BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƢƠNG TP.HCM

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN: TỰ ĐỘNG HÓA

ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Đề tài:

THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BƠM

GVHD: NGUYỄN VIỆT KHOA

SVTH: 1) Nguyễn Hữu Hoàng – MSSV 2116150016

2) Hồ Xíp Rim – MSSV 2116150045

3) Nguyễn Hoài Tâm – MSSV 2116150048

Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 06 năm 2019

vi

LỜI MỞ ĐẦU

Thuật ngữ PLC đã trở nên khá quen thuộc với những ngƣời trong chuyên ngành

điện, trong các hệ thống điều khiển, vận hành, …Nó là một bộ điều khiển chuyên dụng

đƣợc thiết kế cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao, dễ lập trình và chẩn đoán lỗi phức

tạp. PLC ngày càng đa dạng về chủng loại, công dụng giúp cho ngƣời dùng có thể dễ

dàng sử dụng và chọn lựa, đƣợc xem là một lựa chọn tốt nhất cho các hệ thống điều khiển

nhỏ, gọn, tiết kiệm về chi phí cho ngƣời dùng.

Hơn nữa, hầu nhƣ đối với tất cả các lĩnh vực không chỉ riêng trong công nghiệp,

công ty, nhà máy, xí nghiệp…mà cả hộ gia đình các thiết bị điều dùng tới điện, chính vì

vậy cần phải có một hệ thống điện đảm bảo an toàn nhất cho ngƣời dùng nhƣ các thiết bị

đóng cắt và bảo vệ thì tủ điện hay bảng điện là lựa chọn nhất cho ngƣời sử dụng. Nó là

nơi đấu nối, phân phối điện, đảm bảo cách ly những thiết bị mạng điện với ngƣời sử dụng

điện trong quá trình vận hành và bảo trì điện.

Và xuất phát từ những sự phát triển đó nhóm em đã nghiên cứu và chọn đề

tài:“Thiết kế tủ điều khiển hệ thống bơm”.

Đề tài này giúp chúng em hiểu rõ hơn về PLC, về những ứng dụng của PLC và

tầm quan trọng của nó, về cách điều khiển – lập trình, cách vận hành và thiết kế một tủ

điện đảm bảo các tiêu chí an toàn khi sử dụng. Đặc biệt là những kinh nghiệm trong quá

trình lắp mạch thực tế, trong quá trình thực hiện song do thời gian và kiến thức có hạn,

nên đề tài còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy cô để có thể

năng cao chất lƣợng của đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang ii

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin gửi đến Quý thầy cô trong trƣờng Cao đẳng Công Thƣơng Thành

PhốnHồ Chí Minh và giáo viên khoa Điện- Điện tử lời cảm ơn chân thành nhất. Đặc biệt

là thầy Nguyễn Việt Khoa đã tận tình hƣớng dẫn chúng em làm đề tài: Thiết kế tủ điều

khiển hệ thống bơm. Nhóm em xin kính chúc Quý thầy cô thật nhiều sức khỏe, niềm tin

để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trang iv

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN

Nhận xét chung:

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

Đánh giá: (Đƣợc phép bảo vệ hay không đƣợc phép bảo vệ)

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

Tp.HCM, ngày … tháng ... năm 2019

Giáo viên hƣớng dẫn

Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Việt Khoa

Trang v

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Tên đề tài: THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM SỬ DỤNG PLC

Ngày giao đề tài: 01/03/2019: Tuần thứ: 3

Ngày hoàn thành đề tài: 10/06/2019: Tuần thứ: 18

Sinh viên thực hiện:

Họ tên sinh viên 1: NGUYỄN HỮU HOÀNG MSSV:2116150016

Họ tên sinh viên 2: : HỒ XÍP RIM MSSV:2116150045

Họ tên sinh viên 3: NGUYỄN HOÀI TÂM MSSV:2116150048

Tuần/ngày Nội dung – công việc thực hiện

Tuần 3-4

01/03/19 - 05/03/19

- Nhận đề tài

- Phân tích đề tài

- Tính chọn thiết bị

Tuần 5

11/03/19 -17 /03/19

- Mua thiết bị

- Thiết kế sơ đồ mạch điều khiển

Tuần 6

18/03/19 - 24/03/19

- Mua thiết bị còn thiếu trong đồ án

- Thiết kế hoàn chỉnh sơ đồ mạch điều khiển

Tuần 7

25/03/19 - 31/03/19

- Thiết kế bản vẽ bố trí thiết bị

- Thiết kế tủ điều khiển và viết chƣơng trình điều khiển

Tuần 8

01/04/19 - 07/04/19

- Thiết kế, lắp đặt, đấu dây thiết bị và viết chƣơng trình

điều khiển

- Viết báo cáo

Tuần 9 -18

08/04/19-10/06/19

- Hoàn thiện tủ điều khiển

- Test tủ và khắc phục lỗi

- Viết báo cáo đồ án

Xác nhận của giáo viên hƣớng dẫn

(Ký và ghi rõ họ và tên)

