27 Trang 7 DANH M C TÊN VI T T T ỤẾẮSTT Tên viết tắt Chú thích 1 SCADA Supervisory Control And Data Acquisition 2 MTU Master Terminal Unit 3 RTU Remote Terminal Unit 4 CPU Central Proce
Trang 2
Sau th i gian nghiên c c s ng d n nhi t tình c a th y PGS.TS
ng và các thy cô trong Vin n, cùng s n lc ca bn nay lun
tt nghip cc hoàn thành Ni dung lu bao gm:
: T ng quan v các h i u k n giám s , công ngh s n xu t Beer
Trang 4MỤC LỤC
1
3
DANH MC TÊN VI T TT 6
DANH MC CÁC B NG 7
DANH MC HÌNH V 8
- T NG QUAN V CÁC H U KHI N GIÁM, CÔNG NGH S N XU T BEER VÀ KHÂU X C SCH 11
1.1 T NG QUAN V H U KHI N GIÁM SÁT 11
1.1.1 SCADA 11
1.1.2 PLC 15
1.1.2.1 T ng quan v PLC 15
1.1.2.2 C u trúc ph n c ng c a PLC 16
1.1.2.3 Các thành ph n chính c a PLC bao g m 17
1.1.2.4 Vòng quét c a PLC 19
1.1.2.5 Ngôn ng l p trình PLC 20
1.1.2.6 Các dòng PLC c a Siemens 20
1.1.2.7 PLC S7-300 21
23
23
23
25
Trang 51.2.2 26
1.3 K T LU 27
- THI T K PH N C NG H TH U KHI N GIÁM SÁT28 2.1 YÊU C U CHUNG V THIT K 28
2.2 GI I PHÁP THI T K 29
2.3 TÌM HI U CÔNG NGH X C, L A CH N THI T B U KHI N H THNG 31
2.3.1 Tìm hi u công ngh x c 31
31
31
35
2. 39
2.3.2 L a ch n thi t b 40
2.3.2.1 C m bi n m c 40
2.3.2.2 C m bi ng 41
2.3.2.3 C m bi n áp su t 43
2.3.2.4 L a ch n v n m ng lu khi n 44
2.3.2.5 L a ch n bi n t n 46
2.3.2.6 B ng th ng kê s u vào s u ra s và tín hi u analog 51
U N I CHO CÁC THI T B 56
2.5 K T LU 57
58
Trang 6 58
3.2 VING 62
3.3 K T N I PH N C NG 66
67
3.4.1 Trang giao di n kh i t o 67
3.4.2 Màn hình t ng quan 68
3.4.3 Giám sát m c các b c s ch, b trung gian 1,2 và b Axit 69
3.4.4 Giám sát tr ng thái c 70
3.4.5 Giám sát ch c a qu t kh CO2 s 1, 2 70
3.4.6 Giám sát tr ng thái c n 71
3.4.7 Giám sát m c bình Axit 72
3.4.8 Giám sát tr ng thái và ch c i ION1 và ION2 72
3.4.9 Ch v n hành c a h thng 73
3.4.10 Thông tin c 74
3.4.11 Mô ph ng WinCC 75
3.5 K T QU 79
- 87
87
NG PHÁT TRI N 87
88
Trang 7DANH M C TÊN VI T T T Ụ Ế Ắ
1 SCADA Supervisory Control And Data Acquisition
4 CPU Central Processing Unit
5 TCP/IP Transmission Control Protocol and Internet Protocol
6 OSI Open Systems Interconnection
7 PLC Programmable Logic Controller
8 WAN Wide Area Network
9 LAN Local Area Network
12 HDC Historical for Data Collection Storage
13 GW Gateway for Inter-LAN Comunication
14 APPS Aplication Calculation and Processing Module
15 OPC OLE for Process Control
17 GIS Geographic Information System
18 MPI Message Passing Interface
22 FMS Fieldbus Message Specification
24 SFC Sequential Function Chart
28 AS-I Actuator Sensor Interface
Trang 9 cu n dây và dòng stator c u 3 pha
Hình 2.14 Mng l c kh ng sao tam giác
Trang 11Hình 3.31 Màn hình tng quanh th ng giám sát khâu c c s ch
u khi n và giám sát h th ng x c s ch
Hình 3.33 u khi n và giám sát
Hình 3.34 u khi n và giám sát
Trang 12Chương 1 - T NG QUAN V CÁC H ĐI U KHI N GIÁM, CÔNG NGH Ổ Ề Ệ Ề Ể Ệ
S N XU Ả Ấ T BEER VÀ KHÂU X Ử LÝ NƯỚ C SẠCH 1.1 T NG QUAN V H Ổ Ề Ệ ĐIỀ U KHI N GIÁM SÁT Ể
* Thu th p d u t các thi li t thi t b công nghi p ho c các c m bi n
* X lý và thc hin các phép tính trên các d li u thu thc
máy tính công nghi p MTU giao ti p v u hành và RTU thông qua khi truyc kt n i các thit bi v ngomáy in và có th k t n i v i m ng truy n thông
Nhim v c a MTU bao g m:
* C p nh t d u t các thi li t b RTU và nh n l nh t u hành
* Xut d lin các thit b thi hành RTU
* Hi n th các thông tin c n thi t v ng thái ca các thi t b
u khi n
, x lý các thông tin và giao tip v i các h th ng thông tin khác
1.1.1.2.2 RTU
Trang 16n i dây ph n c u khi n b u PLC xu t hi thay
th các h th u khi n b i s phát tri n c a công ngh
c ng d ng trong các ng d ng ph c t p, không ch các ng d mà còn th c hi n các ch thm, tính toán, so sánh và x lý các tín hi u
d thc hi t nhi u, nh t là trong nh ng bài toán c i yêu c u khi n
Trang 17* nh c a h ng: C th u khi n c c vi t, ki m tra
và d xum trong b nh nên
s không x y ra các l i logic do n i dây
* Kh t cao: C u khi n c a PLC d c vi t và chnh s a theo yêu c u
* T ng chi phí gi m: N u ch
t h th u khi n ph c t p thì h th u khi n b ng PLC có giá c n r t nhi u so v i h ng b th m thiu s ng
u nn, chi phí nhân công lt, s a ch a, v n hành
* Kh n thông cao: PLC hi n nay d dàng truy n thông v i các h ng thmáy tính, h th u khi n SCADA, DCS thông qua các giao th c Ethernet,
1.1.2.2 C u trúc ph ấ ầ n cứng củ a PLC
C u trúc ph n c ng c c th n qua hình 1.2hi
Hình 1.2 C u trúc ph n c ng c a PLC
Trang 181.1.2.3 Các thành ph n chính c a PLC bao g m ầ ủ ồ
* Ngun cung c p: T ng ngu n PLC s bi n xoay chin m t chi u 24V cung c p cho các moduel c a h ng ho th ng
* B u khi n CPU: M i dòng PLC s có r t nhi u lo i CPU phù h p
vi các tính cht và ng d u khi n công nghi p
* u vào ra I/O: Có hai lo i là Fixed I/O c th hi n qua hình 1.3) tc
i CPU và không th tách r i ra kh m
c a lo g n, giá thành r tuy nhiên l i thi linh ho i v i các ng
d ng c n s i I/O ho c khi I/O b h ng thì ph i thay luôn c b CPU M t d ng
n a c a I/O là lo i Modular I/O c th hi n qua hình 1.4), lo c tách riêng bi t thành các module và có th c tháp l p d dàng v i kh t r t cao Hi các loc ch t o theo d phù h p v i các ng
d ng khác nhau trong công nghi c phân chia theo kiu Local I/O khi I/O n m cùng Rack v i CPU ho c Remote I/O khi I/O không n m cùng Rack v c liên h b ng các module truy n thông Các Local I/O và
c th hi n qua hình 1.5
Trang 19Hình 1.3 C u hình lo i Fixed I/O
Hình 1.4 C u hình lo i Modular I/O
t vào rack
Kt n u vào
Kt n u ra Khi x lý
Trang 20Hình 1.5 Local và Remote I/O
Trang 21* Function Block Diagram (FBD): Là ngôn ng d kh i, k t n i logic v i
* Advanced Controller: Dùng cho các ng d n ph c t p v i các dòng S7-300, S7-400 và hi n nay dòng S7- i vng thay th hai dòng trên
* Distributed Controllers: Dùng các dòng ET 200P cho các ng d u khi n phân tán (DCS)
* u khi n d a trên n n t ng PC và các ng d ng
c a S7-1500
Trang 22Profibus là m t tiêu chu n m ng m , qu c t theo chu n m ng châu Âu EN 50170 và EN 50254 Trong s n xu t, các ng d ng t ng hóa quá trình công nghi p và t ng hóa tòa nhà, các m ng n i ti p có th ho
thng truy i thông tin gi a các h th ng t ng hóa và các thi t b
Trang 23hing phân tán Chu t b c a nhi u nhà cung c p khác nhau giao ti p v i nhau mà không c u ch nh giao di c bi t PROFIBUS
s d n truy n tin xo n công nghi p trong các ng
d ng s n xu t ho c IEC 1158- u khi s
d ng Ethernet/TCP-IP
CAN Khin Vùng M i g ng nhi u v cho các h th n trong xe, v i truy n t i d ki n trên 2 dây d n, t truy n t sai s r t th p,
tin c y cao Các h thc n i v i nhau b i m ng CAN 2 dây này DeviceNet là m t h thc hãng Allen-Bradley phát tri n d c a
n i m ng cho các thi t b n c p ch p hành Sau này, chu n
c chuy n sang d ng m i s qu n lý c a hi p h c
d o chu n hóa IEC 62026-3 th
H ng -I: Là h ng k t n i cho c p th p nh t trong h ng t ng th AS th th
u ch p hành và c m bi c n i v i tr m h th ng t ng qua bus giao ti p AS AS-I là k t qu phát tri n h p tác c a 11 hãng s n xu t thi t b c m bi n
u ch p hành có tên tu i trong công nghi
KG, Peppert & Fuchs GmbH
- Di Là ki u ngôn ng h i có thói quen thi t k m u khi n s
- D ng SCL: Có c u trúc g n gi ng v i ngôn ng d ng STL c phát tri n nhin gi ng v i các ngôn ng b i l p trình d thao tác
Trang 241.2 TÌM HIỂU MỘT SỐ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BEER VÀ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC SẠCH
1.2 1 Sơ lược quy trình sản xuất B eer
Trang 27- : Beer 1à -2o
Beer chai có dung tích 330ml, 450ml, 500ml, 750ml
Dung tích Beer chai, Beer
1.2.2 Hê điêu khiên giam sat câp nươc
Ngày nay, c r ng không
ng ng Vì v y ng d u khi n c ti n c n thi nâng cao
Trang 28hi u qu , tr
Trang 29Chương 2 - THI T K PH N C NG H TH NG ĐI U KHI N GIÁM SÁT Ế Ế Ầ Ứ Ệ Ố Ề Ể
2.1 YÊU C U CHUNG V THI T K Ầ Ề Ế Ế
Trong m t nhà máy s n xu t Beer có r t nhi u khin
t, t n sg su t, s ng, tiêu hao nguyên v t li u Trong
n tài này chúng ta nghiên c u thi t k h u khi n giám sát cho khâu c p
c s ch Nh ng thông s c n ph L c ch y, áp su t, m c
c trong các bCác thông s c cung c p t các thi t b c ng,
c tích h p vào các b u khi n và các thông tin c c dùng làm
u khi n các thi t b và các thông s c truy n lên
u khi n và hi n th trên màn hình giao di u khi n (t i
u khi d li t o báo cáo khi c n thi t và g i
v trung tâm T i trung tâm, các thông s c hi n th trên giao di h a
d li u c a máy tí l p báo cáo Ngoài ra, các ch tiêu quan tr ng n thi t ph i theo dõi giám sát Tuy v y
n tài này ch d ng m u khi n và giám sát m t s ch
c, m c
Các thit b a h th c ng SCADA g m có:
* Ph n c ng: Máy tính công nghi p, b tích h p thi t b t n i và thu th p d u (k lilên máy tính), thi t b m
Trang 31Hình 2.2 Pn thông h u khi n giám sát
c k t n i v i các m le, khng t u khi n b i tín hi u 24V trong các mou ra s Bi n t n và các van u khi n tr c ti p t tín hi u 24 V
Trang 32* C p giám sát: Truy n thông theo chu n Profibus, -485 RS
Bao g m các thi t b : Máy tính giám sát, HMI và module truy n thông, ph n m m: WinCC, SIMATIC Manager
2.3 TÌM HI Ể U CÔNG NGH X Ệ Ử LÝ NƯỚ C, L A CH N THI T B Ự Ọ Ế Ị ĐO VÀ ĐIỀ U KHI N H TH NG Ể Ệ Ố
nhau
Trang 33s ạ ch
Bình lọc
ướ t
B trung gian s 2
Tháp khử CO2
s 1 ố
Bình
l c thô ọ
B ể nướ c thô
Trang 35-
thép dày 3 Kích th
mm
- ÁoC
Trang 36NaClO + CO2 + H2O = HClO + NaHCO3
CaClO + 2CO2 + 2H2O = 2HClO + Ca(HCO3)2
HClO = HCl + O Chính oxy nguyê
0.5 mg/l
Trang 37Bình lọc than hoạt tính
B trung gian s 2
Trang 38, 6 van b
Trang 40cation (06 bình)
2+, Mg2+
NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+
NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+