Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành Tự động hóa giữ vai trò then chốt trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa sản xuất. Tại Việt Nam, việc ứng dụng các hệ thống điều khiển và giám sát tự động đã phát triển mạnh mẽ nhằm thay thế các quy trình thủ công lạc hậu, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Trong lĩnh vực xây dựng, quy trình sản xuất bê tông thương phẩm đòi hỏi sự chính xác cao về tỷ lệ cấp phối giữa các thành phần cốt liệu, độ đồng đều khi hòa trộn cũng như kiểm soát nghiêm ngặt hàm lượng bọt khí để đảm bảo độ bền vững cho các công trình. Việc ứng dụng thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) kết hợp với hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA) tại các trạm trộn bê tông xi măng mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt và tối ưu hóa quy trình vận hành.

Đề tài "Giám sát trạm trộn bê tông trên giao diện WinCC" được sinh viên Hoàng Thế Long thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Ngô Quang Vĩ tại Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng (năm 2019) nhằm giải quyết bài toán tự động hóa quá trình phối liệu và hòa trộn bê tông.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài gồm 4 nhiệm vụ chính:

  1. Nghiên cứu tổng quan về công nghệ trạm trộn bê tông xi măng, phân loại hệ thống cấp liệu và các đặc tính cơ lý của hỗn hợp bê tông.
  2. Nghiên cứu cấu trúc phần cứng, nguyên lý hoạt động, tập lệnh và phương thức xử lý tín hiệu của bộ điều khiển khả trình PLC S7-300 (Siemens) cùng các thiết bị đo lường, chấp hành phụ trợ (module analog, đầu đọc cân PAXS/PAXI của Redlion, cơ cấu khí nén, cảm biến quang).
  3. Nghiên cứu phần mềm WinCC, cấu hình truyền thông SCADA và các công cụ thiết kế giao diện người - máy (HMI).
  4. Thiết kế hệ thống điều khiển tự động và xây dựng giao diện giám sát mô phỏng quá trình sản xuất bê tông tươi trên nền PLC S7-300 và WinCC.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ trạm trộn bê tông xi măng, thiết bị điều khiển khả trình PLC S7-300 của hãng Siemens và phần mềm thiết kế giao diện giám sát WinCC.
  • Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế hệ thống tự động hóa cho trạm trộn bê tông xi măng công suất nhỏ (từ 10 đến 30 $\text{m}^3\text{/h}$), phục vụ pha trộn các mác bê tông thông dụng (M200, M250, M300) với 2 chế độ vận hành: Tự động (Auto) và Bằng tay (Manual).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và công nghệ được tác giả sử dụng trong công trình bao gồm:

  • Lý thuyết công nghệ sản xuất bê tông: Định nghĩa bê tông là đá nhân tạo hình thành từ việc phối trộn cốt liệu thô (đá, sỏi), cốt liệu mịn (cát chiếm khoảng 29%), chất kết dính (xi măng), nước và chất phụ gia (phụ gia hoạt động bề mặt, phụ gia rắn nhanh, phụ gia đa chức năng). Tiêu chuẩn phân loại mác bê tông $M$ theo cường độ chịu nén mẫu lập phương 15 cm ở 28 ngày tuổi (nhiệt độ dưỡng hộ $20^\circ\text{C} \pm 2^\circ\text{C}$, độ ẩm 90% đến 100%), chia thành bê tông nặng ($M100$ đến $M600$, khối lượng riêng 1800–2500 $\text{kg/m}^3$) và bê tông nhẹ ($M50$ đến $M300$, khối lượng riêng 800–1800 $\text{kg/m}^3$). Quy chuẩn về độ co ngót, tính chống thấm và thời gian ninh kết, vận chuyển hỗn hợp bê tông.
  • Lý thuyết điều khiển khả trình PLC: Cấu trúc phần cứng vi xử lý, hệ thống bus (Address Bus 8 đường, Data Bus 8 đường, Control Bus), chu kỳ quét vòng (Scan Cycle), tổ chức bộ nhớ CPU (vùng chương trình OB, FC, FB; vùng nhớ tham số I, Q, M, T, C, PI, PQ; vùng khối dữ liệu DB, L).
  • Kiến trúc hệ thống SCADA và WinCC: Mô hình Client/Server, cơ sở dữ liệu Sybase SQL tích hợp hỗ trợ truy vấn ODBC/SQL, các giao thức kết nối công nghiệp (OPC, DDE, OLE, PROFIBUS DP), cấu trúc quản lý biến trung gian (Internal Tag, External Tag, Raw Data Tag) và thư viện hàm lập trình C-API.

