THIẾT kế điều KHIỂN và GIÁM sát PHÂN tán hệ THỐNG xử LÝ nước THẢI đa bể CHỨA sử DỤNG PLC s7 1200 và WINCC

Họ tên sinh viên: Phan Thanh Vương TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHÂN TÁN CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐA BỂ CHỨA SỬ DỤNG CÁC PLC S7-1200 VÀ WINCC 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHÂN TÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐA BỂ CHỨA SỬ DỤNG PLC S7-1200 VÀ WINCC Người hướng dẫn: TS Phạm Thanh Phong Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Vương Nguyễn Văn Thơm Mã sinh viên: 1811505520264 1811505520252 Lớp: 18TDH2 Đà Nẵng, 5/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHÂN TÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐA BỂ CHỨA SỬ DỤNG PLC S7-1200 VÀ WINCC Người hướng dẫn: TS Phạm Thanh Phong Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Vương Nguyễn Văn Thơm Mã sinh viên: 1811505520264 1811505520252 Lớp: 18TDH2 Đà Nẵng, 5/2022 Nhận xét của người hướng dẫn Nhận xét của người phản biện TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế điều khiển giám sát phân tán hệ thống xử lý nước thải đa bể chứa sử dụng các PLC S7-1200 Wincc Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Vương Nguyễn Văn Thơm Mã SV: 1811505520264 Lớp: 18TDH2 1811505520252 Lớp: 18TDH2 Nội dung tóm tắt của đồ án: Giải quyết được hai toán thiết kế điều khiển giám sát phân tán hệ thống xử lý nước thải đa bể chứa sử dụng PLC S7-1200 Bài toán thứ hai xây dựng được mô hình mô phỏng lại phương pháp mình đã đề Thiết kế hệ thống đa bể chứa điều khiển phân tán bởi mỗi PLC điều khiển mỗi bể PLC trung tâm điều khiển cả hệ thống gồm bể thu gom, bể điều hòa, bể hiếu khí, bể lắng, bể khử trùng, bể chứa bùn + Bể thu gom: nhiệm vụ chứa loại bỏ cặn rác có nước thải, phao có nhiệm vụ điều khiển động chuyển nước điều hòa + Bể điều hòa: hóa chất pac polimer cùng với máy khuấy có nhiệm vụ hòa tan các tạp chất, cảm biến oxy đo nồng độ oxi có nước để điều khiển động thổi khí + Bể hiếu khí: máy khuấy chìm động thổi khí nhiệm vụ làm cho quá trình hòa tan hóa chất với nước với tốc độ nhanh + Bể lắng: máy gạt bùn chuyển bùn được động bơm bùn bơm bùn bể chứa bùn + Bể khử trùng: nước từ bể lắng đưa qua bể khử trùng được bỏ thêm hóa chất NaOH H2SO4 để dung hòa PH có nước để đưa môi trường + Bể chứa bùn: máy nén bùn có nhiệm vụ nén lượng bùn đất có bể để đưa xử lý Lượng nước dư có bể sẽ được động hồi lưu đưa lại bể thu gom Xây dựng mô hình mô phỏng gồm bể điều hòa bể thu gom, mỗi bể được điều khiển bởi một PLC S7-1200 khu vực một PLC S7-1200 trung tâm điều khiển cả hệ thống Cả hệ thống được xây dựng Tia Portal V15.1 được điểu khiển thông qua giao diện Wincc Advanced TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CỢNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Ts Phạm Thanh Phong Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Vương Nguyễn Văn Thơm Mã SV: 1811505520264 Mã SV: 1811505520252 Tên đề tài: Thiết kế điều khiển giám sát phân tán cho hệ thống xử lý nước thải đa bể chứa sử dụng các PLC S7 1200 WinCC Các số liệu, tài liệu ban đầu: Tài liệu: Môn TH mạng truyền thông công nghiệp & hệ SCADA Số liệu: Dựa theo bộ quy chuẩn Việt Nam QCVN nước thải Nội dung đồ án: Gờm nội dung chính : Khảo sát các hệ thống xử lý nước thải đa bể chứa thực tế Đưa các chức chức chính của hệ thống Xây dựng mô hình hệ thống Quy trình công nghệ, thuật toán, bảng phân công đầu vào-ra Thiết kế, điều khiển từng bể của hệ thống PLC S7-1200 Thiết kế bộ điều khiển trung tâm cho tồn hệ thớng Xây dựng giám sát WINCC Báo cáo thuyết minh đề tài Các sản phẩm dự kiến Mô hình hệ thống đa bể chứa gồm bể Chương trình PLC Giao diện giám sát điểu khiển WinCC Báo cáo đề tài Ngày giao đồ án: 21/02/2022 Ngày nộp đồ án: 30/05/2022 Đà Nẵng, ngày Trưởng Bộ môn tháng năm 20… Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Ngành Điện-Điện tử một ngành quan trọng mang tính quan trọng mang tính quyết định cho phát triển của một quốc gia Từ thiết bị thô sơ, lạc hậu ngày đầu, đến ngành Điện- Điện tử ở Việt Nam đã có bước tiến, bước phát triển vượt bậc với các hệ thống sở hạ tầng, công nghệ đại Tự động hóa được xem huyết mạch của kinh tế, phát triển ngành Điện – Điện tử tiền đề cho các ngành kinh tế khác phát triển Ngày nay, hệ thống điều khiển, giám sát tự động không còn quá xa lạ với Nó được đời từ rất sớm nhằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu cuộc sống của người Vì vậy, điều khiển tự động đã trở thành một ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu ứng dụng điện-điện tử thực tiễn lao động sản xuất của người Góp phần phát triển kinh tế-xã hội Đặc biệt lĩnh vực sản xuất, việc ứng dụng PLC vào hệ thống xử lý nước thải các khu công nghiệp thực đã mang lại hiệu quả quá trình sử dụng Một biện pháp tích cực để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước thiên nhiên tránh không bị ô nhiễm bởi các chất thải hoạt động của người gây đó mô hình xử lý nước thải Vì thế, nhằm tạo điều kiện tốt nhất để có thể tiếp xúc, làm quen với các thiết bị tự động vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế Xuất phát từ các vấn đề cùng với việc thực nhiệm vụ học tập tại nhà trường, nhóm em đã tìm hiểu công nghệ tự động hóa cho hệ thống xử lý nước thải Từ đó nhóm em đã chọn đề tài: “Thiết kế điều khiển giám sát phân tán hệ thống xử lý nước thải đa bể chứa sử dụng PLC S7-1200 WINCC” Trong quá trình thực đề tài, nhóm chúng em ngồi cớ gắng tìm hiểu học hỏi còn nhận được hướng dẫn tận tình từ thầy TS Phạm Thanh Phong một số thầy cô giáo giảng dạy Khoa Điện-Điện tử của Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng để hồn thành đờ án Trong quá trình thực đề tài còn nhiều sai sót hi vọng quý thầy cô thông cảm Chúng em chân thành cảm ơn quý thầy cô i LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài:” Thiết kế điều khiển giám sát phân tán hệ thống xử lý nước thải đa bể chứa sử dụng PLC S7-1200 WINCC” được tiến hành một cách minh bạch, công khai Mọi thứ được dựa cố gắng tìm hiều của bản thân hướng dẫn tận tình từ thầy Phạm Thanh Phong Các kết quả được đưa đồ án trung thực phần có sử dụng tài liệu kham thảo đồ án có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Nếu phát trung thực, minh bạch quá trình sử dụng thông tin kết quả đồ án thì em chịu hoàn toàn trách nhiệm Sinh viên thực Phan Thanh Vương ii Nguyễn Văn Thơm MỤC LỤC Nhận xét của người hướng dẫn Nhận xét của người phản biện Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ .vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT x Trang MỞ ĐẦU Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT HỆ THÔNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN NAY .3 1.1 Tổng quan giới thiệu về hệ thống xử lý nước thải 1.1.1 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 1.1.2 Nhà máy xử lý nước thải công nghiệp 1.1.3 Nhà máy xử lý nước thải nông nghiệp 1.1.4 Nhà máy xử lý nước rỉ rác 1.2 Vấn đề ô nhiễm xử lý nước thải toàn cầu 10 1.2.1 Hiện trạng xử lý nước thải toàn cầu 10 1.2.2 Tiêu chuẩn nước sau xử lý 10 1.2.3 Cách xử lý nước thải quốc gia 11 1.3 Một số khảo sát thực tế hệ thống xử lý nước thải 12 1.3.1 Các hệ thống điều khiển phân tán phổ biến 12 1.4 Lựa chọn phương án thiết kế đề tài 14 1.4.1 Phương án điều khiển tập trung với PLC 14 1.4.2 Phương án điều khiển phân tán với nhiều PLC .15 1.4.3 So sánh lựa chọn phương án thiết kế đề tài 18 1.5 Các chức chính của hệ thống 19 1.5.1 Quy trình công nghệ 19 iii Chương trình miền nhớ bơm: Phụ lục Phụ lục Phụ lục ❖ Chương trình bơm phao: Phụ lục Phụ lục Phụ lục ❖ Chương trình mô phỏng tín hiệu oxi Phụ lục ❖ Chương trình của PLC tớ hiển thị đếm ngược từng bể Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục ❖ Chương trình PLC tớ đếm thời gian đếm ngược của các cấu chấp hành ❖ Chương trình PLC tớ đọc tín hiệu của oxi Phụ lục ❖ Chương trình PLC tớ khối tín hiệu mô phỏng //"DB_TH_DAU_VAO".START := TRUE; "DB_TH_DAU_VAO".DH_PHAO := TRUE; "DB_TH_DAU_VAO".DH_Bom1_CHAY := TRUE; "DB_TH_DAU_VAO".DH_Bom2_CHAY := TRUE; "DB_TH_DAU_VAO".DH_Khuay_CHAY := TRUE; "DB_TH_DAU_VAO".DH_PAC_Bom1_CHAY := TRUE; "DB_TH_DAU_VAO".DH_PAC_Bom2_CHAY := TRUE; "DB_TH_DAU_VAO".DH_POLI_Bom1_CHAY := TRUE; Phụ lục "DB_TH_DAU_VAO".DH_POLI_Bom2_CHAY := TRUE;// ❖ Chương trình PLC tớ khối tín hiệu đọc liệu của đầu vào "DB_TH_DAU_VAO".START := "START"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_PHAO := "DH_PHAO"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_Bom1_CHAY := "DH_Bom1_CHAY"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_Bom1_LOI := "DH_Bom1_LOI"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_Bom2_CHAY := "DH_Bom2_CHAY"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_Bom2_LOI := "DH_Bom2_LOI"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_Khuay_CHAY := "DH_Khuay_CHAY"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_Khuay_LOI := "DH_Khuay_LOI"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_PAC_Bom1_CHAY := "DH_PAC_Bom1_CHAY"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_PAC_Bom1_LOI := "DH_PAC_Bom1_LOI"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_PAC_Bom2_CHAY := "DH_PAC_Bom2_CHAY"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_PAC_Bom2_LOI := "DH_PAC_Bom2_LOI"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_POLI_Bom1_CHAY := "DH_POLI_Bom1_CHAY"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_POLI_Bom1_LOI := "DH_POLI_Bom1_LOI"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_POLI_Bom2_CHAY := "DH_POLI_Bom2_CHAY"; "DB_TH_DAU_VAO".DH_POLI_Bom2_LOI := "DH_POLI_Bom2_LOI"; Phụ lục Phụ lục ... NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHÂN TÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐA BỂ CHỨA SỬ DỤNG PLC S7- 1200 VÀ WINCC Người hướng... Thanh Phong Thiết kế điều khiển giám sát phân tán cho hệ thống xử lý nước thải đa bể chứa sử dụng PLC S7- 1200 Wincc Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT HỆ THÔNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN... Phong Thiết kế điều khiển giám sát phân tán cho hệ thống xử lý nước thải đa bể chứa sử dụng PLC S7- 1200 Wincc Các công trình xử lý sinh học điều kiện nhân tạo gồm có: + Bể