Phần I
chương 1
tổng quát công nghệ nhà máy xi măng bút sơn
1.1 Giới thiệu chung
Nhà máy xi măng Bút Sơn được sản xuất theo phương pháp khô với các thiết bị công nghệ, thiết bị điều khiển thuộc thế hệ mới, tiên tiến trên thế giới. Mức độ cơ giới hoá và tự động hoá cao, định mức tiêu hao nguyên liệu thấp.Việc vận hành thiết bị được thực hiện tại phòng điều khiển trung tâm và một số tại cục bộ.
Công suất nhà mày là 4000 tấn clinker trong một ngày thuộc loại năng suất cao.
1.2 Giới thiệu cá
132 trang |
Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1846 | Lượt tải: 1
Tóm tắt tài liệu Công nghệ sản xuất xi măng của Nhà máy Bút Sơn. Khảo sát hệ thống ghi làm lạnh Clinker và Thiết kế hệ thống điều khiển trên thiết bị PLC S7-400, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
c công đoạn trong nhà máy
1.2.1 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu
a.Tiếp nhận đập và đồng nhất đá vôi
Đá vôi khai thác ở mỏ bằng phương pháp khoan nổ mìn. Đá vôi cung cấp CaO cho clinker dưới dạng CaCO3.Tỉ lệ đá vôi là cao nhất trong thành phần tạo nên clinker, nó chiếm 75đ80%. Sau khi khoan nổ mìn thì đá vôi được chuyển về và vào máy đập. Máy đập đá vôi là loại máy đập va đập trực tiếp một rô to có gắn các thanh đập năng suất cao 600 tấn/h. Sau khi đập đá có kích thước là 90% nhỏ hơn 70mm được đưa vào kho đồng nhất sơ bộ loại đống dọc có hiệu suất đồng nhất là 8:1.
Các mỏ khai thác đá vôi :
Mỏ Hồng Sơn 61,4 triệu tấn
Mỏ Bút Phong 130,8 triệu tấn
Mỏ Núi Bùi 6đ8 triệu tấn
b.Tiếp nhận đập đồng nhất và kho chứa sét
Đá sét cung cấp SiO2, Al2O3 và Fe2O3 cho clinker. Đá sét caosilic khai thác ở mỏ Khả Phong (12,8 triệu tấn) bằng cách bốc xúc rồi chuyển về nhà máy bằng ô tô qua máy đập loại máy cán hai trục có năng suất 250 tấn/h. Sản phẩm sau khi đập có kích thước 90% < 70mm được đưa vào kho chứa và đồng nhất sơ bộ. Đá sét được đồng nhất theo phương pháp đánh luống.Thành phần đá sét trong clinker :20%.
c.Tiếp nhận và đập đồng nhất than ,thạch cao ,quặng sắt ,puzơlan
Đây là phụ gia để tạo nên xi măng theo như yêu cầu của người sản suất.
d.Xúc đá vôi ,đá sét,quặng sắt về két chứa.
Việc xúc đá vôi dùng loại máy xúc hai mặt có răng cào phía trước, công suất là 35đ350 tấn/h, xúc ngang đống rồi chuyển về két chứa. Xúc đá sét từ kho sét là dùng loại gầu xúc có công suất 15đ150 tấn/h rồi chuyển về két chứa.
Quặng sắt thì dùng xe xúc qua hệ thống băng tải chuyển về két chứa.
e.Nghiền liệu
Các loại nguyên liệu được chứa trong các két chứa :
Két đá vôi 550 tấn
Két đá sét 200 tấn
Két quặng sắt 200 tấn
Két silica 120 tấn
Qua hệ thống cân định lượng tự động đưa vào máy nghiền liệu đứng (320tấn/h)
Liệu được nghiền tới độ mịn và xấy tới mức khô theo yêu cầu
Độ mịn 10đ12%
Độ ẩm <0.5%
Liệu sau khi nghiền được đưa vào xi-lô đồng nhất.
1.2.2 Công đoạn lò nung
a.Đồng nhất bột liệu và cân cấp liệu cho lò nung
Đồng nhất bột liệu trong xi-lô đồng nhất liên tục theo phương pháp chia 4. Xi-lô này chứa 20000 tấn là tối đa, hệ số đồng nhất đạt 10:1.
Phối liệu sau khi đồng nhất qua hệ thống cân cấp liệu định lượng để đưa vào lò nung. Năng suất cân là theo yêu cầu của người vận hành.
b.Hệ thống lò nung
Lò gồm hệ thống xi-lô 2 nhánh năm tầng có buồng canxi hoá sơ bộ loại RSP. Liệu qua hệ thống sấy sơ bộ (preheater) và canxi hoá sơ bộ
(pricalciner) nó được xấy tới 860đ875 độ và phân huỷ 90%đ95% cacbonat rồi vào lò quay.
Lò quay f4,5*72m –năng suất 4000 tấn clinker /ngày.
c.Hệ thống ghi làm mát
Sau khi ra khỏi lò nung clanker có nhiệt độ khoảng 1300Cđ1450C nó sẽ được đổ xuống ghi làm nguội. Hệ thống ghi làm nguội là hệ thống ghi hai cấp 3 giàn, sử dụng quạt cao áp để làm nguội và có máy búa đập clinker trước khi clinker đi vào xi-lô chứa rôì sang CKP và máy nghiền bi. Nhiên liệu cho hệ thống lò là sử dụng 100% than mịn trong đó có khoảng 40% than cám 3 và 60% than cám 4a Quảng Ninh. Dầu nặng sử dụng khi có trục trặc về than hoặc khi xấy lò, đốt lò.
Trong tổng số 100% nhiên liệu là than mịn kể trên thì chia ra hai phần. Phần 1 gồm 40% nhiên liệu dành cho đốt ở lò, phần 2 có 60% nhiên liệu còn lại dành cho sấy clinker.
d.Hệ thống nghiền xấy và cấp than
Than 2 loại từ kho chứa được xúc từ máy chứa một mặt có răng cào qua hệ thống vận chuyển đưa về két chứa than khô. Qua hệ thống cân băng định lượng vào máy nghiền đứng(30 tấn/h), than sau khi nghiền có độ mịn là 5% trên sàng 90mm. Độ ẩm : 1đ1,5%.
Than mịn qua hệ thống cân định lượng đưa vào lò và calciner.
1.2.3 Công đoạn nghiền xi măng và đóng bao
a.Hệ thống chuẩn bị nguyên liệu
Puzơlan từ kho chứa được xúc bằng xe xúc qua hệ thống băng tải đưa về két chứa (250 tấn). Một cách khác là dùng đá vôi từ kho đá vôi nguyên liệu sau khi xúc và qua hệ thống băng tải cũng được đưa về két này.
Clinker từ xi lô chứa 2*20000 tấn qua hệ thống tháo, nâng chuyển đưa về két (300 tấn).
Thạch cao qua máy xúc và hệ thống băng tải đưa vào két 250 tấn
b.Hệ thống nghiền xi măng .
Clinker, puzơlan qua máy cán ép sơ bộ CKP và thạch cao sau khi qua hệ thống cân băng định lượng đưa vào máy nghiền bi. Máy nghiền bi này là loại máy nghiền hai ngăn, có kích thước f5m*17,8m,năng suất 40 tấn /h.
Qua hệ thống phân li động lực (loại OSEPA) và hệ thống xi lô lắng và lọc bụi thu hồi bụi xi măng thành phẩm.
c. Hệ thống chứa, xuất xi măng
Bột xi măng sau khi nghiền được chứa vào trong 4 xilô (4*10000 tấn).
Đóng bao xi măng bằng 4 máy đóng bao công suất 4*100 tấn/h.
Mỗi hệ thống suất xi măng bao và ximăng bột qua đường ô tô và tàu hoả.
Sơ đồ tổng quát công nghệ
nhà máy xi măng bút sơn
Đập đá vôi
Kho
cầu xúc,cầu rải
két chứa
Than
Kho
Đập đá sét
két chứa
két chứa
cầu xúc,cầu rải
nghiền
xilô đồng nhất
sấy 5 tầng
lò nung
làm mát
silo clanker
Máy nghiền CKP
Máy nghiền tinh
xilô xi măng
két chứa 1
két chứa 2
két chứa 3
két chứa 4
Máy đóng
Bao 1
Máy đóng
Bao 2
Máy đóng
Bao 3
Máy đóng
Bao 4
Chương 2
Hệ thống mạng truyền thông
công ty xi măng bút sơn
2.1 Hệ thống mạng điều khiển
Hệ thống mạng điều khiển tự động của công ty xi măng Bút Sơn được xây dựng trên cơ sở thiết bị PLC simatic S5. Hệ thống này gồm có tất cả 13 PLC trong đó có 5 PLC loại S5 115U và 8 PLC loại S5 155U.
Tất cả các PLC này được nối mạng với nhau theo sơ đồ khối cơ bản sau:
PC
PC
PC
PC
PC
PC
BRIDGE
CURVER
SERVER
CURVER
SERVER
S11
S21
S31
S41
S51
S61
S62
S71
S81
S82
S91
S72
Sơ đồ mạng sinenec h1(siemens network architecture)
PC: Máy tính giám sát vận hành(6 chiếc).
PLC: Kí hiệu từ S11 S21 S31 S41 S51 S61 S71 S72 S81 S82 S91
Nhiệm vụ của các PLC là điều khiển các công đoạn trong toàn bộ nhà máy. Cụ thể là như sau:
S11 Điều khiển công đoạn nghiền đá vôi
S21 Điều khiển công đoạn nhập đá sét
S31 Điều khiển công đoạn than ,phụ gia
S41 Điều khiển công đoạn cấp liệu
S51 Điều khiển công đoạn lò nung
S61 Điều khiển công đoạn làm mát
S71 Điều khiển công đoạn nghiền clanker
S72 Điều khiển công đoạn nghiền clanker
S81 Điều khiển công đoạn xuất xi măng
S82 Điều khiển công đoạn xuất ximăng
S91 Điều khiển hệ thống cấp nước
PLC thứ 13 có tên là MIRE. Nó có nhiệm vụ tối ưu hoá quá trình nghiền liệu, clanker, thiết lập các setpoint.
Nhiệm vụ của bridge: là cầu nối giữa hai bus A và B.