Nguyễn Việt khoa

Trang vi

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đề tài: “Thiết kế tủ điều khiển hệ thống bơm” là một sản phẩm

mà nhóm em đã nỗ lực nghiên cứu và học tập ở trƣờng. Đề tài là do chúng em tự thực

hiện dựa vào một số tài liệu tham khảo, thầy cô, bạn bè. Trong quá trình viết báo cáo có

sự tham khảo một số tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, dƣới sự góp ý và hƣớng dẫn của thầy

Nguyễn Việt Khoa, Khoa Điện – Điện tử trƣờng Cao đẳng Công Thƣơng Thành Phố Hồ

Chí Minh. Nếu không đúng với những gì nêu trên chúng em xin chịu hoàn toàn trách

nhiệm.

Trang vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Tủ điện .................................................................................................... 7

Hình 2.2 PLC S7-1200 CPU 1215C DC/DC/DC ................................................. 3

Hình 2. 3 Bộ nguồn DC-24V ................................................................................ 8

Hình 2. 4 Đèn 220VAC ......................................................................................... 4

Hình 2. 5 Nút nhấn-25mm .................................................................................... 4

Hình 2. 6 Relay kiếng ........................................................................................... 5

Hình 2.7 Contactor .............................................................................................. ..5

Hình 2.8 Nút dừng khẩn Amergency .................................................................. ..5

Trang viii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3. 1 Các thiết bị sử dụng trong đồ án ......................................................... 14

Bảng 4. 1 Kết quả thực nghiệm

............................................................................................................................. Err

or! Bookmark not defined.

No table of figures entries found.

Trang viii

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ........................................................ iv

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC ............................................................... v

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ vi

DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... vii

DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. viii

MỤC LỤC i

Chƣơng 1. TỔNG QUAN CHUNG .......................................................................... i

1.1. Lý do chọn đề tài .......................... Error! Bookmark not defined.

1.2. Mục tiêu của đề tài ........................ Error! Bookmark not defined.

1.3. Phƣơng pháp thực hiện đề tài ....... Error! Bookmark not defined.

Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................................. 7

2.1. Tủ điện ............................................................................................ 7

2.2. PLC S7-1200 .................................................................................. 8

2.3. Bộ nguồn DC24V ........................................................................... 9

2.4. Đèn 220V ...................................................................................... 10

2.5. Nút nhấn-25mm ............................................................................ 10

2.6. Relay kiếng ................................................................................... 11

2.7. Contactor....................................................................................... 11

2.8.Nút dừng khẩn Amergency ..................................................................... 12

2.9.Phần mềm Tia portal ............................................................................... 12

2.10.Phần mềm WinCC ................................................................................. 12

Chƣơng 3. TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỒ ÁN .................................................... 14

3.1. Các thiết bị sử dụng trong đồ án ................................................... 14

3.2. Mô hình đồ án ............................... Error! Bookmark not defined.

3.3. Sơ đồ đấu dây ............................................................................... 15

3.4.Sơ đồ kết nối PLC ................................................................................... 15

3.5.Sơ đồ cấp nguồn ...................................................................................... 16

3.6. Mạch động lực ........................................................................................ 16

3.7.Tín hiệu vào ra của hệ thống ................................................................... 17

3.8. Chƣơng trình điều khiển PLC. ............................................................... 17

Chƣơng 4. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ................................................................ 24

4.1. Kết quả thực nghiệm ..................... Error! Bookmark not defined.

4.1.1. Trƣờng hợp không có lỗi: ......... Error! Bookmark not defined.

4.1.2. Trƣờng hợp có lỗi: .................... Error! Bookmark not defined.

4.1.3.Trƣờng hợp khẩn cấp: ........................ Error! Bookmark not defined.