Phương pháp nghiên cứu thực tế đã áp dụng:

  • Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: Hệ thống hóa các yêu cầu kỹ thuật của trạm trộn bê tông xi măng, nguyên lý định lượng cốt liệu theo mẻ và chu trình cấp liệu.
  • Phương pháp thiết kế hệ thống kỹ thuật: Lựa chọn, cấu hình phần cứng điều khiển PLC S7-300, module mở rộng vào/ra tương tự (Analog ADC/DAC), bộ đọc tín hiệu cân loadcell và cơ cấu chấp hành khí nén.
  • Phương pháp lập trình và mô phỏng: Sử dụng phần mềm SIMATIC Step 7 để lập trình thuật toán điều khiển tuần tự, kết nối mô phỏng với giao diện điều khiển giám sát được thiết kế trên phần mềm SIMATIC WinCC qua bộ điều khiển truyền thông SIMATIC S7 Protocol Suite.

Nguồn dữ liệu:

  • Tài liệu kỹ thuật phần cứng và phần mềm của hãng Siemens (SIMATIC S7-300, WinCC V6/V7, Step 7).
  • Tài liệu kỹ thuật thiết bị đo lường của hãng Red Lion Controls (bộ hiển thị PAXS, bộ đếm PAXI).
  • Tiêu chuẩn kỹ thuật ngành xây dựng về quy trình cấp phối, vận chuyển và thi công vữa bê tông xi măng.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống điều khiển và giám sát trạm trộn bê tông được cấu hình từ các phần cứng chuyên dụng kết hợp với phần mềm SCADA giám sát thời gian thực.

Nhóm thành phần Thiết bị / Công nghệ Thông số kỹ thuật & Đặc điểm chức năng
Bộ điều khiển trung tâm PLC Siemens S7-300 (Module CPU, ví dụ họ CPU314, CPU315-DP) Tần số xung clock 1–8 MHz; hỗ trợ lập trình cấu trúc với các khối OB, FC, DB (gọi lồng nhau tối đa 8 cấp trên CPU314); kết nối truyền thông qua cổng RS485/MPI/DP.
Module mở rộng Module nguồn PS, Module tín hiệu SM, Module ghép nối IM, Module Analog SM Digital I/O (8/16/32 kênh); Module Analog Input ADC 12-bit (chuyển đổi 2/4/8 kênh tương tự sang số); Analog Output DAC; IM mở rộng tối đa 4 rack (mỗi rack tối đa 8 module).
Thiết bị đo lường tải Bộ hiển thị Loadcell PAXS (Redlion) Màn hình LED 0.56"; dải hiển thị 19999 đến 99999; 4 setpoint ngõ ra; hỗ trợ giao tiếp RS232, RS485, Modbus, Profibus-DP, Ethernet; cấu hình qua phím DSP, PAR, F1, F2, RESET hoặc phần mềm Crimson.
Bộ đếm xung số Bộ đếm PAXI (Redlion) Màn hình LED 0.56"; dải đếm -19999 đến 99999; chấp nhận ngõ vào số CMOS, TTL, cảm biến xung; hỗ trợ card chuyển đổi ngõ ra tương tự.
Cơ cấu chấp hành Xylanh khí nén ZG2-16-20 & Van điều khiển Xylanh tác động đôi, không đệm; áp suất làm việc 0.7 MPa; dải nhiệt độ 0–60°C; tốc độ piston 50–300 mm/s; đường kính trục 16 mm; hành trình 20 mm; dùng đóng/mở cửa xả silo và phễu liệu.
Cảm biến phát hiện Cảm biến quang điện Điện áp nguồn 10–30 VDC (dòng < 35 mA); ngõ ra NPN hoặc PNP; chế độ hoạt động LO/DO; dòng định mức cực đại 100 mA; dòng rò trạng thái OFF < 50 µA; điện áp bão hòa ON < 1.7 V.
Phần mềm SCADA SIMATIC WinCC Nền tảng Windows NT/2000; cơ sở dữ liệu Sybase SQL; hỗ trợ C-API ANSI-C; quản trị biến Process Tag; các trình soạn thảo Graphics Designer, Alarm Logging, Tag Logging, Report Designer.

