HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TỪ XA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM NGUYỄN NĂNG TOẠI HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TỪ XA LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 05 năm 2014 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM NGUYỄN NĂNG TOẠI HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TỪ XA LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐINH HOÀNG BÁCH TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 05 năm 2014 3 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày 20 tháng 05 năm 2014 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS ĐINH HOÀNG BÁCH Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 03 tháng 05 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 TS. Huỳnh Châu Duy Chủ tịch 2 TS. Nguyễn Thanh Phương Phản biện 1 3 TS. Hồ Văn Hiến Phản biện 2 4 TS. Trương Việt Anh Ủy viên 5 TS. Võ Hoàng Duy Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV 4 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Năng Toại. Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 16101985. Nơi sinh: Hải Dương Chuyên ngành: .Kỹ thuật điện. MSHV: 1241830037 I Tên đề tài: Hệ Thống Quản Lý Và Giám Sát Năng Lượng Từ Xa. II Nhiệm vụ và nội dung: Nhiệm vụ: Nghiên cứu các chuẩn truyền dẫn phổ biến RS232, RS485 Nghiên cứu các chuẩn truyền thông phổ biến Modbus RTU, Modbus TCPIP. Thiết kế giao diện SCADA thu thập dữ liệu. Nội dung. Tổng quan về hệ thống giám sát và quản lý năng lượng từ xa. Một số chuẩn và giao thức truyền thông ứng dụng trong hệ thống. Thiết kế một hệ thống thành phần: xây dựng cấu hình của hệ thống, thiết kế phần cứng và xây dựng phần mềm cho hệ thống nhằm thực hiện công việc đo lường các tải. Thử nghiệm kết quả và khả năng ứng dụng của hệ thống. Kết quả đạt được: Ứng dụng phần mềm DAQFactory vào việc quản lý năng lượng và thu thập dữ liệu. III Ngày giao nhiệm vụ: IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ................................................................................ V Cán bộ hướng dẫn: TS ĐINH HOÀNG BÁCH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) 5 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn (Ký và ghi rõ họ tên) Nguyễn Năng Toại 6 LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS.ĐINH HOÀNG BÁCH – Trưởng Bộ Môn Kỹ Thuật Điện Trường Đại Học Tôn Đức Thắng, người thầy đã hết lòng chỉ bảo, hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức chuyên môn cũng như những kinh nghiệm nghiên cứu trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Cơ Điện – Điện tử, Phòng quản lý sau đại học của Trường Đại Học Công nghệ Tp.HCM đã tạo những điều kiện tốt nhất về vật chất lẫn tinh thần để chúng tôi hoàn thành tốt luận văn này. Xin chân thành cám ơn đến tất cả Quí Thầy, Cô của Trường Đại Học Công nghệ Tp.HCM đã giảng dạy, trang bị cho tôi những kiến thức rất bổ ích và quí báu trong suốt quá trình học tập cũng như nghiên cứu sau này. Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và đặc biệt là nhóm thực nghiệm chung Trường Đại Học Công nghệ Tp.HCM dưới sự hướng dẫn của Thầy Đinh Hoàng Bách người luôn giành những tình cảm sâu sắc nhất, giúp đỡ và khuyến khích tôi để cùng vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Xin cảm ơn Gia đình đã tạo mọi điều kiện để tôi yên tâm học tập tốt trong suốt thời gian vừa qua. Xin cảm ơn tất cả bạn bè thân thuộc đã động viên, tạo điều kiện thuận lợi và hỗ trợ cho tôi rất nhiều trong quá trình học tập, công tác cũng như trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Nguyễn Năng Toại 7 TÓM TẮT Năng lượng là yếu tố vô cùng quan trọng đời sống và càng quan trọng hơn trong quá trình sản xuất và kinh doanh của doanh nghiệp. Bài toán đặt ra cho các nhà quản lý là làm sao quản lý tòa nhà và nhà máy, xí nghiệp hiệu quả nhất để giảm chi phí, tiết kiệm năng lượng ở mức tối đa, tạo thuận lợi cho doanh nghiệp trong những hoạt động kinh doanh. Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả không đồng nghĩa với việc cắt giảm năng lượng dù bị th

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - NGUYỄN NĂNG TOẠI HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TỪ XA LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 05 năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - NGUYỄN NĂNG TOẠI HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TỪ XA LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐINH HOÀNG BÁCH TP HỒ CHÍ MINH, tháng 05 năm 2014 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Cán hướng dẫn khoa học : TS ĐINH HOÀNG BÁCH Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày 03 tháng 05 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ tên TS Huỳnh Châu Duy TS Nguyễn Thanh Phương TS Hồ Văn Hiến TS Trương Việt Anh TS Võ Hoàng Duy Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản biện Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP HCM PHỊNG QLKH – ĐTSĐH TP HCM, ngày 20 tháng 05 năm 2014 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Năng Toại Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 16/10/1985 Nơi sinh: Hải Dương Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1241830037 I- Tên đề tài: Hệ Thống Quản Lý Và Giám Sát Năng Lượng Từ Xa II- Nhiệm vụ nội dung: Nhiệm vụ: - Nghiên cứu chuẩn truyền dẫn phổ biến RS-232, RS-485 Nghiên cứu chuẩn truyền thông phổ biến Modbus RTU, Modbus TCP/IP Thiết kế giao diện SCADA thu thập liệu - Nội dung Tổng quan về hệ thống giám sát quản lý lượng từ xa - Một số chuẩn giao thức truyền thông ứng dụng hệ thống - Thiết kế hệ thống thành phần: xây dựng cấu hình hệ thống, thiết kế phần cứng xây dựng phần mềm cho hệ thống nhằm thực công việc đo lường tải Thử nghiệm kết khả ứng dụng hệ thống Kết đạt được: - Ứng dụng phần mềm DAQFactory vào việc quản lý lượng thu thập liệu III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán hướng dẫn: TS ĐINH HOÀNG BÁCH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Năng Toại LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS.ĐINH HỒNG BÁCH – Trưởng Bộ Mơn Kỹ Thuật Điện Trường Đại Học Tôn Đức Thắng, người thầy hết lòng bảo, hướng dẫn, truyền đạt kiến thức chuyên môn kinh nghiệm nghiên cứu suốt thời gian học tập thực luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Cơ - Điện – Điện tử, Phòng quản lý sau đại học Trường Đại Học Công nghệ Tp.HCM tạo điều kiện tốt vật chất lẫn tinh thần để chúng tơi hồn thành tốt luận văn Xin chân thành cám ơn đến tất Q Thầy, Cơ Trường Đại Học Cơng nghệ Tp.HCM giảng dạy, trang bị cho kiến thức bổ ích quí báu suốt trình học tập nghiên cứu sau Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đặc biệt nhóm thực nghiệm chung Trường Đại Học Cơng nghệ Tp.HCM hướng dẫn Thầy Đinh Hoàng Bách người ln giành tình cảm sâu sắc nhất, giúp đỡ khuyến khích tơi để vượt qua khó khăn suốt q trình thực luận văn Xin cảm ơn Gia đình tạo điều kiện để yên tâm học tập tốt suốt thời gian vừa qua Xin cảm ơn tất bạn bè thân thuộc động viên, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ cho nhiều trình học tập, cơng tác suốt thời gian thực luận văn Nguyễn Năng Toại TÓM TẮT Năng lượng yếu tố vô quan trọng đời sống quan trọng trình sản xuất kinh doanh doanh nghiệp Bài toán đặt cho nhà quản lý quản lý tịa nhà nhà máy, xí nghiệp hiệu để giảm chi phí, tiết kiệm lượng mức tối đa, tạo thuận lợi cho doanh nghiệp hoạt động kinh doanh Việc sử dụng lượng tiết kiệm hiệu không đồng nghĩa với việc cắt giảm lượng dù bị thiếu hụt không sử dụng lượng mà phải hiểu sử dụng lượng tiết kiệm hiệu việc áp dụng biện pháp quản lý kỹ thuật nhằm giảm tổn thất, giảm mức tiêu thụ lượng phương tiện, thiết bị mà đảm bảo nhu cầu, mục tiêu đặt trình sản xuất đời sống Phương án tối ưu thiết lập hệ thống tự động hóa giám sát quản lý lượng Hệ thống giám sát quản lý lượng giám sát tồn hệ thống lượng tịa nhà, nhà máy hay khu công nghiệp giúp nâng cao hiệu cơng trình, đại hố, tiết kiệm điện tiêu thụ, bảo vệ môi trường Hệ thống giám sát quản lý lượng thực việc giám sát hệ thống điện qua thiết bị theo dõi thông số kỹ thuật nguồn điện như: kW, kVA, kVAr Hệ thống lượng hóa thạch xăng, dầu, gas….Đây thông số cần giám sát chặt chẽ có ảnh hưởng lớn tới việc vận hành tất thiết bị sử dụng điện tòa nhà hay công nghiệp Quản lý tốt tham số đồng nghĩa với việc giảm chi phí vận hành tòa nhà, hệ thống sản xuất nâng cao hiệu sử dụng thiết bị Các tham số đều đo đo đếm lượng kỹ thuật số nối mạng, thể thơng số hình máy tính lưu trữ liệu Trong khn khở luận văn nghiên cứu cấu trúc hệ thống quản lý giám sát lượng từ xa ABSTRACT Energy is a vital element of life, and even more important in the production and sales of businesses The problem posed for managers is how to manage and buildings and factories, the most efficient enterprises to reduce costs, save energy at maximum level, to facilitate the operation of the business business The use of energy saving and efficiency is not synonymous with cutting energy deficit or whether we not use that energy to properly understand that the use of energy saving and efficiency is the application of management practices and techniques to reduce losses, reduce energy consumption of the vehicle, while maintaining equipment needs, set objectives for the production and life Optimal current plan is to establish automated system monitoring and energy management System monitoring and energy management will oversee the entire energy system of the building, factories or industrial parks to enhance work efficiency, modernization, power consumption saving, environmental protection school System monitoring and energy management perform surveillance system tracking device power through the main specifications of the power supply as: kW, kVA, kVAr fossil energy systems, such as gasoline, oil, gas these are the parameters that need to be closely monitored because there is a huge impact to the operation of all electrical appliances or industrial buildings Good management of this parameter means that the operating costs of the building, manufacturing systems improve efficiency equipment These parameters are measured by measuring the power of digital networking, parameters shown on the computer screen and data storage In the framework of this will study the structure of a management system and remote power monitoring MỤC LỤC 10 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PLC - Power Line Communication: truyền thông đường dây điện SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition: hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu OSI - Open Systems Interconnection: kết nối hệ thống mở PLC - Programmable Logic Controller: thiết bị điều khiển lập trình LAN - Local Area Network: mạng máy tính cục WAN - Wide Area Network: mạng diện rộng CRC - Cyclic Redundancy Check: mã phát lỗi PC - Personal Computer: máy tính cá nhân