LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập với sự cố gắng nỗ lực của bản thân và sự giảng dạy giúp đỡ tận tình của thầy cô, cũng như nhà trường đã giúp em hoàn thành đồ án thiết kế hệ thống cung cấp nước cho tò.
` LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập với cố gắng nỗ lực thân giảng dạy giúp đỡ tận tình thầy cơ, nhà trường giúp em hoàn thành đồ án thiết kế hệ thống cung cấp nước cho tòa nhà chung cư Em xin kính gửi q thầy Trường Đại học Sài Gòn, ngành điện Kỹ thuật điện lời cảm ơn chân thành nhất, thầy cô ân cần tận tình giảng dạy cho em sinh viên lớp DDE1182 suốt năm học vừa qua, thầy cô trang bị cho em nhiều kiến thức, kỹ chuyên ngành điện Đặc biệt em xin cảm ơn chân thành Thầy Trương Tấn trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo, tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành đồ án Trong trình thực đồ án tốt nghiệp, hạn chế kiến thức kỹ thực tế nên đồ án cịn nhiều thiếu sót Em kính mong Thầy, Cơ bạn bè có ý kiến đóng góp quý báu để kiến thức lĩnh vực hoàn thiện Sau cùng, em xin kính chúc q Thầy, Cơ Khoa Điện Tử Viễn Thông thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh tốt đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Em xin chân thành cảm ơn! ` MỤC LỤC TRANG BÌA PHỤ i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH ẢNH vi MỞ ĐẦU ix Chương I: Tổng quan PLC S7-1200 hệ thống cung cấp nước cho tòa nhà chung cư .1 Tổng quan hệ thống cấp nước cho tòa nhà chung cư Tổng quan PLC S7-1200 .2 2.1 Khái niệm PLC 2.2 Khái niệm chung PLC S7-1200 3 Phần mềm STEP Professional 3.1 Chức phần mềm STEP Professional 3.2 Ngơn ngữ lập trình 3.3 Một số lệnh PLC Chương II: Thiết kế thi cơng mơ hình cấp nước cho tịa nhà chung cư Cấu trúc phần cứng mơ hình thực tế 1.1 Cấu trúc phần cứng .9 1.2 Sơ đồ mạch động lực mạch điều khiển 10 1.3 Lưu đồ thuật toán chế độ tự động tay 12 Mơ hình thực tế 13 Các thiết bị sử dụng hệ thống 13 3.1 Động bơm 365 12VDC lưu lượng lít / phút .13 3.2 Cảm Biến Mực Chất Lỏng Không Tiếp Xúc 14 3.3 Công tắc phao cảm biến mực nước 15 3.4 Rơ le trung gian 15 3.5 Nguồn tổ ong 24V-5A 16 3.6 Mô đun giảm áp LM2596 17 3.7 Nút nhấn đèn báo 17 3.8 Công tắc xoay .18 3.9 Nẹp điện 18 3.10 Nhựa mica 18 ` Chương III: Mô hệ thống cấp nước cho tòa nhà chung cư WinCC .19 Tổng quan WinCC .19 1.1 Giới thiệu WinCC 19 1.2 Thiết kế giao diện HMI WinCC RT Advance 19 Thiết kế chương trình mơ WinCC .24 2.1 Bảng điều khiển .25 2.2 Cài đặt, gán địa cho bơm cảm biến 29 2.3 Cài đặt, gán địa hiển thị mực nước .30 Vận hành hệ thống cấp nước cho tòa nhà chung cư mô 31 Chương IV: Kết luận .32 Kết luận .32 Hướng phát triển đề tài 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO .33 ` DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT PLC: Programmable Logic Control CPU: Bộ Xử Lý Trung Tâm LAD: Ladder Logic WinCC RT: WinCC Runtime STL: Statement list FBD: unction block diagram ` DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Sơ đồ hệ thống cấp nước tòa nhà cao tầng gián tiếp ……………………………… Hình Các phận CPU S7-1200…………………………………………………….3 Hình Sơ đồ tổng thể hệ thống cấp nước tự động cho tòa nhà chung cư ………………9 Hình Sơ đồ mạch động lực………………………………………………………………10 Hình Sơ đồ mạch điều khiển………………………………………………………….