Đồ án HCMUTE: Điều khiển và giám sát lò rang nông sản qua Internet sử dụng S7-1200

• Tác giả: Nguyễn Đức Thanh
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Việt Hùng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử - Truyền Thông
• Đề tài: Giám Sát Lò Rang Nông Sản Qua Internet Với S7-1200
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG I: DẪN NHẬP
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Lý do chọn đề tài
• 1.3. Mục tiêu đề tài
• 1.4. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài
• 1.4.1. Nhiệm vụ
• 1.4.2. Giới hạn đề tài
• 1.5. Tình hình nghiên cứu
• 1.6. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU
• 2.1. Giới thiệu bộ điều khiển lập trình
• 2.1.1. Tổng quan về PLC S7-1200
• 2.1.2. Module mở rộng PLC S7-1200
• 2.1.3. Đèn tín hiệu PLC
• 2.2. Các cảm biến nhiệt độ
• 3. CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Thuật toán điều khiển PID
• 3.1.1. PID mắc song song
• 3.1.2. PID mắc nối tiếp
• 3.1.3. Tổng hợp ba khâu – Bộ điều khiển PID
• 3.1.4. Rời rạc hóa bộ điều khiển PID
• 3.1.5. Thiết kế bộ điều khiển PID
• 3.1.5.1. Sử dụng hàm quá độ của đối tượng
• 3.1.5.2. Sử dụng các giá trị tới hạn thu được từ thực nghiệm
• 3.1.6. Tìm hiểu khối hàm PID_Compact trong TIA Portal (OB 30)
• 3.1.7. Cách cấu hình và sử dụng bộ PID_Compact
• 4. CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ THI CÔNG
• 4.1. Yêu cầu của hệ thống
• 4.2. Sơ đồ khối hệ thống
• 4.3. Thiết kế và chế tạo lò rang
• 4.4. Thiết kế hệ thống điện
• 4.4.1. Mạch động lực và mạch điều khiển
• 4.4.2. Chọn lựa thiết bị
• 4.5. Thiết kế giao diện web
• 4.5.1. Cách điều khiển từ trang web xuống PLC
• 4.5.2. Cách cập nhật dữ liệu từ PLC lên trang web để giám sát
• 4.6. Cấu hình cho PLC S7-1200
• 4.7. Cấu hình trên modem
• 4.8. Mô hình thi công
• 5. CHƯƠNG V: KẾT QUẢ KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kết quả thực hiện
• 5.2. Hướng phát triển đề tài
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Đề tài 'Giám sát lò rang nông sản qua Internet với S7-1200' được thực hiện nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất trong ngành nông sản. Giám sát lò rang là một phần quan trọng trong quy trình chế biến nông sản, đặc biệt là cà phê. Việc áp dụng Internet of Things (IoT) trong giám sát và điều khiển lò rang giúp người dùng có thể theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ từ xa, đảm bảo chất lượng sản phẩm. Hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu hao hụt trong quá trình sản xuất.

1.1 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu chính của đề tài là phát triển một hệ thống giám sát lò rang nông sản sử dụng PLC S7-1200 của Siemens. Hệ thống này sẽ cho phép người dùng điều khiển và giám sát nhiệt độ lò rang thông qua giao diện web. Việc sử dụng hệ thống SCADA và PLC S7-1200 giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao năng suất và cải thiện chất lượng sản phẩm. Đặc biệt, việc áp dụng công nghiệp 4.0 vào sản xuất nông sản là một xu hướng tất yếu trong thời đại hiện nay.

1.2 Ý nghĩa thực tiễn

Hệ thống giám sát lò rang nông sản không chỉ mang lại lợi ích cho các nhà sản xuất mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường. Việc kiểm soát nhiệt độ chính xác giúp giảm thiểu lượng khí thải và năng lượng tiêu thụ. Hơn nữa, việc thu thập dữ liệu từ quá trình rang giúp các nhà sản xuất có thể phân tích và cải thiện quy trình sản xuất. Giảm thiểu hao hụt và cải thiện chất lượng sản phẩm là những yếu tố quan trọng trong việc cạnh tranh trên thị trường nông sản hiện nay.

II. Công nghệ và thiết bị

Hệ thống giám sát lò rang nông sản sử dụng PLC S7-1200 là một trong những công nghệ tiên tiến nhất hiện nay. Siemens PLC này được thiết kế với nhiều tính năng nổi bật, bao gồm khả năng kết nối với Internet và hỗ trợ webserver. Điều này cho phép người dùng có thể điều khiển và giám sát lò rang từ xa thông qua các thiết bị di động hoặc máy tính. Việc sử dụng thuật toán PID để điều khiển nhiệt độ giúp duy trì mức nhiệt ổn định, từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm.

2.1 Tính năng của PLC S7 1200

PLC S7-1200 được trang bị nhiều tính năng hiện đại, bao gồm khả năng mở rộng và tích hợp các module truyền thông. Điều này giúp hệ thống có thể kết nối với các thiết bị khác trong mạng Internet of Things (IoT). Hệ thống cũng hỗ trợ các giao thức truyền thông như RS232 và RS485, giúp dễ dàng kết nối với các thiết bị ngoại vi. Đèn tín hiệu PLC giúp người dùng dễ dàng theo dõi trạng thái hoạt động của hệ thống, từ đó có thể phát hiện và xử lý sự cố kịp thời.

2.2 Ứng dụng của IoT trong nông nghiệp

Việc áp dụng IoT trong nông nghiệp không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn tạo ra một hệ thống sản xuất thông minh. Hệ thống giám sát lò rang nông sản qua Internet cho phép người dùng theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ từ xa, giảm thiểu rủi ro và tăng cường an toàn lao động. Điều khiển từ xa thông qua webserver giúp người dùng có thể dễ dàng quản lý quy trình sản xuất mà không cần có mặt tại hiện trường. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh các nhà máy sản xuất nông sản thường nằm ở những khu vực xa xôi.

III. Kết luận

Đề tài 'Giám sát lò rang nông sản qua Internet với S7-1200' không chỉ mang lại những lợi ích thiết thực cho ngành nông sản mà còn mở ra hướng đi mới cho việc áp dụng công nghệ trong sản xuất. Hệ thống này giúp nâng cao năng suất, cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm thiểu hao hụt. Việc áp dụng công nghệ 4.0 vào sản xuất nông sản là một bước tiến quan trọng, giúp các nhà sản xuất có thể cạnh tranh hiệu quả hơn trên thị trường.

3.1 Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, việc phát triển và mở rộng hệ thống giám sát lò rang nông sản sẽ tiếp tục được nghiên cứu và cải tiến. Các công nghệ mới như machine learning và big data có thể được tích hợp vào hệ thống để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Hệ thống cũng có thể được mở rộng để giám sát và điều khiển các thiết bị khác trong quy trình sản xuất nông sản, từ đó tạo ra một hệ thống sản xuất thông minh và hiệu quả hơn.