh 4.14.Vµo Options > ‘Compile Multiple OSs’ Wizard > Start H×nh 4.15. Chän OS-Limestone > Next. H×nh 4.16. Chän Next. H×nh 4.17. Chän Compile. H×nh 4.18 H×nh ¶nh truyÒn Bit. H×nh 4.19. T¹o c¸c nhãm Tag . C¸c Tag (biÕn) ®­îc t¹o trong WinCC vµ ph©n lo¹i bëi qu¶n lý d÷ liÖu bªn trong hÖ thèng. C¸c biÕn nµy t­îng tr­ng cho c¸c phÐp tÝnh to¸n bªn trong, c¸c gi¸ trÞ giíi h¹n, kÕt qu¶ liªn kÕt, hoÆc sù kiÖn cña hÖ thèng. Trong m« pháng nµy c¸c Tag ®­îc kÕt nèi tíi c¸c ®Þa chØ t­¬ng øng trong PLC ®Ó m« pháng l¹i ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn : H×nh 4.20. §Þa chØ tag. 4.3.M« pháng ch­¬ng tr×nh 4.3.1.Giíi thiÖu S7-PLCSIM. S7-PLCSIM lµ ch­¬ng tr×nh do SIEMENS-AG s¶n xuÊt ®Ó hç trî m« pháng cho SIMATIC S7 v× gi¸ thµnh cña mét bé PLc kh¸ ®¾t nªn kh«ng ph¶i ng­êi sö dông nµo còng trang bÞ ®­îc. Ch­¬ng tr×nh S7-PLCSIM cho phÐp ng­êi sö dông ch¹y vµ kiÓm tra ch­¬ng tr×nh viÕt trong PLC, m« pháng hÖ thèng tù ®éng ho¸ khi kh«ng cã thiÕt bÞ thËt. C¸c ®Æc ®iÓm: Cã thÓ sö dông mét nót Ên trong Simatic Manager ®Ó t¾t hoÆc më m« pháng. Ch­¬ng tr×nh cho phÐp ng­êi sö dông thay ®æi chÕ ®é ho¹t ®éng cña CPU (STOP, RUN, RUN-P) gièng trªn CPU thùc. Ng­êi sö dông cã thÓ quan s¸t c¸c tr¹ng th¸i thay ®æi vµo/ra, Timer, Counter...ngay trªn thiÕt bÞ. Cã thÓ sö dông c¸c c«ng cô ®Ó söa ch÷a lçi ch­¬ng tr×nh vµ Dowload l¹i ®Ó m« pháng. 4.3.2.C¸c b­íc thùc hiÖn m« pháng. B­íc 1: Khëi ®éng ch­¬ng tr×nh Simatic Manager. B­íc 2: Chän vµo Options>Simulate Module. Cöa sæ S7-PLCSIM kÕt nèi víi CPU më ra mµn h×nh quan s¸t. H×nh 4.21. Cöa sæ PLCSIM. Më c¸c tr¹ng th¸i ®iÒu khiÓn tõ biÓu t­îng cña cöa sæ m« pháng. H×nh 4.22. C¸c ®Çu vµo ra cÇn theo dâi. Ên nót RUN trªn cöa sæ ®Ó ch¹y m« pháng. C¸c b­íc kÕt nèi gi÷a Graphic vµ Tag. H×nh 4.23. Chän cÊu h×nh ®èi tho¹i víi ®å häa H×nh 4.24. Chän Tag ®· thiÕt lËp ®Ó kÕt nèi Graphics. H×nh 4.25. Tag thiÕt lËp ®Ó kÕt nèi Graphics >OK. 4.4.KÕt qu¶ m« pháng H×nh 4.26. Giao diÖn b¸o c¸c thiÕt bÞ ®· s½n sµng khëi ®éng. KÝch vµo nót START hÖ thèng sÏ ®­îc khëi ®éng nhãm b¨ng t¶i vµ m¸y bóa. H×nh 4.27. Giao diÖn ho¹y ®éng cña nhãm ®éng c¬ b¨ng t¶i. H×nh 4.28. Giao diÖn trung t©m ®Æt t¹i chç cho ng­êi vËn hµnh . H×nh 4.29. Giao diÖn c¶nh b¸o dõng E.Stop c«ng ®o¹n. Khi lçi mÊt gi¸m s¸t hoÆc mét sè lçi kh¸c khi mµ ng­êi söa ch÷a ®· hoµn thµnh th× vËn hµnh trung t©m ph¶i kÝch chuét vµo RESET ®Ó xãa b¸o ®éng. H×nh 4.30. Giao diÖn c¶nh b¸o mÊt gi¸m s¸t tèc ®é cña ®éng c¬ b¨ng t¶i. KÕt qu¶ m« pháng toµn bé c«ng ®o¹n: Khi ch¹y liªn ®éng toµn bé