…11 Hình Lưu đồ giải thuật hệ thống cấp nước cho tòa nhà chung cư……………………12 Hình Mơ hình thực tế hệ thống cấp nước tịa nhà chung cư …………………………… 13 Hình Bơm ly tâm…………………………………………………………………………13 Hình Cảm Biến Mực Chất Lỏng Khơng Tiếp Xúc……………………………………14 Hình 10 Cơng tắc phao cảm biến mực nước ……………………………………………… 15 Hình 11 Rơ le trung gian…………………………………………………………………… 15 Hình 12 Nguồn tổ ong 24V-5A……………………………………………………………17 Hình 13 Module giảm áp LM2596……………………………………………………… 17 Hình 14 Nút nhấn đèn báo ……………………………………………………………… 17 Hình 15 Cơng tắc xoay…………………………………………………………………… 18 Hình 16 Nẹp điện 25x25 …………………………………………………………………… 18 ` Hình 17 Nhựa mica………………………………………………………………………… 18 Hình 18 Biểu tượng Tia Portal V16……………………………………………………….19 Hình 19 Tạo dự án mới, nhập tên tạo dự án…………………………………………….20 Hình 20 Cấu hình thiết bị………………………………………………………………… 20 Hình 21 Chọn mã CPU muốn lập trình…………………………………………………… 21 Hình 22 Giao diện làm việc TIA V16 ………………………………………… 21 Hình 23 Thêm WinCC RT Advance………………………………………………………22 Hình 24 Giao diện kết nối cấu hình WinCC ……………………………………………… 22 Hình 25 Kết nối cấu hình WinCC (1) hình WinCC (2) …………………………………………………….23 Hình 26 Kết nối cấu …………………………………………………….23 Hình 27 Giao diện thiết kế WinCC ……………………………………………………….24 Hình 28 Mơ phịng hệ thống cung cấp nước cho tịa nhà chung cư……………………24 Hình 29 Bảng điều khiển………………………………………………………………… 25 Hình 30 Cài đặt, gán địa cơng tắc gạt khởi động mơ (1) ……………… 26 Hình 31 Cài đặt, gán địa công tắc gạt khởi động mơ (2) …………………26 ` Hình 32 Cài đặt, gán địa công tắc gạt khởi động mơ (3) …………………27 Hình 33 Cài đặt, gán địa nút nhấn khởi động (1) địa nút nhấn khởi động (2) địa nút nhấn khởi động (3) cho bơm (1) cho bơm (2) ……………………………….27 Hình 34 Cài đặt, gán ……………………………….28 Hình 35 Cài đặt, gán ……………………………….28 Hình 36 Cài đặt, gán địa ……………………………………………….29 Hình 37 Cài đặt, gán địa ……………………………………………….29 Hình 38 Cài đặt, gán địa hiển thị mực nước (1) ……………………………………… 30 Hình 39 Cài đặt, gán địa hiển thị mực nước (2) ……………………………………… 30 ` NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… SỐ ĐIỂM KÝ TÊN ` MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước ngày phát triển, song song với việc ứng dụng khoa học tiến vào hoặt động sản xuất Việc tự động hóa lĩnh vực sản xuất sử dụng rộng rải qua thuật ngữ giám sát dần hình thành Việc giám sát hoạt động hệ thống thực hiên phương tiện máy móc kỹ thuật mới, giảm bớt lại công việc vủa người Trong giám sát mạng điện yêu cầu cần đặt Vậy nên thay ln phải có người túc trực đóng cắt máy bơm nước cho tịa nhà, cơng trình Chúng ta ứng dụng PLC vào cơng việc này, vừa giúp tiết kiệm thời gian, tiền bạc lâu dài Mục tiêu đề tài Tạo công cụ giám sát, điều khiển hệ thống bơm nước tự động để sử dụng đem lại hiệu cao Áp dụng cho tịa nhà, khu đơng dân cư cần cung cấp nước liên tục giúp cho việc giám sát vận hành hệ thống bơm nước dễ dàng Nội dung đề tài Khi có yêu cầu