ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM BẰNG PID CHO MÁY SẤY NGANG DÒNG DÙNG PLC S71200

86 356 1
  • Loading ...
    Loading ...
    Loading ...

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 26/09/2019, 20:06

Kết quả thu được: Mạch công suất để điều khiển các cặp điện trở kết hợp với lập trình sử dụng hàm PID để điều khiển nhiệt độ và độ ẩm một cách tự động, nhanh chóng, chính xác hơn chế độ ONOFF khi độ vột lố nhiệt độ từ 10C đến 20C. Giao diện WinCC để giao tiếp với người điều khiển dễ dàng hơn thông qua các nút nhấn để hiển thị độ ẩm và nhiệt độ, giám sát quá trình điều khiển nhiệt độ. Bộ giám sát nhiệt độ buồng sấy hiển thị lên LCD. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM BẰNG PID CHO MÁY SẤY NGANG DÒNG DÙNG PLC S7-1200 Họ Và Tên Sinh Viên: HUỲNH CƠNG CHÍNH NGUYỄN NHẬT KING Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ Niên khóa: 2013-2017 Tháng 06/2017 ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM BẰNG PID CHO MÁY SẤY NGANG DÒNG DÙNG PLC S7-1200 Tác giả HUỲNH CƠNG CHÍNH NGUYỄN NHẬT KING Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp Kỹ sư ngành Cơ điện tử Giảng viên hướng dẫn Th.s NGUYỄN ĐĂNG KHOA Tháng 06 năm 2017 CẢM TẠ Để hồn thành Khóa Luận Tốt Nghiệp nhóm nhận nhiều hỗ trợ, động viên giúp đỡ từ quý Thầy bạn bè Nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến với: Quý Thầy cô trường Đại Học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy cô Bộ môn điện tử truyền đạt cho nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình học tập trường Thầy Nguyễn Đăng Khoa hướng dẫn, động viên dẫn tận tình suốt trình thực đề tài Tập thể lớp DH13CD giúp đỡ, hỗ trợ chia sẻ suốt thời gian học tập thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! 2017 Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 06 năm Sinh viên thực HUỲNH CƠNG CHÍNH NGUYỄN NHẬT KING TÓM TẮT Đề tài: “ Điều khiển nhiệt độ, độ ẩm PID cho máy sấy ngang dòng dùng PLC S7-1200 ” thực trung tâm máy nơng nghiệp với máy sáy ngang dòng MST-ND_300-2i, thời gian từ tháng 02/2016 đến cuối tháng 06/2016 Nhóm tiến hành khảo sát tháp sấy ngang dòng có đảo hạt; đồng thời, nghiên cứu tiến hành thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ PID dùng cho PLC S7-1200 cho tháp sấy Kết thu được: Mạch công suất để điều khiển cặp điện trở kết hợp với lập trình sử dụng hàm PID để điều khiển nhiệt độ độ ẩm cách tự động, nhanh chóng, xác chế độ ONOFF độ vột lố nhiệt độ từ 0C đến 20C Giao diện WinCC để giao tiếp với người điều khiển dễ dàng thông qua nút nhấn để hiển thị độ ẩm nhiệt độ, giám sát trình điều khiển nhiệt độ Bộ giám sát nhiệt độ buồng sấy hiển thị lên LCD MỤC LỤC Trang DANH SÁC CÁC HÌNH Trang DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước ta nước hàng đầu xuất gạo; nhưng, năm gần đây, nước ta vị số lượng lẫn chất lượng gạo Mà vấn đề giải thích nhiều lý khác nguyên nhân xuất phát