Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, nhóm em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô và bạn bè.Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo cho chúng em trong suốt quá trình làm đồ án. Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Công nghiệp Hà Nội nói chung, các thầy cô trong Khoa Điện nói riêng đã dạy dỗ cho chúng em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng, tạo điều kiện giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập. Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện, quan tâm giúp đỡ, động viên chúng em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Mặc dù đã cố gắng nhưng do thời gian ngắn và năng lực bản thân có hạn nên vẫn còn sai và thiếu sót. Em mong thầy cô giáo và các bạn góp ý để việc học tập của chúng em được tốt hơn. Một lần nữa em xin trân trọng cảm ơn
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: ĐIỆN -o0o - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CẤP NƯỚC TỰ ĐỘNG TẠI TÒA NHÀ CHUNG CƯ Giảng viên hướng dẫn : Khóa : Sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Hà Nội, 2023 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU .5 DANH MỤC HÌNH ẢNH .6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CẤP NƯỚC TỰ ĐỘNG TẠI TÒA NHÀ CHUNG CƯ 1.1 Đặt vấn đề .9 1.2 Tính cấp thiết đề tài 10 1.3 Mục tiêu 11 1.4 Đối tượng nghiên cứu 11 1.5 Pham vi nghiên cứu 11 1.6 Nội dung đề tài 12 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Xu hướng công nghệ hệ thống giám sát điều khiển cấp nước tòa nhà 13 2.2 Tổng quan hệ thống cấp nước 13 2.3 Giới thiệu PLC S7-1200 14 2.3.1 Giới thiệu chung PLC S7-1200 14 2.3.2 Cấu tạo PLC .16 2.3.3 Tính PLC S7-1200 .17 2.4 Ứng dụng PLC thực tế 19 2.5 Thông số kỹ thuật loại PLC S7-1200 .20 2.5.1 Các điều khiển trung tâm (CPU) PLC S7-1200 20 2.5.2 PLC S7-1200 CPU 1211C 21 2.5.3 PLC S7-1200 CPU 1212C 22 2.5.4 PLC S7-1200 CPU 1214C 23 2.5.5 PLC S7-1200 CPU 1215C 24 2.5.6 PLC S7-1200 CPU 1217C 25 2.6 Phần mềm Tia portal 26 2.6.1 Ưu – nhược điểm sử dụng phần mềm Tia portal 27 2.6.2 Các thành phần phần mềm Tia portal 28 2.6.3 Giao diện phần mềm tia portal 28 2.6.4 Lợi ích sử dụng phần mềm tia portal 30 2.7 Giới thiệu phương thức truyền thông RS485 35 2.7.1 Giới thiệu chuẩn truyền thông RS485 35 2.7.2 Giới thiệu giao thức truyền thông USS 36 2.7.3 Quá trình giao tiếp hai thiết bị thơng qua truyền thơng USS 36 2.8 Tìm hiểu thiết bị cơng nghệ .38 2.8.1 Động khơng đồng ba pha lồng sóc 38 2.8.2 Động không đồ pha 41 2.8.3 Một số loại van công nghiệp thông dụng 42 2.8.4 Cảm biến mức nước 47 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHẦN CỨNG 52 3.1 Lựa chọn thiết bị 52 3.2 Các thành phần hệ thống 52 3.2.1 Thiết bị xử lý trung tâm 52 3.2.2 Màn hình hiển thị 54 3.2.3 Cảm biến 55 3.2.4 Van điện từ 57 3.2.5 Đèn cảnh báo 58 3.2.6 Nút nhấn 58 3.3 Sơ đồ kết nối tổng quan hệ thống 59 3.4 Sơ đồ đấu nối 60 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CẤP NƯỚC TỰ ĐỘNG TẠI TÒA NHÀ CHUNG CƯ 61 4.1 Yêu cầu chung hệ thống 61 4.1.1 Giao diện trung tâm quản lý .61 4.1.2 Nguyên lý hoạt động 62 4.2 Lưu đồ thuật toán hệ thống 63 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ SO SÁNH, PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP .65 5.1 Kết mô hệ thống giám sát điều khiển 65 5.2 Kết luận hướng phát triển đề tài 66 5.2.1 Kết luận .66 5.2.2 Hướng phát triển đề tài .66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC .68 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, nhóm em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy bạn bè.Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tận tình hướng dẫn, bảo cho chúng em suốt trình làm đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Công nghiệp Hà Nội nói chung, thầy Khoa Điện nói riêng dạy dỗ cho chúng em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng, tạo điều kiện giúp đỡ chúng em suốt trình học tập Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè tạo điều kiện, quan tâm giúp đỡ, động viên chúng em suốt q trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp Mặc dù cố gắng thời gian ngắn lực thân có hạn nên cịn sai thiếu sót Em mong thầy giáo bạn góp ý để việc học tập chúng em tốt Một lần em xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2023 LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội đại ngày nhiều người chọn việc khu chung cư, tòa nhà cao tầng…Với nhu cầu người dân cao việc chọn sinh sống khu tòa nhà cao tầng Hơn mức sống người dân ngày nâng lên, người dân có yêu cầu cao chất lượng sống Chất lượng hệ thống cấp nước sinh hoạt cơng trình quan tâm, đặc biệt tòa nhà cao tầng chung cư, ký túc xá… Vấn đề thiếu hụt nước vào cao điểm dư thừa nước thấp điểm thường xuyên xảy trở thành mối lo ngại người sinh sống địa điểm Với mong muốn chung tay giải vấn đề áp dụng kiến thức học vào thực tế, nhóm em định nghiên cứu đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát cấp nước tự động tòa nhà chung cư” này! DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hệ thống cấp nước cho tịa nhà chung cư Vĩnh Hưng .9 Hình 1.2: Hệ thống cấp nước tòa nhà chung cư COMATIC TOWER Hình 1.3: Hệ thống cấp nước tịa nhà chung cư Dabaco Khắc Niệm 10 Hình 2.1: Hệ thống cấp nước tòa nhà chung cư 14 Hình 2.2: Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1211C DC/DC/DC 15 Hình 2.3: Cấu tạo PLC 17 Hình 2.4: Khả thiết kế linh hoạt PLC S7-1200 18 Hình 2.5: Truyền thơng RS485 19 Hình 2.6: Ứng dụng PLC cho trạm cấp nước 19 Hình 2.7: Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1211C .21 Hình 2.8: Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1212C .22 Hình 2.9: Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1214C .23 Hình 2.10: Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1215C .24 Hình 2.11: Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1217C .25 Hình 2.12: Tìm hiểu phần mềm Tia portal 26 Hình 2.13: Giao diện portal view 29 Hình 2.14: Giao diện Project view Tia Portal 30 Hình 2.15: Thêm Instruction vào chương trình .30 Hình 2.16: Thêm đầu vào (Input) Tia portal 31 Hình 2.17: Mở rộng, thu hẹp cấu trúc đầu vào, tia portal 32 Hình 2.18: Dễ dàng thay đổi chế độ hoạt động CPU 33 Hình 2.19: Thư viện dự án tia portal 33 Hình 2.20: Chọn phiên cho Instruction .34 Hình 2.21: Lưu trữ liệu tháo mô đun 35 Hình 2.22: Giao thức truyền thơng USS 36 Hình 2.23: Thư viện truyền thông USS 37 Hình 2.24: Cấu tạo động ba pha 38 Hình 2.25: Cấu tạo động pha 41 Hình 2.26: Valve - Van 42 Hình 2.27: Các loại van công nghiệp 43 Hình 2.28: Van điện từ 44 Hình 2.29: Van phao 45 Hình 2.30: Van bi 46 Hình 2.31: Van bướm 47 Hình 2.32: Phao cảm biến mức nước 48 Hình 2.33: Cảm biến mức nước que .49 Hình 2.34: Cảm biến mực nước khơng tiếp xúc 50 Hình 2.35: Cảm biến lưu lượng nước 51 Hình 3.1: PLC S7-1200 1212C AC/DC/RLY 52 Hình 3.2: Module DI 8/DQ 8x24 VDC, 6ES7 223-1BH32-0XB0 53 Hình 3.3: Module AI 4x13BIT, 6ES7 231-4HD32-0XB0 54 Hình 3.4: Màn hình HMI CR1000 55 Hình 3.5: Cảm biến siêu âm ULM-70 .56 Hình 3.6: Van Điện Từ Unid UW-80 57 Hình 3.7: Đèn báo pha .58 Hình 3.8: Nút nhấn có đèn .58 Hình 3.9: Sơ đồ khối chức 59 Hình 3.10: Sơ đồ kết nối PLC 60 Hình 4.1: Giao diện kết nối hệ thống 61 Hình 4.2: Lưu đồ thuật tốn hệ thống .63 Hình 5.1: Kết giao diện giám sát điều khiển hệ thống 65 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CẤP NƯỚC TỰ ĐỘNG TẠI TÒA NHÀ CHUNG CƯ 1.1 Đặt vấn đề Trong thời buổi đại, dân số khu vực thành thị ngày đơng đúc, kéo theo số lượng chung cư, nhà cao tầng xây dựng lên nhiều Một nhu cầu lớn thiết yếu đặt nhu cầu sử dụng nước, đảm bảo nguồn nước cung cấp sinh hoạt bơm chất thải Việc quy hoạch cấp nước ngày đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao, đặc biệt ln đảm bảo người có đủ nước sinh hoạt thời điểm Các trạm bơm với công suất lớn phổ biến đa số thiết kế điều khiển theo phương pháp truyền thống, với đặc điểm bơm khởi động trực tiếp hoạt động tốc độ định mức Phương pháp có nhược điểm gây tổn hao điện lớn, không kiểm soát áp suất đường ống, cố hệ thống, tốn nhiều công sức việc vận hành, giám sát bảo dưỡng hệ thống bơm