Công nghệ tự động hóa đóng một vai trò hết sức to lớn trong các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống trên toàn thế giới cũng như tại Việt nam. Có thể nói rằng hiện nay các giải pháp tự động hoá có mặt hầu hết trong các lĩnh vực khác nhau như sản xuất công nghiệp, viễn thông, giao thông, dân dụng, nông nghiệp,…Nhưng hiện nay tại Việt Nam đa số các giải pháp phần cứng và phần mềm của các hệ thống tự động hoá đều được nhập về từ các nước tiên tiến khác. Để phát triển bền vững và giảm thiểu sự phụ thuộc về công nghệ của các nước khác, chúng ta cần tiến hành nghiên cứu một cách toàn diện về bản chất của các hệ thống tự động hoá, từ đó chúng ta có thể xây dựng và thiết kế được các giải pháp tự động hoá thích hợp có tính khả thi cao nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển hiện nay tại Việt Nam. Chúng ta đều biết rằng xăng dầu là loại nhiên liệu có vai trò hết sức quan trọng trong mọi mặt của đời sống hằng ngày. Sự hiện diện của nó góp phần rất lớn trong việc thúc đẩy hoạt động sản xuất công nghiệp và nông nghiệp ngày càng phát triển. Đặc biệt, nó là thành phần không thể thiếu đối với các phương tiện giao thông giúp cho sự di chuyển hàng hóa cũng như việc đi lại của con người trở nên thuận lợi hơn. Ngày nay, việc đổ xăng để có thể vận hành các phương tiện giao thông là điều quá quen thuộc với chúng ta. Vấn đề đặt ra là: làm sao đo được chính xác lượng xăng dầu và tính toán số tiền khách hàng phải trả thật nhanh chóng, đồng thời quản lý được lượng xăng đã bán và lượng xăng còn lại trong kho, tránh việc gian lận và mất cắp để không gây thiệt hại cho chủ đầu tư cũng như khách hàng. Đồng thời quá trình bơm xăng và các dữ liệu về quá trình bơm xăng phải được điều khiển và giám sát từ xa qua mạng máy tính. Để giải quyết vấn đề này, luận văn thực hiện nghiên cứu, phân tích bản chất hệ thống SCADA đa cấp, từ đó xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển các trạm bơm xăng dầu với các thiết bị hiện đại và quen thuộc như máy vi tính, vi điều khiển, PLC, phần mềm SCADA VIJEO CITECT… ta có thể xây dựng một hệ thống đáp ứng được các nhu cầu trên.
1 GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Lê Kim Phụng học viên lớp Cao học ngành Tự động hóa khóa 2008 Trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh Tôi xin cam đoan hoàn toàn chịu trách nhiệm toàn nội dung luận văn thực hướng dẫn tận tình thầy TS Trương Đình Châu Học viên Lê Kim Phụng Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật HVTH: Lê Kim Phụng GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU LỜI CẢM ƠN Em xin gởi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến: − Quý thầy cô Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh quý thầy cô Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh giảng dạy cho em nhiều kiến thức bổ ích suốt trình học tập, trình nghiên cứu − Quý thầy cô Phòng Khoa học Công nghệ Đào Tạo sau Đại học Trường Đại học Giao thông Vận tải Thành Phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn − Các bạn học viên, sinh viên học tập giảng dạy Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, Trường Cao Đẵng Kinh tế Kỹ thuật Phú Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn − Đặc biệt em xin gởi lời biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy Tiến sĩ Trương Đình Châu, người hướng dẫn định hướng đề tài tận tình giúp đỡ để em hoàn thành luận văn − Cuối em xin cảm ơn bạn học viên Cao học, đồng nghiệp, người thân gia đình giúp đỡ em đường học tập nghiên cứu Học viên Lê Kim Phụng Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật HVTH: Lê Kim Phụng GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU Chương – TỔNG QUAN 12 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 13 1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN VĂN .14 1.3 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN 14 Chương - GIẢI PHÁP HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC TRẠM BƠM XĂNG DẦU 15 2.1 GIỚI THIỆU CẤU TRÚC HỆ THỐNG SCADA ĐA CẤP .16 2.1.1 Cấu trúc phần cứng .16 2.1.2 Phần mềm hệ thống SCADA 17 2.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG 18 2.2.1 Đặt vấn đề .18 2.2.2 Phân tích yêu cầu hệ thống giám sát điều khiển trạm bơm xăng dầu… 19 2.2.3 Giải pháp hệ thống phần cứng 19 2.2.4 Giải pháp phần mềm .20 2.2.5 Giải pháp quản lý lưu trữ liệu .20 2.3 XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG .21 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật HVTH: Lê Kim Phụng GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU 2.3.1 Cấu trúc hệ thống giám sát điều khiển trạm bơm xăng dầu 21 2.3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống .22 2.3.3 Chức nhiệm vụ cấp hệ thống 23 2.4 GIẢI PHÁP PHẦN MỀM 25 2.4.1 Tổng quan hệ thống phần mềm 25 2.4.2 Xây dựng Server liệu thời gian thực .26 2.4.3 Xây dựng hệ sở liệu quan hệ .27 Chương - THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC TRẠM BƠM XĂNG DẦU 27 3.1 XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHẦN CỨNG 28 3.1.1 Cấu trúc phần cứng mô hình 29 3.1.2 Cấu trúc phần cứng hệ thống 31 3.1.3 Thiết kế hệ thống phần cứng 32 3.2 TRUYỀN THÔNG .57 3.2.1 Cáp PC/PPI .57 3.2.2 Các chuẩn giao tiếp 60 3.2.3 Thiết kế mạch truyền thông 65 3.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT .73 3.3.1 Lưu đồ giải thuật vi điều khiển PIC 73 3.3.2 Lưu đồ giải thuật PLC 79 3.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM GIAO DIỆN 81 3.4.1 Tổng quan hệ thống phần mềm .81 3.4.2 Xây dựng giao diện quản lý hệ thống 82 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật HVTH: Lê Kim Phụng GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU Chương - KẾT LUẬN .91 4.1 CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 91 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật HVTH: Lê Kim Phụng GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 - Vị trí công tắc chọn tốc độ truyền cáp PC/PPI .58 Bảng 3.2 - Các chân cổng RS – 232 cáp PC/PPI 59 Bảng 3.3 - Thời gian quay vòng cáp PC/PPI .59 Bảng 3.4 – Chức chân rãnh cắm RS232 61 Bảng 3.5 - Các chân cổng truyền thông S7-200 63 Bảng 3.6 - So sánh chuẩn truyền thông nối tiếp 64 Bảng 3.7 - Hoạt động truyền 1; output_low(pin_e0); //clear shift clock if (digital ==0b1000000000000000) output_high(pin_e2); else output_low(pin_e2); output_high(pin_e0); // set shift clock } output_high(pin_e1); // set latch clock } void maled(int8 num) { Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật HVTH: Lê Kim Phụng 129 GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU switch(num) { case 0: portb=0x0F; break; case 1: portb=0x1F; break; case 2: portb=0x2F; break; case 3: portb=0x3F; break; case 4: portb=0x4F; break; case 5: portb=0x5F; break; case 6: portb=0x6F; break; case 7: portb=0x7F; break; case 8: portb=0x8f; break; case 9: portb=0x9F; break; Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật HVTH: Lê Kim Phụng 130 GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU } } // ham goi command void TraCommand(int8 comm) { output_high(pin_A1); // set /EN output_low(pin_A2); // clear RS (command) dich(comm); // goi data bus output_low(pin_A1); // clear /EN -> tao canh xuong delay_ms(3); } // ham goi data void TraData(int8 data) { output_high(pin_A2); //set RS (data) output_high(pin_A1); // set /EN dich(data); output_low(pin_A1); //clear /EN delay_ms(3); } // chuong trinh dich tren 74HC595 void dich(int8 digital1) { int8 temp,i; temp = digital1; output_low(pin_c2); // clear latch clock for ( i =0;i