Đồ án: Thiết kế hệ thống mạng truyền thông cho nhà máy xi măng - giải pháp của hãng Siemen

Chia sẻ: Vu Quoc Tuan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

562
lượt xem 211
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1. Nội dung đề tài và yêu cầu;2. Tìm hiểu giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen và giải pháp chọn lựa; 3. Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống; 4. Tính năng hỗ trợ cần chú ý của các thiết bị; 5. Vẽ cấu hình giải pháp của hệ thống; 6. Phân tích những ưu nhược điểm của giải pháp đã lựa chọn; 7. Tài liệu hổ trợ

Chủ đề:

Bình luận(2) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án: Thiết kế hệ thống mạng truyền thông cho nhà máy xi măng - giải pháp của hãng Siemen

ĐH GTVT TP HCM-TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP- TĐ05 ĐỒ ÁN MẠNG TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG TRUYỂN THÔNG CHO NHÀ MÁY XI MĂNG - GIẢI PHÁP CỦA HÃNG SIEMEN. GVHD: Trần Hoàng Dũng Nhóm thực hiện: Châu Vĩnh Phú Phan Văn Thi Trịnh Văn Thắng Bùi Thanh Nhẹ 2009 SỐ2,Đ3,VĂN THÁNH BẮC, BÌNH THẠNH,HỒ CHÍ MINH
Phục lục: 1. Nội dung đề tài và yêu cầu 2. Tìm hiểu giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen và giải pháp chọn lựa. 3. Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống 4. Tính năng hỗ trợ cần chú ý của các thiết bị 5. Vẽ cấu hình giải pháp của hệ thống 6. Phân tích những ưu nhược điểm của giải pháp đã lựa chọn 7. Tài liệu hổ trợ
1. Nội dung đề tài và yêu cầu: Nội dung đề tài: Nhà máy gồm 2 line sản xuất, mỗi line sản xuất gồm một trạm chủ và 5 trạm tớ Trạm tớ 1 : điều khiển các thiết bị đóng cắt hệ thống điện , các motor băng chuyền tải liệu, máy nghiền, quạt gió, hút bụi…. Trạm tớ 2 : điều khiển một hệ thống cân động. Hệ thống này có tác dụng đ iều khiển kh ối lượng liệu đầu vào đúng với công suất cài đặt.Liệu vào là xỉ Trạm tớ 3 : tương tự như trạm tớ 2 nhưng liệu vào là clinke. Trạm tớ 4 : tương tự như trạm tớ 3 nhưng liệu vào là đá vôi Trạm tớ 5 : tương tự như trạm tớ 4 nhưng liệu vào là salat. Hệ thống điều khiển cân động cho trạ m 2,3,4,5 gồm : - Một biến tần để điều khiển motor - Một motor của băng tải cân - Một encoder để đưa về tốc độ băng tả i - Một loadcell để cân khối lượng liệu trên băng tải Hệ thống trạm tớ 1 giả sử bao gồ m : - 25 motor liên quan đến quá trình nghiền, tải liệu, quạt gió, hút bụi, cán liệu…..( không có biến tần) - Hệ thống đèn cảnh báo và alarm có 100 input digital, 64 output digital - Hệ thống sensor analog ( 4-20mA) gồm 40 cả m biến ( nhiệt độ, áp suất, độ ồn ….) - Hệ thống sensor giám sát tốc độ máy nghiền ( xung tốc độ cao ) ( 4 sensor)
Yêu cầu: Đưa ra giải pháp thiết kế hệ thống, từ đ iều khiể n giám sát đến các trạm. Công việc bao gồm : + Tìm hiểu giải pháp mạ ng truyền thông + Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống mạng mình đưa ra + Tính năng hỗ trợ cần chú ý của các thiết bị đó + Vẽ cấu hình giải pháp của hệ thống: + Phân tích những ưu điểm nhược đ iểm của giải pháp đã chọn lựa
