Điều khiển và giám sát hệ thống bơm nước cho nhà cao tầng sử dụng WinCC

Có cả báo cáo và code lập trình sẵn các bạn cứ vào và tải về thôi :) Điều khiển và giám sát hệ thống bơm nước cho nhà cao tầng sử dụng WinCC Hệ thống bơm nước cho nhà cao tầng Hệ thống cấp nước cho nhà cao tầng Báo cáo bơm nước cho nhà cao tầng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề tài : ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG BƠM NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG SỬ DỤNG PLC 1200 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS.Lê Thị Thu Huyền SINH VIÊN THỰC HIỆN : PREAP SENMARDY LỚP : TỰ ĐỘNG HÓA K18A Thái Nguyên, Ngày tháng năm 2023 LỜI NĨI ĐẦU Nền cơng nghiệp giới đà phát triển ngày cao, vấn đề điều khiển tự động mối quan tâm hàng đầu ứng dụng khoa học sản xuất Nó địi hỏi xác, tính tiêu chuẩn khả xử lý nhanh mức hoàn hảo, đáp ứng nhu cầu ngày gia tăng xã hội Từ hệ thống máy tính to lớn cồng kềnh phức tạp, nhà khoa học khơng ngừng cải tiến hồn thành phần cứng lẫn phần mềm để đáp ứng yêu cầu công nghiệp với sản phẩm gọn nhẹ, tiện dụng, độ linh hoạt cao, giá thành rẻ Từ lập trình PLC đời Cùng với phần mềm điều khiển giám sát hệ thống tự động phát triển nhằm tăng tính tương tác người dùng hệ thống tự động, giúp cho trình điều khiển thực dễ dàng Từ yêu cầu cấp thiết việc phát triển phần mềm điều khiển giám sát hệ thống mạng điện hạ PLC đề tài nghiên cứu phát triển phần mềm điều khiển cho mơ-đun PLC Mục tiêu đề tài nghiêu cứu, phát triển phần mềm giám sát, điều khiển hiệu quả, đáp ứng nhu cầu làm việc học tập nhà trường Với đề tài báo cáo thực tập chuyên ngành này, em lựa chọn đề tài “Điều khiển giám hệ thống bơm nước cho nhà cao tầng sử dụng PLC 1200” Đề tài gồm chương : Do điều kiện, kiến thức thời gian hạn chế nên đề tài chưa hồn thiện cách tốt Em kính mong thầy giáo góp ý để em hồn thành tập lớn hoàn thiện sau Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC .2 DANH MỤC HÌNH ẢNH .4 CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT 1.1 Tổng quan hệ thống điều khiển giám sát…………………………… 1.2 Cấu trúc hệ ……………………………………………… 10 thống SCADA 1.3 Cấu trúc phần …………………… 12 cứng hệ thống điều khiển giám sát 1.4 Cấu trúc phần …………………… 13 mềm hệ thống điều khiển giám sát 1.5 Giải pháp mạng truyền thông cho hệ thống điều khiển giám sát ………… 15 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 18 2.1 Khảo sát dây chuyền thực tế .18 2.1.1 Đặc điểm hệ thống cấp nước cho nhà cao tầng .18 2.2 Giải pháp cấp nước cho nhà cao tầng .19 2.3 Lĩnh vực ứng dụng Ưu điểm nhược điểm 21 2.3.1 Ưu điểm .21 2.3.2 Nhược điểm .21 2.4 Tính cấp tiết xây dụng hệ thống điều khiển giảm sát cho hệ thống cấp nước 21 CHƯƠNG – PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 23 3.1 Phân tích hoạt động hệ thống .23 3.2 Thiết bị phần cứng mơ hình 23 3.2.1 Cảm biến áp suất 23 3.2.1 Cảm biến đo mức nước 23 3.2.2 Máy bơm nước 25 3.2.3 PLC 1214C DC/DC/DC 26 3.2.4 Van điện từ thường đóng 26 CHƯƠNG – LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 28 4.1 Chu trình cơng nghệ, sơ đồ khối, lưu đồ thuật toán 28 4.1.1 Chu trình cơng nghệ 28 4.1.2 Sơ đồ khối 29 3.1.3 Lưu đồ thuật toán .29 4.2 Các ngõ vào ra/ đấu nối PLC sơ đồ mạch điện 30 4.2.1 Bảng I/O .30 4.2.2 Sơ đồ đấu nối PLC .32 4.2.3 Các mạch lực, mạch điều khiển 33 4.3 Chương trình điều khiển 34 CHƯƠNG – XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG 46 5.1 Xây dựng giao diện giám sát hệ thống 46 5.1.1 Bảng tag .46 5.2 Giao diện giám sát hệ thống 46 5.2.1 Hình ảnh tồn hệ thống 47 5.2.2 Chế độ bơm nước tay (MANUAL) 48 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Cảm biến áp suất 23 Hình 2.2 Cảm biến đo mức nước 24 Hình 2.3 Máy bơm nước .25 Hình 2.4 PLC 1214C DC/DC/DC .26 Hình 2.4 Van điện