Quy trình vận hành và thuật toán điều khiển trạm trộn:

  1. Khởi động và chọn chế độ: Nhấn nút Start để cấp nguồn điều khiển. Người vận hành lựa chọn chế độ Manual (vận hành thủ công từng thiết bị độc lập) hoặc Auto (vận hành tự động theo chu trình).
  2. Thiết lập thông số mẻ trộn: Ở chế độ tự động, hệ thống mặc định chọn mác bê tông M200, cho phép người dùng thay đổi sang các mác khác (M250, M300) và cài đặt số lượng mẻ trộn cần sản xuất.
  3. Chu trình định lượng cốt liệu:
    • Cân đá: PLC phát tín hiệu mở van xả đá từ phễu chứa xuống băng tải/thùng cân có gắn cảm biến Loadcell. Khi khối lượng đạt giá trị đặt trước theo mác, PLC phát lệnh đóng van xả đá.
    • Cân cát: PLC kích hoạt mở van xả cát, tiến hành cân cộng dồn trực tiếp lên lượng đá vừa cân. Đạt khối lượng cài đặt thì đóng van xả cát.
    • Cân xi măng và nước: Được tiến hành định lượng độc lập và đồng thời qua các phễu cân và cảm biến đo lường tương ứng.
  4. Vận chuyển và hòa trộn:
    • Khi hoàn tất định lượng, băng tải chạy trong khoảng thời gian định trước để chuyển toàn bộ hỗn hợp cát và đá vào gầu skip.
    • Gầu skip được tời kéo chạy lên theo đường ray dẫn hướng; khi chạm công tắc hành trình bên trên, gầu dừng lại và xả cốt liệu vào cối trộn.
    • Đồng thời, van xả xi măng và hệ thống cấp nước mở để xả toàn bộ vào cối trộn, máy trộn vận hành hòa trộn hỗn hợp bê tông tươi trong thời gian quy định trước khi xả ra xe chở bê tông.

Các hàm C-API được sử dụng trong môi trường WinCC để trao đổi dữ liệu với PLC:

  • Gửi dữ liệu xuống PLC: SetTagXXX("tên biến ngoại", giá trị) với XXX đại diện cho kiểu Bit, Byte, Word; hàm trả về giá trị kiểu BOOL (TRUE nếu thành công, FALSE nếu thất bại).
  • Đọc dữ liệu từ PLC lên WinCC: GetTagXXX("tên biến ngoại") trả về giá trị trực tiếp của ô nhớ tương ứng được cấu hình trong mục Tag Management.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về trạm trộn bê tông

Chương 1 trình bày khái quát về vai trò của công nghệ bê tông trong xây dựng hiện đại và phân loại trạm trộn trên thị trường gồm trạm trộn bê tông nhựa nóng và trạm trộn bê tông xi măng. Tác giả phân tích cấu tạo chung của trạm trộn bê tông xi măng (cụm cấp nhiên liệu, thiết bị định lượng, hệ thống điều khiển, máy trộn và kết cấu thép) và so sánh 2 phương án cấp liệu chính:

  • Cấp liệu kiểu gầu (skip): Vật liệu từ bãi chứa được gầu cào đổ vào thiết bị định lượng rồi xả vào skip đưa lên cối trộn. Ưu điểm là không cần thiết bị vận chuyển trung gian, tiết kiệm diện tích mặt bằng; nhược điểm là vật liệu phải vun cao, cấp liệu gián đoạn, phù hợp cho trạm công suất thấp.
  • Cấp liệu kiểu băng tải: Vật liệu được máy xúc đưa vào phễu định lượng rồi chuyển liên tục lên cối trộn qua băng tải. Ưu điểm là cấp liệu liên tục, không cần vun cao bãi chứa; nhược điểm là yêu cầu thiết bị chuyên dùng và mặt bằng rộng, thích hợp cho trạm công suất lớn.

Nội dung chương cũng đi sâu vào các đặc tính kỹ thuật của bê tông: thành phần cấu tạo (xi măng, cát chiếm 29%, đá dăm chiếm 52%, nước và phụ gia), độ cứng theo mác thiết kế ($M100$ đến $M600$ đối với bê tông nặng, $M50$ đến $M300$ đối với bê tông nhẹ; kết cấu chịu lực tối thiểu phải dùng $M150$), độ giãn nở co ngót trong không khí và tính chống thấm. Đặc biệt, tác giả cung cấp bảng thông số thời gian vận chuyển cho phép đối với vữa bê tông không có phụ gia:

Nhiệt độ môi trường ($^\circ\text{C}$) Thời gian vận chuyển cho phép (phút)
20 đến 30 45
10 đến 20 60
5 đến 10 90

Từ yêu cầu vận hành chu trình lặp của trạm trộn, tác giả phát biểu bài toán thiết kế hệ thống tự động hóa cho trạm trộn bê tông công suất nhỏ từ 10 đến 30 $\text{m}^3\text{/h}$ sử dụng PLC.

Chương 2: Giới thiệu PLC S7-300 và các thiết bị liên quan

Chương 2 tập trung trình bày cơ sở kỹ thuật của thiết bị điều khiển logic khả trình PLC và các thiết bị ngoại vi trong hệ thống tự động hóa:

  • Nguyên lý PLC: Thay thế các mạch rơ-le cồng kềnh, hoạt động theo chu kỳ quét vòng gồm 3 giai đoạn (đọc trạng thái cổng vào số vào bộ đệm ảo I $\rightarrow$ thực thi chương trình ứng dụng $\rightarrow$ chuyển giá trị từ bộ đệm ảo Q ra cổng ra số) và kiểm tra lỗi/truyền thông. Thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của hệ thống. Khối ngắt OB40, OB80 được giới thiệu để xử lý các sự kiện ưu tiên cao.
  • Cấu hình phần cứng PLC Siemens S7-300: Giới thiệu các dòng CPU (CPU312, CPU314, CPU315, CPU315-DP) và 5 nhóm module mở rộng (PS, SM, IM, FM, CP). Bộ nhớ được phân chia thành vùng chương trình (OB, FC, FB), vùng tham số hệ điều hành (I, Q, M, T, C, PI, PQ) và vùng dữ liệu (DB, Local L).
  • Tập lệnh S7-300: Trình bày nguyên lý hoạt động của các lệnh tiếp điểm xử lý bit (NO, NC), các bộ định thời Timer (đóng trễ TON, đóng trễ có nhớ TONR, ngắt trễ TOF với giá trị đếm tối đa 32767) và bộ đếm Counter (đếm lên CTU, đếm xuống CTD, đếm lên/xuống CTUD, dải đánh số C0 đến C255).
  • Các thiết bị đo lường và chấp hành: Giới thiệu chi tiết module Analog (bộ biến đổi tương tự - số ADC cho đầu vào và số - tương tự DAC cho đầu ra), bộ hiển thị loadcell PAXS, bộ đếm số PAXI của hãng Redlion, xylanh khí nén tác động đôi ZG2-16-20 (áp suất 0.7 MPa, đường kính 16 mm, hành trình 20 mm), van điện từ khí nén điều khiển cửa xả silo và cảm biến quang điện công nghiệp.

Chương 3: Giới thiệu về phần mềm thiết kế WinCC

Chương 3 giới thiệu tổng quan về phần mềm thiết kế giao diện vận hành và giám sát WinCC (Windows Control Center) của Siemens trên nền hệ điều hành Windows NT/2000. Các đặc tính chính gồm:

  • Khả năng mở rộng linh hoạt theo các cấu hình hệ thống: Trạm đơn (Single-user), Đa người dùng (Multi-user), Cấu trúc Client/Server có dự phòng và Hệ thống phân tán nhiều máy chủ.
  • Tích hợp cơ sở dữ liệu Sybase SQL, hỗ trợ truy cập mở qua chuẩn ODBC/SQL để trao đổi dữ liệu với các hệ thống quản lý sản xuất cấp cao (MES, ERP).
  • Hỗ trợ các chuẩn truyền thông công nghiệp (DDE, OLE, ActiveX, OPC) và ngôn ngữ lập trình ANSI-C thông qua giao diện lập trình ứng dụng mở (C-API).
  • Các trình soạn thảo chính trong WinCC Explorer: Graphics Designer (thiết kế đồ họa giao diện), Alarm Logging (quản lý cảnh báo lỗi), Tag Logging (thu thập và lưu trữ giá trị đo quá trình), Report Designer (lập báo cáo), User Administration (phân quyền người dùng), Text Library (đa ngôn ngữ) và Global Scripts (viết mã lệnh hàm C động).
  • Phân loại biến quá trình thành Internal Tag (biến nội bộ xử lý trong WinCC) và External Tag (biến ngoại liên kết trực tiếp với vùng nhớ PLC), cấu trúc hàm API truy xuất SetTagXXX và GetTagXXX.

