ĐO LƯỜNG và điều KHIỂN hệ THỐNG GIAO THÔNG đề tài điều khiển và giám sát hệ thống báo cháy sử dụng mạng truyền thông AS i

Lưu Hoàng Minh Trang|1 L ỜI MỞ ĐẦU Trong cuộc sống của chúng ta cũng như một hệ thống nhà xưởng, các nhà ga, các khu vực bảo trì,…luôn tồn tại những khu vực dễ cháy, nên việc lắp đặt hệ

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

H ỌC PHẦN: ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ

TH ỐNG GIAO THÔNG

Đề tài: Điều khiển và giám sát hệ thống báo cháy

s ử dụng mạng truyền thông AS-i

Gi ảng viên hướng dẫn: TS LƯU HOÀNG MINH Nhóm th ực hiện: 01

TP H ồ Chí Minh, 2022

L ỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 T ỔNG QUAN HỆ THỐNG 2

1.1 Đầu báo khói quang địa chỉ SIGA – PS 2

1.2 Nút ấn báo cháy trực tiếp SIGA – 271 3

1.2.1 Cấu tạo, chức năng và nhiệm vụ 3

1.2.2 Nguyên lý hoạt động 4

1.3 Chuông đèn báo cháy 4

1.3.1 Chuông báo cháy 323D – 10AW 4

1.3.2 Đèn báo cháy 5

1.3.3 Chuông đèn báo cháy kết hợp G1-HDVM 6

1.4 Truyền thông AS - Interface 8

1.4.1 PLC S7 – 1200 9

1.4.2 Master CM 1243 – 2 10

1.4.3 Salve 3RK1400-1BQ00-0AA3 10

1.4.4 Cáp truyền mạng AS – Interface 11

CHƯƠNG 2 C ẤU TRÚC VẬN HÀNH HỆ THỐNG 13

2.1 Sơ đồ ghép nối phần cứng của hệ thống 13

2.2 Lưu đồ thuật toán 14

2.3 Lưu đồ Grafect của hệ thống 15

2.3.1 Grafect I 15

2.3.2 Grafect II 16

2.4 Các biến đầu ra 16

2.5 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 17

K ẾT LUẬN 18

PH Ụ LỤC 19

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 22

Hình 1.1 Đầu báo khói quang địa chỉ SIGA – PS 2

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo nút ấn báo cháy trực tiếp 3

Hình 1.3 Nút ấn báo cháy trực tiếp 4

Hình 1.4 Chuông báo cháy 323D – 10AW 5

Hình 1.5 Đèn báo cháy 6

Hình 1.6 Biển báo lối thoát hiểm 6

Hình 1.7 Sơ đồ đấu nối hệ thống chuông đèn 7

Hình 1.8 Chuông đèn báo cháy kết hợp G1-HDVM 7

Hình 1.9 Sơ đồ kết nối mạng AS – Interface 8

Hình 1.10 Các dòng PLC S7 – 1200 9

Hình 1.11 CPU 1214C DC/DC/DC 9

Hình 1.12 Module truyền thông CM 1243 – 2 Master(3RK7243-2AA30-0XB0) 10

Hình 1.13 Salve 3RK1400-1BQ00-0AA3 11

Hình 1.14 Cáp truyền AS-i (3RX9012-0AA00) 12

Hình 2.1 Sơ đồ ghép nối hệ thống 13

Hình 2.2 Lưu đồ thuật toán của hệ thống 14

Hình 2.3 Lưu đồ Grafect I của hệ thống 15

Hình 2.4 Lưu đồ Grafect II của hệ thống 16

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật đầu báo cháy khói quang địa chỉ SIGA – PS 2

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật nút ấn báo cháy trực tiếp SIGI – 271 4

Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật chuông báo cháy 323D – 10AW 5

Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật chuông đèn báo cháy kết hợp G1 – HDVM 7

Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật 3RK7243-2AA30-0XB0 10

Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật 3RK1400-1BQ00-0AA3 11

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|1

L ỜI MỞ ĐẦU

Trong cuộc sống của chúng ta cũng như một hệ thống nhà xưởng, các nhà ga, các khu vực bảo trì,…luôn tồn tại những khu vực dễ cháy, nên việc lắp đặt hệ thống báo cháy có tầm quan trọng rất lớn trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất Nó giúp chúng

ta phát hiện nhanh chóng và chữa cháy kịp thời kỳ đầu của vụ cháy đem lại sự an toàn