Nhiệm vụ của Curver server 1 và 2 là lưu giữ các đường đồ thị vận hành như
p(t): áp suất theo thời gian.
T(t): Nhiệt độ theo thời gian.
Hệ thống mạng truyền thông của nhà máy dùng chuẩn ethernet cho giao tiếp giữa PC và các PLC, profibus DP cho giao tiếp giữa PLC và cấp dưới I/O phân tán, ET200…
Giữa các PLC thì chúng sẽ có cách truy nhập đường bus theo kiểu thẻ bài. PLC nào có thẻ bài sẽ được quyền truy nhập bus.
Mỗi một PLC có 2 card nối mạng, một card nối với bus A, một card nối với bus B.
Card CP1 nối với bus A.
Card CP2 nối vơí bus B.
Ngoài ra một PLC còn có 1 module hoặc hai mođule để nối xuống các I/O phân tán,các ET200…
ET200
ET200
ET200
ET200
IM IM
PS CPU CP1 CP2 ………….. 308A
308B
Module IM308B được nối với các ET 200 dùng chuẩn Profibus. Đây là mạng Sinec N2.
Ưu điểm của mạng Sinec N2 này là có thể nối thêm được một PLC để nó đóng vai trò là PLC slave.Tuy nhiên với mạng sinecN2 này thì chỉ được ứng dụng trong nhà máy ở công đoạn nghiền xi măng (dùng với PLC 81).
Phần 2
Chương 1
Giới thiệu về plc s7-300
tổng quan về plc
plc (programable logic controller) là bộ điều khiển lập trình được. Chương trình do người điều khiển lập ra và nạp vào bộ nhớ của PLC sẽ thực hiện logic của quá trình đIều khiển. PLC thực chất là sự module hoá
của bộ điều khiển thiết kế bằng vi mạch (IC). Về mặt kiến trúc PLC được thiết kế dựa trên những nguyên tắc kiến trúc máy tính.
So sánh PLC và bộ điều khiển bằng dây nối cứng:
Bộ điều khiển bằng dây nối cứng: là bộ đIều khiển mà các phần tử chuyển mạch được nối với nhau bằng dây dẫn vĩnh viễn. Với các bộ điều khiển loại này ta bắt buộc phải biết rõ nhiệm vụ cần thực hiện trước khi nối dây giữa các phần tử chuyển mạch để tạo nên hệ thống điều khiển.
Mỗi khi cần có sự thay đổi một phần tử chức năng hoặc muốn mở rộng ta bắt buộc phải thay đổi lại cấu trúc cũng như sơ đồ đấu nối dây. Đối với những hệ thống lớn thì công việc này thực sự là phức tạp và giá thành sẽ rất cao.
Bộ đìêu khiển lập trình được (PLC) Chương trình đìêu khiển được nạp vào bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình, khi ta muốn thực hiện quá trình điều khiển. Nếu cần có sự thay đổi hay mở rộng chức năng ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong và không cần biết bất cứ về sự thay đổi nào mang tính chất vật lý. Ưu điểm nổi bật của các sản phẩm PLC là tính mềm dẻo và khả năng mở rộng chức năng bằng những module chuẩn để giải quyết những vấn đề phức tạp về điều khiển trong thực tế một cách nhanh chóng và kinh tế.
Ưu điểm của PLC:
-Logic của quá trình điều khiển được thực hiện bằng chương trình chứ không phải bằng dây nối.
-Độ mềm dẻo cao.
-Nhờ có những module đã được thiết kế chuẩn hoá mà người ta có khả năng giải quyết gần hết các vấn đề có trong điều khiển tự động một cách đơn giản và thuận tiện.
-Tốc độ xử lý của PLC khá cao.
-Tiêu tốn ít năng lượng.
-Dễ dàng sử dụng và dễ dàng ghép nối.
-Việc lập trình tương đối đơn giản nhờ có sự trợ giúp của hệ lập trình PG(Progamer) và các khối chức năng, cũng như trên máy PC.
-Dễ dàng thiết lập sự trao đổi thông tin với PLC khác và máy tính PC thông qua mạng LAN.
-Dễ dàng khởi động.
-Sử dụng PLC trong những hệ thống điều khiển phức tạp sẽ cho ta hiệu quả kinh tế cao hơn, giá thành hạ hơn hẳn so với phương pháp dùng dây nối cứng hoặc dùng các mạch điện tử rời rạc.
cấu tạo và hoạt động của plc
Bộ nhớ chương trình
CPU +
Hệ điều hành
Timer, Counter,Bit cờ
Bộ đệm vào/ra
Quản lý ghép nối
Cổng vào/ra
Hình 1.1 Cấu trúc của PLC
Cấu trúc của PLC ở hình 1.1 gồm các thành phần sau:
*Bộ xử lý trung tâm CPU.
*Hệ điều hành.
*Bộ nhớ chương trình điều khiển, dữ liệu.
*Cổng vào/ra để giao tiếp giữa các đối tượng điều khiển, trao đổi thông tin.
*Bộ đếm (counter).
*Bộ đếm thời gian(timer).
*Các khối hàm chuyên dụng.
Module nguồn cung cấp PS(power supply ).
Module CPU.
a.Nhiệm vụ và cấu tạo:
Bộ xử lý thực hiện các nhiệm vụ điều khiển trung tâm. Thành phần gồm:
+ Bộ vi xử lý.
+ Hệ điều hành.
+ Bộ nhớ trong ( Ram).
+ Cờ, các bộ thời gian, bộ đếm.
+ Các cổng vào ra.
+ Khối chức năng tiêu chuẩn ( phục vụ hoạt động của hệ thống như: nhân, chia, mã hoá …)
+ Cổng truyền thông( RS 485)
b.Hoạt động:
Ngay sau khi PLC được cấp nguồn, hoạt động của nó được khởi động lại theo chế độ cứng hoặc khởi động mềm tuỳ thuộc vào vị trí của bộ chọn chế độ ở CPU.
Khi khởi động cứng quá trình diễn ra tuần tự như sau:
+ Reset cờ, bộ đếm, bộ thời gian, PII, PIO.
+ Kiểm tra các byte vào, ra của những module vào ra.
Khi khởi động mềm chu kỳ hoạt động của PLC được khôi phục lại tại điểm trước khi ngắt. Đồng thời sẽ thực hiện các việc sau:
+ Reset PII, PIO.
+ Kiểm tra các byte vào, ra của những module vào, ra.
Trong PLC, bộ xử lý thực hiện chương trình theo chu kỳ. Chương trình lưu giữ trong bộ nhớ của PLC được bộ xử lý đọc từ đầu với chu kỳ Tchu kỳ= Tlàm việc. Giá trị của Tchu kỳ phụ thuộc vào tốc độ xử lý của từng loại PLC khác nhau và phụ thuộc vào độ lớn của chương trình.
Khi một chu kỳ bắt đầu, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả các tín hiêu trên đầu vào và lưu giữ chúng trong PII ( Process Image Input ). Bộ xử lý sẽ đọc trạng thái tín hiệu từ PII ra và xử lý lần lượt các lệnh.
Địa chỉ của từng ô nhớ lưu giữ lệnh được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ bên trong bộ xử lý. Bộ xử lý tăng giá trị của bộ đếm này lên một đơn vị trước khi đọc lệnh tiếp theo. Kết quả của việc xử lý các lệnh sẽ đưa ra các tín hiệu ra, trạng thái hiện tại của tín hiệu ra này được lưu giữ vào PIO ( Process Image Output ). Khi chu kỳ kết thúc, các kết quả sẽ được chuyển từ PIO tới các đầu ra của PLC.
c.Bộ nhớ chương trình:
Bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong của PLC, đó là nơi lưu giữ chương trình quyết định hoạt động của hệ thống điều khiển. Trong bộ nhớ chương trình các lệnh được ghi tuần tự theo địa chỉ riêng. Bộ nhớ chương trình của PLC thường là Ram ( dung lượng tuỳ thuộc vào họ PLC). Với Ram này ta có thể nạp, thay đổi hoặc xoá bỏ chương trình bất kỳ lúc nào. Đó là một thuận lợi, tuy nhiên khi mất nguồn nuôi nội dung của Ram cũng bị mất. Để bảo vệ chương trình người ta lắp vào PLC một pin khô làm nguồn nuôi dự trữ.
Chương trình được nạp vào bộ nhớ theo 2 cách:
+ PG không nối trực tiếp với CPU của PLC: các lệnh của chương trình được đưa tuần tự vào bộ nhớ chương trình của bộ lập trình PG qua bàn phím. Sau đó, được đưa vào bộ nhớ phụ (EPROM). Bộ nhớ này sau đó được đưa ghép vào CPU của PLC và chương trình được nạp từ đó vào bộ nhớ trong ( Ram ) của PLC.
+ PG được nối trực tiếp với CPU của PLC: chương trình được đưa từ bàn phím vào bộ nhớ chương trình của PG, sau đó được chuyển vào Ram của PLC. Điều này được thực hiện nhờ bấm nút “ copy” ở CPU.
Các module vào/ra SM(Signal Module).
Là các module tạo ra giao diện giữa PLC và các thiết bị ngoài.
Module vào/ra số và tương tự:
Những module vào/ra số phục vụ cho việc giải quyết những vấn đề điều khiển có logíc đơn giản mà trạng thái tín hiêụ là “0” hoặc “1”.
Trong những trường hợp khác, trạng thái tín hiệu là tương tự thì ta cần module vào/ra tương tự để phục vụ cho quá trình xử lý. Về bản chất thì nó chính là những bộ chuyển đổi tương tự ôsố 12 bits (A/D), tức là mỗi tín hiệu tương tự thì được chuyển thành một tín hiệu số có độ dài 12 bits.
1.2.4 Module giao diện IM(Interface Module):
Thiết lập sự nối giữa phần khối mở rộng và trung tâm điều khiển của PLC.
