Đề tài Mô hình điều khiển và giám sát trạm trộn bê tông

https://www.maudon.vn/
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
--------
BÁO CÁO KHOA HỌC
ĐỀ TÀI: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT
TRẠM TRỘN BÊ TÔNG
Chủ nhiệm: Huỳnh Tấn Sang
Hướng dẫn khoa hỌc: ThS. Phạm VănTâm
BÀ RỊA-VŨNG TÀU, 2019-2020

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRƯỜNG ĐHBRVT
TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU
VIỆN CNTT-ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
------o0o-----
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Họ và tên sinh viên: Huỳnh Tấn Sang MSSV: 15032008
Ngày, tháng, năm sinh: 07/06/1997 Nơi sinh: Vũng Tàu
Chuyên Ngành: Tự động hóa
I. TÊN ĐỀ TÀI:Mô hình điều khiển và giám sát trạm trộn bê tông.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
• Tìm hiểu về quy trình công nghệ trạm trộn bê tông.
• Tìm hiểu về các thiết bị như cảm biến , loadcell, …
• Tìm hiểu cách kết nối và điều khiển giữa PLC với WinCC và các hệ thống
khác: động cơ, cảm biến , loadcell, …
• Đưa ra các phương án nghiên cứu.
• Thiết kế và thi công mô hình trạm trộn bê tông
• Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng của đề tài.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI: 01/11/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI: 31/03/2019
V. HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S. Phạm Văn Tâm
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
ThS. Phạm Văn Tâm
Bà Rịa - Vũng Tàu, Ngày…... tháng ..…năm 2019
SINH VIÊN THỰC HIỆN CHÍNH
Huỳnh Tấn Sang
PHÒNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
TRƯỞNG VIỆN
TS. Phan Ngọc Hoàng

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu khoa học này tổng quát lại kết quả quá trình
nghiên cứu của tôi. Các số liệu, hình ảnh, thông tin trong đề tài đều trung thực, do tôi
tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu. Đề tài này không sao chép các đề tài đã có
từ trước.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội
dung đề tài của mình. Trường đại học BÀ RỊA-VŨNG TÀU không liên quan đến
những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có).
Vũng Tàu, ngày ...… tháng.........năm 2019
Người cam đoan
Huỳnh Tấn Sang

LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá, ở mọi ngành sản xuất, mục tiêu
nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm và giá trị kinh tế là mục tiêu quan
trọng hàng đầu. Để đạt được mục tiêu trên cần phải có nhiều biện pháp thích hợp với
từng giai đoạn phát triển. Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ cao,
việc ứng dụng các công nghệ điều khiển tự động vào các quy trình sản xuất là hướng
đi tất yếu cho sự phát triển kinh tế xã hội. Việc ứng dụng công nghệ PLC vào điều
khiển tự động các dây chuyền sản xuất kết hợp với việc ghép nối máy tính đã đem lại
kết quả đầy tính ưu việt. Các thiết bị, hệ thống đo lường và điều khiển ứng dụng PLC
ghép nối với máy tính có độ chính xác cao, thời gian xử lý dữ liệu ngắn kể cả việc
thống kê và in ra kết quả. Vì vậy việc ứng dụng PLC vào điều khiển tự động là vấn đề
rất quan trọng trong sản xuất công nghiệp.
Được sự đồng ý của nhà trường, của viện công nghệ thông tin điện –điện tử, với
sự hướng dẫn của thầy Phạm Văn Tâm: Em đã nghiên cứu đề tài " Mô hình điều
khiển và giám sát trạm trộn bê tông ".Với đề tài này em có thể vừa nghiên cứu kỹ
hơn về PLC S7-300, vừa có thể biết thêm về các thiết bi tự động khác như Load cell,
van, đầu cân …Việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển PLC, đây là đề tài có tính thiết thực,
có thể áp dụng cho công việc giảng dạy PLC S7300, điều khiển quá trình và scada.
Với sự hướng dẫn của thầy Phạm Văn Tâm cộng với sự nổ lực nghiên cứu em đã
hoàn thành đề tài nghiên cứu, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và
các bạn.

LỜI CẢM ƠN
Trước khi bắt đầu nghiên cứu khoa học, với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin
cảm ơn quý thầy cô ngành Điện-Điện tử đã tận tình truyền đạt kiến thức cũng như giúp
đỡ em trong quá trình học tập tại trường.
Đặc biệt, em xin ghi nhớ sự nhiệt tình của thầy Phạm Văn Tâm, người trực tiếp
hướng dẫn và đã giúp em hoàn thành đề tài này.
Sau cùng, em cũng xin cảm ơn những người bạn đã đóng góp ý kiến và hỗ trợ
thông tin để em hoàn thiện đề tài.
Vũng tàu, ngày ……..tháng..........năm 2019
Sinh viên thực hiện chính
Huỳnh Tấn Sang