Chương 4: Sử dụng hệ thống tự động hóa PLC và WinCC

Chương 4 mô tả cấu trúc phần cứng của PLC S7-300, phương pháp lập trình điều khiển trên phần mềm Step 7 và cách thức vận hành giao diện giám sát HMI mô phỏng quá trình sản xuất bê tông tươi:

  • Khởi động và vận hành: Hướng dẫn các bước thao tác trên màn hình điều khiển, từ việc cấp nguồn, lựa chọn chế độ chạy (Auto hoặc Manual), thiết lập công thức cấp phối theo mác bê tông (M200, M250, M300) và số lượng mẻ trộn.
  • Điều khiển quá trình định lượng: Chi tiết hóa quy trình cân định lượng đá và cát theo phương pháp cân cộng dồn trên băng tải phễu cân, kiểm soát tín hiệu phản hồi từ cảm biến Loadcell về PLC; song song với quá trình cân nước và xi măng.
  • Điều khiển thiết bị chuyển tải và hòa trộn: Điều khiển trình tự chạy của băng tải cấp liệu cốt liệu vào gầu skip, kích hoạt tời kéo gầu lên vị trí công tắc hành trình phía trên và mở cửa xả đồng thời cốt liệu, xi măng và nước vào buồng trộn.
  • Kết quả mô phỏng: Trình bày các giao diện mô phỏng quá trình hoạt động của nhà máy, thể hiện trạng thái hoạt động của động cơ, van xả, mức nạp nguyên liệu và đồ họa giám sát chu trình sản xuất.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được:

  • Xây dựng thành công cấu hình hệ thống điều khiển tự động cho trạm trộn bê tông xi măng công suất nhỏ (10–30 $\text{m}^3\text{/h}$) dựa trên nền tảng PLC Siemens S7-300 và giao diện SCADA WinCC.
  • Tích hợp đồng bộ các thiết bị đo lường và chấp hành công nghiệp: module Analog ADC/DAC, bộ hiển thị giá trị loadcell PAXS và bộ đếm PAXI của Redlion (dải đo -19999 đến 99999), cơ cấu chấp hành khí nén xylanh ZG2-16-20 (áp suất làm việc 0.7 MPa) và cảm biến quang bảo vệ.
  • Lập trình hoàn chỉnh thuật toán định lượng theo phương pháp cân cộng dồn cốt liệu (đá và cát), định lượng xi măng, nước và điều khiển trình tự gầu skip cấp liệu vào cối trộn trên phần mềm Step 7.
  • Thiết kế giao diện giám sát HMI/SCADA trực quan trên WinCC, cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa 2 chế độ vận hành (Auto/Manual), lựa chọn các mác bê tông chuẩn (M200, M250, M300) và hiển thị thời gian thực các thông số quá trình.

Giải pháp và đóng góp của đề tài:

  • Đề xuất giải pháp điều khiển tự động hóa trọn gói ứng dụng PLC S7-300 kết hợp SCADA WinCC cho các trạm trộn bê tông xi măng quy mô vừa và nhỏ, khắc phục các nhược điểm của phương thức sản xuất thủ công hoặc bán tự động.
  • Đảm bảo độ chính xác của tỷ lệ cấp phối vật liệu theo đúng mác thiết kế, giảm thiểu thời gian chuyển đổi giữa các mác bê tông và kiểm soát tốt thời gian trộn - vận chuyển nhằm nâng cao chất lượng bê tông thương phẩm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

  • Đề tài tập trung chủ yếu vào việc xây dựng cấu hình phần cứng, thuật toán điều khiển và mô phỏng trên phần mềm Step 7 và WinCC; chưa tiến hành thử nghiệm, đo đạc sai số thực tế trên một mô hình trạm trộn vật lý hoàn chỉnh.
  • Phạm vi thiết kế giới hạn ở quy mô công suất nhỏ (10–30 $\text{m}^3\text{/h}$) với phương án cấp liệu dạng gầu skip, chưa mở rộng cho các hệ thống trạm trộn công suất lớn cấp liệu bằng băng tải liên tục nhiều nhánh.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Triển khai lắp đặt và hiệu chuẩn hệ thống trên mô hình thực nghiệm hoặc trạm trộn thực tế để đánh giá độ trễ cơ học của van xả khí nén và quán tính rơi tự do của cốt liệu.
  • Mở rộng thuật toán tự động bù sai số cân định lượng, phát triển thêm các tính năng lưu trữ dữ liệu lịch sử mẻ trộn dài hạn qua module Tag Logging và tự động xuất phiếu giao nhận/báo cáo mẻ trộn qua Report Designer trên WinCC.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên và giảng viên ngành Kỹ thuật Điều khiển, Tự động hóa, Điện công nghiệp: Nguồn tài liệu tham khảo chi tiết về phương pháp xây dựng hệ thống SCADA trên WinCC, cách thức liên kết Tag, lập trình hàm C-API và cấu hình phần cứng PLC S7-300.
  • Kỹ sư vận hành và thiết kế hệ thống công nghiệp: Tham khảo quy trình công nghệ, phương pháp định lượng cân cộng dồn và các thông số lựa chọn thiết bị đo lường loadcell (PAXS/PAXI), thiết bị khí nén (xylanh ZG2-16-20) cho các trạm trộn bê tông xi măng.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận thiết kế hệ thống điều khiển tự động hóa cho trạm trộn bê tông ở quy mô công suất nào?
Khóa luận tập trung giải quyết bài toán thiết kế hệ thống tự động hóa cho trạm trộn bê tông xi măng có công suất nhỏ trong dải từ 10 đến 30 $\text{m}^3\text{/h}$.

2. Quy trình định lượng cát và đá trong trạm trộn được thực hiện theo nguyên tắc nào?
Cát và đá được định lượng bằng phương pháp cân cộng dồn. Ban đầu, PLC mở van xả đá cho chảy ra băng tải/phễu cân có gắn loadcell; khi khối lượng đá đạt mức cài đặt thì đóng van đá và mở van xả cát để tiếp tục cân cộng dồn đến khi tổng khối lượng đạt yêu cầu của mác bê tông đã chọn.

3. Bộ đọc hiển thị Loadcell PAXS của hãng Redlion có những đặc điểm kỹ thuật nào?
Bộ hiển thị PAXS sở hữu màn hình LED kích thước 0.56 inch, tầm đo cho phép từ 19999 đến 99999, trang bị 4 setpoint ngõ ra, hỗ trợ cấu hình qua các phím bấm (DSP, PAR, F1, F2, RESET) hoặc phần mềm Crimson, đồng thời hỗ trợ giao tiếp qua Ethernet, RS232, RS485 và các chuẩn bus công nghiệp như Profibus-DP, Modbus, Devicenet.

4. Thông số kỹ thuật của xylanh khí nén ZG2-16-20 được tác giả lựa chọn trong hệ thống là gì?
Xylanh ZG2-16-20 là loại tác động đôi (không sử dụng đệm), có áp suất làm việc 0.7 MPa, nhiệt độ cho phép từ 0 đến $60^\circ\text{C}$, tốc độ piston làm việc từ 50 đến 300 mm/s, đường kính trục piston 16 mm và hành trình làm việc đạt 20 mm.

5. Các hàm C-API cơ bản nào được sử dụng trong WinCC để trao đổi dữ liệu với PLC S7-300?
WinCC sử dụng hàm SetTagXXX("tên biến ngoại", giá trị) để ghi dữ liệu từ giao diện xuống các ô nhớ của PLC (trả về kiểu BOOL) và hàm GetTagXXX("tên biến ngoại") để đọc dữ liệu từ ô nhớ PLC lên giao diện WinCC (trong đó XXX đại diện cho các kiểu dữ liệu Bit, Byte hoặc Word).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Hoàng Thế Long đã nghiên cứu và xây dựng thành công giải pháp điều khiển, giám sát tự động hóa cho trạm trộn bê tông xi măng công suất nhỏ (10–30 $\text{m}^3\text{/h}$) dựa trên nền tảng PLC Siemens S7-300 và phần mềm SCADA WinCC. Tác giả đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý thuyết công nghệ sản xuất bê tông, cấu hình chi tiết các module phần cứng, thiết bị đo lường loadcell, cơ cấu khí nén và thuật toán cân định lượng cộng dồn. Giao diện người - máy trên WinCC được thiết kế trực quan, đáp ứng tốt yêu cầu giám sát thời gian thực và điều khiển linh hoạt ở cả hai chế độ tự động và bằng tay.