Module chức năng mở rộng FM(Function Module):
Module này có những chức năng điều khiển như điều khiển động cơ bước, động cơ séc vô, module pid,…
Module phục vụ truyền thông CP(Communication module):
Module này phục vụ truyền thông trong mạng giũa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với PC.
lập trình cho plc
1.3.1 Ngôn ngữ lập trình cho PLC
Ngôn ngữ lập trình cho PLC do các hãng chế tạo viết riêng cho loại PLC của họ. Người thiết kế sẽ sử dụng ngôn ngữ lập trình để soạn thảo sửa đổi và chạy thử các chương trình điều khiển. Ngưòi ta có thể lập trình trên máy PC hoặc trên các bộ lập trình chuyên dụng sách tay gọn nhẹ (Hand Held Programmer). Sau đó chương trình được truyền sang PLC bằng cách nối giữa chúng hoặc được ghi vào module nhớ EPROM và sau đó lắp vào bộ nhớ phụ của PLC. Người ta sử dụng 3 phương pháp là:
-LAD (Ladder diagram)
-CSF (Controll System Flowchart)
-STL (Statement List)
Trong đó phương pháp biểu diễn LAD đã được ISO đưa vào thành tiêu chuẩn chung và tất cả các hãng chế tạo PLC đều phải tuân thủ theo tiêu chuẩn này.
1.3.2 Bộ lập trình cho PLC (Programmer-PG).
Đây là bộ lập trình tiêu chuẩn, có kết cấu gọn nhẹ và hoàn toàn tương thích với máy tính cá nhân PC. Nó được dùng để lập trình các chương trình điều khiển, kiểm tra và khởi động các bộ PLC. Những bộ lập trình này có thể chạy theo hai chế độ :
-Chế độ nối với PLC: chương trình được tạo ra, kiểm tra và sửa lỗi trên PG, sau đó được chuyển vào RAM của PLC thông qua cáp nối giữa chúng.
-Chế độ không nối với PLC: chương trình được tạo ra, kiểm tra và sửa lỗi trên PG, sau đó lưu giữ trên đĩa mềm hoặc đĩa cứng mà không cần tuyến cáp nối giữa PG và PLC. Khi muốn đưa chương trình vào PLC ta sẽ chuyển vào bộ nhớ phụ EPROM, EEPROM của PLC.
Thông số kỹ thuật của PG:
+CPU với một bộ vi xử lý.
+Dung lượng bộ nhớ sử dụng RAM.
+Dung lượng ổ đĩa cứng.
+Bàn phím.
+Màn hình.
+Giao diện // cho máy in.
+Giao diện nối tiếp.
+Nguồn cung cấp, pin khô dự trữ.
các ứng dụng của plc
Nhờ có những ưu điểm kể trên, ngày nay PLC được ứng dụng rất rộng rãi trong các nhiệm vụ đo lường-điều khiển tự động trong công nghiệp, có thể kể ra một số ứng dụng dưới đây của PLC:
-Xây dựng các hệ thống điều khiển và thu thập số liệu (SCADA).Các hệ thống này được dùng để giám sát, theo dõi và điều khiển hoạt động của nhà máy hay một phân xưởng sản xuất. Từ hệ thống điều khiển ta có thể ra lệnh điều khiển đến đối tượng điều khiển thông qua PLC và ngưọc lại các số liệu về hoạt động và trạng thái được truyền từ PLC về hệ thống qua đường truyền tiêu chuẩn.
-Xây dựng các hệ thu thập số liệu bằng các PLC cỡ vừa. Sau đó nối chúng thành mạng và truyền số liệu về máy tính chủ.
-Xây dựng các bài thí nghiệm về môn học kỹ thuật số cũng như môn học về lý thuyết điều khiển tự động mà không cần đến vi mạch.
-Dùng trong các hệ điều khiển số máy công cụ CNC.
PLC thuộc họ Simatic của hãng Siemens
Trong khuôn khổ đồ án này sẽ trình bày chi tiết về cấu tạo và hoạt động cũng như ứng dụng của PLC thuộc họ Simatic của hãng Siemens. Thiết kế hệ điều khiển làm nguội clinker nhà máy xi măng Bút Sơn, Hà Nam trên cơ sở dùng PLC loại S7-300 của Siemens. Ta chọn PLC S7-300 của hãng Siemens vì những lý do sau:
-Bộ mộn điều khiển tự động hiện có các PLC S7-300 và các bộ lập trình do đó có đủ điều kiện để lập trình và chạy thử các chương trình điều khiển trên PLC.
-Đã có đại diện của Siemens tại Hà Nội để giới thiệu, bán các sản phẩm của hãng và cung cấp các dịch vụ tư vấn cần thiết.
-Nhà máy xi măng Bút Sơn đã được trang bị hệ thống đo lường điều khiển dùng PLC S5 của Siemens vì vậy sẽ thuận tiện cho việc nâng cấp lên S7-300 cho tiện việc thay thế hiện đại hoá nhà máy trong giai đoạn mới.
1.5.1 Cấu tạo và hoạt động của PLC S7-300 họ Simatic
Mọi sản phẩm PLC thuộc họ Simatic đều có các thành phần đã nêu ở mục 1.2. Và ở đây ta sẽ trình bày chi tiết về một PLC loại S7-300.
Thông số kỹ thuật của S7-300
-Bộ nhớ: kích thước của bộ nhớ phụ thuộc vào chủng loại của từng module CPU. Hình 1.2 trình bày tổng quan về cách phân chia bộ nhớ cho các vùng nhớ khác nhau, bao gồm:
+Vùng nhớ chứa các thanh ghi
+Vùng nhớ hệ thống(System Memory) :chứa các bộ đệm vào ra số, các biến cờ, thanh ghi C-word, PV, T-Bit của Timer, thanh ghi C-Word, PV, C-bit của Counter.
+Vùng nhớ Load Memory: Vùng nhớ này chứa chương trình ứng dụng , nó được tạo bởi một phần bộ nhớ RAM của CPU và EEPROM.
+Vùng Work Memory: Vùng nhớ chứa các khối DB đang được mở, khối chương trình (OB, FC, FB, SFC, SFB) đang được CPU thực hiện và phần bộ nhớ cấp phát cho những tham số hình thức để các khối chương trình này trao đổi tham trị với hệ điều hành và với các khối chương trình khác. Tại một thời điểm nhất định vùng Work memory chỉ chứa một khối chương trình.
Accumulator
Address register
Data block register
Status word
ACCU1
ACCU2
AR1
AR2
DB
DB
Status
System memory
Bộ đệm ra số Q
Bộ đệm vào số I
Vùng nhớ cờ M
Timer T
Counter C
Work memory
Loard memory
Hình 1.2 Phân chia bộ nhớ
Bảng sau trình bày chi tiết hơn về ý nghĩa các vùng nhớ (kích thước phụ thuộc vào chủng loại CPU).
Tên gọi
Kích thước
Truy nhập
Kích thước
tối đa
ý nghĩa
Process-image(I)
I
IB
IW
ID
0.0-127.7
0-127
0-126
0-124
Đầu mỗi vòng quét, hệ điều hành sẽ ghi vào phần nhớ này các giá trị được lấy từ cổng vào số vật lý của module
Process-image(O)
Q
QB
QW
QD
0.0-127.7
0-127
0-126
0-124
Cuối mỗi vòng quét, hệ điều hành sẽ đọc nội dung của vùng nhớ này và chuyển ra cổng ra sốcủa các module
Bit memory(M)
M
MB
MW
MD
0.0-255.7
0-255
0-254
0-252
được sử dụng như một miền các biến cờ cho chương trình ứng dụng
Timer(T)
T0-T255
Miền lưu giữ các giá trị PV, CV, T-bit của Timer
Counter(C)
C0-C255
Miền lưu giữ các giá trị PV, CV, C-bit của Counter
Data block(DB)
DBX
DBB
DBW
DBD
0.0-65535.7
0-65535
0-65534
0-65532
được mở bằng lệnh
“OPN DB”
Data block(DI)
DIX
DIB
DIW
DID
0.0-65535.7
0-65535
0-65534
0-65532
được mở bằng lệnh
“OPN DI”
Local block(L)
L
LB
LW
LD
0.0-65535.7
0-65535
0-65534
0-65532
Miền nhớ cấp phát cho các khối OB, FC, FB
Peripheral input(PI)
PIB
PIW
PID
0-65535
0-65534
0-65532
Chỉ có địa chỉ truy nhập để đọc
Peripheral output(PQ)
PQB
PQW
PQD
0-65535
0-65534
0-65532
Chỉ có địa chỉ truy cập để ghi
Bảng1
-Thời gian thực hiện lệnh :
-Ngôn ngữ lập trình: STEP7
-Nhiệt độ làm việc cho phép: 0-60
-Độ ẩm cho phép: 15%-95%
1.5.2 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng
Trong trạm PLC luôn có sự trao đổi dữ liệu giữa CPU với các module mở rộng thông qua bus nội bộ. Ngay tại đầu vòng quét, các dữ liệu tại cổng vào của các module số (DI) đã được CPU chuyển tới bộ đệm vào số (PII).Cuối mỗi vòng quét nội dung của bộ đệm ra số (PIO) lại được CPU chuyển tới cổng ra của các module số (DO). Việc thay đổi nội dung bộ đệm này được thực hiện bởi chương trình ứng dụng. Điều này cho thấy nếu trong chương trình ứng dụng có nhiều lệnh đọc giá trị cổng vào thì cho dù giá trị logic thực có của cổng vào này có thể đã bị thay đổi trong quá trình thực hiện vòng quét, chương trình sẽ vẫn luôn đọc được cùng một giá trị từ I và giá trị đó chính là giá trị của cổng vào có tại thời điểm đầu vòng quét. Hình 1.4 mô tả nguyên lý trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng.
Process image input
Process image output
User
program
0…
127
Module
DO
0…
127
Module
DI
256
767
256
767
Module
AI
Module
AQ
Hình1.4 Nguyên lý trao đổi dữ liệu
1.5.3 Lập trình bằng ngôn ngữ STEP7
Với những PLC của hãng Siemens chương trình được viết bằng ngôn ngữ STEP7. Sau đó chương trình sẽ được dịch ra mã máy. Ngôn ngữ STEP7 sử dụng các phương pháp biểu diễn như sau:
*Đồ thị kiểu hình thang LAD
I 0.0
I0.1
I0.2
I0.3
Q4.1
( )
*Ngôn ngữ sơ đồ khối hệ thống FBD
&
&
³1
Q4.1
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
*Danh sách lệnh STL
A I0.0
A I0.1
O
A I0.2
A I0.3
= Q4.1
Việc lựa chọn phương thức biểu diễn nào là do người lập trình quyết định. Thực chất của việc lập trình là phải thiết lập mối quan hệ giữa những đầu vào và đầu ra riêng rẽ, do vậy ta cần có địa chỉ riêng cho từng đầu vào, đầu ra và cờ.