vận hành, PLC kiểm tra mức nước bể chưa Nếu bể chứa có lượng nước thấp mức cảm biến máy bơm nước bật bơm mức nước bể đạt đến mức cảm biến máy bơm ngừng.Các van đóng mở tay phịng trường hợp sảy cố làm giảm giá thành đề tài Như tịa nhà có bể chứa nước riêng, người dùng lo lắng nước gần hết máy bơm tự động bơm nước vào Để tìm hiểu nghiên cứu vấn đề trên, em lựa chọn thực nghiên cứu đề tài báo cáo mình: “THIẾT KỆ HỆ THỐNG CUNG CẤP NƯỚC TỰ ĐỘNG CHO TÒA NHÀ CHUNG CƯ” Nội dung đề tài bao gồm phần sau: - Chương I: Tổng quan PLC S7-1200 hệ thống cung cấp nước cho - tòa nhà chung cư Chương II: Thiết kế thi cơng mơ hình cấp nước cho tịa nhà chung cư Chương III: Mô hệ thống cấp nước cho tòa nhà WinCC Chương IV: Kết luận ` Chương I: Tổng quan PLC S7-1200 hệ thống cung cấp nước cho tòa nhà chung cư Tổng quan hệ thống cấp nước cho tòa nhà chung cư Hệ thống cấp nước tòa nhà chung cư cao tầng hệ thống bể chứa, đường ống, thiết bị van cơng nghiệp (bao gồm nhóm van bảo vệ – van chức đóng/mở, điều tiết) thiết kế để lưu trữ nguồn nước, cung cấp, phân phối đến hộ tòa nhà chung cư cao tầng Một hệ thống cấp nước tòa nhà tiêu chuẩn phải đảm bảo cung cấp nước đến hộ, thiết bị cấp nước đặn, ổn định Các hệ thống cấp nước tòa nhà chung cư cao tầng thường áp dụng hỗn hợp hai phương thức cấp nước: Cấp nước trực tiếp cấp nước gián tiếp - Hệ thống cấp nước trực tiếp: hệ thống sử dụng trực tiếp nước cấp từ hệ thống cấp nước khu vực Khi áp suất nước đường ống mạng lưới cấp nước khu vực đủ mạnh theo đường ống đến thiết bị sử dụng nước hộ Tuy tiết kiệm chi phí vận hành cho tịa nhà - hiệu suất kém, mức độ ổn định, cân thấp Hệ thống cấp nước gián tiếp: hệ thống có bể chứa Nước từ mạng lưới cấp nước khu vực cấp vào bể chứa Hệ thống máy bơm, đường ống, loại van khóa nước, van điều tiết, van bảo vệ cấp đến téc trữ nước tầng mái Van khóa nước van cổng, van bướm, van bi,…; van bảo vệ gồm van an toàn, van giảm áp, van xả khí,… Tiếp theo hệ thống ống phụ, van dẫn nước từ téc phân chia đến hộ Bên cạnh đó, hệ thống PCCC tòa nhà chung cư sử dụng nguồn nước từ bể chứa Hình Sơ đồ hệ thống cấp nước tòa nhà cao tầng gián tiếp Chương III: Mơ hệ thống cấp nước cho tịa nhà chung cư WinCC Tổng quan WinCC 1.1 Giới thiệu WinCC WinCC (Windows Control Center) phần mềm hãng Siemens dùng để giám sát, điều khiển thu thập liệu q trình sản xuất Nói rỏ hơn, WinCC chương trình dùng để thiết kế giao diện Người Máy – HMI (Human Machine Interface) hệ thống Scada (Supervisory Control And Data Acquisition), với chức thu thập số liệu, giám sát điều khiển trình sản xuất Với WinCC, người dùng trao đổi liệu với PLC nhiều hãng khác như: Siemens, Mitsubishi, Allen braddly, Omron, thông qua cổng COM với chuẩn RS232 PC chuẩn RS485 PLC 1.2 Thiết kế giao diện HMI WinCC RT Advance 1.2.1 Tạo dự án Bước 1: Từ hình desktop nhấn đúp chọn biểu tượng Tia Portal v16 Hình 18 Biểu tượng Tia Portal V16 Bước 2: Click chuột vào Create new project để tạo dự án nhập tên dự án vào Project name sau nhấn create Hình 19 Tạo dự án mới, nhập tên tạo dự án Bước 3: Chọn configure a device Hình 20 Cấu hình thiết bị Bước 