4.2.Mô hình tủ hoàn thiện ............................................................................. 24

Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 25

5.1. Kết luận ......................................................................................... 25

5.1.1. Kết quả đạt đƣợc ....................... Error! Bookmark not defined.

5.1.2. Hạn chế của đề tài ..................... Error! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 25

Chƣơng 1. TỔNG QUAN CHUNG

1.1.Giới thiệu

Qua hàng thế kỉ, điện năng đã trở thành nguồn năng lƣợng quan trọng nhất trong sử

dụng hàng ngày và công nghiệp. Bên cạnh tầm quan trọng của mình, điện năng cũng tiềm

tàng những rủi ro gây thƣơng vong và chắc chắn là một trong những lý do hàng đầu của

những vụ cháy thảm khốc. Sự cố gây ra bởi điện thƣờng nguy hiểm và khó dự đoán, khi

mà điện năng đƣợc sử dụng cho hầu hết các loại thiết bị. Thông thƣờng, điện năng có thể

tác động trực tiếp tới 3 kiểu thiết bị nhƣ: - Thiết bị dùng điện: máy móc sử dụng điện nhƣ

nguồn năng lƣợng chính. - Thiết bị sinh điện: máy biến áp, máy phát điện. - Trang thiết

bị điện: cáp, tủ điện, cầu dao, phích cắm. Dựa vào cơ sở dữ liệu của chúng tôi, hầu hết

các vụ cháy nghiêm trọng tại Việt Nam đều liên quan tới yếu tố điện, nguyên nhân

thƣờng do bảo trì kém hoặc quá tải và việc vệ sinh các thiết bị sinh điện và trang thiết bị

điện. Vì vậy tủ điện đƣợc chế tạo nhằm mục đích có thể dễ dàng kiểm soát cũng nhƣ dễ

dàng trong coi hệ thống điện, cũng nhƣ tiện lợi và đẹp mắt hơn.

Vì vậy nhóm chúng em muốn thiết kế một tủ điện để sau khi chúng em ra trƣờng với một

am hiểu về cách thiết kế và thi công tủ điện chúng em có thể mở cửa hàng kinh doanh tủ

điện hoặc là thiết kế tủ điện cho các nhà máy.

1.2 MỤC TIÊU

- Thiết kế và thi công tủ điều khiển hệ thống bơm áp suất có nhiệm vụ điều khiển áp

suất trong đƣờng ống.

- Ngƣời vận hành có thể điều khiển và giám sát đƣợc toàn bộ hệ thống bơm trên

máy tính thông qua phần mềm WinCC TIAPoral.

1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

- Cảm biến áp suất giả lập dƣới dạng biến trở.

- Các động cơ đƣợc giả lập là 3 contactor

- Relay nhiệt đƣợc giả lập là 3 công tắc switch nằm ngoài panel mặt tủ.

-Các bƣớc thực hiện:

PHÂN TÍCH

ĐỀ TÀI

XÁC

ĐỊNH,CHỌ

N VÀ MUA

THIẾT BỊ

LẬP

LƢU

ĐỒ

1.Yêu cầu lập trình

1.1Trƣờng hợp không có lỗi:

1 Nhấn START, đèn RUN-L sáng, hệ thống bơm hoạt động, đèn STOP-L tắt,

chạy cả 3 Bơm theo trình tự 1>2>3, mỗi lần chạy cách nhau 10s

2 Nếu 1bar ≤ P < 3bar thì chạy cả 3 Bơm

3 Nếu 3bar ≤ P < 5bar thì chạy Bơm 1 và Bơm 2

4 Nếu 5bar ≤ P < 7bar thì chạy Bơm 1

5 Nếu 7bar ≤ P < 9bar thì dừng cả 3 bơm

6 Nhấn STOP để quay lại trạng thái ban đầu

1.2.Trƣờng hợp có lỗi:

Trƣờng hợp 1 trong 3 rờ le nhiệt tác động thì dừng Bơm tƣơng ứng, đèn ERR-L và

RUN-L sáng, đồng thời: -Nếu 1bar ≤ P < 5bar thì 2 bơm còn lại chạy

1 -Nếu 5bar ≤ P < 7bar thì chạy 1 trong 2 bơm còn lại-Nếu 5bar ≤ P < 7bar thì chạy