PLC sẽ xử lý các lệnh của chương trình đúng theo trình tự của nó trong bộ nhớ chương trình. PLC xử lý các lệnh này theo từng lệnh một. Khi bộ xử lý đã xử lý xong lệnh cuối cùng trong bộ nhớ thì nó thiết lập lại quá trình xử lý từ lệnh đầu tiên.
Hình 1.5 mô tả nguyên lý hoạt động của chương trình.
Bắt đầu
Kết thúc
1 A I0.0
2 A I0.1
3 O
4 A I0.2
5 A I0.3
6 = Q4.1
BE
Hình 1.5 Nguyên lý hoạt động của chương trình
Cấu trúc chương trình
Có hai cách tổ chức lập trình các chương trình cho PLC.
Lập trình tuyến tính:
Tất cả các lệnh của chương trình được viết nối tiếp nhau lệnh nọ nối tiếp lệnh kia trong một khối chương trình tổ chức (OB1). PLC sẽ quét lần lượt các lệnh của khối này theo chu trình, tức là sau khi quét lệnh cuối cùng của chương trình thì PLC sẽ quay trở lại và tiếp tục quét từ đầu.
Lập trình cấu trúc:
Nếu nhiệm vụ đặt ra cho bài toán phức tạp thì chúng ta nên tổ chức chương trình thành những khối chức năng, các đoạn chương trình rõ ràng minh bạch. Sau đó chương trình tổ chức OB1 chỉ việc gọi đến các khối chức năng này qua tên của chúng.
Phương pháp lập trình có cấu trúc có ưu điểm sau:
+Lập trình đơn giản và sáng sủa.
+có khả năng để chuẩn hoá các phần tử của chương trình thành các module tiêu chuẩn và có thể gọi chúng từ bất cứ chỗ nào trong chương trình.
+Dễ dàng chạy thử chương trình.
Những khối chức năng của ngôn ngữ lập trình STEP7
-Loại khối Obs: Đây là khối quản lý chương trình điều khiển. Khối này tạo ra giao diện giữa hệ điều hành và chương trình điều khiển, đồng thời phối hợp việc thực hiện chương trình điều khiển.
-Loại khối FCs: Đây là khối chương trình với những chức năng riêng giống như một chương trình con hoặc một hàm.
-Loại khối FBs: Đây là loại khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi một lượng dữ liệu lớn với các khối chương trình khác.
-Loại khối DBs: Đây là khối chứa các dữ liệu cần thiết để thực hiện chương trình.
Trước khi một khối có thể được xử lý ta phải gọi chúng. Việc gọi có thể được thực hiện không cần điều kiện hoặc có điều kiện.
Dưới đây là sơ đồ khối của một chương trình điều khiển.
Bắt đầu chu trình quét
Đọc bảng trạng thái các đầu vào
Khối tổ chức
OB1
CALL FC1
CALL FC2
BE
FC1
FC2
Đưa ra các giá trị
đầu ra
Các lệnh trong ngôn ngữ STEP7
Nếu xét theo quan điểm mục đích của người sử dụng thì bộ lệnh của step7 được chia thành những phần chính như sau:
*Các lệnh cơ bản:
- Lệnh logic nhị phân.
- Lệnh set/reset.
- Lệnh nạp và chuyển số liệu.
- Bộ đếm.
- Bộ thời gian.
- Các lệnh so sánh .
- Các lệnh cho phép tính số liệu.
- Các lệnh liên quan đến khối.
*Các lệnh trợ giúp:
- Lệnh logic số.
- Lệnh nhảy, lệnh LOOP.
- Lệnh đổi mã.
- Lệnh dịch sang bên phải bên trái.
- Một số lệnh đặc biệt.
Kiểu số liệu dùng ở S7-300
BOOL
01 bits
TRUE FALSE
BYTE
08 bits
0 255
WORD
16 bits
0 65535
DWORD
32 bits
0 2exp32-1
CHAR
08bits
ASCII
INT
16 bits
-32768 32767
DINT
32 bits
-2exp31 2exp31-1
REAL
32 bits
Số floating point
S5TIME
32 bits
DATE
32 bits
TOD
kỹ thuật lập trình
Phần này đề cập về yêu cầu đối với một chương trình điều khiển. Trong bài toán điều khiển trình , để thực hiện một cách có hệ thống công việc điều khiển và tránh tối đa những thiếu sót, nhầm lẫn trong quá trình thực hện, người cán bộ kỹ thuật cần phải thực hiện một số bước có tính chất thủ tục như sau:
Bước 1: Xây dựng sơ đồ phối hợp thao tác công nghệ của máy hoặc hệ thống thiết bị cần điều khiển.
Bước 2: Lập sơ đồ khối điều khiển trình tự.
Bước 3: Chuẩn bị phần cứng và đặc tả các thông số vào/ra.
Bước 4: Lập trình.
Bước 5: Chạy thử và hoàn chỉnh chương trình.
Chương 2
khảo sát hệ thống ghi làm nguội clinker
2.1 nhiệm vụ của hệ thống ghi
Hệ thống ghi làm nguội clinker là một hệ thống phục vụ quan trọng trong nhà máy. Nó có nhiệm vụ làm lạnh clinker từ lò nung đổ xuống.
Hệ thống động lực như trên sơ đồ hình 2.1 bao gồm
(1)
(2)
(7)
V1A
V1B
V1C
(3)
(4)
(5)
(6)
(8)
(9)
V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9
(10)
(11)
Hình2.1 mô tả hệ thống ghi
Clinker 90
Lò nung clinker
Ghi làm nguội
1300- 1450
Liệu
1: Đường xuống của clanker lỏng từ lò nung 1430
2: Đường khí nóng phản hồi về để tận dụng xấy liệu từ canciner
3: Ghi 1
4: Ghi 2
5: Ghi 3
6: Máy đập clinker 1440A
7: Đường khí +Bụi,nó dẫn tới bộ lọc tĩnh điện 1447
8: Các phễu tháo bụi clinker bị lọt xuống các lỗ ghi
9: Cào bụi 1444 cào clinker rơi từ các phễu 8 xuống
10: Đường tháo clinker xuống cào xích
11: Cào xích,nó đưa clanker sang xilô nghiền
V1A,V1B,V1C V2đV9 là các quạt gió 1441 để làm nguội clinker trong buồng ghi.
*03 giàn ghi
Cấu tạo của một giàn ghi như sau:
Một giàn ghi (trong ba giàn) được cấu thành bởi 10 tấm ghi .Một tấm ghi được vẽ như sau:
Lỗ ghi
chiều tiến
các hạt
clinker
chiều chuyển động của ghi động
Hình 2.2 cấu tạo một giàn ghi
Các tấm ghi được ghép xen kẽ :Tấm ghi động –tấm ghi tĩnh –tấm ghi động. . .để tạo thành một giàn ghi.
Nhiệm vụ: Các thanh ghi động sẽ chuyển động lên xuống với tốc độ v1,v2,v3 sao cho đảm bảo áp suất chênh lệch trong buồng ghi được giữ cố định (hoặc là độ dày lớp clinker luôn là từ 50-70 cm).
*3 động cơ ba pha: điều khiển bằng ba biến tần SAMI GS của hãng ABB để truyền động tới các thanh ghi ở ba buồng ghi.
*12 phễu chứa và tháo bụi clinker: những thanh ghi do có những lỗ nhỏ (để gió thoát lên) nên khi hoạt động, các hạt nhỏ clinker đi qua sẽ bị lọt xuống rồi rơi vào các phễu. 12 phễu chia đều cho ba buồng ghi. Khi bột clinker đầy ở phễu nào thì phễu đó sẽ tự động mở để tháo.
*1 cào bụi clinker: bột clinker từ 12 phễu tháo ra và đổ xuống cào bụi để rồi bụi sẽ được đưa sang công đoạn nghiền clinker.
*1 máy búa: máy búa ở vị trí cuối cùng của buồng làm nguội. Nó sẽ có nhiệm vụ đập nhỏ các viên clinker ra với kích thước là 3 cm.
*1 băng tải: băng tải này có nhiệm vụ vận chuyển clinker (sau khi đã qua máy búa và cào bụi) sang công đoạn nghiền clinker.
*Hệ thống quạt gió: gồm 12 quạt ký hiệu V1A, V1B, V1C, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 có nhiệm vụ làm nguội clinker. Lưu lượng của các quạt gió được liệt kê ở bảng sau.
Các số liệu của quạt 1441
Quạt lưu lượng m/h
V1A 14120
V1B 24100
V1C 24100
V2 44100
V3 69800
V4 31130
V5 40660
V6 82800
V7 28200
V8 36700
V9 74400
*1 tấm mundel: Phần này nhằm tạo ra các xung gió nhờ tấm mulden-nó được làm từ vật liệu Cr-Ni.Công việc tạo ra các xung gió thực hiện bằng việc đóng mở các van ở quạt V1A theo một qui luật-nó được gọi là chu kì mulden. Các xung gió này sẽ đập vào dòng clinker vốn được đổ tập trung vào một chỗ từ lò nung xuống để mà phá vỡ và tràn đều clinker ra khắp mặt ghi và vì vậy mà tránh được sự đóng bánh của clinker.
*1 hệ thống bôi trơn: nhiệm vụ của hệ thống này là bôi trơn cho các ổ trục.
*1 hệ thống bơm nước: hệ thống có nhiệm vụ là làm nguội dòng khí thải đi lên lọc bụi tĩnh điện.
2.2 chức năng hoạt động của các khối trong hệ thống ghi
2.2.1 Khối truyền động ba giàn ghi
Hệ thống ghi làm nguội phân ra thành 3 giàn ghi. Mỗi giàn ghi được cấu tạo bởi các thanh ghi tĩnh và thanh ghi động xếp xen kẽ nhau. Các thanh ghi động được truyền động bởi ba động cơ xoay chiều ba pha ứng với ba giàn ghi.
Nguyên tắc điều khiển tốc độ của ghi là giựa trên cơ sở độ dày của lớp clinker trên ghi hay nói chính xác là giựa vào độ chênh áp suất trong buồng ghi. Theo yêu cầu công nghệ thì độ dày h lớp clinker phải luôn trong khoảng 50-70 cm. Nếu như mà h>70 cm thì phải điều khiển –do biến tần –tốc độ động cơ quay nhanh lên, ngược lại nếu như h<50 cm thì tăng tốc độ động cơ xuống.
Cũng như theo yêu cầu về công nghệ thì giàn ghi 1sẽ chuyển động với vận tốc nhỏ nhất: v1 giàn ghi 2 chuyển động với vận tốc: v2 =k.v1 giàn ghi 3 chuyển động với vận tốc :v3 =k’.v2.
Điều khiển tốc độ ba giàn ghi
p
mA
Recoder
Display scale 0-100 mbar
Pressure alarm P=82 mbar
sp
PID
Controller PID
Input:4-20 mA
Output:4-20mA
I
F
I
F
I
F
M
M
M
Measuring
Hình 2.3
Hình 2.3: mô tả mạch vòng chính điều khiển tốc độ 3 giàn ghi
Các thông số kỹ thuật của thiết bị đo áp
Dải đo đầu vào :0-100 mbar
Dải đầu ra:4-20 mA
Các thông số kỹ thuật của các động cơ
Động cơ M1, M2:
P= 90 kw
U = 380 V
f = 50 Hz
n =1500 RPM
Động cơ M3:
P= 55 kw
U = 3._.80 V
f = 50 Hz
n =1500 RPM
áp suất báo động : >82 bar
2.2.2 Khối phễu chứa
Bao gồm tất cả 12 phễu, chia đều cho ba buồng ghi mỗi giàn 4 phễu.
Nguyên tắc hoạt động: Bình thường thì các van ở các phễu là đóng. Nhưng khi sensor báo mức gắn ở các phễu báo đây thì các van điều khiển bởi các động cơ mở ra để tháo bụi clinker đổ xuống cào bụi.
Khi các sensor báo mức cao mà các van không nhận được tín hiệu mở thì sẽ có báo động và người vận hành sẽ mở phễu tháo bụi clinker.
Thông số kỹ thuật của 12 động cơ phễu:
P= 0,37 kw
U= 380 v
f= 50 Hz
I= 1.3 A
n= 1380 RPM
2.2.3 Khối Mulden plates
Clinker từ lò nung đổ xuống theo dòng và phân bố ở giữa ghi do đó cần phải làm nó bung ra trước khi được làm nguội để tránh sự đóng bánh clinker. Hình 2.4 mô tả hệ thống Mulden plates
Nguyên tắc hoạt động: Các xung khí được tạo ra ngay tại đầu vào của ghi làm nguội. Các xung đó được cấp phát bởi quạt V1A. Khí hút vào được chia làm hai đường xen kẽ I và II. Để xác định mỗi đường này có các van cánh này đóng mở một cách xen kẽ thông qua bộ đếm thời gian. Các van 1440 EV2, 1440 EV3 sẽ đóng mở tạo thành các xung gió nhằm bắn phá dòng thác clinker từ lò đổ xuống. Hình 2.5 mô tả chu kỳ thời gian đóng cắt các van.
T1 thời gian đóng 3-12 s
T2 thời gian mở ngắn 2-20 s
T3 thời gian mở dài 2-20 s
V1A
II
1440 EV2
1440 EV3
Hình 2.4 Hệ thống Mulden plates
T1 T2 T1 T3
Hình 2.5 chu kỳ thời gian
Open
close
Open
close
Thông số kỹ thuật 1440 EV2,3
P= 400 VA
U= 220 V
f= 50 Hz
2.2.4 Khối quạt gió
Khối quạt gió gồm có tất cả 11 quạt V1A V1B V1C V2…V9.
Theo yêu cầu công nghệ thì clinker khi đổ xuống từ lò nung có nhiệt độ khoảng 1300°C đến 1430°C phải được làm nguội xuống còn 90 độ để rồi chuyển sang công đoạn nghiền và đóng bao. 11 quạt này sẽ chạy với tốc độ cố định, việc điều chỉnh lưu lượng gió sẽ do 11 van tương ứng đảm nhiệm. Do đó công việc điều khiển chính ở đây là trình tự khởi động các quạt gió đồng thời điều khiển lưu lượng gió hay nói cách khác là điều khiển 11 động cơ sec vô để thay đổi độ mở (%) của 11 van tương ứng.
Thông số kỹ thuật
Motor
P
9KW)
U
(V)
f
(Hz)
n
(RPM)
I
(A)
V1A
90
380
50
1500
168
V1B
110
380
50
1500
205
V1C
110
380
50
1500
205
V2
160
380
50
1500
295
V3
250
6000
50
1500
V4
75
50
1500
142
V5
110
50
1500
205
V6
250
380
50
1500
V7
75
142
V8
90
168
V9
132
248
Secvor motor
P (KW)
U
(V)
f
(Hz)
n
(RPM)
I
(A)
V1A
0.11
380
50
0.25
0.35
V1B
0.11
380
50
0.25
0.35
V1C
0.11
380
50
0.25
0.35
V2
0.11
380
50
0.25
0.35
V3
0.11
380
50
0.25
0.35
V4
0.11
380
50
0.25
0.35
V5
0.11
380
50
0.25
0.35
V6
0.11
380
50
0.25
0.35
V7
0.11
380
50
0.25
0.35
V8
0.11
380
50
0.25
0.35
V9
0.11
380
50
0.25
0.35
mô tả các mạch vòng điều khiển các động cơ sec vô.
F
Measuring socket
mA
p
Shut off valse
Differential pressure tranducer
Scale: -40 to 0 mmCe
Output: 4 to 20 mA
Recoder
Display 0 to 19800 m³/h
Alarm D= 12000 m³/h
PI
SP
Controller
Iput:4 to 20mA
Output: 4 to 20 mA
GAMX
Positioner gamx
Secvo motor
Position
Display 0 –100%
Hình 2.6a Điều khiển lưu lượng
2.2.5 Khối cào bụi clinker
Thông số kỹ thuật động cơ chạy cào
P= 15 (KW)
U= 380 (V)
f= 50 (Hz)
n= 1000 (RPM)
I= 36.7 (A)
2.2.6 Khối máy búa
Thông số kỹ thuật động cơ chạy búa
P= 55 (KW)
U= 380 (V)
f= 50 (Hz)
n= 1500 (RPM)
I= 103(A)
2.2.7 Hệ thống bơm nước
Những hạt bụi clinker rất nhỏ sẽ bị hút ra khỏi buồng ghi và cho qua bộ lọc tĩnh điện để tách bụi. Trước khi vào bộ lọc tĩnh điện thì bụi sẽ được giảm nhiệt độ xuống bởi hệ thống bơm nước.
Thông số kỹ thuật động cơ bơm(1458 M1)
P= 15 (KW)
U= 380 (V)
f= 50 (Hz)
n= 1500(RPM)
I=29.5 (A)
Động cơ cho bộ lọc nước(1458 M3)
P= 0.18 (KW)
U= 380 (V)
f= 50 (Hz)
n= 1500(RPM)
I=0.71 (A)
Hệ thống bơm nước
K
mA
Display 0-400°
Recoder
Alarm 350°
PLC
Hình 2.7 Hệ thống bơm nước
CHƯƠNG 3
Thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển
DùNG PLC_S7 300
3.1 Nhiệm vụ thiết kế
- Thiết kế một hệ thống đo lường điều khiển mới để thay thế cho hệ thống điều khiển cũ dùng PLC S5 trên cơ sở dùng PLC S7 300 dễ dàng hơn trong việc nâng cấp và thay thế .
Mỗi một CPU quản lí tối đa được 4 thanh rack, mỗi rack 8 module. Cách đánh địa chỉ cho module mở rộng:
IM
512
á
527
528
á
543
544
á
559
560
á
575
576
á
591
592
á
607
608
á
623
624
á
639
IM
640
á
655
656
á
671
672
á
687
688
á
703
704
á
719
720
á
735
736
á
751
752
á
767
IM
384
á
399
400
á
415
416
á
431
432
á
447
448
á
463
464
á
479
480
á
495
496
á
511
CPU
IM
256
á
271
272
á
287
288
á
303
304
á
319
320
á
435
336
á
451
352
á
467
368
á
483
IM
100.0
á
103.7
104.0
á
107.7
96.0
á
99.7
108.0
á
111.7
112.0
á
115.7
116.0
á
119.7
120.0
á
123.7
124.0
á
127.7
IM
64.0
á
67.7
68.0
á
71.7
72.0
á
75.7
76.0
á
79.7
80.0
á
83.7
84.0
á
87.7
88.0
á
91.7
92.0
á
95.7
IM
32.0
á
35.7
36.0
á
39.7
40.0
á
43.7
44.0
á
47.7
48.0
á
51.7
52.0
á
55.7
56.0
á
59.7
60.0
á
63.7
CPU
IM
0.0
á
3.7
4.0
á
7.7
8.0
á
11.7
12.0
á
15.7
16.0
á
19.7
20.0
á
25.7
24.0
á
27.7
28.0
á
31.7
3.2 Phương án thiết kế tổng quan
Trên cơ sở khảo sát ,nghiên cứu hoạt động của hệ thống điều khiển cũ ta chọn phương án thiết kế và cải tạo như sau:
- Giữ lại toàn bộ hệ thống động lực như động cơ chạy ghi, hệ thống quạt làm mát, các động cơ secvo, van , động cơ máy búa, cào bụi, các biến tần và tất cả các đầu đo nhiệt độ , áp suất, các sensor đo mức.
Chúng ta sẽ thay thế bộ PLC S5-155U bởi PLC S7-300
3.3 thiết lập cấu hình phần cứng
Ta có thể sử dụng mô hình S7-400 như thiết kế sau .
