CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tính cấp thiết của đề tài 1. Vấn đề đặt ra Trong sản xuất công nghiệp, các đường ống dẫn luôn là bộ phận không thể thiếu trong quá trình sản xuất. Đặc biệt, đối với các ống dẫn vật liệu có nhiệt độ cao, yếu tố co giãn vì nhiệt được chú ý nhằm đảm bảo tính an toàn cho kết cấu cơ khí.
Do đó, mỗi đoạn ống dẫn đều có đoạn bù giãn nở để giải quyết vấn đề nói trên. Tuy nhiên, trong trường hợp ở nhà máy sản xuất ván gỗ Kim Tín MDF Đồng Phú, vật liệu được dẫn trong ống không chỉ có nhiệt độ cao (180°C - 260°C) mà chúng còn được trộn lẫn với hợp chất keo hóa học (hợp chất kết dính cần thiết cho quá trình sản xuất ván). Do đó, sự tích tụ vật liệu ở các buồng giãn nở, đặc biệt ở các khu vực ống nối gấp khúc, là điều không thể tránh khỏi. Nếu tình trạng này diễn ra trong một thời gian dài mà không có các biện pháp kiểm soát, các khối tích tụ sẽ ngày một lớn hơn, làm nhiệt độ trong lòng ống và các vật liệu tăng vượt ngưỡng gây tự bốc cháy dẫn đến cháy nổ (do có thể có tia lửa sinh ra khi vật liệu ma sát với khối tích tụ).
Sự cố cháy nổ sẽ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất và gây thiệt hại về người và tài sản của nhà máy. Tổng quan về cụm sấy – sàng sợi Hệ thống sấy có chức năng sấy sợi đã được trộn keo từ độ ẩm đầu vào đến độ ẩm đầu ra theo yêu cầu. Flowsheet cụm sấy – sàng sợi Sợi sau khi ra khỏi buồng nghiền sẽ đi vào ống dẫn để đến ống sấy. Trên ống dẫn này, sợi được phun keo liên kết với áp lực cao nhằm phân tán keo đồng đều đến các bề mặt sợi.
Ống thổi sợi là nơi mà hỗn hợp sợi, hơi, nước, màu và keo được thổi từ ống dẫn vào hệ thống sấy có dạng ống sấy đơn trong điều kiện nhiệt độ cao (190°). Ống thổi sợi Quá trình sấy trong ống diễn ra trong vòng vài giây. Tại đầu ra của hệ thống sấy, hỗn hợp sợi và keo được tách ẩm bằng hai cyclo. Sợi sau khi được sấy khô từ cyclo tách ẩm sẽ được xả xuống sàng sợi thông qua van ba ngã.
Van có hai ngõ ra: 1 ngõ đi vào sàng sợi để tiếp tục quá trình trải và ép ván, ngõ còn lại được dẫn ra ngoài để xả trong trường hợp khẩn cấp. Khảo sát hiện trạng Như đã đề cập, ống sấy có nhiệm vụ sấy hỗn hợp sợi và keo di chuyển ở tốc độ và nhiệt độ cao. Đường ống này có 4 bù giãn nở để tạo không gian cho ống giãn ra trong điều kiện nhiệt độ cao. Hệ thống ống sấy đảm nhiệm chức năng sấy sợi 3 Hỗn hợp sợi, hơi, nước, màu và keo sẽ được phun ra từ ống thổi, va đập vào mặt trong của ống và hoàn toàn có thể ứ đọng tại các bù giãn nở, gây ách tắc và giảm công suất của hệ thống sấy.
Đồng thời, dòng sợi di chuyển với tốc độ cao khi ma sát với các khối sợi ứ đọng từ trước đó, có khả năng tạo ra tia lửa và hoàn toàn có khả năng gây ra cháy, nổ đường ống sấy. Hiện tại, phía doanh nghiệp chưa có công cụ để giải quyết vấn đề này. Nhân viên sẽ kiểm tra định kỳ mỗi tháng một lần vào đợt bảo trì lớn hàng tháng để đảm bảo loại bỏ hết những gì còn tồn đọng ở bù giãn nở. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là, mỗi loại ván sử dụng một chuẩn keo nhất định.
Do đó, việc bảo dưỡng hàng tháng có thể mang lại rủi ro, đặc biệt là khi nhà máy đang trong giai đoạn sản xuất ván sàn và ván có màu, sợi sẽ tích tụ nhanh, nhiều và cứng hơn tại các bù giãn nở. Điều này làm tăng rủi ro về an toàn cũng như tuổi thọ của bù giãn nở. Do đó, cần thiết có một công cụ để giám sát các vị trí trọng yếu này để có thể thu thập dữ liệu và từ đó nhân viên bảo trì đưa ra đánh giá và thời gian bảo trì phù hợp. Nhằm giải quyết yêu cầu cấp thiết trên, chúng tôi đã đưa ra giải pháp nhằm giám sát chặt chẽ các bù giãn nở này, một phần để đảm bảo tình trạng tốt cho hệ thống sấy trong quá trình hoạt động ở công suất cao nhưng vẫn trong tầm kiểm soát, một phần là để đưa ra lịch trình bảo trì, bảo dưỡng đường ống hợp lý, tránh gây thất thoát tài nguyên con người, thời gian cũng như trang thiết bị của công ty.
Dự án được thiết kế bao gồm một PLC đóng vai trò trung tâm, nơi nhận, xử lý và hiển thị tín hiệu ra màn hình vận hành. Mỗi bù giãn nở được trang bị một tủ cục bộ bao gồm các thiết bị ET200SP và module AI đưa dữ liệu về PLC. Tín hiệu nhận về là dạng tín hiệu tương tự thu được từ các cảm biến gắn trên mỗi bù. Hệ thống thiết bị PLC và ET200SP được kết nối với nhau thông qua truyền thông profinet.
Mục tiêu đề tài - Lắp đặt phần cứng điều khiển hệ thống, giám sát nhiệt độ. - Viết chương trình điều khiển PLC. - Thiết kế giao diện giám sát, màn hình HMI, màn hình SCADA. 4 - Tạo cơ sở dữ liệu SQL thu thập và truy xuất dữ liệu nhiệt độ đo được.
Đối tượng nghiên cứu - Mạng truyền thông profinet trong công nghiệp - PLC Siemens S7-1200, màn hình HMI, màn hình SCADA - Cơ sở dữ liệu SQL server 1. Nội dung trình bày ở các chương - Chương 1: Trình bày tổng quan về đề tài và các đối tượng nghiên cứu - Chương 2: Trình bày cơ sở lý thuyết và lựa chọn thiết bị cho hệ thống - Chương 3: Thiết kế, lắp đặt và lập trình hệ thống - Chương 4: Thực nghiệm, thu thập kết quả và phân tích dữ liệu - Chương 5: Kết quả đạt được. 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Bộ điều khiển 2.
Bộ điều khiển logic khả trình Thiết bị điều khiển logic khả trình hay PLC, viết tắt của programmable logic controller, là thiết bị thực hiện lệnh điều khiển chính của máy móc công nghiệp hiện nay. PLC ra đời để thay thế những hệ thống điều khiển cũ sử dụng nhiều relay, tiếp điểm, nút nhấn để thực hiện nhiệm vụ. PLC sử dụng các tiếp điểm ảo giúp người thiết kế có thể dễ dàng thay đổi, lập trình và hiệu chỉnh cho nhiều nhiệm vụ khác nhau trong thực tế. PLC thường được cấu tạo bởi ba thành phần chính là nguồn, CPU và khối ngoại vi.
Phần nguồn thường là 220V hoặc 24V (có một số loại PLC ít phổ biến có thể sử dụng nguồn 5V hoặc 3. Về CPU, mỗi loại PLC tùy theo ứng dụng thì sẽ có tốc độ xử lý cũng như bộ nhớ lưu trữ chương trình, khả năng mở rộng khác nhau. Bộ phận còn lại là khối ngoại vi, bao gồm: in/out, truyền thông, module phát xung, analog. Cấu tạo cơ bản của PLC Ứng dụng của PLC hiện nay rất phổ biến trong công nghiệp cũng như đời sống.