từ thường đóng 26 Hình 3.1 Hình ảnh hệ thống 28 CHƯƠNG – HỆ THỐNG ĐIỀU KHỂN GIẢM SÁT 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT 1.1.1 ĐỊNH NGHĨA SCADA SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu Hình 1.1 Đối tượng điều khiển hệ thống SCADA Đây hệ thống hỗ trợ người việc giám sát, điều khiển hệ thống điều khiển tự động như: Nhà máy sản xuất, hệ thống thông tin viễn thông, hệ thống điện lưới nhà máy cung cấp nước sạch… Để làm cơng việc hệ SCADA phải có hệ thống sau:  Hệ thống truy cập liệu   Hệ thống truyền tải liệu Dao diện người - máy HMI (Humen Machine Interface) HMI sử dụng cấp điều khiển giám sát cấp hơn, để thuận tiện cho người vận hành hệ thống thiết bị Các loại dao diện HMI bao gồm:  PO-Perator Panel: Màn hình vận hành   TP-Touch Panel: Màn hình cảm ứng Multy Panel… Do phát triển chuẩn truyền thông công nghiệp phần mềm công nghiệp, nên việc trọng vào thiết kế hệ SCADA lựa chọn công cụ phần mềm để thiết kế giao diện HMI giải pháp tích hợp hệ thống vấn đề cốt lõi để xây dựng hệ thu thập điều khiển giám sát 1.1.2 Các loại hệ thống SCADA Hệ thống SCADA chia thành nhóm với chức sau: Là hệ SCADA mang tính độc lập nối mạng, hệ SCADA khơng có khả đồ họa loại có khả xử lý đồ họa thông tin thời gian thực a) Hệ thống SCADA mờ (Blind) Đây hệ thống SCADA giản đơn, khơng có phận giám sát mà có nhiệm vụ thu thập xử lý liệu đồ thị Ưu điểm là: Do cơng nghệ cấu thành mạng đơn giản nên có giá thành thấp b) Hệ thống SCADA độc lập Đây hệ có khả giám sát thu thập liệu với vi xử lý Hệ điều khiển hai máy móc, nên chủ yếu sử dụng đơn vị sản xuất có quy mơ nhỏ vừa c) Hệ thống SCADA Mạng Đây hệ thống có khả giám sát thu thập liệu với nhiều vi xử lý Các máy tính giám sát nối mạng với Thường chúng sử dụng nhiều dây chuyền sản xuất nơi có nhiều máy móc cần phải điều khiển Thơng qua mạng truyền thơng, tồn hệ thống kết nối với phịng điều khiển cấp phân xưởng, phịng giám sát cấp cơng ty Hoặc có nhận tín hiệu điều khiển trực tiếp từ phòng quản lý phòng thiết kế d) Hệ thống SCADA xử lí đồ họa thơng tin thời gian thực Hệ thống có khả giám sát thu thập liệu Nhờ thông tin thu thập trước máy tính mà hệ có khả mơ q trình hoạt động hệ thống sản xuất Nhờ máy tính ghi lại tồn liệu trình hoạt động hệ thống nên xảy cố hệ thống báo cho người vận hành, tự động xử lý lỗi xảy e) Đánh giá hệ SCADA Để đánh giá hệ điều khiển giám sát SCADA cần phải phân tích đặc điểm hệ thống theo số tiêu chuẩn như:  Khả hỗ trợ công cụ phần mềm điều khiển việc thực xây dựng hình giao diện • Số lượng chất lượng thành phần đồ họa có sẵn, khả truy cập cách kết nối liệu từ q trình kỹ thuật có tốt khơng Tính mở hệ thống, chuẩn hóa giao diện trình, khả hỗ trợ xây dựng chức trao đổi tin tức (Messaging), xử lý kiện cố (Event and Alarm), lưu trữ thông tin (Archive and history) lập báo cáo (Reporting) • Tính thời gian thực hiệu suất trao đổi thơng tin, với Windown hỗ trợ sử dụng mơ hình phần mềm ActiveX Control OPC • Xem xét giá thành tổng thể hệ thống 1.1.3 Sự phân cấp quản lí hệ thống SCADA Việc giám sát, thu thập số liệu điều khiển cần thiết hệ thống công nghiệp Đặc thù hệ tự động quy mô hệ thống sản xuất lớn, trải không gian rộng, bao gồm nhiều phần tử, thiết bị với chức năng, nguyên lý làm việc khác Do việc sử dụng hệ thống điều khiển trung tâm để đảm nhận tất chức giám sát điều khiển phức tạp Chính mà tùy theo mức độ quan trọng yêu cầu tính giám sát, điều khiển mà chức giám sát, điều khiển thu thập liệu phân phối phân cấp cho thiết bị khác Cấp thứ nhất: Là phần tử có chức năng: - Giám sát thông số vận hành hệ thống, lệnh cho phần tử chấp hành thực chức điều khiển, ghi chụp, phân tích cố xảy trình hoạt động hệ thống - Thu thập số liệu, thông số vận hành chế độ bình thường để gửi lên máy tính điều khiển mức trạm (Substation Server) thiết bị đầu cuối RTU (Remote Terminal Unit) Trong hệ thống đại, phần tử gọi chung thiết bị điện tử thông minh IED (Intelligent Electronic Devices) Cấp thứ hai Là trạm điều khiển SS (Substation Server) RTU có chức chủ yếu thu thập số liệu từ IED quản lý, lưu lại sở liệu phục vụ nhu cầu đọc liệu chỗ qua giao diện người máy HMI (Human Machine Interface) truyền liệu thu thập lên cấp quản lý cao theo chuẩn truyền thông Cấp thứ ba Cấp thứ ba trung tâm điều khiển toàn hệ thống, nơi thực việc thu thập số liệu từ Điều khiển trạm SS (Substation Server) RTU, thực chức tính tốn, đánh giá trạng thái hệ thống, thực chức điều khiển quan trọng, lên kế hoạch vận hành toàn hệ thống Do quy mô rộng lớn hệ thống điều khiển giám sát đại, trạm điều khiển trung tâm chia thành cấp điều khiển trung tâm (Central Control) trạm điều khiển vùng (Area Control Center) Luồng thông tin hệ thống điều khiển tích hợp: Hình 1.2 Phân cấp chức hệ SCADA Bảng 1.1 Bảng chức nhiệm vụ cấp hệ SCADA Level Chức năng, nhiệm vụ Level I Thu thập liệu q trình cơng nghệ thời gian thực; - Tính tốn theo algorithm đưa tín hiệu điều khiển theo qui luật cho trước; - Báo hiệu việc vượt ngưởng cho phép thông số; - Block hành động lổi Operator thiết bị điều khiển; - Ngăn ngừa xãy Alarm Level II - - Thu thập thông tin từ cấp dưới, xữ lý, lưu trữ monitoring; - Đưa tín hiệu điều khiển sở phân tích thông tin; - Chuyển thông tin việc sản xuất xưởng, xí nghiệp cho cấp cao hơn; - Tính tốn thơng số thứ cấp, đó, số chất lượng sản phẩm, số kinh tế-kỹ thuật; - Lưu trữ thông tin; - Đưa report; Chuẩn đoán hư hỏng phần tử hệ thống; - Xác định thông số, cấu hình thiết bị điều khiển điều khiển cục Level 1; - Thay đổi cấu trúc hệ thống điều khiển cục bộ, thay đổi trạng thái làm việc thiết bị điều khiển - - Level III - Tối ưu số kinh tế sản xuất; Điều khiển theo số kinh tế, kinh tế-kỹ thuật; Quản lý tài nguyên công ty; Lưu trữ thông tin; Đưa kế hoạch sản xuất 1.1.4 Chức hệ thống SCADA - Chức giám sát: Giám sát đảm bảo tính xác tồn thơng số vận hành hệ thống - Chức điều khiển: + Điều khiển q trình xác, tin cậy + Cài đặt thơng số từ xa có nhu cầu thay đổi cấu trúc, quy mô hệ thống, yêu cầu công nghệ dẫn tới số thông số vận hành hệ thống bị thay đổi theo - Chức quản lý, lưu trữ liệu: + Giám sát cố xảy trình hoạt động hệ thống, cảnh báo cố âm thanh, màu sắc, thơng báo hình hiển thị + Ghi nhận, lưu trữ liệu, thông tin vận hành, thông tin cố hệ thống (logging/archiving) + Lập biểu đồ (Trending): sản phẩm SCADA hỗ trợ tiện ích lập biểu đồ + Điều khiển báo động (Alarm handing): thực báo động dựa kiểm tra giới hạn trạng thái thực server + Xuất báo cáo (Report Generation): xuất báo cáo dạng truy vấn SQL cho lưu trữ file, bảng ghi kiện dạng text, file kiện dạng html, báo cáo xuất, in lưu trữ tự động - Tính thời gian thực: SCADA hệ thống điều khiển, giám sát thu thập liệu thời gian thực, tính thời gian thực hệ thống cân thiết quan trọng Tính thời gian thực ảnh hưởng tới độ xác, đắn kết đầu Một hệ thống có tính thời gian thực khơng thiết phải có phản ứng thật nhanh mà quan trọng phải có phản ứng kịp thời yêu cầu tác động bên ... tượng điều khiển hệ thống SCADA Đây hệ thống hỗ trợ người việc giám sát, điều khiển hệ thống điều khiển tự động như: Nhà máy sản xuất, hệ thống thông tin viễn thông, hệ thống điện lưới nhà máy... thể cho đảm bảo áp lực đồng cho toàn hệ thống đường ống cấp nước Nếu nhà cao tầng dùng sơ đồ hệ thống cấp nước giống hệ thống cấp nước cho nhà thấp tầng, nghĩa dùng loại máy bơm cấp nước cho. .. 1: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT 1.1 Tổng quan hệ thống điều khiển giám sát? ??………………………… 1.2 Cấu trúc hệ ……………………………………………… 10 thống SCADA 1.3 Cấu trúc phần …………………… 12 cứng hệ thống điều khiển