Cấu hình mạng truyền thông giữa plc và et200m
Khai báo cấu hình cho plc
khai báo cấu hình vào ra cho et200m
3.4 Thiết kế chi tiết từng khối
3.4.1 Khối ba giàn ghi:
Số TT
Địa chỉ
Sensor
Dải đo
Chú thích
1
1440 SS01
Grate 1 movement detector
2
1440 SS02
Grate 2 movement detector
3
1440 SS03
Grate 3 movement detector
4
1441 PE02
0 á 100mbar
Pressure element
5
1440 TE01
0á4000C
Temprature probe for chamber 1
6
1440 TE02
0á4000C
Temprature probe for chamber 2
7
1440 TE03
0á4000C
Temprature probe for chamber 3
8
1440 TE04
0á4000C
Temprature probe for chamber 4
9
1440 TE05
0á9000C
Temprature probe for grate 1
10
1440 TE06
0á9000C
Temprature probe for grate 1
11
1440 TE07
0á9000C
Temprature probe for grate 1
12
1440 TE08
0á9000C
Temprature probe for grate 1
3.4.2 Khối phễu chứa :
Số TT
Địa chỉ
Sensor
Công tắc
Từ phòng TT
Chú thích
1
I2.0
1440 LSH01A
High level hopper 1
2
I2.1
1440 LSH01B
High level hopper 2
3
I2.2
1440 LSH01C
High level hopper 3
4
I2.3
1440 LSH01D
High level hopper 4
5
I2.4
1440 LSH01E
High level hopper 5
6
I2.5
1440 LSH01F
High level hopper 6
7
I2.6
1440 LSH01G
High level hopper 7
8
I2.7
1440 LSH01H
High level hopper 8
9
I3.0
1440 LSH01I
High level hopper 9
10
I3.1
1440 LSH01J
High level hopper 10
11
I3.2
1440 LSH01K
High level hopper 11
12
I3.3
1440 LSH01L
High level hopper 12
13
I3.4
1440 ZSL01A
Gate hopper 1: closed
14
I3.5
1440 ZSL01B
Gate hopper 2: closed
15
I3.6
1440 ZSL01C
Gate hopper 3: closed
16
I3.7
1440 ZSL01D
Gate hopper 4: closed
17
I4.0
1440 ZSL01E
Gate hopper 5: closed
18
I4.1
1440 ZSL01F
Gate hopper 6: closed
19
I4.2
1440 ZSL01G
Gate hopper 7: closed
20
I4.3
1440 ZSL01H
Gate hopper 8: closed
21
I4.4
1440 ZSL01I
Gate hopper 9: closed
22
I4.5
1440 ZSL01J
Gate hopper 10: closed
23
I4.6
1440 ZSL01K
Gate hopper 11: closed
Số TT
Địa chỉ
Sensor
Công tắc
Từ phòng tt
Chú thích
24
I4.7
1440 ZSL01L
Gate hopper 12: closed
25
I5.0
X
Reset_fault
26
I5.1
X
Start_after_fault
27
I5.2
X
Remote
28
I5.5
X
Control_circuit_available
29
I5.6
X
Remote_start
30
I5.7
X
Runing_aswer
31
I6.0
X
Local_1
32
I6.1
X
Local_2
33
I6.2
X
Local_3
34
I6.3
X
Local_4
35
I6.4
X
Local_5
36
I6.5
X
Local_6
37
I6.6
X
Local_7
38
I6.7
X
Local_8
39
I7.0
X
Local_9
40
I7.1
X
Local_10
41
I7.2
X
Local_11
42
I7.3
X
Local_12
43
Q21.0
Process_alarm
44
Q21.1
Mechanical_alarm
45
Q21.2
Control_gate_1
46
Q21.3
Control_gate_2
47
Q21.4
Control_gate_3
48
Q21.5
Control_gate_4
49
Q21.6
Control_gate_5
50
Q21.7
Control_gate_6
51
Q22.0
Control_gate_7
52
Q22.1
Control_gate_8
53
Q22.2
Control_gate_9
54
Q22.3
Control_gate_10
55
Q22.4
Control_gate_11
56
Q22.5
Control_gate_12
3.4.3Khối Mulden_Plate:
Số TT
Địa chỉ
Senor
Công tắc
Từ phòng TT
Chú thích
1
I0.0
1440 ZSH03A
Valve_2_opened
2
I0.1
1440 ZSL04A
Valve_2_closed
3
I0.2
1440 ZSH03B
Valve_3_opened
4
I0.3
1440 ZSL04B
Valve_3_closed
5
I0.4
1440 PS L01
Pressure _ switch
6
I0.5
X
Control_cir_available
7
I0.6
X
Remote_start
8
I0.7
X
Valve_available
9
I1.0
X
Reser_fault
10
I1.1
X
Start_after_fault
11
I1.2
X
Remote
12
Q20.0
Close_valve_2
13
Q20.1
Close_valve_3
14
Q20.2
Alarm
3.4.4 Khối búa đập
Số TT
Địa chỉ
Sensor
Công tắc
Từ phòng TT
Chú thích
1
I9.2
1440A SS01
Speed_controler
2
I8.2
X
Remote
3
I8.3
X
Start_after_fault
4
I8.1
X
Reset_fault
5
I8.7
X
Stop
6
I8.4
X
Remote_start
7
I8.6
X
Start
8
I8.0
X
Con_circuit available
9
I8.4
X
Remote_start
10
I9.0
X
Elec_motor available
11
I9.1
X
Running_Answer
12
Q23.0
Breaker_control
3.4.5 Khối băng tải xích
Số TT
Địa chỉ
Sensor
Công tắc
Từ phòng TT
Chú thích
1
I11.2
1444 SS01
Speed_controler
2
I11.3
1444 ZBS01
Breaking_drag_chain
3
I10.1
X
Reset_fault
4
I10.2
X
Remote
5
I10.3
X
Start_after_fault
6
I10.7
X
Stop
7
I10.6
X
Start
8
I10.4
X
Remote_start
9
I10.0
X
Con_circuit available
10
I10.4
X
Remote_start
Số TT
Địa chỉ
Sensor
Công tắc
Từ phòng TT
Chú thích
11
I11.0
X
Elec_ motor available
12
I11.1
X
Running_answer
13
Q24.0
Drag_control
3.4.6 Khối giàn phun
Số TT
Địa chỉ
Sensor
Công tắc
Từ phòng TT
Chú thích
1
I14.6
1458 ZSH01
Ramp1:open limit switch
2
I14.7
1458 ZSH02
Ramp2:open limit switch
3
I15.0
1458 ZSH03
Ramp3:open limit switch
4
I15.1
1458 ZSH04
Ramp4:open limit switch
5
I15.6
1458 PLS01
Pressure switch pump 1
6
I15.7
1458 PLS02
Pressure switch pump 2
7
I12.5
X
Valve_pump1_opened
8
I12.6
X
Valve_pump2_opened
9
I12.7
X
Unit_select_pump
10
I13.1
X
Low_level_tank
11
I17.5
X
High_pressure_pump
12
I17.6
X
Pressure_switch_air
13
I17.7
X
Open_limit_valve_hydric
14
I12.1
X
Reset_fault
15
I12.4
X
Remote
16
I12.3
X
Start_after_fault
17
I13.3
X
Start_motor_filter
18
I13.4
X
Stop_motor_filter
19
I13.5
X
Local_motor_filter
20
I15.2
X
Stop_pump
21
I15.3
X
Start_pump
22
I15.5
X
Local_pump
23
I12.0
X
Control_available
24
I13.2
X
Motor_available_fillter
25
I13.7
X
Flasher
26
I14.0
X
Lamp_test
27
I14.1
X
Running_answer_fillter
28
I14.2
X
Valve_available_fillter
29
I14.3
X
Motor_available_pum1
30
I14.4
X
Motor_available_pum2
31
I14.5
X
Pump_available
32
I15.4
X
Running_answer_pump
33
I17.4
X
Valve_available_ramp
34
I17.4
X
Valve_available_hydric
35
Q24.1
Availabi_to_cen_room
36
Q28.0
Spray_run_to_cent_room
37
Q24.2
Control_motor_filter
38
Q24.3
Mot_filter_run_to_center
39
Q24.4
Control_valve_filter
40
Q24.5
Valve_runingt_to_center
41
Q24.6
Control_pump1
42
Q24.7
Control_pump2
43
Q25.0
Pump_runing_to_center
44
Q25.1
Pump_ready_to_start
45
Q25.2
Pressure_pump1_ok
46
Q25.3
Pressure_pump2_ok
47
Q25.4
Level_of_tank_ok
48
Q25.5
Val_ramp1_run_to_cen
49
Q25.5
Val_ramp2_run_to_cen
50
Q25.7
Val_ramp3_run_to_cen
51
Q26.0
Val_ramp4_run_to_cen
52
Q26.1
Control_valve_ramp1
53
Q26.2
Control_valve_ramp2
54
Q26.3
Control_valve_ramp3
55
Q26.4
Control_valve_ramp4
56
Q26.5
Display_1_ramp_opened
57
Q26.6
Display_2_ramp_opened
58
Q26.7
Display_3_ramp_opened
59
Q27.0
Display_4_ramp_opened
60
Q27.1
Display_pressure_ok
61
Q27.2
Display_air_pressure_ok
62
Q27.3
Control_valve_hydric
3.5 Phần chương trình
3.5.1 Phần chương trrình của khối Mulden_Plate:
Nhiệm vụ của khối mulden_plate là nhằm tạo ra các xung gió từ hệ thống cung cấp gió là quạt V1A( Đây là quạt có lưu lượng gió lớn nhất). Các xung gió này có tác dụng bắn phá dòng clanker đang ở dạng lỏng thành các viên clanker để đưa vào máy nghiền.
