PLC và công nghệ SCADA

Luận văn tốt nghiệp đại học CHƯƠNG I I.1 Đề tài : PLC công nghệ SCADA HỆ THỐNG SCADA I - Giới Thiệu Về SCADA I.1 – Lòch Sử Phát triển I.2 – SCADA ? II- Các Hệ Thống SCADA III – Yêu Cầu Của Một Hệ Thống SCADA IV – Các Thành Phần Của Hệ Thống SCADA V - Chức Năng Và Nhiệm Vụ Của Một Hệ Thống SCADA VI – Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống SCADA VII – Các Đặc Tính Của Hệ Thống SCADA Hiện Đại VII.1 – Kiến trúc hệ thống VII.2 – Giao tiếp người máy VII.3 – Đơn vò đo lường từ xa VII.4 – Cơ sở liệu VII.5 – Truyền thông VIII – Phương Pháp Xây Dựng Một Hệ Thống SCADA Trung liệun Củ ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học IX -tâm HướngHọc Phát triể a SCADA GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên I.2 I.2 I.2 I.2 I.4 I.5 I.6 I.7 I.7 I.7 I I.8 I.8 I.8 I.8 tập I.9 nghiên cứu SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I.2 Đề tài : PLC công nghệ SCADA I - Giới Thiệu Về SCADA : I.1 – Lòch Sử Phát triển : Sự phát triển hệ thống SCADA đôi với phát triển đo lường điều khiển xa từ vào nửa đầu kỉ XX Các công ty xe lửa sử dụng thiếp bò đo lường từ xa Họ sử dụng telemetry để có thông tin vò trí xe lửa trạng thái chuyển mạch Khi công nghệ vô tuyến phát triển không cần kéo hàng trăm km mét dây Những phát triển hiệu chỉnh lỗi nén liệu cho phép nhiều thông tin truyền vô tuyến Và nhiều nhà máy khác : tự động , khí đốt , điện nước bắt đầu sử dụng hệ thống đo lường xa để giám sát trình đòa điểm xa Truyền thông vô tuyến hai chiều trở nên thông dụng vào năm 60 Lúc xuất tính toán với máy tính lớn Các terminal sử dụng mainframe để thực tất tính toán lưu trữ liệu Phương pháp thay đổi năm đầu thập niên 80 với phát triển máy vi tính Kỹ nguyên máy vi tính cho phép trình phân bố đòa điểm xa , không phụ thuộc vào máy tính lớn trung tâm Vào cuối thập niên 80 kỹ nghệ bắt đầu chuyển sang kỹ nguyên hệ thống phân bố (distributed systems area) Học Đặc trưng a kỹCần nguyêThơ n @ tích Tài hợp WAN (Widetập Areavà Neawork ) vàcứu Trung tâm liệu củ ĐH liệu học nghiên LAN (Local Area Neawork ) , tiêu chuẩn mở , mô hình thông qua quan hệ ứng dụng điều khiển biểu tượng Trong năm 90 có thêm kỹ nguyên tính toán , chuyên gia MIS ( Management Information System ) gọi thời kì kỹ nguyên song song (đồng thời ) Các PLC lúc có khả giám sát điều khiển cục Những User SCADA bắt đầu thay đổi Các công ty sản xuất dầu khí khí đốt chuyển sang điều khiển phân bố Tuy nhiên, Các công ty điện lực trì quan điểm điều khiển tập trung I.2 – SCADA ? SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition = Điều khiển giám sát thu thập liệu ) hệï thống cho phép người điều hành giám sát điều khiển trình mà chúng phân bố nơi xa Hệ thống SCADA cho phép liên lạc với phương tiện điều khiển cung cấp liệu cần thiết cho trình điều khiển nơi xa, khoảng cách tăng khó truy nhập , SCADA trở thành lựa chọn tốt cho người điều hành để điều chỉnh quan sát II- Các Hệ Thống SCADA Các hệ thống SCADA gọi tên khác tình kỹ nghệ khác ví dụ : DAC ( Data Acquisition And Control GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I.3 Đề tài : PLC công nghệ SCADA = thu thập liệu điều khiển ), DCS ( Distributed Control Systems = hệ thống điều khiển phân bố ) , Có nhiều loại hệ thống SCADA khác , chúng chia thành bốn nhóm với tính sau : - SCADA mờ (Blin) : hệ thống thu nhận xử lí liệu thu hình ảnh đồ thò Do phận giám sát nên hệ thống đơn giản giá thành thấp (Hình bên ) Dữ liệu Phân tích Dữ liệu Hệ thống so sánh Sản phẩm Quản lí liệu Tín hiệu phản hồi Máy thiếp bò chấp hành CấuCần trúc hệThơ thống @ SCADA n tập nghiên cứu Trung tâm Học liệu ĐH Tài đơn liệugiảhọc - - - Hệ thống SCADA xử lí đồ hoạ thông tin thời gian thực (run time ) : hệ thống giám sát thu thập liệu có khả mô tiến trình hoạt động hệ thống