MỤC LỤC
Đề mục Trang
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
LỜI CAM ĐOAN
MỞ ĐẦU
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .........................................................................................1
1.1.Nhu cầu tự đông hóa ở Việt Nam..............................................................................1
1.2.Mục tiêu của đề tài. ...................................................................................................1
1.3.Tính tối ưu của đề tài.................................................................................................1
CHƯƠNG II: THIẾT BỊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ ..............................2
2.1. Hệ thống cân sử dụng Loadcell. ................................................................................2
2.2. Van điện từ ................................................................................................................7
2.3. Công tắc hành trình ...................................................................................................8
2.4. Động cơ điện ............................................................................................................9
CHƯƠNG III: Thiết kế và thi công mô hình trạm trộn bê tông.............................10
3.1. Nhiệm vụ và quy trình thi công mô hình.................................................................10
3.2. Điều khiển và giám sát mô hình..............................................................................19
KẾT LUẬN ...................................................................................................................24
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................25
PHỤ LỤC ......................................................................................................................26

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRƯỜNG DHBRVT
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1.Nhu cầu tự động hóa ở việt nam.
Trong công cuộc đổi mới và phát triển nền khoa học kỹ thuật ngày càng được
chú trọng, do vậy ngành công nghiệp hoá và hiện đại hoá được quan tâm hàng đầu.
Nhằm giảm sức lao động của con người tăng cao năng suất hiệu quả kinh tế cao nhờ
có những dây chuyền hệ thống tự động ngày càng hoàn thiện, từ đơn giản đến phức
tạp từ tự động hoá từng phần đến toàn bộ dây chuyền nhờ sự phát triển vượt bậc của
các linh kiện điện tử gọn nhẹ và đa năng làm việc ổn định độ tin cậy lớn đã giúp các
nhà thiết kế và chế tạo ra những sản phẩm với chất lượng cao giá thành hạ. Được sự
hỗ trợ phát triển mạnh của công nghệ thông tin. Bộ vi xử lý ra đời đã trở thành một
công cụ hoàn hảo để phục vụ cho hệ thống tự động hoá quá trình sản xuất. Ngoài ra
máy tính cũng được dùng như một thiết bị điều khiển vạn năng, nó được đặt trực
tiếp trên các dây chuyền công nghệ để giám sát và quản lý các quá trình. Để trợ
giúp con người điều khiển một cách tối ưu của quá trình sản xuất với hiệu quả cao.
Tự động hoá làm giảm sức lao động của con người, các hệ thống máy móc tự
động đã đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng
suất lao động, hạ giá thành, sử dụng nguyên liệu tiết kiệm và trạm trộn bê tông là
một điển hình cho những điều đó.
1.2.Mục tiêu của đề tài.
- Nghiên cứu và thi công mô hình trạm trộn bê tông đúng quy trình công nghệ
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết để xây dựng mô hình dựa trên các kiến thức đã
học về lập trình.
- Dựa vào ứng dụng của mô hình để xây dựng lên mô hình trạm trộn bê tông.
1.3.Tính tối ưu của đề tài.
- Mô hình dùng làm thiết bị thực hành cho các môn PLC, điều khiển quá trình ,
Scada.
- Mô hình có thể dùng để training nhân viên vận hình trạm trộn bê tông.

CHƯƠNG II: THIẾT BỊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ
2.1 Hệ thống cân sử dụng Loadcell.
2.1.1.Khái niệm Loadcell.
Loadcell là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng
thành tín hiệu điện.
2.1.2. Cấu tạo, sơ đồ đấu dây, nguyên lý hoạt động, thông số kĩ thuật, và các
loại loadcell cơ bản.
Cấu tạo:
Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần, thành phần thứ nhất là "Strain
gage" và thành phần còn lại là "Load". Strain gage là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ
bằng móng tay, có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một
nguồn điện ổn định, được dán chết lên “Load” - một thanh kim loại chịu tải có tính
đàn hồi.

Sơ đồ đấu dây:
Trong thực tế còn có loại loadcell sử dụng kỹ thuật 6 dây cho ra 6 đầu dây.
Sơ đồ nối dây của loại loadcell này có thể có hai dạng như sau:
a. Dạng nối dây 1 b.Dạng nối dây 2
Các dạng nối dây của loadcell
Như vậy, thực chất loadcell cho ra 6 dây nhưng bản chất vẫn là 4 dây vì ở cả
hai cách nối ta tìm hiểu ở trên thì các dây +veInput (Exc+) và +veSense (Sense+) là
nối tắt, các dây -veInput (Exc-) và -veSense (Sense-) là nối tắt.
Có nhiều kiểu hình dạng loadcell cho những ứng dụng khác nhau. Do đó cách
kết nối loadcell vào hệ thống cũng khác nhau trong từng trường hợp.
Nguyên lý hoạt động:
Hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực
tác dụng tỉ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, và do đó trả về tín
hiệu điện áp tỉ lệ.
Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết
nối thành 1 cầu điện trở Wheatstone như hình dưới và được dán vào bề mặt của thân
loadcell.

