LẬP TRÌNH PLC XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÁCH THÉP THANH

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy cô giáo trong

trường Đại học Công nghệ thông tin và truyền thông – Đại học Thái Nguyên nói

chung và các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Tự động hóa nói riêng đã tận

tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong

suốt thời gian qua.

Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy PHẠM ĐỨC LONG, thầy đã tận

tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn trong suốt quá trình làm đồ án tốt

nghiệp. Trong quá trình làm việc với thầy, tôi không ngừng tiếp thu thêm nhiều

kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa

học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho tôi trong quá trình

học tập và làm việc sau này.

Sau cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên, góp ý, và

giúp đỡ trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

Do thời gian hoàn thành đồ án có giới hạn, chắc chắn rằng đồ án không

tránh khỏi những thiếu sót nên tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý

thầy cô và các bạn để đồ án tốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2014

Sinh viên thực hiện

1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi - cam kết ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP là công trình nghiên cứu của bản thân

tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Đức Long.

Các kết quả nêu trong ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP là trung thực, không phải là

sao chép toàn văn của bất kỳ công trình nào khác, nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn

trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật của nhà trường.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2014

Người cam đoan

2

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................................1

LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................................2

MỤC LỤC......................................................................................................................................3

DANH MỤC HÌNH ẢNH.................................................................................................................6

LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................................10

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300.......................................................................................11

1.1Tổng quan về PLC..............................................................................................................11

1.1.1 Định nghĩa.................................................................................................................11

1.1.2 Cấu trúc PLC...............................................................................................................11

1.2 PLC S7- 300.......................................................................................................................12

1.2.1 Các tính năng cơ bản.................................................................................................12

1.2.2 Các module................................................................................................................13

1.2.3 Bộ nhớ, kiểu dữ liệu trong CPU.................................................................................14

1.2.4 Vòng quét chương trình, các khối OB........................................................................15

1.3 Lựa chọn các thông số cho S7- 300...................................................................................16

1.4 Điều khiển S7-300 qua Win CC.........................................................................................19

1.4.1 Định nghĩa.................................................................................................................19

1.4.2 Tìm hiểu chung..........................................................................................................19

1.4.2.1 Các loại Project trong Win CC.....................................................................................19

1.4.3 Các bước soạn thảo 1 Project....................................................................................24

1.4.4 Mối liên hệ giữa 2 phần mềm....................................................................................24

CHƯƠNG 2: YÊU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI...............................................................................26

2.1 Giới thiệu về nhà máy cán thép NasteelVina....................................................................26

2.1.1 Giới thiệu...................................................................................................................26

2.1.2 Lịch sử phát triển.......................................................................................................27

2.1.3 Sơ đồ tổ chức............................................................................................................27

2.1.4 Thành tựu..................................................................................................................27

2.2 Nhu cầu cấp thiết của bài toán đếm thép cây..................................................................28

2.3 Yêu cầu hệ thống đáp ứng................................................................................................28

2.4 Các phương án đề xuất.....................................................................................................28

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÁCH THÉP THANH.............................................................31

3.1 Giới thiệu về các thiết bị quan trọng trong hệ thống dàn thép........................................31

3

3.1.1 Trục vít:......................................................................................................................31

3.1.2 Tấm chắn...................................................................................................................34

3.1.3 Cơ cấu nâng trục vít 2................................................................................................34

3.1.4 Băng tải......................................................................................................................35

3.1.5 Động cơ không đồng bộ ba pha.................................................................................37

3.1.6 Hộp số.......................................................................................................................39

3.1.7 Biến tần.....................................................................................................................42

3.2 Hệ thống dàn thép............................................................................................................46

3.2.1 Sàn rung.....................................................................................................................47

3.2.2 Cơ cấu nâng trục vít 2................................................................................................47

3.2.3 Tấm chắn thép...........................................................................................................47

3.2.4 Trục vít.......................................................................................................................47

3.2.6 Hộp số.......................................................................................................................49

3.2.7 Biến tần.....................................................................................................................50

3.2.8 Sàn đếm.....................................................................................................................50

3.2.9 Bảo vệ quá dòng........................................................................................................51

3.2.10 Kết quả tách thanh thép..........................................................................................52

3.3 Hệ thống điều khiển PLC..................................................................................................52

3.3.1 Counter......................................................................................................................53

3.3.2 Cảm biến....................................................................................................................54

3.3.3 Rơ le .........................................................................................................................56

3.4Thiết kế giao diện PC (WinCC )..........................................................................................57

3.4.1Tạo project mới..........................................................................................................57

3.4.2 Tag.............................................................................................................................58

3.4.3 Tạo giao diện bằng Graphics designer.......................................................................59

3.5Quy trình công nghệ, thuật toán và các chương trình điều khiển.....................................59

3.5.1 Quy trình công nghệ......................................................................................................59

Sau khi thép được dàn đều và đưa ra băng tải bởi hệ thống dàn thép. Lúc này cảm biến

quang E3Jk có nhiệm vụ phát hiện thép và cho tín hiệu I0.2 lên 1. Khi chuyển trạng thái từ 0

 1 Counter đếm lên 1. Cứ mỗi lần chuyển trạng thái như vậy Counter sẽ đếm lên cho đến

khi đạt đến giá trị mong muốn (10). Lúc này sàn nâng sẽ nâng số thanh đã đếm sang vị trí

cân. Quá trình này được lập đi lập lại cho đến khi có tín hiệu dừng của người điều khiển....59

