Dđồ án tốt nghiệp tự động hóa dùng plc năm 2024
Show BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 ph ai H g on THIẾT KẾ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BƠM VÀ TRỘN LIỆU SỬ DỤNG PLC S7-200 ve ni U rs ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY ity NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÕNG-2015 1 BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ai H on ph ISO 9001:2008 g THIẾT KẾ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BƠM VÀ TRỘN LIỆU SỬ DỤNG PLC S7-200 ity rs ve ni U ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Vũ văn Luận Người hướng dẫn: T.S Nguyễn Trọng Thắng HẢI PHÕNG-2015 2 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÖC o0oBỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG g on ph ai H U ity rs ve ni NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Vũ Văn Luận – mã SV: 1112102009 Lớp : ĐC1501- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp. Tên đề tài: Thiết kế, lập trình hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng PLC S7-200 3 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp(về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). . . . . . ai H . ph . on . g . U ve ni . . rs . ity 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. . . . . . 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp: . 4 CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ 1. Họ và tên : Nguyễn Trọng Thắng Học hàm, học vị : Tiến sĩ Cơ quan công tác : Trường Đại học dân lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đồ án Người hướng dẫn thứ 2. : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác ai H Họ và tên Nội dung hướng dẫn : on ph : g Đề tài tốt nghiệp được giao ngàytháng.năm 2015. U Đã nhận nhiệm vụ ĐT.T.N. Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N rs ve ni Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày……tháng……năm 2015. Cán bộ hướng dẫn ĐT.T.N ity Sinh viên Vũ Văn Luận T.S Nguyễn Trọng Thắng Hải Phòng, ngàytháng.năm 2015 HIỆU TRƯỞNG GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ 5 PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1. Tinh thần, thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. 2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng các bản vẽ.) H ph ai on g U ve ni ity rs 3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn (Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày…tháng……năm 2015 Cán bộ hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) 6 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. H ph ai on g U ve ni ity rs 2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện ( Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày……tháng…….năm 2015 Người chấm phản biện (Ký và ghi rõ họ tên) 7 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hóa, để quá trình này phát triển nhanh chúng ta cần tập trung đầu tư vào các dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suất lao động và cho ra sản phẩm có chất lượng cao. Một trong những phương án đầu tư vào tự động hoá là việc ứng dụng PLC vào các dây chuyền sản xuất. Đối với những tính năng tiện ích của hệ thống PLC nên hiện nay bộ điều khiển này đang được sử dung rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau. Để điều khiển hệ thống trộn sơn ta có nhiều cách khác nhau như dùng rơle thời gian, dùng vi điều khiển.vv. Với những ưu điểm vượt trội như: giá ai H thành hạ, dễ thi công lắp đặt, dễ sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh ph hoạt… , nên hiện nay PLC (Program Logic Control – thiết bị điều khiển lập on trình được) được sử dụng rất rộng rãi để điều khiển hệ thống trộn sơn. g Xuất phát từ tình hình thực tế trên và ham muốn hiểu biết về PLC, em xin U rs ve PLC ” . ni chọn đề tài làm tốt nghiệp: “Thiết kế hệ thống điều khiển trộn sơn bằng ity Đề tài gồm ba phần chính với nội dung cơ bản như sau: Chương 1. Tìm hiều về hệ thống trộn sơn. Chương 2. Tổng quan về PLC S7 – 200. Chương 3. Thiết kế, xây dựng hệ thống điều khiển trộn sơn bằng PLC S7 – 200. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Trọng Thắng cùng các thầy cô trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Do còn nhiều hạn chế về kiến thức nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để em có thể hoàn thiện kiến thức của mình. 8 CHƯƠNG 1. TÌM HIỀU VỀ HỆ THỐNG TRỘN SƠN 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN. 1.1.1. Lịch sử phát triển ngành sơn thế giới. Sơn (hoặc có thể gọi là chất phủ bề mặt) được dùng để trang trí mỹ thuật hoặc bảo vệ các bề mặt vật liệu cần sơn. Sơn đã được loài người cổ xưa chế biến từ các vật liệu thiên nhiên sẵn có để tạo các bức tranh trên nền đá ở nhiều hang động nhằm ghi lại hình ảnh sinh hoạt cuộc sống thường ngày mà H ngành khảo cổ học thế giới đã xác định được niên đại cách đây khoảng 25.000 ph ai năm. Ai Cập đã biết chế tạo sơn mỹ thuật từ năm 3000 – 600 trước công nguyên Hy Lạp và La Mã đã chế tạo sơn dầu béo vừa có tác dụng trang trí on vừa có tính chất bảo vệ các bề mặt cần sơn trong thời kỳ năm 600 trước công g U nguyên đến năm 400 sau công nguyên và mãi đến thế kỷ 13 sau công nguyên ve ni các nước khác của Châu Âu mới biết đến công nghệ sơn này và đến cuối thế kỷ 18 mới bắt đầu có các nhà sản xuất sơn chuyên nghiệp do yêu cầu về sơn rs ity tăng mạnh. Cuộc cách mạng kỹ thuật của thế giới đã tác động thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp sơn từ thế kỷ 18 nhưng chất lượng sơn bảo vệ và trang trí vẫn chưa cao vì nguyên liệu chế tạo sơn đi từ các loại dầu nhựa thiên nhiên và các loại bột màu vô cơ có chất lượng thấp. Ngành công nghiệp sơn chỉ có thể phát triển nhảy vọt khi xuất hiện trên thị trường các loại nhựa tổng hợp tạo màng sơn cùng với các loại bột màu hữu cơ chất lượng cao và nhất là sự xuất hiện của sản phẩm bột màu trắng đioxit titan (TiO2) là loại bột màu chủ đạo, phản ánh sự phát triển của công nghiệp sơn 9 màu. Các mốc phát triển công nghiệp sơn (được khởi đầu từ thế kỷ 20 đến cuối thế kỷ 20) có thể được phản ánh như sau: Năm 1923: nhựa Nitrocellulose, alkyd - Năm 1924: Bột màu TiO2 - Năm 1928: Nhựa Phenol tan trong dầu béo - Năm 1930: Nhựa Amino Urea Formaldehyde - Năm 1933: Nhựa Vinyl Clorua đồng trùng hợp - Năm 1934: Nhựa nhũ tương trong gốc dầu - Năm 1936: Nhựa Acrylic nhiệt rắn - Năm 1937: Nhựa Polyurethan - Năm 1939: Nhựa Amino melamin Formaldehyde - Năm 1944: Sơn gốc Silicone - Năm 1947: Nhựa Epoxy - Năm 1950: Nhựa PVA và Acrylic laquer - Năm 1955: Sơn bột tĩnh điện - Năm 1958: Sơn xe hơi gốc Acrylic laquer sơn nhà gốc nhựa g on ph ai rs ve ni U latex H - Năm 1960: Sơn công nghiệp gốc nước - Năm 1962: Sơn điện di kiểu Anode - Năm 1963: Sơn đóng rắn bằng tia EB và UV - Năm 1971: Sơn điện di kiểu catode ity - Trong tương lai, thách thức của ngành công nghiệp sơn toàn cầu phải giải quyết bài toán quen thuộc là tìm được giải pháp cân bằng giữa một bên là sức ép về chi phí của năng lượng, nguyên liệu và đáp ứng quy định luật an toàn môi trường của chính phủ với một bên là yêu cầu của thị trường là chất sơn phải hoàn hảo với giá cả tốt nhất. Các thách thức này sẽ tạo ra nhiều cơ hội cho ngành sơn công nghiệp thế giới nghiên cứu và triển khai các giải pháp 10 công nghệ mới, nguyên liệu mới và sản phẩm mới đó chắc chắn cũng là tác động tích cực đối với sự phát triển hơn nữa của ngành công nghiệp này. 1.1.2 Lịch sử phát triển ngành sơn Việt Nam. Ở Việt Nam, cha ông ta từ gần 400 năm trước đã biết dùng sơn ta từ cây sơn mọc tự nhiên chế biến thành sơn trang trí và bảo vệ cho chất lượng gỗ của các pho tượng thờ, các tấm hoành phi câu đối “sơn son thiếp vàng”, lớp sơn bảo vệ này chất lượng hầu như không thay đổi sau hàng trăm năm sử dụng, sơn ta đến nay vẫn được coi là nguyên liệu chất lượng cao dùng cho ngành tranh sơn mài được ưa chuộng cả trong và ngoài nước hoặc một số loại dầu béo như: dầu chẩu và dầu lai hoặc nhựa thông từ cây thông ba lá mọc tự ai H nhiên tại Việt Nam, từ lâu đã được người dân chế biến thành dầu bóng (clear ph – varnish) gọi nôm na là “quang dầu” dùng trang trí và bảo vệ cho “nón lá” on hoặc “đồ gỗ”, nội ngoại thất. g Tuy nhiên, việc sử dụng sơn nói trên chỉ mang tính chất tự phát từ nhu U ni cầu đời sống thường ngày, đến năm 1913 - 1914 ở Việt Nam mới xuất hiện ve một xưởng sơn dầu ở Hải Phòng do người Pháp mở mang nhãn hiệu ity rs TESTUDO , tiếp sau đó vài năm hãng sơn Việt Nam đầu tiên “Công ty sơn Nguyễn Sơn Hà” được thành lập và tiếp theo có các hãng sơn ở Hà Nội là Thăng Long, Gecko. Trong đó cần chú ý là loại sơn RESISTANCO của hãng sơn Nguyễn Sơn Hà rất được người tiêu dùng trong và ngoài nước ưa chuộng, đây có thể nói là hãng sơn đầu tiên lớn nhất tại Việt Nam lúc ấy và còn để lại giấu ấn lịch sử tới ngày nay là Công ty cổ phần sơn Hải Phòng phát triển từ mảnh đất mang tên Xí nghiệp sơn Phú Hà (hậu duệ sau này của ông Nguyễn Sơn Hà). Vì vậy có thể nói rằng: ông Nguyễn Sơn Hà chính là ông tổ ngành sơn Việt Nam. Ngành sơn Việt Nam sau khi đạt được sự phát triển ổn định từ khi thành lập, giai đoạn từ năm 2000 đến năm 2007 là quá trình phát triển với tốc 11 độ cao cùng với sự tăng trưởng không ngừng của nền kinh tế Việt Nam với các đặc điểm phát triển như sau: Phát triển mạnh về sản lượng và chủng loại sơn: Sơn trang trí chiếm tỉ trọng lớn, tăng trưởng trung bình 25%/năm, sơn tàu biển, bảo vệ, sơn công nghiệp ngày càng phát triển theo yêu cầu thị trường (xem bảng số liệu các năm 1995 đến 2007 về phát triển thị trường sơn Việt Nam do Hiệp hội sơn và mực in Việt Nam – VPIA công bố). Đến năm 2007 đã có mặt tại Việt Nam hầu hết các hãng sơn lớn của thế giới dưới hình thức đầu tư 100% vốn nước ngoài hoặc gia công hợp tác sản xuất với các công ty Sơn Việt Nam. Bên cạnh đó, nhiều công ty Sơn Việt H ai Nam (dạng cổ phần hoặc tư nhân 100% vốn Việt Nam cũng mạnh dạn mở ph rộng hoặc xây mới nhà máy, đầu tư thiết bị công nghệ mới, nâng cao chất g on lượng sản phẩm sơn cạnh tranh thị trường theo yêu cầu người tiêu thụ. Có thể nói sự phát triển với tốc độ cao về sản lượng công nghệ mới và nâng cao chất U ni lượng sản phẩm đã tạo ra bức tranh ngoạn mục của phát triển ngành sơn Việt rs ve Nam trong giai đoạn này. Sự phân chia thị trường các loại sơn tại Việt Nam đến năm 2007 đã đạt mức quân bình kiểu “tám lạng nửa cân” giữa các thương ity hiệu lớn không phân biệt “nước ngoài” hay “nội địa” có thể kể ra như sau: Về sơn trang trí: 4 ORANGES - AKZO (ICI) DECORATIVE – NIPPON – KOVA – TISON BẠCH TUYẾT – SƠN TỔNG HỢP… Về sơn tàu biển và bảo vệ: INTERPAINTS – SƠN HẢI PHÕNG – SƠN JOTUN – SƠN Á ĐÔNG – SƠN HẢI ÂU… Về sơn đồ gỗ: AKZO INDUSTRY COATINGS – ĐẠI HƯNG – VALSPA SHERWIN WILLIAMS – ĐẠI KIỀU – HÓA KEO BÌNH THẠNH – XUÂN AN –DUY HOÀNG … Về sơn bột: AKZO CHANG CHENG – JOTUN- ĐẠI PHÖ – TÂN NAM PHÁT – Á ĐÔNG – SƠN TỔNG HỢP HÀ NỘI 12 Về sơn coil (tấm lợp): Á ĐÔNG – AKZO INDUSTRY COATINGS – PPG COATINGS – BECKER – KCC YUNGCHI… Về các loại sơn khác (ví dụ: Sơn ô tô OEM, sơn sàn, sơn kẻ đường, sơn can, sơn plastic…) các thương hiệu: Sơn tổng hợp Hà Nội, Nippon, PPG, KOVA, Sơn Hải Phòng… Dòng sản phẩm với công nghệ mới nhất của thế giới và khu vực là sơn trang trí gốc nước sử dụng bột dioxit titan (TiO2) nano chất lượng cao đã được nhiều hãng sơn tại Việt Nam sản xuất bán ở thị trường hoặc các loại sơn công nghiệp gốc nước từ Epoxy, Polyurethan chất lượng cao cũng đã được sản xuất bán ra thị trường theo xu hướng sản phẩm thân thiện môi trường. Tuy nhiên, ai H số lượng yêu cầu sử dụng chưa nhiều do giá sản phẩm còn cao. ph Số lượng nhà sản xuất sơn bắt đầu tăng trưởng mạnh: năm 2002 có 60 on doanh nghiệp – năm 2004: 120 doanh nghiệp – năm 2006: 168 doanh nghiệp g – năm 2008: 187 doanh nghiệp – năm 2009 (theo số thống kê cập nhật chưa U ve ni được kiểm tra): khoảng 250 doanh nghiệp. Nhận xét chung về thị phần và phân chia thị phần sơn Việt Nam thấy rs ity rằng: + Cho đến năm 2008 các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài (khoảng hơn 30 doang nghiệp) vẫn chiếm 60% thị phần, 40% còn lại là phần các doanh nghiệp Việt Nam. + Sơn trang trí chiếm tỉ trọng lớn về thể tích (64 – 66%) tổng sản lượng nhưng lại có giá trị thấp, ứng với (41 – 45%) về trị giá. Với đặc điểm phát triển tốc độ cao trong giai đoạn này có mức tăng trưởng trung bình 15 – 20% năm, số lượng Doanh nghiệp sản xuất sơn ngày càng gia tăng Việt Nam trở thành “điểm nóng” thu hút đầu tư của các nước trong khu vực và quốc tế vào ngành công nghiệp sơn. Hiệp hội ngành nghề 13 sơn - mực in Việt Nam (tên giao dịch VPIA) được thành lập 25/4/2008 từ tổ chức tiền thân là phân hội sơn - mực in thuộc Hội hóa học – Tp.Hồ Chí Minh. Ngay năm đầu tiên thành lập, tính đến 21/4/2009 VPIA đã quy tụ 112 Hội viên Doanh nghiệp có liên quan đến ngành nghề (trong số 71 Hội viên là doanh nghiệp sản xuất có: 54 doanh nghiệp sản xuất sơn, 10 doanh nghiệp sản xuất mực in, 7 doanh nghiệp sản xuất nguyên liệu và thiết bị sản xuất sơn) VPIA là thành viên chính thức của tổ chức APIC (Hội đồng quốc tế sơn Châu Á) gồm 17 Hiệp hội sơn các nước trong khu vực. Hiện nay, trong bối cảnh khủng hoảng kinh tế toàn cầu VPIA đang bước đầu hội nhập vào con đường hoạt động chuyên nghiệp, với nhận định của các chuyên gia kinh tế có uy tín của thế giới, nền kinh tế Việt Nam sẽ sớm phục hồi và có thể gữ mức tăng H ai trưởng trên 3% năm 2009, riêng ngành công nghiệp sơn vẫn đạt mức tăng ph trưởng mạnh về sơn bảo vệ và tàu biển, sơn trang trí…VPIA hy vọng sẽ hoạt on động có hiệu quả trong quá trình bảo vệ lợi ích của Hội viên và đưa ngành g sơn mực in Việt Nam hội nhập tốt vào các nước khu vực và quốc tế. U ve ni 1.2. CẤU TẠO HỆ THỐNG TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG. ity rs 1.2.1. Bồn chứa sơn. - Hình trụ tròn. - Ba bồn chứa sơn cơ bản : xanh - đỏ - vàng, dung tích các bồn 1 m3. - Bồn chứa chính để trộn sơn, dung tích 50 lít. 1.2.2. Động cơ bơm. - Sử dụng máy bơm sơn APP-2504. - Lưu lượng: 6 lít/phút. - Áp suất mô tơ khí: 20 ~ 100psi. - Đường kính môtơ khí : 85 mm. - Phạm vi nhiệt độ: 4,4 ~ 70oC. - Trọng lượng: 20kg. 14 - Xuất xứ : Đài Loan. Hình 1.1: Máy bơm sơn APP-2504. ai H 1.2.3. Động cơ trộn. g - Công suất: 90W on - Tần số: 50Hz ph - Động cơ xoay chiều không đồng bộ 1 pha. ity rs ve ni U Hình 1.2: Động cơ trộn. 15 . |