Một điện áp kích thích được cung cấp cho ngõ vào loadcell (2 góc (1) và (4)
của cầu điện trở Wheatstone) và điện áp tín hiệu ra được đo giữa hai góc khác.
Tại trạng thái cân bằng (trạng thái không tải), điện áp tín hiệu ra là số không
hoặc gần bằng không khi bốn điện trở được gắn phù hợp về giá trị.
Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell bị
biến dạng (giãn hoặc nén), điều đó dẫn tới sự thay đổi chiều dài và tiết diện của các
sợi kim loại của điện trở strain gauges dán trên thân loadcell dẫn đến một sự thay
đổi giá trị của các điện trở strain gauges. Sự thay đổi này dẫn tới sự thay đổi trong
điện áp đầu ra.
Đó là lý do tại sao cầu điện trở Wheatstone còn được gọi là một mạch cầu cân
bằng.
Sự thay đổi điện áp này là rất nhỏ, do đó nó chỉ có thể được đo và chuyển
thành số sau khi đi qua bộ khuếch đại của các bộ chỉ thị cân điện tử (đầu cân).
Thông số kỹ thuật.
- Độ chính xác: Cho biết phần trăm chính xác trong phép đo. Độ chính xác
phụ thuộc tính chất phi tuyến tính, độ trễ, độ lặp. Tùy vào các yêu cầu công nghệ
khác nhau của hệ thống để lựa chọn thiết bị đo có độ chính xác phù hợp.
- Công suất định mức: giá trị khối lượng lớn nhất mà Loadcell có thể đo được.
Nếu lực đặt nên thiết bị đo quá giá trị này thì sẽ gây hư hỏng thiết bị đo.
- Dải bù nhiệt độ: là khoảng nhiệt độ mà đầu ra Loadcell được bù vào, nếu
nằm ngoài khoảng này, đầu ra không được đảm bảo thực hiện theo đúng chi tiết kĩ
thuật được đưa ra. Bởi vậy, cần lựa chọn thiết bị phù hợp với nhiệt độ môi trường
cần đo.
- Cấp bảo vệ: được đánh giá theo thang đo IP, (ví dụ: IP65: chống được độ ẩm
và bụi).
- Điện áp: giá trị điện áp làm việc của Loadcell (thông thường đưa ra giá trị
lớn nhất và giá trị nhỏ nhất 5 - 15 V).
- Độ trễ:hiện tượng trễ khi hiển thị kết quả dẫn tới sai số trong kết quả.
Thường được đưa ra dưới dạng % của tải trọng.

- Trở kháng đầu vào: trở kháng được xác định thông qua S- và S+ khi
Loadcell chưa kết nối vào hệ thống hoặc ở chế độ không tải.
- Điện trở cách điện: thông thường đo tại dòng DC 50V. Giá trị cách điện giữa
lớp vỏ kim loại củaLoadcell và thiết bị kết nối dòng điện.
- Phá hủy cơ học: giá trị tải trọng mà Loadcell có thể bị phá vỡ hoặc biến
dạng.
- Giá trị ra: kết quả đo được (đơn vị: mV).
- Trở kháng đầu ra: cho dưới dạng trở kháng được đo giữa Ex+ và EX- trong
điều kiện load cell chưa kết nối hoặc hoạt động ở chế độ không tải.
- Quá tải an toàn: là công suất mà Loadcell có thể vượt quá (ví dụ: 125% công
suất).
- Hệ số tác động của nhiệt độ: Đại lượng được đo ở chế độ có tải, là sự thay
đổi công suất củaLoadcell dưới sự thay đổi nhiệt độ, (ví dụ: 0.01%/10°C nghĩa là
nếu nhiệt dộ tăng thêm 10°C thì công suất đầy tải của Loadcell tăng thêm 0.01%).
- Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0: giống như trên nhưng đo ở chế độ
không tải.
Các loại Loadcell cơ bản.
Loadcell tương tự.
 Khái niệm.
Loadcell cảm biến sức căng, biến đổi thành tín hiệu điện gọi là Loadcell
tương tự. Tín hiệu này được chuyển thành thông tin hữu ích nhờ các thiết bị đo
lường như bộ chỉ thị.
Mỗi Loadcell tải một đầu ra độc lập, thường 1 đến 3 mV/V. Đầu ra kết hợp
được tổng hợp dựa trên kết quả của đầu ra từng Loadcell. Các thiết bị đo lường hoặc

bộ hiển thị khuyếch đại tín hiệu điện đưa về, qua chuyển đổi ADC, vi xử lý với
phần mềm tích hợp sẵn thực hiện tính toán chỉnh định và đưa kết quả đọc được lên
màn hình. Đa phần các thiết bị hay bộ hiển thị hiện đại đều cho phép giao tiếp với
các thiết bị ngoài khác như máy tính hoặc máy in.
Loadcell số
 Khái niệm, sự ra đời
Thời gian ra đời: Từ cuối những năm 1970.
Về cơ bản Loadcell số là sự tích hợp giữa load cell tương tự với công nghệ
điện tử hiện đại.
Ban đầu, khi khái niệm Loadcell số mới ra đời, nhiều người hiểu lầm là các
load cell số có các phần tử điện tiêu hao thấp có thể được sử dụng để chuyển đổi
một load cell chất lượng thấp lên một Loadcell chất lượng cao. Thực tế thì ngược
lại, mỗi Loadcell số đơn giản cũng mang trong nó một cấu trúc khá phức tạp.
- Thứ nhất: Phải có một Loadcell cơ bản với độ chính xác, độ ổn dịnh và khả
năng lặp lại rất cao trong mọi điều kiện làm việc.
- Thứ hai: Phải có một bộ chuyển đổi tương tự-số (ADC) 16 đến 20 bit tốc độ
cao để chuyển đổi tín hiệu điện tương tự sang dạng số.
- Thứ ba: Phải có hệ vi mạch xử lý để thực hiện điều khiển toàn bộ quá trình
chuyển đổi từ tín hiệu lực đo được thành dữ liệu số thể hiện trung thực nhất và giao
tiếp với các thiết bị khác để trao đổi thông tin.