2. Tìm hiểu giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen và giải pháp chọn lựa. Giải pháp mạng truyển thông của hãng Siemen: Siemen đưa ra khá đầ y đ ủ các giải pháp cho mạng truyển thông cho các lĩnh vực tự động hóa, đây là một mô hình thể h iện giải pháp của hãng: Mô tả giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen : Các cấp hệt thống mạng và phương pháp truyền thông: Cấp quản lý( Management leave): truyển thông theo chuẩn Enthernet Cấp giám sát (Operations leave) : truyền thông theo chuẩn Industrial Ethernet Cấp điều khiển (Control leave) : chuẩn Profi Net Cấp chấp hành (Field leave): chuẩn Profibus DP, Profibus PA, AS-interface, Hart
Nhìn chung hãng Siemen đưa ra rất đầy đủ, và tích hợp rất nhiều các sản phẩm để hỗ trợ cho nhu cầu của khách hàng từ các thiết bị cấp quản lý đến cấp trường, phần mềm và phần cứng. Giải pháp chọn lựa: Dựa trên các giải pháp mà hãng đã đưa ra, ta chọn một giả i pháp để xây dựng giả i pháp mạng truyền thông cho nhà máy xi măng: Cấp chấp hành: Truyền thông theo chuẩn ProfiBus DP và As-interface + Các thiết b ị : Motor, đèn cảnh báo, Alarm, Sensors, biến tần, encoder, loadcell.... Cấp điều khiển : Truyền thông theo chuẩn Profi-bus DP + Các thiết bị: Plc S7, và các modul truyền thông. Cấp giám sát: Truyển thông theo chuẩn Profi-bus DP +Các thiết b ị : Máy tính giám sát, và modul truyền thông, phần mề m: WinCC, SIMATIC Manager... 3. Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống 3.1 2 máy tính giám sát 2 line: Vì yêu cầu trong nhà máy đòi hỏ i các máy tính công nghiệp phải có độ an toàn cao nên không thể dùng các máy tính thông thường. Siemen có đưa ra các máy tính PG/PC khác nhau, dưới đây là một ví dụ. Thông tin của máy được thể h iện rõ trong tài liệu đi kèm của nhà sản xuất. Ngoài ra máy tính để thực hiện giám sát được cần cài đặt phần mềm WinCC.
Dưới đây là một thông tin nhỏ về giao thức truyền dẫn Profi-bus DP để hỗ trợ cho việc chọn lựa giải pháp mạng.
Ngoài ra còn mộ t số thông tin khác có trong tài liệu đi kèm.
3.2 2 con Simantic S7-400 H, CPU 417-4H: Dòng S7-400 là mộ t dòng CPU cao cấp, thực hiện được một lượng lớn những công việc , và khả năng qu ản lý rất lớn các cổng I/O. Trong bài, nhóm chọn con CPU- 417-4H vì dòng này cho phép thực hiện được chức năng Redundacy, đảm b ảo khi một CPU gặp sự cố thì có CPU khác thay thế. Ngoài ra để thực hiện được kh ả năng giao tiếp giữa hai line sản xuât riêng nhau ta có thể dùng giao tiếp S7-Comunication được hỗ trợ trong dòng này. Vì thế ta cần gắn thêm trên S7-400, hai card mạng, được thể hiện trong phần cấu hình. Trong mỗi rack ta còn gắn thêm một bộ n guồn có khả năng Redundancy. Có tài liệu đi kèm.
Bên dưới là thông tin cấu hình:
3.3 2 con IM 135-2: là một loại module có khả năng hỗ trợ redundancy trong trạm S7-400
Hình bên dưới là cấu hình cho trạm:
3.4 10 con Simatic S7-200, CPU 215: Hình bên dưới là cấu hình 5 con S7-200 CPU215 vào đường truyề n Profi-bus:
3.5 Các trạm as-i: (Tài liệu đi kèm: AS-Interface_Systemhandbuch_System- Manual_2008-11_en_A5E01216655-02_3RK2703-3BB02- 1AA1.pdf) A . Master Hình bên dưới mô tả một con CP243-2 Master Module, module này đ ược cài vào S7-200. Tính toán số lượng I/O và ta lựa chọn được các module tương ứng để có thể đáp ứng yêu cầu đề bài.