3.5.2 Thuật toán đếm sản phẩm bằng PLC.........................................................................59

3.5.3 Sơ đồ kết nối PLC với các linh kiện............................................................................61

4

3.5.4 Cấu hình phần cứng...................................................................................................62

3.5.5 Bảng địa chỉ...............................................................................................................62

3.5.6 Code PLC....................................................................................................................62

3.5.6 Mã nguồn trong WinCC.............................................................................................65

3.6Kết quả..............................................................................................................................67

3.6.1 Kết quả mô phổng theo PLC SIMATIC........................................................................67

3.6.2 Mô Phổng WinCC.......................................................................................................68

KẾT LUẬN....................................................................................................................................70

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................71

5

DANH MỤC HÌNH ẢNH

1.1 Tổng quan về PLC............................................................................................................11

1.1.1 Định nghĩa................................................................................................................11

1.1.2 Cấu trúc PLC.............................................................................................................11

1.2 PLC S7- 300.....................................................................................................................12

1.2.1 Các tính năng cơ bản...............................................................................................12

1.2.2 Các module..............................................................................................................13

1.2.3 Bộ nhớ, kiểu dữ liệu trong CPU................................................................................14

1.2.4 Vòng quét chương trình, các khối OB......................................................................15

1.3 Lựa chọn các thông số cho S7- 300.................................................................................16

1.4 Điều khiển S7-300 qua Win CC.......................................................................................19

1.4.1 Định nghĩa................................................................................................................19

1.4.2 Tìm hiểu chung........................................................................................................19

1.4.2.1 Các loại Project trong Win CC...................................................................................19

1.4.3 Các bước soạn thảo 1 Project..................................................................................24

1.4.4 Mối liên hệ giữa 2 phần mềm..................................................................................24

2.1 Giới thiệu về nhà máy cán thép NasteelVina..................................................................26

2.1.1 Giới thiệu.................................................................................................................26

2.1.2 Lịch sử phát triển.....................................................................................................27

2.1.3 Sơ đồ tổ chức...........................................................................................................27

2.1.4 Thành tựu................................................................................................................27

2.2 Nhu cầu cấp thiết của bài toán đếm thép cây................................................................28

2.3 Yêu cầu hệ thống đáp ứng..............................................................................................28

2.4 Các phương án đề xuất...................................................................................................28

3.1 Giới thiệu về các thiết bị quan trọng trong hệ thống dàn thép.......................................31

3.1.1 Trục vít:....................................................................................................................31

3.1.2 Tấm chắn.................................................................................................................34

3.1.3 Cơ cấu nâng trục vít 2..............................................................................................34

3.1.4 Băng tải....................................................................................................................35

Một động cơ giảm tốc trục vít và bộ điều khiển kiểm soát tốc độ.......................................36

Bộ con lăn, truyền lực chủ động..........................................................................................36

Hệ thống khung đỡ con lăn..................................................................................................36

Hệ thống dây băng hoặc con lăn..........................................................................................36

6

Ứng dụng của băng tải..........................................................................................................37

Có nhiều loại băng tải được ứng dụng trong các điều kiện và tính chất làm việc khác nhau.

37

Trong các cơ sở sản xuất qui mô vừa và nhỏ, các công trình thi công vĩ mô, việc sử dụng các

loại băng tải sẽ giúp tiết kiệm sức lao động, nhân công, nhân lực, thời gian và tăng hiệu quả

rõ rệt. Mỗi loại băng tải được sử dụng trong những trường hợp nhất định, cần tìm hiểu để

có thể sử dụng đúng và đạt hiệu quả cao...............................................................................37

3.1.5 Động cơ không đồng bộ ba pha...............................................................................37

3.1.5.1 Cấutạo động cơ không đồng bộ ba pha................................................................37

37

Phần tĩnh: Stator có cấu tạo gồm vỏ máy, lõi sắt và dây quấn..........................................38

Vỏmáy:.............................................................................................................................38

3.1.6 Hộp số......................................................................................................................39

3.1.7 Biến tần....................................................................................................................42

3.2 Hệ thống dàn thép..........................................................................................................46

3.2.1 Sàn rung...................................................................................................................47

3.2.2 Cơ cấu nâng trục vít 2..............................................................................................47

3.2.3 Tấm chắn thép.........................................................................................................47

3.2.4 Trục vít.....................................................................................................................47

3.2.6 Hộp số......................................................................................................................49

3.2.7 Biến tần....................................................................................................................50

3.2.8 Sàn đếm...................................................................................................................50

3.2.9 Bảo vệ quá dòng......................................................................................................51

Hình 3.17: Rơ le bảo vệ quá dòng MK233A................................................................................51

3.2.10 Kết quả tách thanh thép........................................................................................52

Hình 3.18. Kết quả dàn sản phẩm...............................................................................................52

3.3 Hệ thống điều khiển PLC.................................................................................................52

3.3.1 Counter....................................................................................................................53

Hình 3.19: Counter.....................................................................................................................54

3.3.2 Cảm biến..................................................................................................................54

3.3.3 Rơ le .......................................................................................................................56

3.4 Thiết kế giao diện PC (WinCC )........................................................................................57

3.4.1 Tạo project mới........................................................................................................57

3.4.2 Tag...........................................................................................................................58

7