2.2. Van điện từ.
Căn cứ theo yêu cầu điều khiển trạm trộn, Công ty hiện đang sử dụng hai loại
van điện từ. Loại dùng khí nén và loại dùng thủy lực.
2.2.1. Các van khí nén
a. Các van điều khiển hướng(solenoide):
Các van điều khiển hướng là các thiết bị tác động đến đường dẫn các dòng
Ckhí. Tác động có thể là: cho phép khí lưu thông đến các đường ống dẫn khí, ngắt
các dòng không khí khi cần thiết bằng cách đóng các đường dẫn hoặc phóng thích
không khí vào trong khí quyển thông qua cổng thoát.
Van điều khiển hướng được đặc trưng bằng số các đường dẫn được điều
khiển, cũng chính là số cổng của van và số vị trí chuyển mạch của nó. Cấu trúc của
van là yếu tố quan trọng ảnh hưởng về các đặc tính của dòng chảy của van, chẳng
hạn như lưu lượng, sự suy giảm áp suất và thời gian chuyển mạch.
b.Van chắn:
Van chắn là loại van chỉ cho dòng khí nén chảy theo một chiều, chiều ngược
lại dòng khí nén sẽ bị khóa lại. Áp suất ở phía sau van theo chiều dòng chảy, sẽ tác
động lên cơ cấu đóng cửa thông khí của van.
Van điều khiển hướng
C. Van áp suất:
Van áp suất là các van tác động chủ yếu đến áp suất hoặc được điều khiển bởi
độ lớn của áp suất. Chúng được chia thành 3 nhóm:
- Van điều tiết áp suất
- Van giới hạn áp suất
- Van trình tự

2.2.2. Loại van dùng thủy lực
Căn cứ theo yêu cầu của công nghệ trộn bê tông, hiện công ty đang sử dụng
loại van đảo chiều 4 cửa hai vị trí tác động trực tiếp bằng nam châm điện.
Cấu tạo van điện từ
Nguyên lý hoạt động như sau: Tại ví trí thông của P nối thông với của T khi
dòng điện vào cuộn dây, pittong được kéo lên van chuyển vị trí, lúc này cửa P được
nối thông với cửa A, còn cửa B nối với cửa R.
2.3. Công tắc hành trình
Công tắc cơ tạo ra tín hiệu đóng, mở, hoặc các tín hiệu là kết quả của tác động
cơ học làm công tắc mở hoặc đóng.
Loại công tắc này có thể được sử dụng để cho biết sự hiện diện của chi tiết gia
công trên bàn máy, do đó chi tiết ép vào công tắc làm cho công tắc đóng. Sự vắng
mặt của chi tiết gia công được chỉ thị bằng công tắc mở và sự hiện hữu của chi tiết
được biểu thị bằng công tắc đóng.
Các bộ cảm biến công tắc

Do đó, với cách bố trí được trình bày trên hình a, các tín hiệu nhập đối với kênh
nhập đơn của PLC có các mức logic như sau:
+ Không có chi tiết: 0
+ Có chi tiết 1
Mức 1 có thể tương ứng với tín hiệu nhập 24VDC, mức 0 tương ứng với tín
hiệu nhập 0V. Với cách bố trí được trình bày trên hình b, khi công tắc mở, điện áp
được cung cấp cho đầu vào của PLC, khi công tắc đóng điện áp vào sụt đến giá trị
thấp.
Thuật ngữ công tắc giới hạn (công tắc hành trình) được sử dụng cho công tắc
chuyên dùng để phát hiện sự có mặt của chi tiết chuyển động. Công tắc này có thể
được vận hành bằng cam, trục lăn hoặc đòn bẩy.
Công tắc giới hạn vận hành.(a. Đòn bẩy, b. Con lăn, c. Cam)
2.4. Động cơ điện
Động cơ điện được sử dụng rộng rãi trên các máy cố định hoặc di chuyển ngắn
theo quỹ đạo nhất định như: băng tải, máy trộn bê tông, máy nghiền đá...

