DATN THIẾT kế hệ THỐNG điều KHIỂN cửa đập NHÀ máy THỦY điện tự ĐỘNG

MỤC LỤCCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI21.1 Đặt vấn đề.21.2 Lý do chọn đề tài.21.3 Phạm vi của đề tài.31.4 Phương Pháp nghiên cứu.3CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT42.1 Tổng quan về PLC S7 120042.1.1. Bảng tín hiệu52.1.2. Module tín hiệu.62.1.3. Sơ đồ đấu dây PLC CPU 1214 C DCDCDC.62.1.4. Chức năng62.1.5. Cấu trúc72.1.6. Ngôn ngữ lập trình và các tập lệnh cơ bản của PLC S7120082.1.7. Nguyên lý hoạt động92.1.8. Đèn tín hiệu9CHƯƠNG3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ103.1 tính toán và chọn thiết bị.103.1.1 Các thông số cơ bản của đập.1103.1.2 Tính toán lưu lượng nước, chọn động cơ đầu, đầu ra và cảm biến áp suất.103.1.3 Phương trình động cho phép chi phối sự biến đổi chiều cao mực chất lỏng143.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống.153.3 Sơ đồ khối , lưu đồ thuật toán.163.3.1 Sơ đồ khối.163.2.2 lưu đồ thuật toán173.4 Phân công đầu vào, đầu ra.203.5 Thiết kế giao diện Wincc.20CHƯƠNG 4 LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG214.1 chương trình chính214.2 Chương trình thực tế.224.2.1 Các tab chương trình thực tế.224.2.2 Chương trình chính thực tế.244.3 Chương trình mô phỏng.264.3.1 Các tab chương trình mô phỏng.264.3.2 chương trình mô phỏng.274.4 Mô phỏng Wincc.30CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.335.1 ưu nhược điểm của đề tài.335.1.1 Ưu điểm.335.1.2 Nhược điểm.335.2 Những điều đã đạt được của đề tài.335.3 Hướng phát triển.33

L Ê Q U A N G T HỊ N H * T HI Ế T K Ế H Ệ T H Ố N G ĐI Ề U K HI Ể N BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC DUY TÂN  LÊ QUANG THỊNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỬA ĐẬP NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG ĐÀ NẴNG: NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC DUY TÂN  LÊ QUANG THỊNH – 2321158406 LỚP: K23 EDT1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỬA ĐẬP NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG GVHD: Ths LÊ PHƯỢNG QUYÊN ĐÀ NẴNG: NĂM 2021 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên LỜI CAM ĐOAN Tôi Lê Quang Thịnh xin cam đoan đồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thân hướng dẫn Thạc sỹ Lê Phượng Quyên Các số liệu, kết công bố đồ án tốt nghiệp trung thực chưa cơng bố kỳ cơng trình khác Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2021 Tác giả Đồ án ký ghi rõ họ tên Lê Quang Thịnh SVTH:Lê Quang Thịnh Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế hệ thống điều khiển cửa đập nhà máy thủy điện tự động Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài (sĩ số nhóm……): Lê Quang Thịnh MSSV: 2321158406 Lớp: Mục tiêu đề tài : - Tìm hiểu cơng nghệ đóng xả đập tự động - Xây dựng thuật toán điều khiển - Xây dựng mơ hình kiểm chứng hệ thống Nội dung nhiệm vụ : - Tìm hiểu hệ thống xả đập thủy điện thực tế - Nêu ưu nhược điểm hệ thống - Phân tích trạng thực tế - Xây dựng thuật tốn điều khiển -Lập trình xây mơ hình hệ thống mo kiểm chứng Kết tối thiểu phải có: 1) Trình bày tóm lượt hệ thống xả đập nhà máy thủy điện thực tế 2) Xây dựng thuật toán điều khiển (chứng minh) 3) Xây dựng giao diện giám sát điều khiển từ xa 4) Kiểm chứng thuật tốn thơng qua mơ hình thu nhỏ Ngày giao đề tài: 20./08/2021 Ngày nộp báo cáo: 26/08./2021 Đà Nẵng, ngày … tháng … năm ……… Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Lê Quang Thịnh Lê Phượng Quyên SVTH:Lê Quang Thịnh Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: ………………………………… Họ tên SV: ……Lê Quang Thịnh………………………… MSSV:…2321158406……Lớp:……K23 EDT1……… Tuần Nội dung hướng dẫn Từ:26/08/21 Đến:31/08/21 - Tìm hiểu nguyên tắc xả đập Từ: 01/09/21 Đến:14/09/21 -Tính tốn thơng số đập -Tìm hiểu yếu tố tác động Từ:15/09/21 Đến:30/09/21 Từ:01/10/21 Đến14/10/21 Từ:15/10/21 Đến31/10/21 Từ01/11/21 Đến 16/11/21 Tình hình sinh viên thực Ghi Hồn thành thủy điện cụ thể - Viết chương tổng quan Hồn thành tới đập -Tìm hiểu PLC lập trình Hồn thành -Tiếp tục tìm hiểu PLC mơ Hồn thành win cc -tiếp tục mơ win cc Hồn thành Hồn thành chương cịn lại Hồn thành SVTH:Lê Quang Thịnh Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn biết ơn sâu sắc đến Cô Lê Phượng Quyên Giảng viên hướng dẫn em thực đề tài Cơ tận tình bảo, giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án người giúp em đưa ý tưởng, kiểm tra phù hợp đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể thầy cô trường Đại học Duy Tân giảng dạy tạo điều kiện cho em trình học tập nghiên cứu trường Mặc dù cố gắng hoàn thành đề tài phạm vi khả Tuy nhiên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận cảm thơng tận tình bảo qúy thầy tồn thể bạn Em xin chân thành cảm ơn! SVTH:Lê Quang Thịnh Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên TÓM TẮT ĐỒ ÁN giảng viên hướng dẫn : Th.s Lê Phượng Quyên Sinh viên thực : Lê Quang Thịnh Mã số sinh viên : 2321158406 Lớp : Điện tự động_EDT1_K23 ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỬA ĐẬP NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TỰ ĐỘNG Các nhiệm vụ đề báo cáo đồ án tốt nghiệp: • Nghiên cứu tổng quan đề tài • Phân tích u cầu đề tài • Thiết kế tổng quan chi tiết hệ thống • Triển khai hồn thành mơ hình hệ thống kiểm nghiệm Bố cục báo cáo: Bao gồm phần Mở đầu, Nội dung, Kết luận, Tài liệu tham khảo Phần nội dung: gồm phần • Chương 1: đặt vấn đề, lý chọn đề tài, tổng quan đề tài • Chương 2: Cơ sở lý thuyết : Tổng quan PLC phần mền liên quan • Chương 3: Tính tốn thiết kế : Tính toán lưu lượng nước vào nguyên tắc hoạt động hệ thống • Chương 4: Lập trình mơ phỏng: lập trình PLC cho hệ thống mơ thử nghiệm Wincc • Chương 5: Kết luận chung đồ án tốt nghiệp, nêu ưu nhược điểm đề tài hướng phát triển SVTH:Lê Quang Thịnh Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên MỤC LỤC SVTH:Lê Quang Thịnh Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên CÁC KÝ HIỆU: F P N µ W D h H r R : Lưu lượng nước () : Công suất động (KW) : Tốc độ động (m/s) : Hệ số ma sát : Tổng khối lượng tải phụ tải ( ) : Đường kính động cơ( m) : Là thể tích chất lỏng chiếm chỗ hồ : Là khối lượng riêng chất lỏng chứa hồ.(kg/) : Chiều cao mức nước.(m) : Chiều cao đập.(m) : Bán kính đáy hồ.(m) : Bán kính mức nước hồ.(m) : Bán kính mức nước cao hồ.(m) SVTH:Lê Quang Thịnh Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên Tab đầu SVTH:Lê Quang Thịnh 39 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Qun 4.2.2 Chương trình thực tế SVTH:Lê Quang Thịnh 40 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Lê Quang Thịnh GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên 41 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Qun Chương trình chuyển đổi tín hiệu cảm biến áp suất SVTH:Lê Quang Thịnh 42 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Qun 4.3 Chương trình mơ 4.3.1 Các tab chương trình mơ SVTH:Lê Quang Thịnh 43 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên 4.3.2 chương trình mơ - Bộ đếm mơ mức nước - Mô chế độ tay SVTH:Lê Quang Thịnh 44 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Lê Quang Thịnh GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên 45 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp - GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên Mô chế độ tự động SVTH:Lê Quang Thịnh 46 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Lê Quang Thịnh GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên 47 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Lê Quang Thịnh GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên 48 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên 4.4 Mô Wincc - chế độ tự động cửa xả luôn mở, van vào mở mức nước 75% - van vào đóng mức nước 75 % SVTH:Lê Quang Thịnh 49 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên - Van xả mở 1/3 mức nước 80% - Van xả mở 2/3 mức nước 85 % SVTH:Lê Quang Thịnh 50 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp - GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên Van xả mở hết mức nước 90 % SVTH:Lê Quang Thịnh 51 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 ưu nhược điểm đề tài 5.1.1 Ưu điểm - Có thể linh động chế độ tay tự động Hệ thống hoạt động liên tục không cần can thiệp - người Tự động xả nước theo quy định pháp luật Có linh động việc điều khiển chế độ Có nút khẩn cấp gặp cố 5.1.2 Nhược điểm - Kết mơ khác nhiều với thực tế lượng mưa - mà nắng thay đổi lớn so với lí thuyết Chưa tối ưu việc điều tiết lượng nước xuống thấp 5.2 Những điều đạt đề tài Sau tháng nghiên cứu, thiết kế thi công “Thiết kế hệ thống điều khiển cửa đập nhà máy thủy điện tự động” Em thực thành công đề tài thực phần lớn mục tiêu đề tài: - tìm hiểu hiểu nguyên lý hoạt động phương pháp để xây dựng hệ thống điều khiển cửa đập nhà máy thủy điện tự động - Hồn thành tính tốn thiết kế hệ thống điều khiên đập PLC giúp cơng việc đóng mở cửa dễ dàng, tối ưu an toàn 5.3 Hướng phát triển Phát triển thêm thuật toán giúp tối ưu lượng nước xả vào mùa khô Điều tiết lượng xác hợp lí lượng nước xả vào mùa mưa nhằm giảm thiểu tối đa tượng lũ chồng lũ Tối ưu hóa code đóng mở nhằm hạn chế số lần đóng mở cách tối đa SVTH:Lê Quang Thịnh 52 Lớp:K23EDT1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:Ths.Lê Phượng Quyên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://vi.wikipedia.org/wiki/Thủy_điện_Cửa_Đạt [2] https://tailieu.vn/ky-thuat-cong-nghe/tu-dong-hoa/ ( Chương 3: Tính chọn cơng suất động truyền động cho cầu trục) [3] Sách sở hệ thống điều khiển q trình (TS Hồng Minh Sơn) [4]https://mbn.edu.vn/sach-vui/sach-giao-trinh-tai-lieu-lap-trinhplc-s7-1200-siemens-tieng-viet-pdf/1394/ [5]https://support.industry.siemens.com/cs/mdm/91696622? c=60466503307&dl=it&lc=en-VN [6] Điều 18 Nghị định 33/2017/NĐ-CP (hành vi vi phạm quy định không đảm bảo thời gian xả nước hàng ngày mùa cạn theo quy định quy trình vận hành liên hồ chứa) SVTH:Lê Quang Thịnh 53 Lớp:K23EDT1 ... đóng / mở cửa đập thủy điện Từ kiếm thức học nhu cầu cấp thiết nên em chọn đề tài : “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỬA ĐẬP NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TỰ ĐỘNG” Hình 1 Cửa đập truyền thống cửa đập tự động SVTH:Lê... sản xuất điện nước bao gồm : nhà máy thủy điện Sơn La, thủy điện Hịa Bình, thủy điện Lai Châu, thủy điện Yaly, thủy điện Huội Quảng, thủy điện Trị An, thủy điện Hàm Thuận – Đa Mi, thủy điện Tuy13ên... cứu có tính thực tiễn em chọn đề tài ? ?thiết kế hệ thống điều khiển cửa đập nhà máy thủy điện tự động? ?? để giải quết vấn đề điều tiết lượng nước đập thủy điện. qua đề tài em mong muốn góp phần sức