sản xuất hệ thống nhờ tập tin cấu hình máy khai báo trước Tập tin cấu hình ghi lại khả hoạt động hệ thống giới hạn không gian hoạt động , giới hạn khả , công suất làm việc máy Nhờ biết trước khả hoạt động hệ thống sản xuất mà có tín hiệu vượt tải hay có vấn đề đột ngột phát sinh , hệ thống thông báo cho người giám sát biết trước để họ can thiệp vào tín hiệu vượt mức cho phép hệ thống cho thiếp bò ngưng hoạt động Hệ thống SCADA độc lập : Là hệ thống giám sát thu thập liệu với xử lí , thông thường hệ thống SCADA điều khiển hai thiếp bò Do khả điều khiển thiếp bò nên hệ thống sản xuất đáp ứng cho việc sản xuất chi tiết , không tạo nên dây chuyền sản xuất lớn Hệ thống SCADA mạng : hệ thống giám sát thu thập liệu với nhiều vi xử lí có nhiều phận giám sát kết nối với thông qua mạng Hệ thống cho phép điều khiển nhiều thiếp bò tạo nên dây chuyền sản xuất tự động theo yêu cầu khách hàng từ nơi bán hàng hay từ phòng thiết kế (hình bên ) GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I.4 Tiếp thò Đề tài : PLC công nghệ SCADA Quản lý Giám sát Thiết kế sản phẩm Quản lí sản xuất Điềukhiển Tiếp thò Cảnh Báo Giao diện điều khiển Dư liệu Hệ thống Phân tích Dữ liệu so sánh Sản phẩm Quản lý liêu Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Tín hiệu phản hồi Máy thiếp bò chấp hành Hệ thống SCADA mạng Do nối mạng nên điều khiển từ xa thiếp bò công tác mà điều kiện nguy hiểm (như nơi làm việc môi trường phóng xạ , nơi có điện trường mạnh…) không cho phép người đến gần III – Yêu Cầu Của Một Hệ Thống SCADA Một hệ thống SCADA đòi hỏi phải có đầy đủ thành phần sau : - Cơ sở hạ tầng truyền thông công nghiệp GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I.5 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Phần mềm kết nối với nguồn liệu hay gọi Driver Cơ sở liệu trình ( Proccess Database ) Chức hổ trợ trao đổi tin tức (Messaging ), xử lí cố cảnh báo (Alarm ) - Hổ trợ lập báo cáo ( Reporting ) IV – Các Thành Phần Của Hệ Thống SCADA Hệ thống SCADA có bốn phần tử : Người điều hành (Operator) , truyền thông liên lạc,đơn vò thiếp bò đầu cuối MTU (Master Terminal Unit ) đơn vò thiếp bò đầu cuối xa RTU (Remote Terminal Unit ) + Người điều hành thực điều khiển thông qua thông tin mô tả đơn vò hiển thò hình ảnh VDU (Video Display Unit ) Phần thâm nhập hệ thống thường xuất phát từ ngừơi điều hành thông qua bàn phím MTU Thông tin từ các nơi xa MTU giám sát hiển thò thông tin cho người điều hành + Truyền thông liên lạc :các hệ thống SCADA có khả liên lạc cách sử dụng nhiều loại môi trường : sợi quang , quay số kết nối điện thoại , vô tuyến Gần số tiện ích cài đặt ISDN (Integrated Service Digital Network ) - Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu + MTU ( Master Terminal Unit ) :Là trung tâm hệ thống MTU Nhiệm vụ MTU khởi động tất công việc : truyền thông liên lạc , thu thập liệu , lưu trữ thông tin , gởi thông tin đến hêï thống khác giao tiếp với người điều hành MTU khởi động ảo tất truyền thông cách lập trình Hầu hết truyền thông thực MTU MTU liên lạc với thiếp bò ngoại vi khác : monitor , máy in hệ thống thông tin khác GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I.6 Đề tài : PLC công nghệ SCADA + RTU ( Remote Terminal Unit ) :RTU Thu thập thông tin từ thiếp bò nhập vale , máy bơm, cảnh báo (alarm ) đồng hồ đo ( meter ) , Chủ yếu liệu dạng analog ( số thực ) , digital (on / off) , liệu xung ( ví dụ đếm số vòng quay motor ) Nhiều RTU giữ thông tin thu thập nhớ đợi yêu cầu từ MTU để truyền liệu Các RTU đại máy vi tính cá PLC thực điều khiển trực tiếp đòa điểm xa mà không cần đònh hướng MTU V - Chức Năng Và Nhiệm Vụ Của Một Hệ Thống SCADA : SCADA thường dùng để hệ thống máy tính thiết kế để thực chức sau : Điều khiển giám sát : khả theo dõi điều khiển liệu thời gian thực để thay