Động cơ điện có nhiều chủng loại công suất và chia ra làm 2 loại: động cơ
điện 1 chiều và động cơ điện xoay chiều. Động cơ điện xoay chiều lại chia ra: loại
không đồng bộ và loại đồng bộ.
Trong trạm trộn bê tông ta chọn loại động cơ không đồng bộ với roto lồng sóc
vì nó có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp
vào lưới điện 2 pha không cần biến đổi dòng điện, hiệu suất cao, chịu vượt tải tương
đối tốt, thay đổi chiều quay và khởi động nhanh, dễ tự động hóa. Điều kiện vệ sinh
công nghiệp tốt, ít gây ô nhiễm môi trường.
Nhược điểm: Cos của máy thường không cao lắm và đặc tính điều chỉnh tốc
độ không tốt.
CHƯƠNG III: Thiết kế và thi công mô hình trạm trộn bê tông.
3.1.Nhiệm vụ và quy trình thi công mô hình.
3.1.1. Nhiệm vụ.
-Thiết kế mô hình dùng PLC kích vi điều khiển chạy led băng tải, led gầu, led bồn
trộn, các trạng thái on /off của van, dùng biến trở mô phỏng loadcell điều chỉnh khối lượng
đá, cát xi măng, phụ gia, nước, mô phỏng đúng thực tế quá trình công nghệ của trạm bê
tông, giám sát bằng wincc.
-Trạng thái on/off của led cảm biến được vi điều khiển gửi về PLC.
-Các biến trở thay thế loadcell để điều chỉnh khối lượng cân.
3.1.2. Quy trình thi công mô hình.
-Thiết kế bản vẽ mô hình.
-Thiết kế sơ đồ nguyên lý và mạch in bằng orcad.
-Hàn linh kiện vào mạch và đi dây mô hình.
-Lập trình vi điều khiển AT89S52
-Lập trình PLC S7-300.
-Thiết kế dao diện Wincc.
a) Thiết kế bản vẽ mô hình.
-Trong đồ án này tôi ứng dụng autocad để thiết kế bản vẽ mô hình, việc thiết kế bản
vẽ sẽ giúp mọi người, có cách nhìn tổng quan, bao quát và chính xác hơn về trạm trộn bê
tông.

J26
5v
J25
5v
J24
5v
J21
5v
J1
1
10v
R2
RESISTOR VAR
CB CAN CAT
1
U2
7805
VIN VOUT
3
R1
c4
104
10v
1
2 10v 470
J22 D1
J23
2
1
12v
24v
c6
0.1uf
c5
0.33uf
2
1
3
VOUT
U3
7812
1
VIN J19
24v
2
1
-Để có thể in mica cần Export file cad sang file corel để chỉnh sửa màu sắc, và in ra bảng
mica khổ a3
b) Thiết kế sơ đồ nguyên lý và mạch in bằng orcad.
-Sơ đồ nguyên lý:
+Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn
J19
1
2
1
2
1
2
2
GND
2
GND
1
2

8 1
7 2
6 3
5 4
3 6
2 7
OUT1
18 R15 220 1
OUT2
17 R16 220 2
OUT3
16 R17 220 3
4 5
OUT4
15 R18 220 4
OUT5
14 R19 220 5
OUT6
13 R20 220 6
1 8
OUT7
12 R21 220 7
9
OUT8
11 220 8
GND COM
10 40 9
R26
R
R29
PNPBCE
Q6
10k
Q5
NPN ECB
R27
D4
2.2k
LED CB GAUTREN
11
1
2
3
4
5
6
20
40
11
+Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển led gầu, led cảm biến và led băng tải.
RN3
J1
40 5VDC
R-PACK6
40
gau
R8
cap dong led gau U1
1 R9 330 18
OUT1
2 R10 330 17
OUT2
3 R11 330 16
OUT3
4 R12 330 15
OUT4
5 R13 330 14
OUT5
6 330 13
OUT6
IN1
1
IN2
2
IN3
3
IN4
4
IN5
5
IN6
6
39 39
38 38
37 37
36 36
35 35
34 34
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P2.0/A8
21
P2.1/A9
22
P2.2/A10
23
P2.3/A11
24
P2.4/A12
25
P2.5/A13
26
21 KICH BANG TAI
22 KICH GAU LEN
23 KICH GAU XUONG
7 12
11
40
OUT7
OUT8
IN7
7
IN8
8
33
P0.6/AD6
32
P0.7/AD7
P2.6/A14
27
P2.7/A15
28
J3 10
COM GND
9 1 1
2 2 P1.0/T2 P3.0/RXD
10 10 CB GAU DUOI
11
3 3 P1.1/T2-EX P3.1/TXD 12 CB GAU TRÊN
U3
c1
33uf
4
5
6
7
8
12MHZ
4 P1.2
5 P1.3
6 P1.4
7 P1.5
8 P1.6
P1.7
19
XTAL1
18
XTAL2
P3.2/INT0 13
P3.3/INT1 14
P3.4/T0 15
P3.5/T1 16
P3.6/WR 17
P3.7/RD
ALE/PROG
30
PSEN
29
c2 X1
33uf
40
31
EA/VPP
9
RST
AT89C52 20
cap dong led bang tai J2
R14
SW1
C3
10uf/10v
R1
10k
bang tai
U2
40
R26
R
P2.6
Q5
NPN ECB
R28
10K
11
J6
24V J8
24V
J9
JACK CB GAUTREN
R28
10K
40
R5
10K
22
R6 10k
J5
jack BT
Q2
NPN ECB
R7
D2
2.2k
LEDGAULEN
40
R30
10K
23
R3110k
J10
jack BT
Q9
NPN ECB
R32
D8
2.2k
LED GAUXUONG
R22
R
R25
PNPBCE
Q4
10k
Q3
NPN ECB
R23
D3
2.2k
LED CB GAU DUOI
R24
10K
J7
JACK CB GAU DUOI
10
40
R2
10K
21
R3 10k
J4
jack BT
Q1
NPN ECB
R4
D1
2.2k
LED BT
20
40
1
1
1
1
1
1
2
GND
VCC
1
1
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8

+Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển led: bồn, cảm biến bồn rỗng, mức, van.
J2 R14
capdongledBON
U2
1
2

40
R32
10K
25
R31 10k
J10
jackbon
Q7
NPNECB
R33
D6
2.2k
LED canphugia
40
R29
10K
24
R28 10k
J9
jackbon
Q6
NPNECB
R30
D5
2.2k
LEDcannuoc
R22
R
R25
PNP BCE
Q4
10k
Q3
NPNECB
R23
D3
2.2k
LED CBbonrong
R24
10K
10 J7
3
J
1 5VDC
led bon
J3
R8
1 R9
2 R10
1
8
OUT1
1
7
OUT2
IN1
1 1
IN2
2 2
39 39
38 38
37 37
36 36
35 35
34 34
33 33
32 32
5 1
4
20
40

1
2
3
4
5
6
7
8
9
R15
R16
R17
R18
R19
R20
R21
39
38
37
36
35
34
33
32
40
18
17
16
15
14
13
12
11
10
OUT1 IN1
OUT2 IN2
OUT3 IN3
OUT4 IN4
OUT5 IN5
OUT6 IN6
OUT7 IN7
OUT8 IN8
COM GND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
39
38
37
36
35
34
33
32
1
2
3
4
5
6
7
8
40
R35
10K
26
R34 10k
J11
jackbon
Q8
NPNECB
R36
D7
2.2k
LED can ximang
20
GND
4
29
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7

P1.0/T2
P2.0/A8
21
P2.1/A9
22
P2.2/A10
23
P2.3/A11
24
P2.4/A12
25
P2.5/A13
26
P2.6/A14
27
P2.7/A15
28
P3.0/RXD
21 KICH
BON
22
23
24 KICH
NUOC
25 KICH
PHU GIA
26 KICH XI
MANG
noi voi
jack cam
bien tren
MDK1
K
I
C
H
X
A
B
E
T
O
N
G
10 KICH
BON RONG
40
U1
10
11
12
13
14
15
16
17
40
VCC

1
1
1
3 R11
16
OUT3 IN3
3
4 3
2
P1.1/T2-EXP3.1/TXD
4 R12
5
6
l ed muc

11
15
OUT4
14
OUT5
13
OUT6
12
OUT7
40 OUT8
IN4
4
IN5
5 5
IN6
6
IN7
7
IN8
8
2
3
P1.2
1 5 P1.3
6 P1.4
7 P1.5
P1.6
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR

RN1
10
COM GND
9 8
P1.7

c1

19

18

XTAL1

ALE/PROG
30

U3 33uf

12MHZ

XTAL2

31
EA/VPP

PSEN

9
RST

AT89C
52 20

40
R2
10K
21
R3 10k
J4
jackbon
Q1
NPNECB
R4
D1
R26
10K
23
R13 10k
J8
jackbon
Q5
NPNECB
R27
D4
2.2k
LED canda
R6
10K
22
R5 10k
J5
jackbon
Q2
NPNECB
R7
D2
2.2k
LED cancat
1
1
1
1
R1
10k
C3
10uf /10v
J6
24V
2.2 k
LED dcbon
JACKCBbonrong
40 40
1

D1
LED
D2
LED
D3
LED
D4
LED
D5
LED
D6
LED
D7
LED
+Sơ đồ nguyên lý led băng tải.
D8
LED
+Sơ đồ nguyên lý led gầu.
J1
CON9
C ON 1
 Sơ đồ nguyên lý led bồn trộn.
D8
LED
J1
CON9
 Sơ đồ nguyên lý led mức.
D5
LED
J1
CON6
D1
LED
D2
LED
D3
LED
D4
LED
D6
LED
J2
1
C ON 5v
J1
1
D7
LED
D8
LED
D9
LED
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
LED LED LED LED LED LED LED
D1
LED
D2
LED
D3
LED
D4
LED
9
8
7
6
5
4
3
2
1
9
8
7
6
5
4
3
2
1
6
5
4
3
2
1

 Mạch in sau khi hoàn thiện xong.
c) Hàn linh kiện vào mạch và đi dây mô hình.
-Hàn linh kiện.
- Đi dây mô hình.

d) Mô hình hoàn thiện.

START
DC BĂNG
TẢI= 1
Đ
1 ĐIỂM SÁNG
CHẠY
1 LED SÁNG
END
S
DC GẦU LÊN=0
DC GẦU XUỐNG=0
Đ
S
DC GẦU LÊN=1
DC GẦU XUỐNG=0
Đ
DC GẦU LÊN=0
DC GẦU XUỐNG=1
Đ
END
GẦU ĐI
XUỐNG
GẦU ĐI LÊN
e) Lập trình vi điều khiển AT89S52.
 Sơ đồ thuật toán led băng tải.
S
 Sơ đồ thuật toán led gầu
START
1 LED SÁNG

DC BỒN
TRỘN =1
Đ
1 ĐIỂM SÁNG
CHẠY
START
1 LED SÁNG
END
 Sơ đồ thuật toán led bồn.
S
3.2.Điều khiển và giám sát mô hình.
3.2.1. Lập trình PLC S7-300.
Sơ đồ kết nối phần cứng:
CB GẦU TRÊN
I124.0
CB GẦU DƯỚI
I124.1
CB GẦU BỒN RỖNG
I124.2
Q124.0
Q124.1
Q124.2
Q124.3
Q124.4
Q124.5
Q124.6
Q124.7
Q125.0
VAN_CAT
VAN_DA1
VAN_DA2
VAN_XIMANG
VAN_NUOC
VAN_PHUGIA
VAN_CANCAT
VAN_CANDA
VAN_CANXM
Q125.1
VAN_CANNUOC
Q125.2
VAN_CANPG
Q125.3
DC_BANGTAI
Q125.4
DC_GAULEN
Q125.5
DC_GAUXUONG
Q125.6
DC_BONTRON
Q125.7
VAN_XABON
OV
LOAD CELL CÂN ĐÁ CÁT
IN 0
LOAD CELL CÂN XM
IN 1
LOAD CELL CÂN NƯỚC
IN 2
LOAD CELL CÂN PG IN 3
ANALOG
INPUT
DIGITAL
INPUT
DIGITAL
OUTPUT

- Thuật toán chương trình plc
AUTO
XÁC
NHẬN
CD
AUTO
STOP DỪNG
MANUAL
CD
BẰNG TAY
START
MANUAL
CD
BẰNG
TAY
STOP
AUTO
DỪNG
XÁC
NHẬN
CD
AUTO
- Thuật toán CD AUTO.
CÂNĐỦCÁT HẾT CÁT CHỌN ĐÁ1,2 CÂN ĐỦĐÁ HẾT ĐÁ
MỞ 4VAN TẮTVANCÁT, ĐÓNG VAN MỞ VAN TẮT VANĐÁ TẮT VAN CÂNĐÁ
CÁT, NƯỚC, MỞ VAN CÂNCÁT, CÂN CÁT ĐÁ1,2 MỞ VAN CÂN ĐÁ BĂNG TẢIDỪNG
PG,XM BT CHẠY GẦU ĐILÊN
CB TRÊN CÂN ĐỦXM HẾT XM CB DƯỚI HẾT TG TRỘNKHÔ
GẦU DỪNG TẮTVAN
XM
BỒNTRỘN(TRỘNKHÔ)
GẦU ĐIXUỐNG
TẮT VAN CÂNXM
GẦU DỪNG TẮT ĐỘNGCƠ
BỒNTRỘN
CÂNĐỦNƯỚC,PG HẾT NƯỚC,PG HẾTTGTRỘNƯỚT ĐỦSỐMẺ
TẮT VANNƯỚC,
TẮTVANPG
BỒNTRỘN(TRỘNƯỚT)
TẮTVANCÂNNƯỚC
TẮT VANPG
TẮT ĐỘNG CƠ BỒN TRỘN
MỞ VAN XẢ BỒN
TIẾPTỤCMẺMỚI
DỪNG HỆTHỐNG
CHƯA ĐỦ SỐMẺ

- Thuật toán CD BẰNG TAY.
NHẤN NÚT
NHẤN NÚT MỞ
VAN CÁT
NHẤN NÚT MỞ
VAN CÂN CÁT
KHỞI ĐỘNG
DC BĂNG TẢI
NHẤN NÚT
CHỌN ĐÁ 1, 2
NHẤN NÚT MỞ
VAN CÂN ĐÁ
MỞ VAN CÁT MỞ VAN
CÂN CÁT
DC BĂNG TẢI
CHẠY
MỞ VAN ĐÁ 1, 2 MỞ VAN CÂN ĐÁ
NHẤN NÚT NHẤN NÚT NHẤN NÚT MỞ NHẤN NÚT KHỞI NHẤN NÚT GẦU
GẦU LÊN MỞ VAN XM VAN CÂN XM ĐỘNG DC BỒN TRỘN XUỐNG
GẦU ĐI LÊN MỞ VAN XM MỞ VAN CÂN XM DC BỒN QUAY GẦU ĐI XUỐNG
NHẤN NÚT MỞ
VAN NƯỚC
NHẤN NÚT MỞ VAN
CÂN NƯỚC
PG
CÂN PG
MỞ VAN NƯỚC MỞ VAN CÂN NƯỚC MỞ VAN PG MỞ VAN CÂN PG
XẢ BỒN
MỞ VAN XẢ BỒN
3.2.2.Thiết kế giao diện wincc và kết quả nghiên cứu.
- Giao diện thông tin:

- Giao diện đặt mác:
- Giao diện điều khiển trạm trộn bê tông:

- Giao diện xuất báo cáo:
- File exel để xuất báo cáo :
- Kết nối phần cứng với plc và điều khiển bằng wincc

Kết luận
 Những công việc đã làm được:
- Thiết kế bản vẽ mô hình bằng autocad, corel.
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý.
- Thiết kế mạch in bằng orcad.
- Hàn linh kiện vào mạch và tiến hành đi dây toàn mô hình.
- Lập trình c cho 89S52.
- Lập trình Step7-300
- Thiết kế giao diện điều khiển Wincc.
 Nhược điểm:
- Khi PLC xuất mức 0 với điện áp 2V trở lên sẽ kích được vi xử lí.
 Hướng phát triển đề tài:
- Xuất báo cáo tự động.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, 1999, Điều khiển số máy điện,Nhà xuất
bản khoa học và kỹ thuật.
2. Thái Duy Thức, Phan Minh Tạo, 2000, Thiết kế truyền động điện, Nhà xuất
bản giao thông vận tải.
3. Nguyễn Phùng Quang, 1996, Điều khiển tự động truyền động xoay chiều ba
pha, nhà xuất bản giáo dục.
4. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Vân Hà, 2007, Tự động hóa với
Simatic S7-300, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
5. Trần Thu Hà, Trần Quang Huy, 2007, Lập trình với S7-300 & Wincc, Nhà
xuât bản Hồng Đức.
6. Internet.
7. Và một số tài liệu khác…

PHỤ LỤC
Chương trình c điều khiển led băng tải và led gầu.
#include <REGX52.H>
#include "..libdelay.h"
#define LEDBT P1
#define LEDGAU P0
sbit START_BT=P2^0;
sbit START_GAULEN=P2^1;
sbit START_GAUXUONG=P2^2;
unsigned char count=0;
bit run=0;
unsigned char g=0;
unsigned char magaulen[ ]={0x0,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};
unsigned char madongco[ ]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
unsigned char k=0;
void main()
{ LEDBT=0X01;
LEDGAU=0x20;
P3_1=0; P3_0=1;
while (1)
{
if(P2_0==0)
{do
{
P1=madongco[k];
Delay_ms(600) ;
k=k+1;
if(k==8)k=0;
}
while(k==8);
}

if(START_GAUXUONG==1 && START_GAULEN==0&& g<6)
{ g=g+1;
P0=magaulen[g];
if(g==6) P3_1=1; else P3_1=0;
if(g==1) P3_0=1; else P3_0=0;
Delay_ms(800);
}
if(START_GAUXUONG==0 && START_GAULEN==1&& g>1)
{g=g-1;
P0=magaulen[g];
if(g==6) P3_1=1; else P3_1=0;
if(g==1) P3_0=1; else P3_0=0;
Delay_ms(800) ; } }}
Chương trình c điều khiển led bồn trộn và led mức.
#include <REGX52.H>
#include "..libdelay.h"
unsigned char dem=1;
unsigned char mamuc[ ]={0x0,0x18,0x1C,0x1E,0x1F};
unsigned char madongco[ ]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
unsigned char k=0;
void main()
{
dem=1;
P2=0xff;
P0=0;
P1=0;
while (1)
{
if(P2_0==0 && k<8)

{
P0=madongco[k];
Delay_ms(100) ;
k=k+1;
if(k==8)k=0;
}
if(P2_0==1) P0=0;
//p1.4 LOW; P2_6 CAMBIEN GAU TREN; P3_0 CAM BIEN BON RONG KICH MUC1
, VAN XA P2.7
//CAN XI ANG P2_5
//CAN NUOC P2_3 P1_1
//CAN PHU GIA P2_4
if(P2_6==0)
{
P1_4=1;
P1_3=1;
}
if(P2_5==0)
{
P1_2=1;
}
if(P2_3==0)
{
P1_1=1;
}
if(P2_4==0)
{
P1_0=1;

}
if (P2_7==0)
{P1_0 =0 ,Delay_ms(300) ;
P1_1 =0 ,Delay_ms(300) ;
P1_2 =0 ,Delay_ms(300) ;
P1_3 =0 ,Delay_ms(300) ;
P1_4 =0 ,Delay_ms(300) ;
}
//dieu khien cam bien bon rong
if(P1==0) P3_0=1;else P3_0=0;
if(P2_7==0)
{
Delay_ms(900) ;
P1=0;
} }}
Chương trình plc.

Đề tài Mô hình điều khiển và giám sát trạm trộn bê tông

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Đề tài Mô hình điều khiển và giám sát trạm trộn bê tông

Similar to Đề tài Mô hình điều khiển và giám sát trạm trộn bê tông (20)

More from Brooklyn Abbott

More from Brooklyn Abbott (9)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Đề tài Mô hình điều khiển và giám sát trạm trộn bê tông