1 trong 2 bơm còn lại

-Nếu 7bar ≤ P < 9bar thì dừng cả 3 bơm

LẮP TỦ

ĐIỆN

VIẾT

CHƢƠNG

TRÌNH

2

Trƣờng hợp 2 trong 3 rờ le nhiệt tác động thì dừng Bơm tƣơng ứng, đèn ERR-L và

RUN-L sáng, đồng thời: -Nếu 1bar ≤ P < 7bar thì 1 bơm còn lại chạy

Nếu 7bar ≤ P < 9bar thì dừng cả 3 bơm, RUN-L sáng

Trƣờng hợp 3 rờ le nhiệt tác động thì dừng tất cả Bơm, đèn ERR-L sáng, đèn

RUN-L tắt

3 Trƣờng hợp P < 1bar hoặc P ≥ 9bar thì cả 3 bơm dừng hết, đèn

ERR-L sáng, đèn RUN-L tắt

4

Khi hệ thống bị lỗi, phải nhấn RESET để xác nhận khắc phục xong và xoá lỗi, kể

cả khi mất điện lúc hệ thống đang báo lỗi (phải nhớ trạng thái lỗi khi mất điện).

Sau khi nhấn RESET, hệ thống trở lại trạng thái ban đầu

Khi hệ thống đang ở trạng thái ban đầu, nếu có bất kỳ lỗi nào xảy ra thì đèn

ERR-L phải sáng

1.3.Trƣờng hợp khẩn cấp:

1 Nhấn nút EMER hệ thống dừng hoạt động, đèn STOP-L và ERR-L sáng, đèn

RUN-L tắt

2 Nhả nút EMER, phải nhấn RESET thì hệ thống trở lại Trạng thái ban đầu.

1.4.Lƣu đồ thuật giải

Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tủ điện

Hình 2. 1 Tủ điện

-Khái niệm:

- Tủ điện là nơi chứa đựng các thiết bị điện và bảng thiết bị điện nhƣ: Công tắc, cầu giao,

biến thế, biến áp, … ở các công trình, nhà cửa, nhà máy…

Chức năng của tủ điện:

Tủ điện là một bộ phận không thể thiếu trong bất kỳ một công trình công nghiệp hay dân

dụng nào, từ nhà máy điện đến các trạm biến áp, hệ thống truyền trải phân phối đến các

hộ tiêu dùng điện. Nó đƣợc dùng làm nơi để lắp đặt và bảo vệ cho các thiết bị đóng cắt

điện và thiết bị điều khiển, và là nơi đấu nối, phân phối điện cho công trình, đảm bảo

cách ly những thiết bị mang điện với ngƣời sử dụng điện trong quá trình vận hành.

Tủ điện có thể đƣợc làm từ tấm kim loại hoặc composit với kích thƣớc và độ dày khác

nhau tùy theo mục đích sử dụng. Trong các ứng dụng thông thƣờng, tủ điện thƣờng đƣợc

sơn tĩnh điện trơn hoặc sần với các màu sắc khác nhau tùy theo lĩnh vực sử dụng hoặc

yêu cầu của thiết kế.

-Các thiết bị thƣờng dùng trong tủ điện: PLC, Contactor, Relay, cảm biến, CB, biến

tần,đèn báo, nút nhấn,...

2.2. PLC S7-1200

Hình 2. 2 PLC S7-1200

- Khái niệm:

- PLC S7 - 1200 là một dòng PLC mới của SIEMENS, là thiết bị tự động hóa đơn

giản nhƣng có độ chính xác cao. Thiết bị PLC Siemens S7 - 1200 đƣợc thiết kế

dạng module nhỏ gọn, linh hoạt, phù hợp cho một loạt các ứng dụng. PLC S7 –

1200 của Siemens có một giao diện truyền thông đáp ứng tiêu chuẩn cao nhất của

truyền thông công nghiệp và đầy đủ các tính năng công nghệ mạnh mẽ tích hợp

sẵn làm cho nó trở thành một giải pháp tự động hóa hoàn chỉnh và toàn diện.

- Các thành phần của PLC:

- 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống

nhƣ điều khiển AC hoặc DC phạm vi rộng.

- 2 mạch tƣơng tự và số mở rộng điều khiển mô-đun trực tiếp trên CPU làm giảm

chi phí sản phẩm .

- 13 module tín hiệu số và tƣơng tự khác nhau.

- 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP.

- Bổ sung 4 cổng Ethernet.

- Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC.

- Board tín hiệu của PLC S7-1200:

1 cổng tín hiệu ra analog 12 bit (+- 10VDC, 0-20mA).

2 cổng tín hiệu vào + 2 cổng tín hiệu ra số, 0.5A.

- PLC dùng trong đồ án :PLC S7-1200 CPU 1215C DC/DC/DC dung để lƣu

chƣơng trình điều khiển và xuất tín hiệu để điều khiển toàn bộ tủ điện

2.3. Bộ nguồn DC24V

Hình 2. 3 Bộ nguồn 24VDC

-Chức năng:Bộ nguồn đƣợc ứng dụng trong tất cả hệ thống tự động, công nghiệp, tòa

nhà, cấp nguồn điều khiển cho, PLC, relay, các thiết bị có nguồn nuôi là DC 24V , với

kích thƣớc nhỏ gọn, lắp đặt Din-rail, tiện lợi trong các thao tác lắp đặt thích hợp lắp trong

các tử điện, tử điều khiển.

Bộ nguồn họat động ổn định, với hiệu suất và tuổi thọ cao, sản xuất và thiết kế đẹp, tinh

sảo theo tiêu chuẩn Châu Âu .

Với hai ngõ ra 24VDC, trang bị chức năng bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá tải, có led hiển

thị cho ngõ ra DC. Báo thấp áp DC khi quá tải.

Bộ nguồn 24VDC có thể sử dụng nguồn cấp có phạm vi rộng bao gồm điện áp AC và

DC.

Bộ nguồn có công tắc chuyển chọn điện áp đầu vào 115VAC và 220VAC.

-Thông số kỹ thuật:

Nguồn cấp: 90~264VAC hoặc 210~375VDC.

Ngõ ra DC: 24VDC, có biến trở điều chỉnh ngõ ra.

Tần số: 47~63Hz.

Over load: 120~140 %.

Bảo vệ quá áp: 125-140 %.

Bảo vệ ngắn mạch: Fold forward.

Nhiệt độ hoạt động: -40~71 độ C.

Độ ẩm: 20~95 %.

Công suất ngõ ra: 30W, 60W, 120W, 240W,

Khối lƣợng: 1380g.

Cấp chính xác ngõ ra: ±1 %.

Vỏ ngoài: Kim loại.

Cấp bảo vệ: IP20.

2.4. Đèn 220V

Hình 2. 4 Đèn 220V

- Khái niệm:

Đèn báo pha đƣợc thiết kế dạng led, theo tiêu chuẩn Châu Âu, Có đủ các loại màu

sắc, điện áp, đáp ứng cho các nhu cầu làm tủ điện. Đƣợc sử dụng trong báo có điện

từng pha trong điện 3 pha hoặc điện 1 pha, báo tín hiệu ON, OFF các thiết bị nhƣ biến

tần, động cơ…

- Thông số kỹ thuật Đèn báo pha:

- Điện áp: 220VAC, 220VDC, nguồn cấp 24VDC, 24VAC, 110VDC, 110VAC.

(12VAC, bộ nguồn 12VDC, 48VDC, 48VAC, 6VAC/DC đặt hàng).

- Dòng tiêu thụ: Nhỏ hơn 18mA.

- Tuổi thọ: Trên 100.000 giờ sáng liên tục.

- Nhiệt độ hoạt động: -25~70 độ C.

- Tiêu chuẩn kín nƣớc: IP65 chống nƣớc và chống bụi.

2.5. Nút nhấn-25mm

Hình 2. 5 Nút nhấn-25mm

-Khái niệm:Là loại nút nhấn duy trì trạng thái và đảo trạng thái sau mỗi lần bị tác động,

loại nút này rất tiện lợi trong đóng mở các thiết bị mà không cần phải qua các hệ thống

mạch tự giữ, giúp tiết kiệm dây dẫn trong các mạch điều khiển, đóng cắt nhanh các thiết

bị, tiết kiệm diện tích mặt tủ điện vì chỉ cần một nút nhấn hai công dụng.

- Chức năng:Dùng để đóng ngắt nguồn cho mạch điện

-Đƣờng kính: 25mm

-Màu: đỏ + xanh

2.6. Relay kiếng

Hình 2. 6 Relay kiếng

-Khái niệm:Relay kiếng thƣờng đƣợc sử dụng chịu tải trung gian cho các cảm biến, làm

các mạch tự giữ, on/off, với thiết kế có nhiều tiếp điểm nhờ đó mà ta có thể chỉ cần sử

dụng một tín hiệu có thể điều khiển đƣợc nhiểu thiết bị cùng một lúc, thiết kế luôn có nút

test cơ để kiểm tra tiếp điểm hoặc để thay đổi trạng thái của relay mà không cấp nguồn

vào, với màu xanh cho điện áp DC, màu đỏ cho điện áp AC. Rất tiện lợi cho việc kiểm

tra, bảo trì, bảo dƣỡng. Tích hợp đèn led báo trạng thái cấp nguồn để biết rơ le đang hoạt

động.

-Chức năng:Là công tắt đóng ngắt nguồn bằng điện khi nhận đƣợc tín hiệu từ PLC

-Kích từ 24V DC

- Loại 2 cặp tiếp điểm

2.7. Contactor

Hình 2. 7 Contactor

-khái niệm:Công tắc tơ là khí cụ điện để đóng, ngắt thƣờng xuyên các mạch điện động

lực, từ xa, bằng tay (thông qua nút bấm) hoặc tự động. Việc đóng cắt công tắc tơ có thể

đƣợc thực hiện bằng nam châm điện, thủy lực hoặc khí nén. Thông thƣờng sẽ sử dụng

nam châm điện để đóng cắt công tắc tơ.

-Cấu tạo của công tắc tơ:Bao gồm các bộ phận chính nhƣ trên hình 4: Cuộn cảm, nam

châm điện, lò xo, lõi thép và các tiếp điểm.

-Chức năng: Đóng ngắt mạch điện từ xa, vận hành và bảo vệ động cơ, thiết bị

-Loại 3 pha-10A

-Phụ tải với điện áp đến 500V và dòng là 600A

2.8.Nút dừng khẩn Amergency

Hình 2. 8 Nút dừng khẩn Amergency

-Khái niệm:Là loại nút nhấn đƣợc sử dụng dừng máy trong các trƣờng hợp khẩn cấp,

nhờ thiết kế đầu nút lớn, trong trƣờng hợp khẩn cấp có thể tác động dễ dàng, khi bị tác

động thì nút nhấn khẩn cấp duy trì trạng thái, muốn trở lại ban đầu thì phải xoay nút

nhấn.

Thông thƣờng tiếp điểm sử dụng là tiếp điểm thƣờng đóng, có nghĩa là lúc nào điện cũng

qua tiếp điểm để cho máy hoạt động. Khi đƣợc tác động thì sẽ ngắt điện ra.

Gồm ba bộ phận rời ghép lại với nhau, đầu nút đƣợc thiết kế phi 25 mm. Ngoài ra đầu nút

đƣợc thiết kế kín nƣớc đạt tiêu chuẩn IP65, đủ để sử dụng trong môi trƣờng có nƣớc

thƣờng xuyên rơi vào.Cụm tiếp điểm đƣợc trang bị hai tiếp điểm thƣờng đóng và thƣờng

mở, ngoài ra ta cũng có thể chọn 2 NO, 2 NC, 1NO, 1NC. Sử dụng điện áp lên đến

500VAC.Nhiệt độ hoạt động -20-70 độ C, tiếp điểm bằng đồng.

-Chức năng:Ngắt nguồn điện khẩn cấp trong trƣờng hợp có lỗi xảy ra.

2.9.Phần mềm Tia portal

-TIA Portal:cái tên rất quen thuộc trong lĩnh vực tự động hóa. Đúng nhƣ tên gọi TIA

Portal: Total Intergrated Automation Portal, là phần mềm cơ sở tích hợp tất cả các phần

mềm cấu hình, lập trình cho các hệ tự động hóa và truyền động điện: PLC, HMI, Inverter

của Siemens.

- Ƣu điểm: tích hợp tất cả trong 1 phần mềm, 1 giao diện, tạo ra sự nhất quán trong việc

cấu hình hệ thống.

- Nhƣợc điểm: dung lƣợng phần mềm lớn, yêu cầu cấu hình máy tính cao, ban đầu khó

làm quen đối với ngƣời mới học.

2.10.Phần mềm WinCC

-Phần mềm WinCC của Siemens là một phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện

điều khiển HMI (Human Machine Interface) cũng nhƣ phục vụ việc xử lý và lƣu trữ dữ

liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) thuộc

chuyên ngành tự động hóa.

-WinCC là chữ viết tắt của Windows Control Center (Trung tâm điều khiển chạy trên nền

Windows), nói cách khác, nó cung cấp các công cụ phần mềm để thiết lập một giao diện

điều khiển chạy trên các hệ điều hành của Microsoft nhƣ Windows NT hay Windows

2000, XP, Vista 32bit (Not SP1). Trong dòng các sản phẩm thiết kế giao diện phục vụ

cho vận hành và giám sát, WinCC thuộc thứ hạng SCADA (SCADA class) với những

chức năng hữu hiệu cho việc điều khiển.

-Các mô đun của WinCC:

Tùy theo chức năng sử dụng mà ngƣời dùng có thể chọn các gói khác nhau của WinCC

nhƣ là một trong các lựa chọn của sản phẩm. Các gói cơ bản của WinCC chia làm hai

loại nhƣ sau:

-WinCC Runtime Package (Viết tắt là RT): chứa các chức năng ứng dụng dùng để

chạy các ứng dụng của WinCC nhƣ hiển thị, điều khiển, thông báo các trạng thái, các giá

trị điều khiển và làm các báo cáo.

-WinCC Complete Package (Viết tắt là RC): bao gồm bản quyền để xây dựng cấu

hình hệ thống (configuration licence) và bản quyền để chạy ứng dụng (Runtime).

Chƣơng 3. TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỒ ÁN

3.1. Các thiết bị sử dụng trong đồ án

STT Tên thiết bị Hình ảnh

1 Tủ điện

2 PLC S7-1200

3 Bộ nguồn 24VDC

4 Đèn 220VAC

5 Nút nhấn-25mm

6 Relay kiếng

7 Contactor

8 Nút Amergency

Bảng 3. 1 Các thiết bị sử dụng trong đồ án

3.2. Sơ đồ đấu dây

Hình 3. 3. Sơ đồ bố trí thiêt bị

3.4.Sơ đồ kết nối PLC

Hình 3. 4. Sơ đồ kết nối PLC

3.5.Sơ đồ cấp nguồn

Hình 3. 5. Sơ đồ cấp nguồn

3.6. Mạch động lực

Hình 3. 6. Mạch động lực

3.7.Tín hiệu vào ra của hệ thống

-Ngoài ra còn có phần mềm Tia Portal và WinCC

3.8. Chƣơng trình điều khiển PLC.

Network 1:

Network 2: Trƣờng hợp không lỗi

Network 3: Trƣờng hợp lỗi 1 RL

Network 4: Trƣờng hợp lỗi 2RL

Network 5: Trƣờng hợp lỗi 3RL

Network 6: Stop-Reset-EMER

"RN1

" %I0.

4 "RN2

" %I0.

5 "RN3

" %I0.

6 "D1"."TH

loi". Reset.E

n "D1".EMER.

En "D1"."TH

loi". "3RL".L

oi

Network 7: Đèn báo

Network 8: Ngõ ra

Network 9: Báo lỗi

3.8. Mô phỏng trên WinCC.

Chƣơng 4. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

4.2.Mô hình tủ hoàn thiện

Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. Kết luận

5.2 Kết quả đạt đƣợc

- Nhóm đã hoàn thành đề tài thiết kế tủ điều khiển máy bơm áp suất sử dụng PLC.Thiết

kế, thi công lắp đặt, đấu dây, viết chƣơng trình điều khiển hệ thống bơm áp suất. Vận

hành tủ hoạt động nhƣ mong muốn đề ra.

- So với ý tƣởng ban đầu công việc đã hoàn thành và đạt đƣợc trên 80% về tiến độ đề ra.

- Tủ có thể đƣợc sử dụng trong thực tế để điều khiển bơm ở môi trƣờng có áp suất thay

đổi.

5.3 Hạn chế của đề tài

-Sử dụng giả lập biến trở thay cho cảm biến,swith thay cho tác động của relay

- Mô hình tủ chƣa hoàn thiện,cần hoàn thiện và tiếp tục phát triển

5.4. Hƣớng phát triển

- Cần trang bị biến tần để điều khiển và giám sát hệ thống bơm

- Cần điều khiển nối mạng truyền thông công nghiệp để hạn chế việc nối dây thiết bị điều

khiển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

[1]. Lâm Quang Chuyên, 2012, Giáo trình vi điều khiển, Trƣờng Cao đẳng Công

thƣơng Tp. HCM.

[2]. Nguyễn Đình Phú, Nguyễn Trƣờng Duy, 2013, Kỹ Thuật Số, Xuất bản Đại Học

Quốc Gia, Tp.HCM.