điểm từ khâu sản xuất, thu hoạch, chế biến bảo quản Khâu sản xuất chiếm phần trăm cao nhất, định chiếm khoảng 90% chất lượng gạo, khâu thu hoạch khoảng 75%, khâu bảo quản 13% -15% xay xát chiếm 100% Thế nhưng, công đoạn giữa, khâu sấy lại chiếm tỷ lệ thấp, khoảng 38,7%, khâu then chốt Chính việc trọng khâu then chốt gây tổn thất lớn, ảnh hưởng đến chất lượng hạt gạo Yêu cầu chất lượng hạt lúa ngày cao việc đẩy mạnh đầu tư lò sấy lúa theo công nghệ đại cần thiết, nhằm hướng đến sản xuất nông nghiệp bền vững Với ưu thế, vị trí địa lí lắp đặt lò sấy nhà xưởng đảm bảo tránh bất lợi thời tiết sản lượng; đó, cơng nghệ sấy đại đảm bảo độ ẩm độ độ ẩm Các dòng cải tiến từ máy sấy liên tục đời máy sấy vỉ ngang có đảo chiều, máy sấy tháp tròn, máy sấy tầng sơi,… Với ưu kiểm sốt nhiệt độ trình sấy đồng ẩm độ lúa sau sấy, giảm tiếng ồn, giảm bụi, tăng chất lượng gạo tỷ lệ gạo nguyên, thời gian tồn trữ lâu (trên tháng) diện tích xây dựng nhỏ… nên hình thức sấy tháp ưu chuộng Hình 1.1: Máy sấy tháp vĩ ngang có đảo chiều (1) ( ) Hình 1.2: Máy sấy tháp Máy sấy tầng sôi Máy sấy tháp tròn Tuy nhiên, việc số máy sấy tháp điều khiển theo kiểu ONOFF thủ công tốn thời gian sấy lâu, kết điều chỉnh nhiệt độ thiếu xác, sai lệch độ ẩm cao, trình giám sát nhiệt độ suốt q trình sấy khơng liên tục, độ ẩm đầu hạt lúa không đạt yêu cầu q trình điều chỉnh phụ thuộc vào người trực tiếp điều chỉnh dẫn đến hao hụt số lượng chất lượng giảm theo Hiểu tầm quan trọng việc điều khiển, giám sát nhiệt độ (ºC ) máy sấy tháp trình sấy nên nhóm chọn đề tài “ Điều khiển nhiệt độ, độ ẩm PID cho máy sấy ngang dòng dùng PLC s7-1200 ” với tính tự động đọc giá trị điều chỉnh nhiệt độ xác giao diện điều khiển winCC phần mềm TIA PORTAL, đáp ứng nhiệt đưa vào buồng sấy phù hợp với loại nông sản 1.2 Mục tiêu • Khảo sát máy ngang dòng MST - ND_300 - 2i có đảo chiều hạt • để tìm thông số cần điều khiển máy hoạt động Thiết kế tủ điều khiển nhiệt độ PID dùng PLC S7-1200 để điều khiển nhiệt độ với độ sai số hợp lí o Mạch cơng suất sử dụng Triac để kích đóng ngắt, điều • o khiển cặp điện trở Mạch Driver giao tiếp ngõ analog PLC với o phân cấu chấp hành để điều khiển nhiệt độ Lập trình hàm PID để xử lý tín hiệu nhận từ module o chuyển tín hiệu Hiển thị giám sát hoạt động máy lên WinCC thông o qua giao tiếp PLC máy tính Thiết kế thêm hộp giám sát nhiệt độ để hỗ trợ cho việc quan sát nhiệt độ hai buồng sấy Thiết kế gia nhiệt gồm sáu cặp điện trở ( cặp kW cặp kW) • Sản phẩm để tài ứng dụng : o Thay chế độ điều khiển nhiệt độ theo phương pháp thủ công với kiểu điều khiển ON-OFF máy sấy tháp ngang dòng MST - ND_300 – 2i trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh 10 Khi nhiệt độ điều khiển ổn định để ngưng điều khiển chế độ Tay chọn OFF_TAY Chú ý chuyển sang chế độ điều khiển khác cần phai tắt chế độ sử dụng trước chuyển để đảm bảo cấu điều khiển ổn định 4.3 Kết thực nghiệm Quá trình khảo nghiệm tiến hành ngày khác với chế độ điều khiển khác máy sáy MST-ND_300-2i trung tâm máy nông nghiệp đại học nơng lâm • Khảo sát với điều khiển ON-OFF máy sáy ngang dòng MST-ND_300-2i Bảng 4.1: Khảo sát với chế độ ON-OFF Nhiệt độ Thờ Phú i t Buồng sấy Nhi Buồng sấy gia ệt độ cài n đặt T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 6:45 64 66 64 39 39 39 39 40 7:45 60 67 67 64 33 32 32 38 35 8:45 120 68 69 65 32 33 33 38 36 9:45 180 67 71 67 32 33 33 41 38 10:4 38 240 65 69 65 33 33 33 39 11:4 38 300 66 72 68 34 34 34 44 12:4 360 64 68 64 33 32 32 42 72 38 13:4 40 420 66 69 65 36 34 34 45 14:4 40 480 64 69 65 35 39 39 51 15:4 38 540 60 65 60 38 35 35 48 16:4 40 600 64 69 65 39 36 36 49 17:4 42 660 63 66 63 41 40 40 52 18:4 • 45 720 62 65 62 40 41 41 51 Khảo sát với chế độ Auto điều khiển dùng PID máy sáy ngang dòng MST-ND_300-2i Bảng 4.2: Khảo sát với điều khiển dùng PID đề tài Nhiệt độ Thời gian Phút Buồng sấy Nhiệt độ cài Buồng sây đặt T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 6:45 35 35 35 35 35 35 35 35 7:45 60 70 71 70 37 39 39 37 40 8:45 120 71 71 70 38 40 40 39 40 9:45 180 71 69 71 45 43 43 46 44 73 10:4 11:4 12:4 13:4 14:4 15:4 16:4 17:4 18:4 240 70 68 70 46 44 44 46 45 300 69 68 70 48 47 47 47 45 360 71 70 71 47 48 48 48 46 420 70 70 69 45 45 45 45 45 480 70 70 70 43 44 44 44 45 540 71 72 71 42 42 42 42 44 600 71 72 71 43 43 43 43 44 660 70 71 71 46 46 46 46 45 720 70 71 70 44 44 44 44 45 Với : T1, T2, T3 cảm biến buồng sấy T4, T5, T6, T7 cảm biếng buồng sấy T5 cảm biến Thermorcouph • Nhận xét chung : Q trình khảo nghiệm chế độ ON-OFF máy chế độ điều khiển PID thiết kế cho thấy kết khác Có chênh lệch nhiệt độ giá trị điều chỉnh giá trị bên máy Kết trình điều khiển tự động PID cho thấy nhiệt độ cảm biến lắp buồng sấy với vị trí khác chênh lệch không đáng kể Đối với buồng sấy buồng tác động điều 74 khiển trực tiếp nhiệt độ đo có ổn định so với buồng sấy sây chế độ ON-OFF máy Chương KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Qua bốn tháng tìm hiểu thực đề tài, hồn thành nội dung đặt ra; với đó, thiết kế chế tạo thành công tủ điều khiển nhiệt độ PID dùng PLC S7 1200 để thay chế độ điều khiển ON-OFF máy sấy tháp ngang dòng • Chế tạo thành cơng thùng điều khiển nhiệt độ PID dùng PLC S7-1200 hiển thị nhiệt độ lên giao diện điều khiển WinCC • Nhiệt độ : Điều khiển nhiệt độ tác nhân sấy để đưa vào buồng sấy với sai số nhiệt độ dùng PID nhỏ ( từ 0C – 0C) • Chế tạo giám sát nhiệt hỗ trợ cho việc quan sát điều khiển nhiệt độ PLC hoạt động 5.2 Kiến nghị Bộ điều khiển có nhiều ưu điểm so với chế độ ON-OFF điều khiển chủ yếu điều khiển nhiệt độ nên đề tài tản tiếp tục cho khóa sau để cải tiến thêm điều khiển độ ẩm để áp dụng vào cho nhiều loại máy sấy khác Trong trình hoạt động tháp sấy, để giám sát hiển thị lên WinCC hạn chế phải kết nối với máy vi tính liên tục nên 75 để hoàn thiện sau cần kết hợp điều khiển với hình