Những loại máy móc nhỏ như đóng gói, băng tải cũng có thể sử dụng một số dòng PLC kinh tế có in/out ít, thiết kế nhỏ gọn với giá thành phải chăng. 6 Đối với các hệ thống lớn, điều khiển phức tạp như dây chuyền xử lý nước thải, nhà máy xi măng thì có những dòng PLC thiết kế dạng module. Tùy theo nhu cầu mà có thể sử dụng nhiều loại module khác nhau. Khi sử dụng loại này thì cần phải tính toán loại CPU chính cũng như số lượng in/out, module analog, truyền thông để có thể đáp ứng đúng và đủ yêu cầu kỹ thuật của dự án.
Các chủng loại PLC ❖ PLC Siemens PLC Siemens được sản xuất thành nhiều dòng sản phẩm khác nhau, phục vụ tốt cho nhu cầu nhà máy. Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối, tập đoàn Siemens đã chế tạo ra bộ PLC Siemens nhằm thỏa mãn các yêu cầu đặt ra trong môi trường công nghiệp hiện đại. Đầu tiên phải kể đến đó là việc ngôn ngữ lập trình cho PLC do Siemens sản xuất rất dễ học và dễ dàng nắm bắt được các thao tác cơ bản. Có thể nói, đây chính là một trong những yếu tố khiến dòng PLC này rất được ưa chuộng và phủ sóng rộng khắp thế giới.
Bên cạnh đó, dòng PLC Siemens có kết cấu gọn nhẹ, dễ dàng thao tác, lắp đặt và sửa chữa, đi cùng với một bộ nhớ lớn để có thể chứa những chương trình phức tạp. Hơn thế nữa, PLC Siemens rất thân thiện và có thể dễ dàng giao tiếp với các thiết bị thông minh như máy tính, các thiết bị và module khác có hỗ trợ kết nối mạng truyền thông. Do đó, có thể nói dòng PLC do hãng Siemens sản xuất rất đáng tin cập trong môi trường công nghiệp hiện nay. Một số dòng PLC Siemens 7 ❖ PLC Schneider PLC Schneider nổi tiếng và phổ biến với các sản phẩm PLC Modicon Schneider, được thiết kế với kích thước nhỏ gọn, tiện lợi và dễ sử dụng nhất.
Là bộ điều khiển cung cấp hiệu suất tuyệt vời, có tính linh hoạt tiện lợi cho việc cài đặt như: kết nối điều khiển từ xa dễ dàng và bảo trì một cách nhanh chóng cũng như ngôn ngữ rất dễ học, lập trình dễ dàng. Ngoài ra, PLC Schneider còn có kích thước nhỏ gọn, có thể tối ưu hóa kích thước khi treo tường và sàn đứng hệ thống giám sát đứng. Phù hợp với các dòng máy tự động và chuyển đổi vòng đời máy với tất cả các tiện ích thuận lợi. Bộ lập trình của PLC Modicon không có I/O, các thiết bị trường như ổ đĩa tốc độ thay đổi và I/O từ xa được kết nối trên CANopen và SAE J1939 hoặc qua mạng Ethernet.
Do đó, các chức năng được tích hợp trong PLC Modicon một cách an toàn, chức năng module điều khiển khởi động động cơ và hệ thống mở rộng từ xa. Hơn nữa, sức mạnh xử lý và kích thước bộ nhớ là lý tưởng cho mục tiêu các ứng dụng hiệu suất cao. Phần mềm lập trình của SoMachine rất mạnh mẽ và trực quan, giúp bạn nhanh chóng tạo ứng dụng mà không tốn nhiều thao tác. Đồng bộ hóa giữa các máy từ xa; trao đổi dữ liệu trực tiếp giữa bộ điều khiển.
Bảo trì từ xa; truy cập vào bộ điều khiển thông qua lập trình SoMachine phần mềm.