Các xung gió này được tạo ra theo biểu đồ xung sau đây:
T1 T2 T1 T3 T1
Open
Close
Open
Close
* Hoạt động của hệ thống như sau:
- Hệ thống muốn hoạt động thì các tín hiệu :Báo mạch điều khiển ở trạng thái sẵn sàng(từ phòng điều khiển trung tâm) , hệ thống không xảy ra lỗi, các van điện sẵn sàng, các công tắc:điều khiển từ xa, khởi động sau lỗi phải được bật. Như vậy khi nhận được tín hiệu cho phép (từ phòng điều khiển trung tâm ) hệ thống sẽ được kích hoạt
- Trạng thái báo lỗi xảy ra nếu như khi nhận được tín hiệu đóng van lại không đóng hoặc khi không có tín hiệu đóng mà van lại đóng.Trạng thái lỗi này còn xảy ra nếu như sensor bị hỏng hoặc van chưa ở trạng thái sẵn sàng (do lỗi cơ khí hay nguyên do nào khác,đây là tín hiệu từ phòng điều khiển trung tâm )
* Phần chương trình :
-Được tổ chức thành 5 khối FC và 1 khối FB chức năng của các khối như sau:
1)Với khối FC1: Nhằm tạo ra tín hiệu điều khiển từ xa
Chức năng của khối là thu thập các tín hiệu từ các công tắc, các tín hiệu từ phòng điều khiển trung tâm , xác định xem hệ thống có xảy ra lỗi hay không, mạch điều khiển đã sẵn sàng hay chưa, trạng thái các van tại thời điểm này như thế nào để từ đó xác lập chế độ điều khiển từ xa cho hệ thống. Nếu các điều kiện kiểm tra được thoả mãn khối sẽ đưa ra tín hiệu cycle_on làm đầu vào cho các khối khác.
a) Lưu đồ thuật toán của khối:
Start sttart
Thực hiện ĐK từ xa
BE
yes
yes
yes
No
No
Mạch ĐK sẵn sàng
Chế độ ĐK từ xa
Xảy ra lỗi
b) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
c) Chương trình trong khối FC1:
Network 1:
A # remote_start
L S5T#10MS
SD T1
A #start_after_fault
A #remote_start
O T1
A #remote
A #availability
A #reset_fault
S L0.1
Network 2:
AN #circuit_available
S L0.2
A #reset_fault
R L0.2
A #reset_fault
R L0.2
Network 3:
O L0.2
ON #remote_start
ON #remote
O #main_fault
R L0.1
Network 4:
A L0.1
L S5T#10S
SD T2
A T2
= #cycle_on
A L0.1
= #mulden_remote
2) Khối FB1: Tạo ra các khoảng thời gian đóng mở cho các van theo chu kì xung.
Khối này chỉ hoạt động khi tín hiệu cycle_on được kích hoạt.
a) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
b) Chương trình trong khối FB1:
Network 1:
A #cycle_on
L S5T#10MS
SP T4
A #remain4
L S5T #12S
SD T11
O T11
O T4
S #remain1
Network 2:
O #remain1
O #remain3
L S5T#10S
SD T9
A T9
A #remain1
= #me1
Network 3:
A #me1
S #remain2
ON #cycle_on
O #me1R #remain1
Network 4:
A #remain2
L S5T#4S
SD T10
A T10
S #remain3
Network 5:
O #remain3ON #cycle_on
R #remain2
A T9
A #remain3
ON #cycle_on
= #me2
network 6
A #me2
S #remain4
A #me2
R #remain3
O #remain1
ON #cycle_on
R #remain4
Network 7:
A #remain1
= #valve2_control
A #remain3
= #valve3_control
3)Khối FC2 :Đây là khối điều khiển van.Khi nhận được tín hiệu báo đóng van từ khối FB1 khối này sẽ kiểm tra thêm điều kiện van có lỗi hay không để từ đó ra quyết định điều khiển van.
a) Lưu đồ thuật toán của khối:
Start
Đóng van 2
Đóng van 3
BE
No
No
No
No
yes
yes
yes
yes
Tín hiệu ĐK van2
Tín hiệu ĐK van3
Lỗi van 2
Lỗi van 3
b) a) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
c) Chương trình trong khối FC2:
Network 1:
A #valve2_control
AN #valve2_fault
= #close_valve2
A #valve3_control
AN #valve3_fault
= #close_valve3
4)FC3 Khối báo lỗi van :Khối này sẽ đưa ra thông báo lỗi nếu như nhận được tín hiệu hệ thống van chưa sẵn sàng từ phòng điều khiển trung tâm. Hoặc khi có lệnh đóng van mà sensor báo đóng chưa tác động trong vòng 5s hay khi không có lệnh đóng van mà van lại ở trạng thái đóng.
Van cũng bị lỗi khi 1 trong 2 sensor báo đóng hoặc mở bị hỏng.
a)Lưu đồ thuật toán của khối:
yes
Start
Thông báo Lỗi
BE
No
No
No
No
No
No
yes
yes
yes
yes
Van sẵn sàng
Điều khiển từ xa
KT trạng thái đóng
Có tín hiệu đóng van
KT trạng thái mở
Lỗi sensor
yes
b) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
c) Phần chương trình:
Network 1:
O(
A #close_valve2
AN #valve2_closed
)
O(
AN #close_valve2
AN #valve2_opened
)
A #cycle_on
L S5T#9S
SD T 12
A #valve2_closed
A #valve2_opened
O T 12
ON #valve_available
S #valve2_fault
A #reset_fault
R #valve2_fault
Network 2:
O(
A #close_valve3
AN #valve3_closed
)
O(
AN #close_valve3
AN #valve3_opened
)
A #cycle_on
L S5T#9S
SD T 13
A #valve3_closed
A #valve3_opened
O T 13
ON #valve_available
S #valve3_fault
A #reset_fault
R #valve3_fault
5)FC4:Xác định lỗi chính và chế độ sẵn sàng ,báo động:
-Khối sẽ đưa ra tín hiệu báo động nếu như 1 trong 2 van bị lỗi hoặc không có tín hiệu báo mạch điêù khiển đã sẵn sàng tại phòng điều khiển trung tâm hay công tắc áp suất chưa được bật
-Sự xuất hiện lỗi chính xảy ra khi 1 trong 2 van đóng quá thời gian cho phép (thời gian đặt là 15s)
Lỗi này sẽ bị huỷ bỏ nếu như ta bấm vào công tắc reset_fault
-Tín hiệu sẵn sàng thường xác định trạng thái ban đầu để cho khối FC1 ra quyết định có điều khiển từ xa hay không.Trạng thái ban đầu của van phải là trạng thái cả hai van cùng mở, công tắc áp suất đã được bật và không có lỗi chính xảy ra.Trong trường hợp lỗi chính đã xảy ra trước đó,muốn khởi động lại hệ thống thì lỗi này phải được xoá bằng công tắc reset_fault.
a) Lưu đồ thuật toán của khối:
Start
Van sẵn sàng
Lỗi van
Báo động
yes
yes
yes
yes
no
no
no
no
BE
van đóng quá thời gian
Mạch sẵn sàng
1 trong 2 van lỗi
Van mở,công tắc áp mở
b) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
c) Chương trình:
Network 1:
O #valve2_fault
O #valve3_fault
ON #circuit_available
= #alarm
network 2:
O #valve2_closed
O #valve3_closed
L S5T#15S
SD T 14
A T 14
S #main_fault
A #reset_fault
R #main_fault
Network 3:
AN #main_fault
A #valve2_opened
A #valve3_opened
A #pressure_switch
= #availability
3.5.2 Phần các phễu:
1)FC5 :Xác định chế độ từ xa:
Cũng tương tự như xác định chế độ từ xa trong điều khiển khối mulden_plate. Chế độ từ xa của hệ thống phễu sẽ được xác định nếu các điều kiện sau đây phải được thoả mãn:
-Mạch điều khiển phải ở chế độ sẵn sàng,tín hiệu điều khiển từ xa phải được thiết lập(Đây là hai tín hiệu từ phòng điều khiển trung tâm gửi xuống)
-Hệ thống không xảy ra lỗi, các phễu đã ở trạng thái sẵn sàng
-Các công tắc :Khởi động sau lỗi, lựa chọn chế độ điều khiển từ xa phải được bật (Thông thường ta có chế độ điều khiển từ xa và điều khiển tại chỗ, chế độ điều khiển tại chỗ do người vận hành thực hiện trong những trường hợp khẩn cấp hay là sưả chữa).
Start sttart
Thực hiện ĐK từ xa
BE
yes
yes
yes
No
No
Mạch ĐK sẵn sàng
Chế độ ĐK từ xa
Xảy ra lỗi
a) Lưu đồ thuật toán của khối:
b) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
c) Phần chương trình:
Network 1:
A #remote_start
L S5T#10MS
A #start_after_fault
A #remote_start
O T 15
A #remote
A #availability
S #discharge_on
Network 2:
AN #circuit_availability
S L 0.1
A #reset_fault
R L 0.1
O L 0.1
O #main_fault
ON #remote_start
ON #remote
R #discharge_on
2)FC 6:Báo 12 phễu đóng:
Đây chính là một trong các tín hiệu xác định trạng thái sẵn sàng của phễu
a) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
b) Phần chương trình:
Network 1:
A #hopper1_closed
A #hopper2_closed
A #hopper3_closed
A #hopper4_closed
A #hopper5_closed
A #hopper6_closed
A #hopper7_closed
A #hopper8_closed
A #hopper9_closed
A #hopper10_closed
A #hopper11_closed
A #hopper12_closed
= #gates_closed
3)FB2 :Hoành thành điều kiện đầu vầ báo sẵn sàng:
-Điều kiện đầu là điều kiện khi các phễu đều ở vị trí đóng, hệ thống đã ở chế độ điều khiển từ xa.Điều kiện này nếu đã xuất hiện một làn thì nó sẽ giữ nguyên trạng thái như vậy.
-Tín hiệu báo phễu đã sẵn sàng nếu cả 12 phễu đều đóng ,công tắc điều khiển từ xa được chọn và không xảy ra lỗi trong hệ thống.
a) Lưu đồ thuật toán của khối:
Start
Sẵn sàng
Cho điều kiên ban đầu
BE
yes
yes
yes
yes
No
No
No
12 phễu đóng
Chế độ ĐK từ xa
Đã có điều kiện đầu
Lỗi chính
No
b) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
c) Chương trình:
Network 1:
O #gates_closed
O #me1
A #discharge_on
= #me1
Network 2:
A #gates_closed
A #remote
AN #main_fault
= #availability
Network 3:
A #me1
= #initialization
4)FC7:Kiểm tra số phễu mở có <=2
Do yêu cầu công nghệ để duy trì áp suất ổn định trong buồng ghi thì trong một thời điểm chỉ có tối đa là 3 phễu được mở.Do vậy khối này sẽ xác định số lệnh mở phễu hiện hành có <=2 hay không
a) Bảng địa chỉ vào ,ra của khối
b) Chương trình:
Network 1:
L 0
A #opening_order1
CC FC 8
A #opening_order2
CC FC 8
A #opening_order3
CC FC 8
A #opening_order4
CC FC 8
A #opening_order5
CC FC 8
A #opening_order6
CC FC 8
A #opening_order7
CC FC 8
A #opening_order8
CC FC 8
A #opening_order9
CC FC 8
A #opening_order10
CC FC 8
A #opening_order11
CC FC 8
A #opening_order12
CC FC 8
L 2
<=I
A #discharge_on
= #authorization
5) FC8:
Network 1:
inc 1
6)FC9:Kiểm tra lỗi:
-Lỗi của hệ thống sẽ xảy ra nếu như xuất hiện lỗi của một trong các phễu, ở đây ta phân biệt hai trạng thái lỗi :Lỗi cơ khí và lỗi quá trình
a) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
b) Phần chương trình:
Network 1:
O #mechanical_fault1
O #mechanical_fault2
O #mechanical_fault3
O #mechanical_fault4
O #mechanical_fault5
O #mechanical_fault6
O #mechanical_fault7
O #mechanical_fault8
O #mechanical_fault9
O #mechanical_fault10
O #mechanical_fault11
O #mechanical_fault12
= #mechanical_fault
Network 2:
O #process_fault1
O #process_fault2
O #process_fault3
O #process_fault4
O #process_fault5
O #process_fault6
O #process_fault7
O #process_fault8
O #process_fault9
O #process_fault10
O #process_fault11
O #process_fault12
= #process_fault
7)FC10:Báo lỗi và báo động:
-Nếu như có lỗi cơ khí xảy ra hoặc mạch điều khiển không sẵn sàng thì chuông báo động lỗi cơ khí được kích hoạt.
-Lỗi quá trình sẽ gây ra chuông báo lỗi quá trình, chuông này sẽ bị xoá nếu ta bấm nút reset_fault
-Lỗi chính xảy ra khi chuông báo động cơ khí tác động trong 2 giờ
a) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
b) Phần chương trình:
Network 1:
A #process_fault
S #process_alarm
A #reset_fault
R #process_alarm
Network 2:
ON #circuit_available
O #mechanical_fault
= #mechanical_alarm
A #mechanical_alarm
L S5T#2H
SD T 16
A T 16
S #main_fault
A #reset_fault
R #main_fault
8)FC11:Tạo vòng quét:
-Khối này có chức năng đưa ra tín hiệu quét .Cứ trong vòng 5s thì một tín hiệu quét được đưa ra để tác động đến ba phễu tương ứng
a) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
b)Phần chương trình:
Network 1:
A #discharge_on
AN T 17
L W#16#1200
SD T 17
L W#16#1150
LC T 17
<I
JC lab1
L W#16#1100
>I
JC lab2
L W#16#1050
LC T 17
<I
JC lab3
S #step4
R #step1
R #step2
R #step3
BEU
lab1: S #step1
R #step2
R #step3
R #step4
BEU
lab2: R #step1
S #step2
R #step3
R #step4
BEU
lab3: R #step1
R #step2
S #step3
R #step4
BEU
9)FC12:Xác định lệnh mở phễu:
Lệnh mở phễu sẽ được tác động khi có các điều kiện sau:
-Quyền mở phễu mang giá trị logic 1 nghĩa là hiện tại số phễu mở đang nhỏ hơn hoặc bằng hai
-Mức cao của phễu đó đang tác động
-Bước quét qua phễu
-Phễu không xảy ra lỗi
a) Lưu đồ thuật toán của khối như sau:
Start
Ra lệnh mở
BE
No
No
No
yes
yes
yes
Quyền mở
Mức cao
Kiểm tra lỗi
b)Bảng địa chỉ vào ra trong Step7_300
c) Phần chương trình:
Network 1:
A #authorization
A #high_level
AN #hoper_fault
S #opening_order
ON #high_level
O #hoper_fault
R #opening_order
10)FC13:Điều khiển phễu(Có thể từ xa hoặc tại chỗ):
Trong chế độ điều khiển tại chỗ các công tắc maintened và local phải được chọn
b) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
b)Phần chương trình:
Network 1:
A #initialization
A #high_level
A #opening_order
A #discharge_on
ON #gate_closed
O #local
= #gate_control
11)FC14:Báo lỗi Phễu:
Có 4 trạng thái lỗi: Lỗi điện_cơ (xác định trạng thái mở cho phễu), lỗi mức,lỗi cơ khí và lỗi quá trình.
-Lỗi điện_cơ xảy ra khi mạch điện không sẵn sàng, hoặc khi có tín hiệu mở phễu mà lại không có tín hiệu báo chạy từ phòng điều khiển trung tâm thì trong vòng 5 giây sẽ gây ra lỗi này.Cũng trong vòng 5 giây đó nếu có tín hiệu báo chạy từ phòng điều khiển trung tâm mà sensor vẫn báo phễu đóng thì cũng gây lỗi.Lỗi cũng sẽ tác động nếu như phễu mở quá thời gian cho phép là 30 giây .Người vận hành có thể xoá lỗi này bằng cách bấm nút reset_fault
-Lỗi mức xảy ra khi sensor báo mức cao của phễu tác động quá thời gian mặc định là 10 phút
-Khi xảy ra bất kì lỗi điện _cơ hoặc lỗi mức thì lỗi cơ khí sẽ được tác động
-Lỗi quá trình xảy ra khi mức cao của phễu tác động mà lại không có lệnh điều khiển từ xa,hoặc khi có tín hiệu điều khiển từ xa từ trung tâm mà sensor báo mức đầy của phễu không tác động trong vòng 2 giờ.Lỗi này có thể xoá bằng cách bấm công tắc reset_fault
a) Lưu đồ thuật toán của khối như sau:
Start
BE
Báo Lỗi
yes
yes
yes
yes
yes
No
No
No
No
No
Phễu mở quá thời gian
Mạch đk sẵn sàng
Lệnh điều khiển phễu
Yêu cầu chạy từ TT
Trạng thái đóng của phễu
b) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
c) Chương trình:
Network 1:
O(
A #gate_control
AN #runing_answer
)
O(
A #runing_answer
A #gate_closed
)
L S5T#5S
SD #ton1
O #ton1
ON #circuit_availabale
S L 0.1
A #reset_fault
R L 0.1
Network 2:
AN #gate_closed
L S5T#30S
SD #ton2
A #ton2
S L 0.2
A #reset_fault
R L 0.2
O L 0.1
O L 0.2
= #hopper_fault
Network 3:
A #high_level
L S5T#10M
SD #ton3
A #ton3
= #level_fault
O #hopper_fault
O #level_fault
= #mecha_hopper_fault
Network 4:
ON #reset_fault
ON #ton4
A #remote_start
AN #high_level
L S5T#2H
SD #ton4
AN #discharge_on
A #high_level
O #ton4
= #proce_hopper_fault
3.5.3 Phần búa đập
1) FC15 : Xác định chế độ điều khiển từ xa:
Chế độ điều khiển từ xa chỉ tác động khi mạch điều khiển đã ở vị trí sẵn sàng,không có lỗi xảy ra trong hệ thống các công tắc đặt chế độ từ xa phải được bật,hệ thống đang ở trạng thái ban đầu.Khi nhận tín hiệu remote_start điều khiển từ trung tâm hệ thống sẽ được kích hoạt.Trong trường hợp vì lí do nào đấy tín hiệu circuit_available từ trung tâm không được gửi xuống muốn cho hệ thống vẫn làm việc ta cần xoá tín hiệu này bằng nút bấm reset_fault
b) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
b)Phần chương trình:
Network 1:
A #remote_start
L S5T#10MS
SD T 23
A #start_after_fault
A #remote_start
O T 23
A #remote
A #availability
S #remote_on
AN #circuit_available
S L 0.1
A #reset_fault
R L 0.1
O L 0.1
O #fault
ON #remote_start
ON #remote
R #remote_on
2)Khối FB3:Điều khiển bằng tay hoặc từ xa :
-Búa đập của ta có thể điều khiển bằng tay(chế độ tại chỗ) hoặc điều khiển từ xa.Khi điều khiển bằng tay hoặc từ xa nhất định tín hiệu circuit_availability_mortor từ phòng điều khiển phải cho phép.Đây là tín hiệu kiểm tra các hệ thống mạch điện của motor vẫn ổn định.Chế độ tại chỗ được vận hành bởi hai công tắc stop và start .Công tắc stop là công tắc thường đóng, công tắc start là công tắc thường mở.Khi công tắc start được bấm trạng thái logic của nó chuyển từ 0 lên 1 và lập tức trở về 0 khi ta bỏ tay khỏi nút bấm .Song trạng thái khởi động này vẫn được giữ .Khi muốn dừng motor ta bấm công tắc stop
a) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300:
b) Chương trình:
Network 1:
O #start
O #me1
A #stop
AN #fault
A #local
= #me1
Network 2:
O #me1
O #remote_on
A #circuit_available_mo
= #breaker_control
3)FC16 Khối xác định lỗi :
- Lỗi xảy ra sẽ lập tức ngắt chế độ điều khiển từ xa.Nếu một trong các điều kiện sau không được thoả mãn sẽ gây lỗi và dừng động cơ:
- Sensor báo động cơ không chạy khi có tín hiệu cho phép từ phòng điều khiển
- Mạch điều khiển không sẵn sàng
- Mạch điện trong motor không được đảm bảo
- Có tín hiệu xác định chạy mà tín hiệu cho phép từ phòng điều khiển không được thiết lập thì trong vòng 5s sẽ gây lỗi
a) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
b) Phần chương trình:
Network 1:
A #breaker_control
AN #running_answer
L S5T#5S
SD T 24
Network 2:
A #running_answer
AN #rotation_controler
ON #circuit_available
ON #circuit_available_mo
S #fault
A #reset_fault
R #fault
4)FC17:Xác định chế độ sẵn sàng:Chế độ này thực sự cần thiết khi khởi tạo hệ thống
b) Các tín hiệu đầu vào và ra được khai báo trong ngôn ngữ Step 7_300
c) Phần chương trình:
Network 1:
AN #fault
A #remote
= #availability
3.5.4 Phần cào bụi:
-Sự hoạt động và nguyên tắc điều khiển tương tự như phần búa đập
1)FC18: Xác định chế độ điều khiển từ xa:
a) Bảng các tín hiệu vào ra:
b) Chương trình:
Network 1:
AN #circuit_available
S L 0.1
A #reset_fault
R L 0.1
Network 2:
A #remote_start
L S5T#10MS
SP T 25
A #remote_start
A #start_after_fault
O T 25
A #availability
A #remote
S #drag_ch._.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 28616.doc