HDMI để tiện cho việc điều khiển nhiệt độ độ ẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài Liệu Tiếng Việt Nguyễn Quốc Minh, 2005, Đo ổn định nhiệt độ nhóm sinh viên trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội- Khoa Điện Lê Văn Doanh, 2008, Điện tử công suất tập Nhà xuất Khoa Học Và Kỹ Thuật Nguyễn Văn Nhờ, 2002, Giáo trình điện tử cơng suất Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Nguyễn Bính, 2003, Điện tử cơng suất Nhà xuất Khoa Học Và Kỹ Thuật Trần Văn Hiếu, 2011, Tự động hóa PLC S7 1200 với Tia Portal Nhà xuất Khoa Học Và Kỹ Thuật Trang Website http://www.tailieudieukhientudonghoa.com/2015/06/tai-lieuplc-siemens-s7-1200.html https://support.industry.siemens.com/cs/mdm/91696622? c=61296069899&dl=el&lc=en-MK http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-bo-chinh-luu-dung-de-bien-doidien-ap-xoay-chieu-thanh-dien-ap-mot-chieu-2863/ 76 http://plcprovn.com/tia-portal-toan-tap-phan-mem-siemens-tiaportal-v13.t5701.html 10 http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-dieu-khien-nhiet-do-thietbi-say-nong-san-64578/ 11 https://sites.google.com/site/bochia420ma/bo-chuyen-doinhiet-do-rtd-pt100-sang-dong-4-20ma 12 http://plcprovn.com/tai-lieu-plc-s7-1200.t17605.html 13 https://sites.google.com/site/chauchiduc/tu-donghoa/siemens/simatic-s7-1200 http://tailieu.vn/doc/gioi-thieu-plc-s7-1200-1624259.ht 77 PHỤ LỤC • Code lập trình PLC o Chương trình hiển thị nhiệt độ độ ẩm o Ch ương trình xử lí tín hiệu nhiệt độ độ ẩm từ biến o Chương trình sử dụng hàm PID_compact cảm o Chương trình khởi động chuyển đổi chế độ Auto, ON-OFF : o Chương trình khởi động chế độ Auto chế độ tay: o Chương trình hoạt động PID o Chương trình điều khiển tay: o Chương trình điều khiển Auto • Code điều lập trình hiển thị cho Arduino Uno R3 LCD // Khai báo thư viện #include #include #include // Khai báo chân truyền tín hiệu board Arduino #define Pin #define Pin1 #define Pin2 #define Pin3 #define Pin4 10 #define Pin5 13 LiquidCrystal lcd(12, 11, 7, 6, 5, 4); // Khai báo chân tín hiệu thư viện OneWire.h OneWire ourWire(Pin); OneWire ourWire1(Pin1); OneWire ourWire2(Pin2); OneWire ourWire3(Pin3); OneWire ourWire4(Pin4); OneWire ourWire5(Pin5); // Khai báo chân tín hiệu thư viện DallasTemperature.h DallasTemperature sensors(&ourWire); DallasTemperature sensors1(&ourWire1); DallasTemperature sensors2(&ourWire2); DallasTemperature sensors3(&ourWire3); DallasTemperature sensors4(&ourWire4); DallasTemperature sensors5(&ourWire5); // Khai báo ký tự độ text LCD byte Do[8] = { 0B00111, 0B00101, 0B00111, 0B00000, 0B00000, 0B00000, 0B00000, 0B00000 }; // Khai báo đường ngăn cách nằm hình text LCD byte T[8] = { 0B10000, 0B10000, 0B10000, 0B10000, 0B10000, 0B10000, 0B10000, 0B10000 }; // Khai báo ký tự T byte K[8] = { 0B10111, 0B10010, 0B10010, 0B10010, 0B10010, 0B10010, 0B10010, 0B10000 }; void setup() { lcd.begin(20, 4); // Khởi động text LCD sensors.begin(); // Khởi động cảm biến lcd.createChar(0, Do); // Khởi tạo ký tự độ lcd.createChar(1, T); // Khởi tạo đường ngăn cách lcd.createChar(2, K); } // Khởi tạo ký tự T void loop() { sensors.requestTemperatures(); ); lcd.setCursor(0,0); // Lệnh định vị trí hiển thị text LCD dòng lệnh liền sau lệnh : Chuỗi ký tự “ BuongSay1” viết cột 0, dòng lcd.print("BuongSay1"); // Lệnh in chuỗi ký tự “ BuongSay1” lên text LCD lcd.setCursor(10,0); lcd.print(char(1)); // In đường ngăn cách lên LCD vị trí cột 10 dòng // Buồng sấy ô sensors.requestTemperatures(); // Lệnh điều khiển : cảm biến tiến hành dò nhiệt độ lcd.setCursor(0,1); lcd.print("T1:"); lcd.setCursor(3, 1); lcd.print(sensors.getTempCByIndex(0)); // In nhiệt độ sau dò cảm biến DS18B20 lên hình LCD lcd.print(char(0)); // In ký tự độ lên text LCD lcd.print("C"); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(char(2)); // Hiển thị ký tự T // Buồng sấy ô sensors1.requestTemperatures(); // Lệnh điều khiển : Cảm biến tiến hành dò nhiệt độ lcd.setCursor(0,2); lcd.print("T2:"); lcd.setCursor(3, 2); lcd.print(sensors1.getTempCByIndex(0)); lcd.print(char(0)); lcd.print("C"); lcd.setCursor(10,2); lcd.print(char(2)); // Buồng sấy ô sensors2.requestTemperatures(); lcd.setCursor(0,3); lcd.print("T3:"); lcd.setCursor(3, 3); lcd.print(sensors2.getTempCByIndex(0)); lcd.print(char(0)); lcd.print("C"); lcd.setCursor(10,3); lcd.print(char(2)); // Buồng sấy ô sensors3.requestTemperatures(); lcd.setCursor(11,0); lcd.print("BuongSay2"); lcd.setCursor(11,1); lcd.print("1:"); lcd.print(sensors3.getTempCByIndex(0)); lcd.print(char(0)); lcd.print("C"); // Buồng sấy ô sensors4.requestTemperatures(); lcd.setCursor(11,2); lcd.print("2:"); lcd.print(sensors4.getTempCByIndex(0)); lcd.print(char(0)); lcd.print("C"); // Buồng sấy ô sensors5.requestTemperatures(); lcd.setCursor(11,3); lcd.print("3:"); lcd.print(sensors5.getTempCByIndex(0)); lcd.print(char(0)); lcd.print("C"); } • Một số hình ảnh khảo sát thiết kế luận án : Khảo sát máy sấy tháp MST-ND_300-2i trung tâm lượng Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Lắp ráp cấu chấp hành Lập trình giao tiếp điều khiển thùng điều khiển WinCC
- Xem thêm -

Xem thêm: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM BẰNG PID CHO MÁY SẤY NGANG DÒNG DÙNG PLC S71200, ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM BẰNG PID CHO MÁY SẤY NGANG DÒNG DÙNG PLC S71200, Hình 1.2: Máy sấy tháp, Bảng 2.3: Các thông số liên quan tới khối hàm, Hình 2.37: Bộ Chuyển Đổi Tín Hiệu Nhiệt Độ Thermocouples MST110, NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, Hình 3.3: Thay đổi địa chỉ IP của máy tính khi kết nối qua cổng Ethernet, Bảng 3.1: Thông số bộ điều khiển theo thực nghiệm, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN, Bảng 4.2: Khảo sát với bộ điều khiển dùng PID của đề tài, TÀI LIỆU THAM KHẢO

Từ khóa liên quan

Mục lục

Xem thêm