Một giải pháp hiển thị liên tục mức chất lỏng trong bồn bể công nghiệp với WINCC doc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (291.62 KB, 5 trang )
Một giải pháp hiển thị liên tục mức
chất lỏng trong bồn bể công nghiệp
với WINCC
Bài viết đưa ra giải pháp kỹ thuật để thực hiện hiển thi liên tục mức chất lỏng trong bồn
bể công nghiệp trên màn hình điều khiển và giám sát mà không cần sử dụng cảm biến
mức chất lỏng với tín hiệu ra “Analog” 4-20mA.
Qua thực tế giảng dậy, nghiên cứu và công tác thiết kế, xây lắp các công trình công
nghiệp có sử dụng Hệ thống SCADA. Người viết bài nhận thấy:
- Các học viên ngành Tự động hóa thường rất bối rối trong học tập và làm luận án có liên
quan đến mô phỏng mức chất lỏng trong bồn bể trên màn hình điều khiển – giám sát khi
sử dụng S7 và WinCC;
- Các hệ thống bồn bể thực tế trong công nghiệp: khi cần giám sát liên tục mức chất lỏng
trong đó, thường được các nhà thiết kế sử dụng các cảm biến điện cực để đo mức chất
lỏng. Với những bồn bể công nghiệp có kích thước lớn và chất lỏng trong đó có tính hóa
lý cao thì việc sử dụng loại cảm biến này tương đối phức tạp trong lắp, kết nối, lập trình,
mô phỏng và độ bền sử dụng. Ngoài ra, giá thành lại cao, bảo dưỡng, bảo trì,… khó khăn.
Một trong những giải pháp kỹ thuật để khắc phục phần nào hai vấn đề trên là đo và hiển
thị mức chất lỏng trong bồn bể công nghiệp bằng phương pháp gián tiếp. Phương pháp
này dựa trên các yếu tố sau:
- Bất kỳ bồn bể công nghiệp chứa chất lỏng đều phải có cảm biến mức ở cận trên/dưới
(đầy-H; quá đầy-HH; cạn-L; quá cạn-LL) để tạo các tín hiệu: khởi động, dừng bình
thường, dừng khẩn cấp,… cho hệ thống các bơm hoặc van. Thông thường, các cảm biến
được dùng là loại đơn giản kiểu công tắc. Việc dùng bao nhiêu cảm biến mức nêu trên là
tùy theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể của từng hệ thống;
- Thời gian cho việc bơm đầy bồn bể (từ mức “L” đến mức “H”) và tháo cạn bồn bể theo
công suất bơm (lưu lượng) hoặc Van điện là hoàn toàn đo đếm được;
- PLC và WinCC có đủ các tính năng, thuộc tính cho người thiết kế sử dụng để lập trình
tạo các “Network” đáp ứng yêu cầu hiển thị liên tục mức chất lỏng dưới dạng số thập
phân và độ cao mảng màu trong cửa sổ hiển thị của bồn bể trên WinCC-Runtime.
Trong quá trình thiết kế hệ thống SCADA hiện nay, phổ biến là người thiết kế sử dụng
S7 và WinnCC của Siemens để thiết lập cấu hình, lập trình và mô phỏng. Với bồn bể
(Tanks) có thuộc tính động gán Tag để hiển thị thì trong “Library\PlantElements\Tanks”
của Siemens chỉ có 4 dạng như hình 1.
Hình 1: 4 Tanks có thuộc tính động để hiển thị mức chất lỏng
Dựa trên các yếu tố như đã nêu, hoàn toàn có thể lập trình, tạo “Tags” để thực hiện việc
hiển thị tức thời mức chất lỏng trong bồn bể theo cấu trúc như hình 2.
Hình 2: Sơ đồ khối thực hiện lập trình tạo Tag giám sát mức
chất lổng trong bồn bể
Trong đó:
- Tín hiệu kích hoạt, nên sử dụng các “Cờ” có liên quan đến Khởi động động cơ bơm
hoặc liên quan đến Mở van;
- Tín hiệu dừng, nên sử dụng các “Cờ” có liên quan đến sự đóng-cắt các cặp tiếp điểm
của cảm biến mức. Có thể tùy chọn các mức Cao (H), quá Cao (HH), Thấp (L) hoặc quá
Thấp (LL) theo từng yêu cầu cụ thể thực tế;
- Khối tạo xung đếm lên (Up) và khối tạo xung đếm xuống (Down) được tạo ra trong
chương trình Điều khiển – Giám sát của PLC. Chu kỳ xung được tính trong quá trình lập
trình dựa trên thể tích bồn bể, lưu lượng chất lỏng được đưa vào và đưa ra bồn hoặc bể.
Sau đó, phải hiệu chỉnh trong thực tế. Để tạo ra các mạch tạo xung đếm lên và đếm
xuống, cần sử dụng các “Timer” có sẵn trong LAD/STL/FBD -… của SIMATIC
Manager;
Các “Network” thể hiện kích hoạt, dừng và tạo Cờ xung đếm Lên/Xuống được ví dụ như
hình 3.
Hình 3: “Network” tạo Cờ xung đếm Up/Down
- Khối đếm Lên/Xuống (Up/Down) được tạo ra bằng cách sử dụng các “Counter” có sẵn
trong LAD/STL/FBD -… của SIMATIC Manager. “Network” của khối này như hình 4.
Hình 4: “Network” đếm Up/Down
Sau khi lập trình xong, tiến hành mô phỏng bởi S7-PLCSIM-… để kiểm tra sự hiển thị
mức chất lỏng bằng số thập phân trên các C và độ chính xác của việc tính sơ bộ chu kỳ
xung đếm Lên/Xuống.
Việc thiết kế mô hình, tạo và gán “ Tags” cho các đối tượng đã có nhiều tài liệu mô tả chi
tiết nên không cần đề câp ở bài viết này. Chỉ lưu ý, cần phải gán “Tags” cho cả I/O Field
và bồn bể đã chọn để việc hiển thị được sinh động (cả số thập phân và mực chất lỏng
Lên/Xuống trên cửa sổ bồn bể).
Việc dùng giải pháp nêu trên rất thích hợp trong thực tế và học tập, nghiên cứu với chỉ
một Laptop. Hình ảnh sinh động và độ chính xác tương đối cao của việc hiển thị liên tục
mức chất lỏng trong bồn bể công nghiệp được minh họa bởi hình ảnh của trang WinCC-
Runtime cho một dây chuyền sản xuất công nghiệp-Hình 5.
Hình 5: Hiển thị mức chất lỏng trong bồn bể BC, BL và BGN