đổi giá trò then chốt trực tiếp từ máy tính Việc điều khiển giám sát chủ yếu máy tính , người đóng vai trò phụ ; chuyên theo dõi biến cố lớn nguy hiểm đến hệ thống Những trục trặc nhỏ thường xuyên xảy máy tính sửa chữa theo chương trình cài sẵn - Thu thập liệu : khả thu nhận liệu từ thiếp bò cảm biến /chuyển đổi lượng , xử lí thực phép toán liệu thu thập Sau hiển thò liệu thu thâïp liệu tính toán Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu - Hình minh hoạ chức SCADA MMI : Điều khiển : khả tự động hoá áp dụng giải thuật nhằm điều chỉnh giá trò trình từ trì giá trò giới hạn đặt trước Ta sử dụng máy tính để điều khiển toàn trình phần trình GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I.7 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Cảnh báo : khả ghi nhận kiện ngoại lệ báo kiện Cảnh báo tạo theo giới hạn đặt trước - Lập báo cáo : khả lập bảng báo cáo trình hoạt động hệ thốn VI – Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống SCADA • Thu thập liệu : Hệ thống SCADA lấy tín hiệu từ cấu cảm biến gắn thiếp bò dây chuyền sản xuất gởi cho máy tính • Điều khiển giám sát : Máy tính xử lí , kiểm tra hoạt động hệ thống , yêu cầu kỹ thật cài sẵn nhớ Đồng thời máy tính hiển thò lại thông tin kỹ thật hệ thống hình cho phép tự động giám sát điều khiển hệ thống phát tín hiệu đến thiếp bò tạo nên vòng kín Việc điều khiển giám sát bao hàm hai ý nghóa : - Con người theo dõi điều khiền - Máy tính theo dõi điều khiền So với máy tính , tốc độ xử lí tính toán người chậm dễ nhầm lẫn Những sai sót nhỏ mà người thường xuyên gặp phải máy tính giám sát xử lí theo chương trình cài đặt sẳn Đối với cố lớn máy tính báo cho người theo dõi biết dừng hoạt động hệ thống để chờ đònh củ a ngườliệu i điềuĐH hànhCần Trung tâm Học Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu VII – Các Đặc Tính Của Hệ Thống SCADA Hiện Đại VII.1 – Kiến trúc hệ thống Hiện hệ thống SCADA hệ xây dựng theo kiến trúc phân bố công suất máy chủ phân bố số xử lí nối kết với mạng cục (LAN ) Trong vi xử lí có trách nhiệm đònh : thu thập xử lí, xây dựng hiển thò , tạo báo cáo, số xứ lí để dự phòng Nhờ vào công nghệ diện rộng (WAN ) hệ thống SCADA phân bố miền đòa lí rộng lớn Hệ thống thiết kế theo hệ thống mở cấu Cilent- Server VII.2 – Giao tiếp người máy SCADA trang bò VDU ( Visual Display Unit = đơn vò hiển thò ) đầy đủ đồ hoạ có kèm mouse , trackpall , joystick bàn phím Các nút điều khiển nối cứng thay " icon" hình tác động mouse hay bàn phím Các phương tiện giúp cho người điều hành : + Nhanh chóng hoán đổi hiển thò + Nhanh chóng xem chi tiết thông tin giới hạn + Tạo sữa đổi thông tin trực thiếp hệ thống + Có hiệu ứng đặc biệt để tăng tính phân biệt rõ liệu - GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I.8 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Với VDU hoạt động môi trường Windows hay X -windows điều hành viên : + Xem VDU nhiều mảng thông tin mà thường trãi nhiều hiển thò +Trên hình , truy cập liệu nằm rải rác theo đòa lí liệu thuộc sở liệu khác Do phương tiện MMI đại cho phép điều hành viên truy cập số lượng thông tin lớn dễ nhanh VII.3 – Đơn vò đo lường từ xa Các RTU không thiếp bò thụ động mà mục đích thu thập liệu lưu liệu vùng Nhiều mức xử lí liệu điều khiển thực RTU Nhiều loại thiếp bò nối vào RTU : PLC , máy tính đo lưu lượng , thiếp bò lấy chẩn đo bồn chứa Các RTU xếp theo kiến trúc phân bố phân cấp Dữ liệu RTU xử lí trạm chủ VII.4 – Cơ sở liệu Dữ liệu lưu trữ không liệu đo đạt từ xa , tính toán , mà có thông số báo kiện cảnh báo Do chất hệ thống SCADA nên sở liệu phân bố n đề bả o mậĐH t có nhiềThơ u cấp truy p sửliệu dụng học : điềutập hành viênnghiên , giám sátcứu Trung tâmVấHọc liệu Cần @ cậ Tài viên ,huấn luyện , kỹ sư Cơ sở liệu liên hệ với hệ thông tin quản trò MIS (managemant Information System ) hệ thông tin đòa lí GIS(Geographic Information System ) VII.5 – Truyền thông Truyền thông LAN/WAN máy tính dựa số chuẩn công nghiệp phù hợp với mô hình OSI (Open System Iterconnection ) Hiện có công nghệ : Fast Ethernet , FDDL Frame Relay , ATM, Trong tương lai , người ta có khuynh hướng chuyển sang ATM VIII – Phương Pháp Xây Dựng Một Hệ Thống SCADA Có hai phương pháp để xây dưng hệ hống SCADA - Phương pháp thứ : sử dụng ngôn ngữ lập trình phổ thông Visual C++,Visual Basic , Jbuilder , Delphi ,….Đối với cách , người ta phải lập trình từ đầu , giống việc phát triển ứng dụng thông thường Ngoài việc phải lập trình kết nối qua cổng truyền thông , công việc lập trình đồ họa gặp nhiều khó khăn Thứ , phương pháp đòi hỏi mức kiến thức lập trình cao người lập trình Thứ hai , việc lập trình biểu tượng , ký hiệu thường dùng kỹ thuật đòi hỏi phải nhiều công sức GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I.9 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Để giải vấn đề ta sử dụng thư viện phần mềm dạng thư viện lớp hay thư viện thành phần có sẵn Đặc biệt việc sử dụng thư viện thành phần ActiveX-Controls hay JavaBaen nâng cao hiệu lập trình cách đáng kể Tuy nhiên trường hợp , việc phải biên dòch lại toàn ứng dụng điều tránh khỏi Do hạn chế , phương pháp lập trình nên sử dụng ứng dụng qui mô nhỏ có yêu cầu phải thay đổi - Phương pháp thứ hai sử dụng công cụ phần mềm chuyên dụng : IFIX ,Wincc, Citect… , gọi tắt phần mềm SCADA Các phần mềm có chưá thư viện thành phần cho việc xây dựng giao diện người-máy phần mềm kết nối thiếp bò thông thường Nhiều công cụ đònh nghóa ngôn ngữ riêng ( thường gọi Script ) phục vụ cho mục đích Tuy nhiên độ phức tạp chúng khác Gần , xu hướng đơn giản hóa việc tạo dựng ứng dụng SCADA thể việc kết hợp phương pháp lập trình hiển thò với sử dụng ngôn ngữ Script thông dung Visual Basic for Application (VBA ) VBScript , tương tự việc soạn thảo văn Một số công cụ xa , cho phép ta sử dụng biểu tượng , ký hiệu đồ họa vừa để xây dựng giao diện người máy vừa để biểu diễn liên quan logic thành phần chương trình ứng dụng dạng biểu đồ khối quen thuộc , khôHọc ng cầnliệu tới mộĐH t dònCần g lệnh Thơ , kể cả@ script liệu học tập nghiên cứu Trung tâm Tài IX- Hướng Phát triển Của SCADA Điều khiển giám sát hay SCADA không khái niệm mớ mẽ , tiến công nghêï để thực luôn đổi Bên cạnh xu hướng việc sử dụng thiếp bò cảm biến cấu chấp hành thông minh , mạng truyền thông công nghiệp mềm hóa giải pháp điều khiển , hệ SCADA chiếm vai trò quan trọng nhiều lónh vực ứng dụng khác Tầm nhìn cho công ty tương lai với hệ thần kinh số (DSN) tích hợp toàn hệ thống điều khiển tự động điều khiển giám sát với hệ thống điều hành sản xuất quản lý công ty , nhanh chóng trở thành thực Đó phương hướng chiến lược cho công ty đường phát triển thời đại kinh tế trí tuệ xã hội thông tin kỉ XXI GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I10 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu liệu + Một Poll Record giá trò liệu hai dãy giá trò + Các Poll Record dùng chung cho tất loại liệu giống -Điều khiển vào đươcï dùng để giám sát điề khiển Driver vào GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Số Trạm Số PLC Số Trạm Số PLC Sum check code ETX Vùng liệu B Mã lỗi Số PLC Số Trạm Sum check code Số Trạm Số PLC Số Trạm NACK Số PLC ACK SVTH : Võ Chí Tâm GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên Số PLC Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu NACK Vùng liệu A Thời gian chờ thông báo Lệnh Số PLC Số Trạm ENQ PLC Số Trạm STX Máy Tính Ghi liệu từ máy tính vào PLC Trình tự truyền liệu ACK Mô tả Thủ tục truyền thông Máy Tính NACK Sum check code Vùng liệu A Thời gian chờ thông báo Lệnh Số PLC Số Trạm ENQ PLC Đọc liệu Từ PLC vào máy tính Trình tự truyền liệu Đề tài : PLC công nghệ SCADA I21 Luận văn tốt nghiệp đại học Thủ tục truyền thông Luận văn tốt nghiệp đại học I22 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Giải thích thành phần truyền thông - Mã điều khiển Mã điều khiển ký tự mã Hex dùng để nhận dạng vò trí đặc biệt chuổi liệu truyền , chuổi liệu ký hiệu thông báo đáp ứng trình truyền liệu Mã thường dùng điều khiển bao gồm ký hiệu trình bày bảng sau : Mã điều khiển Mã Hex Mô tả STX 02H Start of text ETX 03H End of text EOT 04H End of Transmission ENQ 05H Enquiry ACK 06H Acknowledge LF 0AH Line Feed CL 0CH Clear CR 0DH Carraige Return NAK 15H Not Acknowledge • - Số trạm : Là số xác lập cho PLC hệ thống PLC Chúng dùng để xác đònh PLC mà máy tính gởi sữ liệu Trung tâm liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Chú ýHọc : + Không đặt số trạm cho nhiều PLC , không liệu truyền bò sai , truyền thông hoạt động không bình thường + Nên xác lập số trạm có thứ tự , nhiên xác lập số trạm ngẫu nhiên hay bỏ qua khoảng giá trò - Số PLC Số PLC số nhận dạng loại CPU PLC - Lệnh Dùng để xác đònh tác vụ cần thực từ máy tính : đọc hay ghi nhớ … - Thời gian chờ thông báo Thời gian chờ thông báo thời gian cần thiết chuyển tiếp trạng thái gởi trạng thái nhận liệu Nó xác đònh thời gian trể tối thiểu trước PLC gởi liệu cho máy tính sau nhận thông báo yêu cầu từ máy tính Ta xác lập thông số theo cấu hình máy tính - Check Sum code Thông số dùng để kiểm tra việc truyền liệu có hay không Có nhiều cách kiểm tra lỗi khác : chẳn lẻ , đa thức , ma trận ,… GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học Chương : I23 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Máy Trộn Hồ Tự Động I - Mụch đích II – Sơ đồ khối III – Nguyên Tắt Hoạt Động IV- Thiết kế giao diện V– Lưu chươngliệu trìnhĐH Trung tâmđồHọc Cần Thơ @ Tài liệu học tập V.1 - Lưu đồ chương trình V.2 - Thiết lập thông số cho hồ bê tông (nút button Hồ Bê Tông ) V.3 - Thiết lập thông số cho hồ tô tường (nút button Hồ Tô Tường) V.4 - Thiết lập thông số cho hồ lót (nút button HồLót Nền ) V.4 – Chọn tỉ lệ khác ( Nút Button Chọn Tỉ Lệ Khác ) V.5 - Thực trộn hồ ( Nút button Bắt đầu ) GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên IV.2 IV.2 IV.3 IV.3 IV.3 nghiên IV.3 IV.5 IV.6 IV.7 IV.7 IV.8 SVTH : Võ Chí Tâm cứu Luận văn tốt nghiệp đại học I24 Đề tài : PLC công nghệ SCADA I - Mụch đích Sau tìm hiểu phần mềm ta thực việc thiết kết chương trình ứng dụng nhỏ để thấy chức phần mềm IFIX Ta chọn ứng dụng máy trộn hồ tự động viết chương trình phần mềm IFIX cho máy hoạt động II – Sơ đồ khối Kho chứa đá Băng tải đá Băng tải cát Kho chứa cát Kho chứa xm Băng tải xm Bồn chứa xm Bồn nước Điều khiển van xả xm Bồn chứa đá Điều khiển van xả đá Điều khiển van xả cát Bồn chứa cát Điều khiển van xả nước Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Van xã hồ trộn Máy trộn hồ Xe chở hồ trộn xong đến nơi thi công GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I25 Đề tài : PLC công nghệ SCADA III – Nguyên Tắt Hoạt Động Đây máy trộn hồ tự động , nhập vào đầy đủ thông số máy hoạt động theo trình tự sau : - Nếu có tỉ lệ cát mẻ hồ cát tải lên bồn chứa - Xả cát xuống máy trộn khoảng thời gian tương ứng với khối lượng cát - Nếu có tỉ lệ đá mẻ hồ đá tải lên bồn chứa - Xả đá xuống máy trộn khoảng thời gian tương ứng với khối lượng đá - Nếu có tỉ lệ xi măng mẻ hồ xi măng tải lên bồn chứa - Xả cát xuống máy trộn khoảng thời gian tương ứng với khối lượng xi măng - Nếu có tỉ lệ nước xả nước xuống máy trộn khoảng thời gian tương ứng với khối lượng nước - Cho máy trộn hồ hoạt động khoảng thời gian tương ứng với khối lượng mẻ hồ - Trộn hồ xong , cho xe vào nhận hồ để đưa đến nơi thi công - Máy trộn hồ tiếp tục hoạt động để để có đủ số lượng mẻ hồ mong muốn - Trong trình trộn hồ , chương trình kiểm tra nhiên liệu , thiếu nhiên liệ u thìĐH sẽCần đưa raThơ cảng bá thoá t khỏhọc i chương trình Trung tâm Học liệu @o Tài liệu tập nghiên IV- Thiết kế giao diện Giao diện giao tiếp người máy (MMI ) để người điều hành can thiệp vào hoạt động chương trình Trong mô hình ta xây dựng giao diện sau : - Một button để thực thi chương trình - Một button để thiết lập thông số cho hồ bê tông - Một button để thiết lập thông số cho hồ tô tường - Một button để thiết lập thông số cho hồ lót - Một button để thiết lập thông số cho hồ trộn hồ theo tỉ lệ mong muốn - Một button để thực việc lấy lại thông số đặt mẻ hố trước - Một button để thoát khỏi việc trộn hồ - Một button để liên kết đến kho nhiên liệu - Màn hình đối tượng để thực thi chương trình trộn hồ V– Lưu đồ chương trình V.1 - Lưu đồ chương trình GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm cứu Luận văn tốt nghiệp đại học I26 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Bắt Đầu Nhập vào số mẻ hồ cần trộn Y Hồ bê tông ? Thiết lập thông số cho hồ bê tông N Y Hồ tô tường ? Thiết lập thông số cho hồ tô tường N Y Hồ lót ? Thiết lập thông số cho hồ lót N Trung tâm HọcChọ liệu Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu n tỉ ĐH lệ kháCần c Có đủ nguyên liệu ? N Đề nghi nhập nguyên liệu đầy đủ trước trộn hồ Y Thực việc trộn hồ Thoát Đưa xe vào , xả hồ xuống xe , đưa xe N Trộn đủ số lương mẻ hồ ? Y GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I27 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Lưu lại thông số cho việc trộn lại lần sau Đặt biến End V.2 - Thiết lập thông số cho hồ bê tông (nút button Hồ Bê Tông ) Đầu tiên ta nhập vào khối lượng mẻ hồ , khối lượng nằm giới hạn ta chia thành phần theo tỉ lệ đònh trước , không hợp lệ ta chương trình nhắc ta nhập lại.Ta có lưu đồ sau : Bắt@ đầuTài Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ liệu học tập nghiên cứu Nhập khối lượng mẻ hồ Khối lượng hồ phù hợp ? N Y Tỉ lệ cát = 30% Tỉ lệ đá = 20% Tỉ lệ xm = 20% Tỉ lệ nước= 30% End GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I28 Đề tài : PLC công nghệ SCADA V.3 - Thiết lập thông số cho hồ tô tường (nút button Hồ Tô Tường) Đầu tiên ta nhập vào khối lượng mẻ hồ , khối lượng nằm giới hạn ta chia thành phần theo tỉ lệ đònh trước , không hợp lệ ta chương trình nhắc ta nhập lại.Ta có lưu đồ sau : Bắt đầu Nhập khối lượng mẻ hồ Khối lượng hồ phù hợp ? N Y Trung tâm Học liệu ĐH Tỉ lệ cát = 40% Tỉ lệ đá = 0% Tỉ lệ xm = 30% CầnTỉThơ Tài lệ nướ@ c= 30% liệu học tập nghiên cứu End V.4 - Thiết lập thông số cho hồ lót (nút button HồLót Nền ) Đầu tiên ta nhập vào khối lượng mẻ hồ , khối lượng nằm giới hạn ta chia thành phần theo tỉ lệ đònh trước , không hợp lệ ta chương trình nhắc ta nhập lại.Ta có lưu đồ sau : GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I29 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Bắt đầu Nhập khối lượng mẻ hồ Khối lượng hồ phù hợp ? N Y Tỉ lệ cát = 40% Tỉ lệ đá = 0% Tỉ lệ xm = 40% Tỉ lệ nước= 20% Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ End @ Tài liệu học tập nghiên cứu V.4 – Chọn tỉ lệ khác ( Nút Button Chọn Tỉ Lệ Khác ) Đầu tiên ta nhập vào khối lượng mẻ hồ , khối lượng nằm giới hạn chương bảo ta nhập tiếp tỉ lệ cát , đá xi măng , khối lượng mẻ hồ không hợp lệ chương trình nhắc ta nhập lại Sau chương trình kiểm tra tỉ lệ có hợp lệ không , không ta nhập lại tỉ lệ , hợp lệ chương trình tiếp tục Ta có lưu đồ sau GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I30 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Start Nhập vào khối lượng mẻ hồ N Khối lượng có hợp lệ không ? Y Nhập vào tỉ lệ cát Nhập vào tỉ lệ đá Nhập vào tỉ lệ xi măng Tỉ lệ@ có Tài hợp liệu học tập nghiên cứu Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ lệ không ? N Y KL cát = ((%cát)* (KL mẻ hồ ))/100 KL đá = (% đá)* (KL mẻ hồ ))/100 KL xm = ((% xm)* (KL mẻ hồ ))/100 KL nước = KL mẻ–(hồ KL cát) - ( KL đá) -( KL xm) End V.5 - Thực trộn hồ ( Nút button Bắt đầu ) GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I31 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Start Giá trò cát > Và đủ nl cát N Y Tải cát vào bồn chứa cát Xả cát xuống máy trộn N Giá trò đá > Và đủ nl đá Y Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Tải đá vào bồn chứa cát Xả đá xuống máy trộn N Giá trò xm > Và đủ nl xm Y Tải xmvào bồn chứa cát Xả xm xuống máy trộn GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I32 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Giá tò nước >0 Nước cung cấp N Y Xả nước xuống máy trộn Cho máy trộn hồ hoạt động Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu End GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I33 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Chương V : KẾT QUẢ THỰC HIỆN Và KIẾN NGHỊ I - KẾT QUẢ THỰC HIỆN …………………………………………………………………………………… Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu …………V.2 II - HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI …………………………………………………………………………………………… V.2 III - KIẾN NGHỊ …………………………………………………………………………………………… ……………………… V.2 GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I34 Đề tài : PLC công nghệ SCADA I - KẾT QUẢ THỰC HIỆN Đề tài PLC công nghệ SCADA đạt số kết sau : - Nghiên cứu hệ thống SCADA - Nghiên cứu phần mềm IFIX Intellution - Nghiên cứu mạng PLC - Xây dựng ứng dụng SCADA phần mềm IFIX II - HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI Đây lónh vực nên đề tài không tránh khỏi hạn chế : - Chương trình SCADA ứng dụng chưa giao tiếp với phần cứng nguyên nhân sau : + Về phần mềm Driver giao tiếp với phần cứng + Về phần phần cứng PLC loại lớn hổ trợ mạnh cho truyền thông modul giao tiếp PLC ( nói chương ) - Ứng dụng viết mang tính Demo chưa thật giống thực tế III - KIẾN NGHỊ Để xây dựng hệ thống SCADA hoàn chỉnh , theo cần phải có thành phần sau : - Có phần mềm SCADA mạnh ( IFIX Intellution , Wincc ,…) với đầy đủ tính năliệu ng củaĐH (Cần khô ng phả i chạ y Demo) cáctập Driver trợ cứu Trung tâm Học Thơ @ Tài liệu học vàhổnghiên phần cứng mà ta có ( vd :Driver MB1 hổ trợ giao tiếp thiếp bò phần cứng thông qua cổng nối tiếp cho phần mềm IFIX Intellution ) - Có PLC loại lớn hổ trợ mạng ( S7-300 , S7-400 , FXON ,….) - Có Modul hổ trợ mạng cho PLC (Ví dụ Modul 485ADP Modul chuyên dùng để kết nối PLC FXON vào hệ thống truyền thông RS485 ) - Có cảm biến : áp suất , nhiệt độ , tốc độ ,… Tuỳ thuộc vào ứng dụng hệ thống - V.v… Nếu chuẩn bò thành phần ta xây dựng hệ thống SCADA hoàn chỉnh với nhiều ứng dụng hữu ích GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I35 Đề tài : PLC công nghệ SCADA Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm [...]... Vùng dữ liệu A Thời gian chờ thông báo Lệnh Số PLC Số Trạm ENQ PLC Số Trạm STX Máy Tính Ghi dữ liệu từ máy tính vào PLC Trình tự truyền dữ liệu ACK Mô tả Thủ tục truyền thông Máy Tính NACK Sum check code Vùng dữ liệu A Thời gian chờ thông báo Lệnh Số PLC Số Trạm ENQ PLC Đọc dữ liệu Từ PLC vào máy tính Trình tự truyền dữ liệu Đề tài : PLC và công nghệ SCADA I21 Luận văn tốt nghiệp đại học Thủ tục truyền... và công nghệ SCADA RS485 Chương Trình HĐH PC ADP Bộ Nhớ Dữ Liệu PLC Chương Trình MÁY VI TÍNH Máy tính đọc dữ liệu từ PLC Trung tâm Học liệuRS232 ĐH Cần RS485 Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Chương Trình HĐH HĐH (4) (5) PC ADP Chương Trình Bộ Nhớ Dữ Liệu PLC MÁY VI TÍNH GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học RS232 I19 Đề tài : PLC và công nghệ SCADA. .. SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I31 Đề tài : PLC và công nghệ SCADA Start Giá trò cát > 0 Và đủ nl cát N Y Tải cát vào bồn chứa cát Xả cát xuống máy trộn N Giá trò đá > 0 Và đủ nl đá Y Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Tải đá vào bồn chứa cát Xả đá xuống máy trộn N Giá trò xm > 0 Và đủ nl xm Y Tải xmvào bồn chứa cát Xả xm xuống máy trộn 2 GVHD : Phạm Văn... tốt nghiệp đại học I32 Đề tài : PLC và công nghệ SCADA 2 Giá tò nước >0 Nước đang được cung cấp N Y Xả nước xuống máy trộn Cho máy trộn hồ hoạt động Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu End GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I33 Đề tài : PLC và công nghệ SCADA Chương V : KẾT QUẢ THỰC HIỆN Và KIẾN NGHỊ I - KẾT QUẢ THỰC HIỆN... học tập và nghiên cứu …………V.2 II - HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI …………………………………………………………………………………………… V.2 III - KIẾN NGHỊ …………………………………………………………………………………………… ……………………… V.2 GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I34 Đề tài : PLC và công nghệ SCADA I - KẾT QUẢ THỰC HIỆN Đề tài PLC và công nghệ SCADA đạt được một số kết quả sau đây : - Nghiên cứu về hệ thống SCADA -... Trình PLC MÁY VI TÍNH PLC gởi dữ liệu đến máy vi tính HĐH: Hệ điều hành (1 )và (4 ) : yêu cầu (2 )và (6) dữ liệu (3 )và (5) : đáliệu p ứng ĐH Trung tâm Học Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu PC :Bộ giao tiếp dùng để chuyển đổi tín hiệu và cổng truyền thông từ RS232 sang RS485 ADP : Modul chuyên dùng kết nối PLC vào hệ thống truyền thông RS485 • Ví dụ một dạng truyên thông giữa máy tính và PLC. .. lưu đồ sau GVHD : Phạm Văn Tấn -Nguyễn Khắc Nguyên SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I30 Đề tài : PLC và công nghệ SCADA Start Nhập vào khối lượng mẻ hồ N Khối lượng có hợp lệ không ? Y Nhập vào tỉ lệ cát Nhập vào tỉ lệ đá Nhập vào tỉ lệ xi măng Tỉ lệ@ có Tài hợp liệu học tập và nghiên cứu Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ lệ không ? N Y KL cát = ((%cát)* (KL mẻ hồ ))/100 KL đá = (% đá)*... nghiệp đại học I16 Đề tài : PLC và công nghệ SCADA được dùng phổ biến trong truyền thông RS232 và được sử dụng trên đa số PLC máy vi tính và các thiếp bò ngoại vi • V24 do CCITT đưa ra cũng là chẩn RS232 được dùng phổ biến ở châu u Tuy nhiên V24 chỉ qui đònh các thủ tục trong trao đổi thông tin V28 xác đònh thêm thông số lượng các chân và điện áp của tín hiệu Nói chung RS23 2và RS422 có thể được xem là... bit 7 bit Không có 1 bit Sử dụng 00 Dạng 1 PLC FX SVTH : Võ Chí Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học I20 Đề tài : PLC và công nghệ SCADA XII – Khuôn dạng dữ liệu cơ bản của thủ tục truyền thông Khuôn dạng dữ liệu cơ bản của thủ tục truyền thông trên PLC thường được đònh theo dạng tổng quát sau đây : Mã điều khiển (Control Code ) Số Trạm (Station no ) Số PLC (PLC No ) Lệnh (Command ) Thời gian chờ(Messeage... tốt nghiệp đại học I11 Đề tài : PLC và công nghệ SCADA III.3.1.3-Driver Image Table (DIT ) Là vùng nhớ trong SCADA sever , là nơi mà các Driver vào ra lưu trữ poll record -Các Driver vào ra cập nhập poll record trong DIT : +Mỗi poll record có một tốc độ cho việc cập nhật đựợc xử lí +Tốc độ cập nhật gọi là poll time Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu III.3.2 - Cơ Sở Dữ ... Đề tài : PLC công nghệ SCADA I - KẾT QUẢ THỰC HIỆN Đề tài PLC công nghệ SCADA đạt số kết sau : - Nghiên cứu hệ thống SCADA - Nghiên cứu phần mềm IFIX Intellution - Nghiên cứu mạng PLC - Xây... Đề tài : PLC công nghệ SCADA Chương Trình RS485 HĐH HĐH (6) PC ADP Bộ Nhớ Dữ Liệu Chương Trình PLC MÁY VI TÍNH PLC gởi liệu đến máy vi tính HĐH: Hệ điều hành (1 )và (4 ) : yêu cầu (2 )và (6) liệu... code Vùng liệu A Thời gian chờ thông báo Lệnh Số PLC Số Trạm ENQ PLC Đọc liệu Từ PLC vào máy tính Trình tự truyền liệu Đề tài : PLC công nghệ SCADA I21 Luận văn tốt nghiệp đại học Thủ tục truyền