c«ng ®o¹n .Ta kÝch chuét ph¶i vµo START trªn s¬ ®å Mimic sÏ thÓ hiÖn c¸c ®éng c¬ ch¹y tõ 131ST100M01 cho ®Õn 131AF030M01, khi dõng th× ta l¹i kÝch chuét ph¶i vµo STOP nhãm ®éng c¬ l¹i dõng tõ 131AF030M01 vÒ ®Õn 131ST100M01, cho nhãm läc bôi ch¹y kÝch chuét ph¶i vµo START-F.TER trªn s¬ ®å Mimic sÏ thÓ hiÖn c¸c ®éng c¬ ch¹y tõ 131RF120M02, 131RF110M02 , 131RF140M02 ch¹y cïng lóc cho ®Õn 131FN120M01, 131FN110M01, 131FN140M01, khi dõng th× ng­îc l¹i .T­¬ng tù ch¹y nhãm nÐn khÝ . Giao diÖn cÊu tróc d©y chuyÒn ®Ëp ®¸ v«i. H×nh 4.31. Giao diÖn cho biÕt c«ng ®o¹n ch¹y liªn ®éng. KÕt luËn Sau mét thêi gian nghiªn cøu ®Ò tµi, d­íi sù h­íng dÉn tËn t×nh cña Gi¸o S­ TSKH Th©n Ngäc Hoµn, thÇy gi¸o NguyÔn Träng Th¾ng, vµ cïng víi sù cè g¾ng cña b¶n th©n ®å ¸n cña em ®· ®­îc hoµn thµnh vµ ®¹t ®­îc nh÷ng ®iÒu sau: Nghiªn cøu c«ng ®o¹n ®¸ v«i trong nÒn c«ng nghiÖp s¶n xuÊt xi m¨ng. X©y dùng ®­îc m« h×nh hÖ ®iÒu khiÓn PLC cã giao diÖn cho ng­êi vËn hµnh b»ng WinCC thay cho dïng mét thiÕt bÞ chuyªn dông cña h·ng. §­a ra ®­îc kÕt qu¶ m« pháng cña hÖ ®iÒu khiÓn. §å ¸n nµy míi chØ dõng l¹i ë viÖc nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ trªn c¬ së lý thuyÕt. ViÖc ¸p dông vµo thùc tÕ cßn ¶nh h­ëng bëi nhiÒu yÕu tè kh¸c mµ em ch­a thùc hiÖn. Mét lÇn n÷a em xin ch©n thµnh göi lêi c¶m ¬n tíi Gi¸o S­ TSKH Th©n Ngäc Hoµn,vµ thÇy gi¸o NguyÔn Träng Th¾ng, ng­êi ®· tËn t×nh h­íng dÉn em trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n nµy. Em còng xin c¶m ¬n c¸c thÇy, c« trong bé m«n ®iÖn DD vµ CN – khoa §iÖn tr­êng ®¹i häc D©n LËp H¶i Phßng ®· nhiÖt t×nh gióp ®ì em trong qu¸ tr×nh häc tËp, nghiªn cøu vµ hoµn thµnh ®å ¸n nµy. H¶i Phßng, th¸ng 7– 2009. Tµi liÖu tham kh¶o 1. NguyÔn Anh TuÊn, PhÇn mÒm tù ®éng hãa trong nhµ m¸y xi m¨ng(CÊu tróc-Ph­¬ng ph¸p lËp tr×nh-Thùc hµnh), Khoa ®iÖn –Bé m«n §o L­êng §HBKHN- Biªn so¹n. 2. Bïi Quèc Kh¸nh – NguyÔn V¨n LiÔn (2007), C¬ së truyÒn ®éng ®iÖn, Nhµ xuÊt b¶n khoa häc- kü thuËt . 3. TrÇn Thu Hµ - Ph¹m Quang Huy (2007), Tù ®éng hãa trong c«ng nghiÖp víi WinCC, Nhµ xuÊt b¶n Hång §øc. 4.NguyÔn Träng QuÕ (2003), HÖ thèng thiÕt bÞ ®o l­êng vµ b¸o hiÖu trong c¸c xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp vµ nhµ m¸y xi m¨ng, Khoa ®iÖn –Bé m«n §o L­êng §HBKHN- Biªn so¹n . 5.Tµi liÖu kü thuËt vµ c¸c b¶n vÏ cña nhµ m¸y xi m¨ng H¶i Phßng (FLSMIDTH thiÕt kÕ). 6. NguyÔn Do·n Ph­íc – Phan Xu©n Minh – Vò V©n Hµ (2000), Tù ®éng hãa víi Simatic S7-300, Nhµ xuÊt b¶n khoa häc kü thuËt. 7. Tµi liÖu kü thuËt S7 300/S7-400 cña Siemen.