Hình bên dưới hướng dẫn cách cài đặt module As-i vào S7-200 thông qua chức năng As-I Wizard. ( Thế nhưng yêu cầu phả i có S7-200 thật và module thật được nối vào máy tính có phần mền STEP 7- Micro/WIN) Vì không có module nên cũng không thể cấu hình được
B . slave trong mạng AS-i. B1. Module vào ra số: F90 module . để đảm bảo có 100 ngõ vào và 64 ngõ ra số ta dùng 16 module loại này trong loại 16 input ,2 bộ loại 4DI/DO 14 bộ, mã số của hai loại này là (3RG9002- 0DE00-16input, 3RG9002-0DA00-4DI/DO). B2. Module vào analog: K60 analog module, mã số sản phẩm ta dùng là 3RK1207-1BQ44- 0AA3- loại này có 4 ngõ vào analog, tín hiệu dòng, hình minh họa bên dưới. B 3. Bộ khởi động cho động cơ: Đây là bộ Ecofast motor starter dùng trong mạng AS-i cấp độ bảo vệ IP65 dùng cho loại động cơ 3 pha xoay chiều, công suất của động cơ mà ecofast hỗ trợ lên tới 5,5 Kw. Hình bên cạnh là ví dụ về cấu hình cho 2 động cơ trong mạng. như vậy theo yêu cầu của bài thì ta chọn 25 bộ này , mã sản phẩn cụ thể ta chọn là 3RK1323-2AS54-1AA3- là loại 0.3A- 9A(4kw), loại này có cảm biến nhiệt bảo vệ quá tả i .
4 Bộ đọc xung tốc độ cao: 3.6 Trong trạm này cần có thiết b ị đọc xung tốc độ cao của 4 sensor vì vậy mạng AS-i không đáp ứng được do đó ta gắn module vào mạng dp master và xung tốc độ cao được đưa về module đó . hình dưới thể hiện cách cài đặt c ủa module trong mạng. 3.7 Biến tần: Việc chọn lựa biến tần còn tùy thuộc vào công suất của độ ng cơ, và chế độ làm việc của động cơ. Ở đây vì không có công suất cụ thế nên nhóm chọn một loạ i biến tần khá mạnh: Ta dùng biến tần loại micromaster 440(MM440) trong các trạm cân động. là dòng biến tần mạnh mẽ nhất trong các dòng tiêu chuẩn. hình bên thể hiện các loại biến tần khác nhau thuộc dòng MM440.
1 Nguyên tắc hoạt độ ng của biến tần: Bộ chỉnh lưu biến đ iện xoay chièu thành đ iện một chiều, bộ n ghịch lưu có điều khiển biến điện một chiều thành xoay chiều với tần số khác nhau. 2 Một số thông số kỹ thuật: 200V đến 240V 1 AC ± 10% 0.12 ÷ 3kW 200V đến 240V 3 AC ± 10% 0.12 ÷ 45kW điện áp vào công suất 380V đến 480V 3 AC ± 10% 0.37 ÷ 7 5kW 200V đến 240V 1 AC ± 10% 0.75 ÷ 75kW tần số vào 47 đến 63hz t ần s ố r a 0 đến 650hz hệ số công suất 0.7 Dòng khởi động thấp hơn dòng dịnh mức khả năng quá tải Quá dòng 1,5Iđịnh mức trong 60 giây Quá dòng 2Idịnh mức trong 3 giây tần số điều chế xung 2 khz đến 16khz
3 Kết nối với plc: Kết nối qua cổng rs485, cổng com. Và dùng giao thức Uss 3.8 Load cell: Hình bên thể hiện cấu tạo của cảm biến khối lượng ta dùng cho các băng tải. tên sản phẩm: Compuscale III. Có ngõ ra từ 4-20mA, tần số đáp ứng 3khz, các tính năng khác. Module nhận tín hiệu từ load cell: Siwarex ms đọc tín hiệu từ cân, sau đó gửi tín hiệu dưới dạng số nguyên về plc xử lý. Siwarex ms thể hiện được khối lượng qua màn hình hiển thị, nó hoạt động nhờ phần mềm nạp vào nó từ máy tính. Hình bên dưới thể h iện việc đọc khối lượng:
3.9 Encoder: A. Encoder được dùng trong các trạ m cân động để theo dõi bang tải ta dùng loại encoder tương đố i vì băng tải chạy với tốc độ không cao do vậy ta chọn encoder của hãng rotalpuls có số xung trên 1 vòng là 360. Các đầu dây ra: