ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG BMS GIÁM SÁT VÀ VẬN HÀNH BIẾN TẦN LS IG5A ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG BMS GIÁM SÁT VÀ VẬN HÀNH BIẾN TẦN LS IG5A ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA GVHD: TS Lê Trọng Nghĩa SVTH: Nguyễn Đình Văn MSSV: 18142415 SVTH: Nguyễn Thị Cẩm Tú MSSV: 18142414 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử Khóa: 2018 TP.Hồ Chí Minh, 08 tháng 07 năm 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên Sinh viên: Nguyễn Đình Văn MSSV: 18142415 Họ tên Sinh viên: Nguyễn Thị Cẩm Tú MSSV: 18142214 Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện Tử Ngành: Giáo viên hướng dẫn: TS Lê Trọng Nghĩa Ngày nhận đề tài: 24/02/2022 Ngày nộp đề tài: 08/07/2022 Tên đề tài: Ứng dụng BMS giám sát vận hành Biến tần LS IG5A điều khiển động không đồng ba pha Nhiệm vụ nội dung:  Giới thiệu tổng quan hệ thống quản lý tòa nhà BMS thiết bị sử dụng mơ hình  Thiết kế phần cứng mơ hình  Thiết kế giao diện giám sát vận hành từ phần mềm Control BMS Software Website  Vận hành hệ thống BMS giám sát điều khiển biến tần  Đánh giá kết thu Sản phẩm: Mơ hình BMS giám sát điều khiển biến tần điều khiển động KĐB ba pha + Website Tp HCM, ngày tháng… năm 2022 Giáo viên hướng dẫn Tp HCM, ngày… tháng… năm 2022 Chủ nhiệm mơn i CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Nguyễn Đình Văn MSSV: 18142415 Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Cẩm Tú MSSV: 18142414 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử Tên đề tài: Ứng dụng BMS giám sát vận hành Biến tần LS IG5A điều khiển động không đồng ba pha Họ tên Giáo viên hướng dẫn: TS Lê Trọng Nghĩa NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm số: ( Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giảng viên hướng dẫn TS Lê Trọng Nghĩa ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Nguyễn Đình Văn MSSV: 18142415 Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Cẩm Tú MSSV: 18142414 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử Tên đề tài: Ứng dụng BMS giám sát vận hành Biến tần LS IG5A điều khiển động không đồng ba pha Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Câu hỏi phản biện: Điểm số: .( Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 iii Giảng viên phản biện ( Ký ghi rõ họ tên) iv LỜI CẢM ƠN Để hoàn tất thực thành công đồ án tốt nghiệp này, nhóm em xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô khoa Điện – Điện tử quý thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh tận tình dạy dỗ truyền đạt kiến thức quý giá tiếp nguồn động lực cho chúng em suốt thời gian thực đề tài: “Ứng dụng BMS giám sát vận hành động KĐB ba pha qua biến tần LS IG5A” Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Lê Trọng Nghĩa cơng ty PNTech hướng dẫn tận tình, góp ý nhóm gặp vướng mắt việc thực mơ hình BMS Bên cạnh đó, nhóm em xin cảm ơn đến gia đình tạo điều kiện cho chúng em học tập môi trường đại học cảm ơn bạn nhóm hỗ trợ kiến thức đóng góp ý kiến cho nhóm Mặc dù nhóm em đạt mục tiêu đề thời gian kiến thức hạn chế nên nhóm khơng tránh khỏi thiếu sót Sự đánh giá quý thầy cô bạn hội để nhóm mở rộng hồn thiện tốt đề tài Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! v LỜI CAM ĐOAN Nhóm em xin cam đoan đề tài: “Ứng dụng BMS giám sát vận hành động KĐB pha qua biến tần LS IG5A” nhóm phát triển, xây dựng thực hướng dẫn Thầy TS Lê Trọng Nghĩa, khơng có chép từ đề tài khác, nhóm xin hồn tồn chịu trách nhiệm có vấn đề xảy TP Hồ Chí Minh,ngày… tháng…năm 2022 Nhóm sinh viên Nguyễn Đình Văn Nguyễn Thị Cẩm Tú vi TĨM TẮT Đề tài phân tích tổng quan hệ thống BMS, biến tần LS IG5A, động KĐB ba pha thiết bị sử dụng mơ hình như: thiết bị điều khiển trung tâm BCU, điều khiển trực tiếp số DDC-C46 Đề tài ứng dụng hệ thống BMS giám sát, điều khiển biến tần LS IG5A thơng qua giao diện nhóm thiết kế phần mềm Control BMS Software Website Bên cạnh đó, nhóm sử dụng trung tâm sở liệu FIREBASE GOOGLE đồng liệu thiết bị điều khiển BMS với Từ đó, đề tài nhóm phát triển giám sát điều khiển Website tự thiết kế phần mềm Visual Studio Code Quy trình thực xây dựng hệ thống giám sát, vận hành biến tần LS IG5A để điều khiển động KĐB pha giao diện Website, Control BMS Software Đồ án gồm chương với nội dung sau:  Chương 1: Mở đầu  Chương 2: Cơ sở lý thuyết  Chương 3: Thiết kế giao diện giám sát vận hành biến tần LS IG5A phần mềm Control BMS Software Website  Chương 4: Vận hành hệ thống – Kết  Chương 5: Kết luận vii MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN v LỜI CAM ĐOAN vi TÓM TẮT vii MỤC LỤC viii DANH MỤC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH xiii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan cơng trình nước nước 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.7 Nội dung đề tài viii CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan hệ thống BMS[3] 2.2 Lợi ích mang lại từ BMS[4] 2.3 Phân cấp hệ thống quản lý điều khiển hệ thống BMS[3] 2.4 Xu hướng phát triển BMS việc giám sát điều khiển biến tần từ xa9 2.5 Giới thiệu thiết bị sử dụng mô hình BMS 10 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT VÀ VẬN HÀNH BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRÊN CONTROL BMS SOFTWARE VÀ WEBSITE 22 3.1 Sơ đồ khối hệ thống BMS giám sát vận hành biến tần 22 3.2 Sơ đồ nguyên lý kết nối thiết bị 23 23 3.3 Sơ đồ kết nối thiết bị 25 3.4 Thiết kế phần cứng 26 3.5 Thiết kế phần mềm 29 3.6 Thiết kế giao diện giám sát điều khiển biến tần phần mềm Control BMS Software 35 3.7 Thiết kế giao diện cấu hình phần mềm Control BMS Software 44 3.8 Thiết kế giao diện Website cập nhật lên hosting để giám sát điều khiển biến tần thông qua mạng Internet 65 3.9 Thiết kế giao diện Website 85 ix Giao diện giám sát điều khiển Hình 4.7 Hình Giao diện giám sát vận hành Bước 4: Vận hành biến tần  Cài đặt tần số: Chọn vào “Set Frequency” giao diện nhập tần số ấn “Save Changes”  Cài đặt thời gian tăng tốc, giảm tốc: Tương tự cài đặt tần số, chọn “Acceleration Time” “Deceleration Time” để cài đặt thời gian  Cài chế độ: Chọn “Mode” để cài đặt phương thức vận hành cho biến tần theo kiểu trực tiếp qua tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ, độ ẩm AMT1001 Nhập “1” để chọn chế độ trực tiếp “2” chọn chế độ điều kiện  Điều khiển chạy/dừng động cơ: Chọn “RUN/STOP” để cài đặt kiểu vận hành cho động Nhập “2” để động chạy thuận, “4” để động chạy nghịch “0” để động dừng hoạt động  Khi động vận hành, thơng số giám sát như: điện áp, dịng điện, cơng suất,… thị theo thời gian thực 100 4.3 Giám sát vận hành hệ thống Web Online 4.3.1 Quy trình truy cập hệ thống Web Hình Quy trình truy cập hệ thống Website 101 Giải thích lưu đồ: Người dùng thao tác Website để gửi tín hiệu điều khiển xuống lưu trữ Firebase BCU nhận xử lý tín hiệu từ Firebase đưa xuống DDC Bộ DDC có nhiệm vụ điều khiển biến tần thông qua lệnh chạy dừng, thiết lập thơng số 4.3.2 Trình tự truy cập Web Bước 1: Truy cập vào trình duyệt nhập địa http://van1911.freevnn.com để truy cập vào trang chủ hệ thống Bước 2:  Khi truy cập vào trang Web có hai lựa chọn: Sign up (đăng ký mới) Login (đã có tài khoản) Vì lý bảo mật thông tin nên tất thông số ẩn chưa có tài khoản đăng nhập Hình Giao diện truy cập vào trang Web 102  Tạo tài khoản mới: Nhấn vào Sign up để mở giao diện trang đăng ký tài khoản gồm tên, địa email, tài khoản mật Hình 10 Thủ tục tạo tài khoản Hình 11 Đăng nhập tài khoản vào trang Web 103  Sau đăng nhập thành công, trang chủ hiển thị thông số giám sát theo thời gian thực phần cài đặt tần số, thời gian tăng tốc, giảm tốc điều khiển động chạy dừng Hình 12 Giao diện đăng nhập tài khoản thành cơng Trang Web cịn hỗ trợ có tab phụ như:  Lịch sử: Ghi nhận thời gian tài khoản đăng nhập đăng xuất truy cập trang Web  Giới thiệu: Tổng quan BMS, mơ hình thơng tin liên lạc, hỗ trợ Kết thúc phiên đăng nhập cách nhấn Sign out 104 4.3.3 Quy trình vận hành hệ thống Web Bước 1: Sau đăng nhập thành công, vào TRANG CHỦ để truy cập giao diện giám sát điều khiển Web Bước 2: Ở phần CONTROL PANEL cho phép người dùng cài đặt tần số, thời gian tăng tốc, giảm tốc vào ô thiết kế sẵn nút nhấn chạy thuận, chạy nghịch, dừng vận hàng nút lựa chọn chế độ để thay đổi kiểu vận hành tay tự động Hình 13 Giao diện giám sát vận hành trang Web Bước 3: Cài đặt thông số điều khiển biến tần Bước mục 4.1 Chú ý: Nút “Select Auto” chuyển đổi hai chế độ vận hành cho biến tần 105 4.4 Đánh giá Giám sát điều khiển biến tần LS IG5A Control BMS Software  Ưu điểm: Nhìn chung, nhóm giám sát điều khiển đầy đủ thông số hệ thống Hệ thống thực thi yêu cầu người vận hành  Nhược điểm: Giao diện thiết kế chưa có tính thẩm mỹ Thời gian tốc độ phản hồi chưa tối ưu đế mức hiệu Giám sát điều khiển biến tần LS IG5A Website  Ưu điểm: Giao diện trực quan dễ quan sát, thuận tiện để người dùng thao tác điều khiển biến tần Dữ liệu cập nhật xác FIREBASE Website Các thơng số phân tích thể thông qua đồ thị để dễ dàng theo dõi Người dùng giám sát điều khiển hệ thống đâu, miễn có Internet  Nhược điểm: Thời gian đáp ứng điều khiển thiết bị bị gián đoạn Sau nghiên cứu đồ án thực thành công chức hệ thống, nhóm cần cải thiện vấn đề thời gian đáp ứng thiết bị với Vì thời gian khơng cho phép nên nhóm chưa kết nối hệ thống khác tòa nhà như: PCCC, chiếu sáng, v.v 106 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Đề tài “Ứng dụng hệ thống BMS giám sát điều khiển biến tần LS IG5A điều khiển động KĐB ba pha” nhóm nghiên cứu vấn đề sau đây:  Trình bày sơ đồ kết nối thiết bị BCU, DDC, biến tần, động cơ,…  Thiết kế thi công tủ điện  Giám sát điều khiển hệ thống thông qua Control BMS Software Website Nhóm xây dựng thành cơng hệ thống Website để giúp người dùng thuận tiện vận hành hệ thống đâu có Internet Website cịn hỗ trợ đồ thị trực quan giúp người dùng dễ dàng phân tích đánh giá tình trang hệ thống Về bản, nhóm hồn thành mục tiêu đề Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành Thầy Lê Trọng Nghĩa Thầy Cô Khoa Điện – điện tử Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, công ty cổ phần PNTech hỗ trợ nhóm em bổ sung thêm kỹ năng, kiến thức mẻ giúp nhóm em hồn thành đồ án tốt nghiệp 5.2 Hướng phát triển đề tài Hướng phát triển đề tài nhóm sau:  Kết hợp với hệ thống khác tòa nhà, tạo nên đa dạng hóa cho việc giám sát điều khiển  Phát triển mơ hình điện thoại MOBILE APP 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Hữu Nghĩa, “Ứng dụng BMS giám sát máy phát điện KOHLER”, 2021 [2] http://www.tesca-angola.com/media/830215/desigo-cc.pdf [3] Building Management System - Hệ thống quản lý tòa nhà, lý thuyết điều khiển đại cương áp dụng thi cơng thực tế [4] TS.Vũ Trung Hịa, Tủ sách khoa học công nghệ xây dựng, “Hướng dẫn thiết kế hệ thống quản lý tòa nhà”, trang [5] http://vietindev.com/he-thong-quan-ly-toa-nha-bid46.html [6] BCU, PNTech Controls [7] DDC – C46, PNTech Controls [8] LS – Starvert – iG5A – Manual [9] Tạp chí khoa học công nghệ hàng hải số 62 – 04/2020, trang 37 [10] Hướng dẫn sử dụng điều khiển DDC – PNTech Controls [11] Hướng dẫn sử dụng phần mềm Control BMS Software – PNTech Controls 108 PHỤ LỤC Thiết bị cấp trường – Động KĐB ba pha Teco Hình PL Động KĐB ba pha Teco Hình PL Nhãn động Thơng số động  cực, công suất động 1.5kW, tần số 50Hz, tốc độ 1400 RPM  Tiêu chuẩn: IEC 60034+60072 115 Thiết bị cấp trường – Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm AMT1001 Hình PL Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm AMT1001 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm AMT1001 sử dụng để đo độ ẩm nhiệt độ, liệu xuất dạng Analog (điện áp) Thông số kỹ thuật Bảng PL Model Nguồn cấp Tín hiệu độ ẩm đầu Cảm biến độ ẩm Cảm biến nhiệt độ Phạm vi hoạt động Độ ẩm tuyệt đối Độ nhạy Độ ẩm trễ Sự ổn định lâu dài Thời gian phản hồi Khả trao đổi AMT1001 4.45 ~ 5.25 VDC 0.6 ~ 2.7 VDC Polymer resistor Thermistor NTC 10K 20 – 90%RH; nhiệt độ – 500C ±5%RH 1%RH; nhiệt độ ±10C ±1%RH ±1%RH/năm 10s (trung bình) Có thể trao đổi Bảng PL Thơng số kỹ thuật cảm biến AMT1001 116 Sơ đồ chân cảm biến nhiệt độ, độ ẩm AMT1001 Hình PL Hình PL Sơ đồ chân cảm biến nhiệt độ, độ ẩm AMT1001 Bảng PL Ngõ vào/ra đa chức Ngõ MO MG 24 P1 P2 CM P3 P4 P5 CM P6 P7 P8 VR V1 I AM 3A 3B 3C S+ S- Mô tả Đầu thu mở đa chức Chân MO chung Ngõ 24V FX: Chạy thuận Ngõ vào MF (cài đặt gốc) RX: Chạy ngược tín hiệu đầu vào chung BX: Dừng khẩn cấp Ngõ vào MF RST: Reset trip (cài đặt gốc) JOG: chế độ JOG Tín hiệu đầu vào chung Tần số thấp đa bậc Ngõ vào MF Tần số trung đa bậc (cài đặt gốc) Tần số cao đa bậc Nguồn điện 10V cho chiết áp Tín điện áp vào cài đặt tần số: -0 ~ 10V Tín dịng điện vào cài đặt tần số: ~ 20mA Tín hiệu đầu tương tự đa chức năng: ~ 10V Đầu tiếp xúc A Ngõ relay đa chức Đầu tiếp xúc B Chân chung A/B Ngõ giao tiếp RS485 117 Bảng PL Khung truyền liệu Mục Phương thức giao tiếp Hình thức truyền Bộ chuyển đổi Số thiết bị điều khiển Khoảng cách truyền Lắp đặt Nguồn cấp Tốc độ truyền Thủ tục điều khiển Hệ thống giao tiếp Hệ thống ký tự Độ dài stop bit Sum check Parity check Thông số kỹ thuật RS485 Bus method, Multi drop Link System Bộ chuyển đổi RS232/485 Tối đa 31 Tối đa 1,200m (Khuyến nghị 700m) Sử dụng ngõ S+,S- biến tần Sử dụng nguồn từ nguồn biến tần 19200/9600/4800/2400/1200 bps Asynchronous communication system Half duplex ASCII (8 bit) Modbus-RTU: bit LS Bus: bit byte Không Bảng địa ghi BCU Địa 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 61 63 65 67 69 71 73 75 Bảng PL Bảng địa ghi BCU BẢNG ĐỊA CHỈ THANH GHI TRÊN BCU Tên ghi Loại ghi Real UI01 value Input Register Real UI02 value Input Register Real UI03 value Input Register Real UI04 value Input Register Real UI05 value Input Register Real UI06 value Input Register Real UI07 value Input Register Real UI08 value Input Register Real UI09 value Input Register Real UI10 value Input Register Real UI11 value Input Register Real UI12 value Input Register Calculate 01 value Input Register Calculate 02 value Input Register Calculate 03 value Input Register Calculate 04 value Input Register Calculate 05 value Input Register Calculate 06 value Input Register Calculate 07 value Input Register Calculate 08 value Input Register Kiểu liệu Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float Float 118 77 79 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 98 107 108 109 110 111 112 113 114 347 348 350 359 360 362 347 348 350 371 372 383 384 395 396 407 408 Calculate 09 value Calculate 10 value DO 01 Status DO 02 Status DO 03 Status DO 04 Status DO 05 Status DO 06 Status AO 01 value AO 02 value AO 03 value AO 04 value Modbus_UI_08 MB_DO_01 MB_DO_02 MB_DO_03 MB_DO_04 MB_DO_05 MB_DO_06 MB_DO_07 MB_DO_08 Override Enable DO 01 Override Value DO 01 Set point DO 01 Override Enable DO 02 Override Value DO 02 Set point DO 02 Override Enable DO 01 Override Value DO 01 Set point DO 01 Override Enable DO 03 Override Value DO 03 Override Enable DO 04 Override Value DO 04 Override Enable DO 05 Override Value DO 05 Override Enable DO 06 Override Value DO 06 Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Input Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Holding Register Float Float INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT INT Float INT INT Float INT INT Float INT INT INT INT INT INT INT INT 119 419 420 Override Enable MB DO 01 Override Value MB DO 01 Holding Register Holding Register INT INT 120 ... GIÁM SÁT VÀ VẬN HÀNH BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRÊN CONTROL BMS SOFTWARE VÀ WEBSITE 3.1 Sơ đồ khối hệ thống BMS giám sát vận hành biến tần Hình Sơ đồ khối hệ thống BMS giám sát điều khiểm biến. .. TS Lê Trọng Nghĩa Ngày nhận đề tài: 24/02/2022 Ngày nộp đề tài: 08/07/2022 Tên đề tài: Ứng dụng BMS giám sát vận hành Biến tần LS IG5A điều khiển động không đồng ba pha Nhiệm vụ nội dung:  Giới... Điện – Điện tử Tên đề tài: Ứng dụng BMS giám sát vận hành Biến tần LS IG5A điều khiển động không đồng ba pha Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực