Xây dựng hệ thống giám sát dữ liệu từ xa ứng dụng IOT cho hệ thống bồn chứa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT DỮ LIỆU TỪ XA ỨNG DỤNG IOT CHO HỆ THỐNG BỒN CHỨA GVHD: SVTH: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN CAO XUÂN THẮNG MAI THỊ THUÝ VI S K L0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT DỮ LIỆU TỪ XA ỨNG DỤNG IOT CHO HỆ THỐNG BỒN CHỨA SVTH : CAO XUÂN THẮNG MSSV: 17151128 MAI THỊ THUÝ VI MSSV: 17151162 Khóa : 2017 – 2021 Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA GVHD : PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng 1, năm 2022 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** - Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 12 năm 2021 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Cao Xuân Thắng MSSV1: 17151128 Họ tên sinh viên 2: Mai Thị Thúy Vi MSSV2: 17151162 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Lớp: 17151CL1B Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trương Đình Nhơn ĐT: 0903675119 Ngày nhận đề tài: 2/9/2021 Ngày nộp đề tài: 04/01/2022 Tên đề tài: Xây dựng hệ thống giám sát liệu từ xa ứng dụng IOT cho hệ thống bồn chứa Các số liệu, tài liệu ban đầu: Siemens Corporate Design PowerPoint – Templates, Getting Started IOT2000 with Node-red Nội dung thực đề tài: Thiết lập kết nối không dây thiết bị xây dựng hệ thống giám sát liệu Sản phẩm: Hệ thống mô TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký & ghi rõ họ tên) (Ký & ghi rõ họ tên) i CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** - PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên 1: Cao Xuân Thắng MSSV: 17151128 Họ tên Sinh viên 2: Mai Thị Thuý Vi MSSV: 17151162 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Tên đề tài: Xây dựng hệ thống giám sát liệu từ xa ứng dụng IOT cho hệ thống bồn chứa Họ tên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trương Đình Nhơn NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Nội dung đề tài phù hợp với yêu cầu Đồ án tốt nghiệp Trong đề tài này, sinh viên ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển, thu thập liệu giám sát hệ thống bồn chứa từ xa Ưu điểm: Sử dụng thiết bị công nghiệp mô hệ thống cách trực quan, sinh động Khuyết điểm: Do điều kiện phải thực đồ án từ xa nên sinh viên không thực thiết bị thực Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đồng ý cho 02 sinh viên bảo vệ trước hội đồng Đánh giá loại: Đề tài đạt loại giỏi Điểm: 8.5/10 (Bằng chữ: Tám điểm rưỡi) Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 12 năm 2021 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** - PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên : Cao Xuân Thắng MSSV: 17151128 Họ tên Sinh viên : Mai Thị Thuý Vi MSSV: 17151162 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Tên đề tài: Xây dựng hệ thống giám sát liệu từ xa ứng dụng IOT cho hệ thống bồn chứa Giảng viên Hướng dẫn Giảng viên Phản biện : PGS TS Trương Đình Nhơn : TS Tạ Văn Phương Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét chung nội dung đề tài: Đề tài đáp ứng mục tiêu đề ra, có tính thực tiễn cao Ý kiến kết luận (ghi rõ nội dung cần bổ sung, hiệu chỉnh): Đề nghị: Được bảo vệ:  Bổ sung để bảo vệ: □ Không bảo vệ: □ Câu hỏi phản biện (Giảng viên không cho SV biết trước) Alarm chức quan trọng hệ thống điều khiển giám sát Trong đề tài này, sinh viên thu thập tín hiệu cách xử lý để có liệu Alarm? Giải pháp thực đề tài cần cải tiến phần để áp dụng vào thực tế? Tại sao? Điểm đánh giá đề tài: 9/10 (Bằng chữ: Chín điểm) TP.HCM, ngày 12 tháng 01 năm 2022 iii Người nhận xét iv LỜI CẢM ƠN Đề tài “Xây dựng hệ thống giám sát liệu từ xa ứng dụng IOT cho hệ thống bồn chứa.” nội dung mà nhóm chọn để nghiên cứu làm báo cáo đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật điều khiển tự động hóa trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Để hoàn thành Đồ án tốt nghiệp kế hoạch, nhóm sinh viên xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trương Đình Nhơn - Giảng viên trực tiếp hướng dẫn nhóm, người mang lại cho nhóm nguồn cảm hứng, hỗ trợ hướng dẫn nhóm hồn thành tốt Đồ án tốt nghiệp Nhóm sinh viên xin cảm ơn anh, chị ta đồng nghiệp, kỹ sư, thạc sĩ Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật đóng góp ý kiến, truyền đạt kinh nghiệm Thông qua hợp tác hướng dẫn người, nhóm thu nhiều kiến thức bổ ích kinh nghiệm hướng tới thành cơng Đồ án tốt nghiệp nhóm Nhóm sinh viên xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo Trường Đại học Sư Phạm K ỹ Thuật TPHCM Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao tạo điều kiện giúp đỡ nhóm suốt q trình tìm hiểu, tích hợp thực đề tài Nhân hội nhóm bày tỏ trân trọng với phòng ban nhà Trường hỗ trợ buổi hội thảo nhóm có hội nhận kiến thức kinh nghiệm, hỗ trợ việc trình bày báo cáo nhóm Ngồi nhóm sinh viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, động viên, hỗ trợ truyền cảm hứng cho nhóm suốt q trình thực Đồ án tốt nghiệp v LỜI CAM ĐOAN Đề tài nhóm tự thực dựa kiến thức học, nghiên cứu tìm hiểu số đề tài phương án trước, không chép nội dung hay kết cơng trình có trước Nhóm sinh viên thực đề tài (Ký & ghi rõ họ tên) vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN v LỜI CAM ĐOAN vi MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC BẢNG BIỂU .xii TÓM TẮT ĐỀ TÀI xiii Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu nội dung đề tài 1.3.1 Mục tiêu 1.3.2 Nội dung đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa thực tiễn 1.6 Giới hạn nội dung nghiên cứu Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Phần cứng 2.1.1 Thiết bị xử lý 2.1.2 Thiết bị ngoại vi 2.2 Phần mềm 2.2.1 Node-red vii 2.2.2 Thingspeak 10 2.3 Thuật toán PID 12 2.3.1 Phương pháp tính tốn 13 2.3.2 Kích thước bồn chứa 14 2.3.3 Thông số PID 17 2.4 Internet of things (IoT) 17 2.5 Cơ sở lý thuyết hệ thống giám sát quản lý công nghiệp 19 2.5.1 Hệ thống giám sát quản lý 19 2.5.2 Màn hình cảm ứng công nghiệp – HMI 20 Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ 23 3.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng 23 3.1.1 Màn hình HMI Haiwell C10S 23 3.1.2 Thiết bị thu thập liệu mực chất lỏng 27 3.1.3 Máy bơm 30 3.1.4 Biến tần 31 3.1.5 Van 34 3.2 Lựa chọn phần mềm 35 3.2.1 Phần mềm kết nối thiết bị phần cứng 35 3.2.2 Phần mềm thu tập giám sát liệu 37 3.2.3 Phần mềm mô 39 3.3 Giao tiếp PLC, laptop Smartphone 40 Chương THIẾT KẾ PHẦN MỀM 41 4.1 Thiết kế chương trình điều khiển 41 4.1.1 Yêu cầu thiết kế 41 4.1.2 Mô tả chương trình điều khiển 41 4.1.3 Thiết kế hệ thống bẳng phần mềm mô Factory IO 43 viii