5: Chọn add new device Controller SIMATIC S7-1200 CPU chọn CPU 1214DC/DC/DC Chọn mã CPU version mong muốn Add Hình 21 Chọn mã CPU muốn lập trình Sau nhấn Add để thêm CPU, giao diện làm việc hình Hình 22 Giao diện làm việc TIA V16 1.2.2 Thiết lập kết nối Wincc RT advanced pc-systems Bước 1: Đầu tiên, cửa sổ làm việc chính, ta chọn add new device chọn vào mục PC systems SIMATIC HMI application WinCC RT Advanced Add Hình 23 Thêm WinCC RT Advance Hình 24 Giao diện kết nối cấu hình WinCC Bước 2: Chọn Communications module PROFINET/Ethernet IE general Hình 25 Kết nối cấu hình WinCC (1) Bước 3: Chọn Network view sau nhấn giữ chuột vào vng màu xanh bên PLC_1 kéo qua ô vuông màu xanh bên CP IE Tương tự chọn connections thao tác tương tự, lúc hình có dạng Hình 26 Kết nối cấu hình WinCC (2) 1.2.3 Lập trình mơ WINCC RT Advanced Sau thực kết nối thành công PC-system WinCC RT Advanced, ta thấy hình dự án xuất PC-system_1 ( SIMATIC PC station) ta nhấn chọn HMI_RT_1(WinCC RT Advanced) Screens Add new screens Màn hình làm việc lúc xuất hình: Hình 27 Giao diện thiết kế WinCC Thiết kế chương trình mơ WinCC Hình 28 Mơ phịng hệ thống cung cấp nước cho tòa nhà chung cư 2.1 Bảng điều khiển Hình 29 Bảng điều khiển - Các nút nhấn START, STOP khởi động, dừng lại chế độ tự động - Các nút 200ml, 160ml, 80ml nút nhấn tạo mực nước để mô - Công tắc gạt SIMULATIOM, AUTO/SIMU bắt đầu mô phỏng, chuyển chế độ tự động sang chế độ tay - Các công tắc gạt BOM_1, BOM_2, VAN XA khởi động bơm 1, bơm van xả 2.1.1 Cài đặt, gán địa cho công tắc gạt Các bước cài đặt, gán địa công tắc gạt khởi động mô thực sau - Bước 1: Chọn Switch cần cài đặt, gán địa ô Element công cụ Chọn General Chọn Tag IBW_SIMULATION Hình 30 Cài đặt, gán địa cơng tắc gạt khởi động mô (1) - Bước 2: Chọn Event Switch ON mục Add function chọn SetBit mục Tag(Input/Output) chọn Tag IBW_SIMULATION Hình 31 Cài đặt, gán địa công tắc gạt khởi động mô (2) - Bước 3: Ở mục Switch OFF mục Add function chọn ResetBit mục Tag(Input/Output) chọn Tag IBW_SIMULATION Hình 32 Cài đặt, gán địa cơng tắc gạt khởi động mô (3) Tương tự công tắc gạt AUTO/SIMU, BOM_1, BOM_2, VAN XA làm tương tự 2.1.2 Cài đặt, gán địa cho nút nhấn Các bước cài đặt, gán địa nút nhấn khởi động thực sau: - Bước 1: Chọn Button cần cài đặt, gán địa Element cơng cụ Hình 33 Cài đặt, gán địa nút nhấn khởi động (1) - Bước 2: Chọn Event Press mục Add function chọn SetBit mục Tag(Input/Output) chọn Tag IBW_START Hình 34 Cài đặt, gán địa nút nhấn khởi động (2) - Bước 3: Chọn Event Release mục Add function chọn ResetBit mục Tag(Input/Output) chọn Tag IBW_START Hình 35 Cài đặt, gán địa nút nhấn khởi động (3) Tương tự nút nhấn STAR, STOP, RESET, 200ml, 160ml, 100ml làm tương tự 2.2 Cài đặt, gán địa cho bơm cảm biến Để cài đặt, gán địa cho bơm ta thực sau: - Bước 1: Chọn Symbol library ô Element công cụ Chọn Properties General Categories Pumps Chọn hình dáng bơm muốn hiển thị hình Hình 36 Cài đặt, gán địa cho bơm (1) - Bước 2: Chọn Animations Display Appearance Chọn Tag QW_BOM_1 Hình 37 Cài đặt, gán địa cho bơm (2) Tương tự bơm lại cảm biến ta thực 2.3 Cài đặt, gán địa hiển thị mực nước Để cài đặt, gán địa hiển thị mực nước bồn ta thực sau: - Bước 1: Chọn Bar ô Element công cụ Hình 38 Cài đặt, gán địa hiển thị mực nước (1) - Bước 2: Chọn General mục Process tag chọc Tag DB_DATA_Hien_thi_bon_1 Hình 39 Cài đặt, gán địa hiển thị mực nước (2) Để cài đặt, gán địa hiển thị mực nước bồn ta làm tương tự bồn Vận hành hệ thống cấp nước cho tịa nhà chung cư mơ Ở chế độ Auto: - Khi nhấn START hai bơm cấp nước từ bồn lên bồn mực nước bồn chạm cảm biến 2, lúc bơm dừng bơm tiếp tục bơm nước đầy bồn bơm dừng - Trong trình bơm kết hợp với van xả nước cung cấp cho tòa nhà, mực nước bồn cảm biến lúc bơm vs bơm hoạt động để bơm nước lên bồn mức nước cảm biến bơm dừng, trình lặp lại liên tục - Khi muốn dừng mô hệ thống, ta cần nhấn nút STOP - Các mức nước 100ml, 160ml, 200ml dùng để cài đặt mực nước bồn bắt đầu mô phỏng, không cài đặt hệ thống khơng hoạt động - Trong trình hoạt động hệ thống gặp lỗi dừng, lúc nhấn nút RESET để khởi động lại hệ thống Ở chế độ tay: - Khi chuyển sang chế độ tay, ta có nút gạt BOM_1, BOM_2, VAN_XA mô cho trình hoạt động bơm 1, bơm van xả Chương IV: Kết luận Kết luận Qua trình làm đồ án em đạt kết như: - Tìm hiểu thiết bị tự động hóa thực tế Tìm hiểu công nghệ hệ thống cung cấp nước Tiến hành lựa chọn thiết bị điều khiển PLC S7 – 1200 thiết bị điều khiển - khác nhằm đảm bảo kỹ thuật kinh tế Xây dựng lưu đồ thuật tốn điều khiền tự động mơ hình hệ thống cung cấp nước Từ viết chương trình điều khiển S7 – 1200, đáp ứng công - nghệ đề Thiết kế giao diện giám sát WinCC để giám sát trình hoạt động hệ thống Hướng phát triển đề tài - Lắp thêm cịi báo động cho hệ thống có cố xảy - Thực toán khác mơ hình thực nghiệm TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS.NGND Trần Hiếu Nhuệ (2012) Cấp thoát nước, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Trần Văn Hiếu (2011) Tự động hóa PLC S7-1200 với Tia Portal, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Đỗ Việt Dũng (Chủ biên), Đồn Huỳnh Cơng Sơn, Nguuyễn Hồng Hoanh, Phạm Quang Huy (2019), Lập trình giám sát mạng truyền thông công nghiệp SCADA , NXB Thanh Niên http://cosin.vn/tin-tuc/tong-quan-ve-plc/nid/31.html https://chuyennganhdien.com/baiviet/267-Gi%E1%BB%9Bi-thi%E1%BB %87uchung-v%E1%BB%81-PLC-S7-1200 https://123doc.org/document/3054157-giao-trinh-plc-co-ban-nghe-dien-tucongnghiep-trinh-do-trung-cap-tong-cuc-day-nghe.htm http://www.tpnewtech.com/tin-cong-nghe-plc/gioi-thieu-plc-s7-1200/361/458 ... nhà chung cư cao tầng thường áp dụng hỗn hợp hai phương thức cấp nước: Cấp nước trực tiếp cấp nước gián tiếp - Hệ thống cấp nước trực tiếp: hệ thống sử dụng trực tiếp nước cấp từ hệ thống cấp nước. .. CẤP NƯỚC TỰ ĐỘNG CHO TÒA NHÀ CHUNG CƯ” Nội dung đề tài bao gồm phần sau: - Chương I: Tổng quan PLC S7- 1200 hệ thống cung cấp nước cho - tòa nhà chung cư Chương II: Thiết kế thi cơng mơ hình cấp. .. nguồn nước, cung cấp, phân phối đến hộ tòa nhà chung cư cao tầng Một hệ thống cấp nước tòa nhà tiêu chuẩn phải đảm bảo cung cấp nước đến hộ, thiết bị cấp nước đặn, ổn định Các hệ thống cấp nước