ga,

Ngày nay, việc phòng cháy chữa cháy đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của nước ta cũng như là nhiều nước trên thế giới Nó trở thành nghĩa vụ của mỗi người dân Trên các phương tiện thông tin đại chúng luôn tuyên truyền giáo dục cho mỗi người dân ý thức phòng cháy chữa cháy, nhằm mục đích hạn chế những vụ cháy đáng tiếc xảy ra

tự động cũng từng bước được tự động hóa, nó giúp chúng ta phát hiện kịp thời về các

vụ cháy, có thông tin sớm nhất dể báo cho cơ quan chức năng kịp thời xử lý

sát hệ thống báo cháy sử dụng mạng AS-i”cho báo cáo đồ án môn học Do thời gian, kiến thức và sự hiểu biết còn hạn chế nên chắc chắn trong quá trình làm chúng em còn nhiều thiếu sót, nên mong quý thầy cô chân thành góp ý

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG

1.1 Đầu báo khói quang địa chỉ SIGA – PS

Đầu báo khói quang địa chỉ SIGA-PS được sản xuất và kiểm nghiệm theo tiêu

− Hoạt động dựa trên vi xử lý thông minh

− Tự động cập nhật địa chỉ khi có thay mới

− Đầu cảm biến thông minh loại trừ tối đa các trường hợp báo cháy giả

− Có tới 20 mức tiền cảnh báo

− Khả năng tự động nhận biết tình trạng: độ bẩn, độ nhậy

− Không cần lập trình lại khi thay thế, bảo trì

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật đầu báo cháy khói quang địa chỉ SIGA – PS

Alarm: 45 micro Ampe

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|3

1.2 Nút ấn báo cháy trực tiếp SIGA – 271

1.2.1 Cấu tạo, chức năng và nhiệm vụ

hoặc trường hợp các đầu báo cháy tại khu vực bị vô hiệu hóa Thiết bị này cho phép người sử dụng chủ động truyền thông tin báo cháy bằng cách nhấn hoặc kéo vào công tắc khẩn, báo động khẩn cấp cho mọi người đang hiện diện trong khu vực đó được biết

để có biện pháp xử lý hỏa hoạn và di chuyển ra khỏi khu vực nguy hiểm bằng các lối

− Nút ấn dạng ấn kính vỡ (break glass)

− Nút ấn dạng giật công tắc (pull station)

− Nút ấn dạng ấn và giữ ( push & hold )

Nút ấn báo cháy trực tiếp được lắp đặt tại các vị trí dễ quan sát như: Hành lang, cửa lối vào thang máy, thang bộ…

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|4

1.2.2 Nguyên lý hoạt động

công tắc ON – OFF ), một tín hiệu ngắn mạch mức cao nhất sẽ được tủ truyền về tủ trung tâm và từ đó phát tín hiệu cảnh báo

1.3 Chuông đèn báo cháy

1.3.1 Chuông báo cháy 323D – 10AW

Chuông báo cháy được lắp đặt tại phòng bảo vệ, các phòng có nhân viên trực

Khi xảy ra sự cố hỏa hoạn, chuông báo động sẽ phát tín hiệu báo động giúp cho nhân viên bảo vệ nhận biết và thông qua thiết bị theo dõi sự cố hỏa hoạn (bảng hiển thị

có trách nhiệm phòng cháy chữa cháy khắc phục sự cố hoặc có biện pháp xử lý thích hợp

độ âm thiết kế phải đủ lớn và có tính chất cảnh báo liên tục Chuông báo cháy 323D – 10AW được thiết kế để dùng trong các phòng nhỏ và vừa, nơi có ít tạp âm Vỏ hộp

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|5

Độ ẩm cho phép (tuân theo T/c DIN 40040): 0-100%

1.3.2 Đèn báo cháy

Có công dụng phát tín hiệu báo động, mỗi loại đèn có chức năng khác nhau và được lắp đặt ở tại các vị trí thích hợp để phát huy tối đa tính năng của thiết bị này Gồm có các loại đèn:

− Đèn báo cháy ( Corridor Lamp)

Được đặt bên trên công tắc khẩn của mỗi tầng Đèn báo cháy sẽ sáng lên mỗi khi công tắc khẩn hoạt động, đồng thời đây cũng là đèn báo khẩn cấp cho những người

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|6

được kích hoạt máy bơm chữa cháy

− Đèn chỉ lối thoát hiểm (Exit Light)

Được đặt gần các cầu thang của mỗi tầng lầu, để chỉ lối thoát hiểm trong trường

1.3.3 Chuông đèn báo cháy kết hợp G1-HDVM

− Tích hợp cả chuông và đèn báo cháy thiết bị

− Ánh sáng được tăng cường

− Các vân vỏ đèn làm ánh sáng được khuyếch tán đi xa

− Tiện lợi trong môi trường nhiều tạp âm, tín hiệu flash rõ ràng

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|7

− Để nhận dạng các tòa nhà, các lối ra vào giúp thoát hiểm trong trường hợp khẩn cấp

− Có thể dùng trong nhà hoặc ngoài nhà

− Vỏ đèn dùng bằng vật liệu poly cacbonat

− Có thể kiểm tra dây nhờ việc thay đổi cực của nguồn điện

Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật chuông đèn báo cháy kết hợp G1 – HDVM

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|8

1.4 Truyền thông AS - Interface

Giao tiếp ASI( Actuator Sensor Interface) hay giao tiếp actuator/sensor là kết quả phát triển hợp tác của 11 hãng sãn xuất các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành có

Như tên gọi của nó một phần kết nối các thiết bị cảm biến và chấp hành số với cấp điều khiển Từ một thực tế là hơn 80% cảm biến và cơ cấu chấp hành trong một hệ thống máy móc làm việc Logic, cho nên viêc kết nối mạng chúng trước phải đáp ứng được yêu cầu về đánh giá thành thấp như lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng đơn giản Vì thế, các tính năng kỹ thuật được đặt ra là:

− Khả năng đồng tải nguồn, tức là dữ liệu và dòng nuôi cho toàn bộ các cảm biến và một phần lớn các cơ cấu chấp hành được truyền tải trên cùng một cáp hai dây

− Phương pháp truyền phải thật bền vững trong môi trường công nghiệp nhưng không đòi hỏi cao về chất lượng đường truyền

− Cho phép thực hiện cấu trúc mạng đường truyền thẳng cũng như hình cây

− Các thành phần giao diện mạng có thể thực hiện với giá cả rất thấp

− Các bộ nối phải nhỏ gọn, đơn giản và giá cả hợp lý

đáng Đó chính là động lực cho việc kết hợp tác phát triển hệ bus mới AS-i Thế mạnh của AS-i là đơn giản trong thiết kế, lắp đặt và bảo dưỡng cũng như giá thành thấp, nhờ một phương pháp truyền thông đặc biệt cũng như một kỹ thuật điện cơ mới

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|9

1.4.1 PLC S7 – 1200

Bộ điều khiển logic khả trình ( PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt và sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự động Sự

Hình 1.11 CPU 1214C DC/DC/DC

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|10

1.4.2 Master CM 1243 – 2

SIEMENS sản xuất và phát triển với thương hiệu SIMATIC thuộc dòng S7-1200

(3RK7243-2AA30-0XB0)

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|11

Dòng điện ngõ ra :Max 200mA/1 output

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|12

đến 248 cảm biến/ chấp hành nhị phân( theo tiêu chuẩn V2.1 nối đến 62 trạm tớ) Vận tốc truyền 167kb/s với thời gian truy cập khoảng 5ms

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|13

CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC VẬN HÀNH HỆ THỐNG

2.1 Sơ đồ ghép nối phần cứng của hệ thống

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|14

2.2 Lưu đồ thuật toán

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|15

2.3 Lưu đồ Grafect của hệ thống

2.3.1 Grafect I

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|16

S = Den, S = Coi bao, S = Motor

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|17

2.5 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Khi có các hiện tượng gây ra cháy, cảm biến 1(Sen1) được tác động hoặc ta nhấn

không có cháy thì đèn báo cháy và đèn thoát hiểm tắt Ngược lại, nếu xảy ra cháy thì

động phun nước chữa cháy Sau khi đám cháy được dập tắt ta nhấn nút Stop để reset lại hệ thống

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|18

K ẾT LUẬN

Qua quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án “Điều khiển và giám sát hệ thống báo cháy sử dụng mạng AS-i” với những kết quả thu được như sau:

AS-i vào hệ thống báo cháy tự động Nắm được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các thông số kỹ thuật mỗi thành phần thiết bị trong hệ thống Ngoài ra đề tài cũng hoàn thiện việc mô phỏng hệ thống trên phần mềm TiaPortal và layout 3D các thiết bị trên phần mềm Inventor

Đề tài đã giải quyết được vấn đề thiết kế hệ thống báo cháy tự động cho các nhà

ga, xưởng sản xuất, xưởng bảo trì,… đáp ứng đầy đủ yêu cầu, tiêu chuẩn Bao gồm các công việc: thiết kế hệ thống các thiết bị phần cứng và thiết kế phần mềm điều khiển

Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới Thầy Lưu Hoàng

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|19

PH Ụ LỤC

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|20

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|21

GVHD: TS Lưu Hoàng Minh Trang|22

Network using PLC”

http://dx.doi.org/10.7837/kosomes.2014.20.3.318