Luận Văn Mô hình chăm sóc heo tự động có điều khiển và giám sát qua hệ thống Scada trên máy tính

TR NG H SPKT TP H CHệ MINH C NGăHÒAăXẩăH IăCH ăNGH AăVI TăNAM KHOAă I N- I NăT CăL Pă- T ăDOă- H NHăPHÚC B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH o0o -Tp HCM, ngày … tháng … n m 2019 NHI M V ÁN T T NGHI P H tên sinh viên: Hu nh V n Sanh MSSV: 15141264 Võ Duy Tâm MSSV: 15141278 Chuyên ngành: Công ngh k thu t n - n t truy n thông Mã ngành: 41 H đào t o: i h c quy Mư h : Khóa: 2015 L p: 15141DT1B 15141DT2B I.ăTểNă ăTÀI:ăMƠ HÌNH CH MăSịC HEO T ă NGăCịă I UăKHI Nă VÀ GIÁMăSÁTăQUAăH ăTH NGăSCADA TRÊN MÁY TÍNH II.ăNHI MăV ă N iădungăth căhi n:  N i dung 1: Tìm hi u v c m bi n loadcell, m ch khu ch đ i tín hi u loadcell, PLC S7 – 1200  N i dung 2: o kh i l ng th c n c n tr n cho m i l n n, nhi t đ c n thi t cho chu ng heo, nhu c u c b n c a heo nh t m u ng  N i dung 3: Thi t k mơ hình tr n th c n, b n n c máng n, u ng  N i dung 4: Thi t k mơ hình tồn h th ng  N i dung 5: Thi cơng mơ hình h th ng c khí, h th ng n  N i dung 6: Vi t ch ng trình u n cho h th ng  N i dung 7: Thi t k giao di n giám sát SCADA, giao di n hi n th d li u c m bi n online  N i dung 8: ánh giá k t qu th c hi n, c i ti n mơ hình III.ăNGÀYăGIAOăNHI MăV : 19/02/2019 IV.ăNGÀYăHỒNăTHÀNHăNHI MăV : 05/07/2019 V.ăăH ăVÀăTểNăCÁNăB ăH CÁN B H NG D N NGăD N: GVC, ThS Hoàng Ng c V n BM I N T CÔNG NGHI P – Y SINH i TR NG H SPKT TP H CHệ MINH C NGăHÒAăXẩăH IăCH ăNGH AăVI T NAM KHOAă I N- I NăT CăL Pă- T ăDOă- H NHăPHÚC B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH o0o -Tp HCM, ngày… tháng … n m 2019 L CH TRÌNH TH C HI Nă H L H L tên sinh viên 1: Hu nh V n Sanh p: 15141DT1B tên sinh viên 2: Võ Duy Tâm p: 15141DT2B ÁN T T NGHI P MSSV: 15141264 MSSV: 15141278 Tên đ tài: Mơ hìnhă ch mă sócă heoă t ă đ ngă cóă uă nă vƠă giámă sátă quaă h ă th ngăSCADA máy tính Tu n/ngày Tu n (1824/02/2019) Tu n (25/02/201903/03/2019) Tu n (0410/03/2019) Tu n (11 - 17 /03/2019) Tu n 5,6 (18 31/03/2019) Tu n 7,8(01/0414/04/2019) Tu n 9,10,11,12 (15/04 12/05/2019) Tu n 13,14 (13/05 26/05/2019) Tu n 15 (27/05 02/06/2019) 05/07/2019 N i dung Xác nh n GVHD Nh n đ án, tìm hi u đ tài Tìm hi u n i dung h ng làm đ tài c a vi c u n m t h th ng b ng PLC Tìm hi u PLC S7 – 1200, c m bi n Ti n hành thi t k ph n c ng cho c m bi n loadcell Ti n hành thi t k ph n c ng cho toàn h th ng Ti n hành thi t k thi công h th ng n Ti n hành l p trình cho h th ng Thi t k giao di n giám sát SCADA, giao di n hi n th d li u c m bi n online Vi t báo cáo, ki m tra ph n c ng, hi u ch nh Hoàn thành nhi m v đ án GV H NG D N (Ký ghi rõ h tên) ii L IăCAMă OAN tài t th c hi n d a vào m t s tài li u không chép t tài li u hay cơng trình đư có tr c N u có b t k s gian l n xin ch u trách nhi m v n i dung đ án c a Ng Hu nh V n Sanh i th c hi n Võ Duy Tâm iii L I C Mă N  L i đ u tiên chúng em xin chân thành c m n th y cô giáo Tr ng i H c S Ph m K Thu t TP HCM nói chung, th y sinh viên khoa i n– i n T nói riêng đư d y d cho em ki n th c v môn đ i c nh môn chuyên ngành, giúp em có đ ng c ng c c s lý thuy t v ng vàng t o u ki n giúp đ em su t trình h c t p Em c ng xin g i l i tri ân bi t n sâu s c đ n GVC, ThS Hoàng Ng c V n ng i đư t n tình h ng d n, ch b o em su t trình làm khoá lu n Cu i cùng, em xin chân thành c m n gia đình b n bè, đư t o u ki n, quan tâm, giúp đ , đ ng viên em su t q trình h c t p hồn thành khố lu n t t nghi p Sinh viên th c hi n đ án Hu nh V n Sanh Võ Duy Tâm iv M CL C Nhi m v đ án t t nghi p i L ch trình th c hi n đ án t t nghi p ii L i cam đoan iii L i c m n iv M c l c v Li t kê hình v viii Li t kê b ng x Tóm t t xi Ch ngă1.ăT NGăQUAN 1.1 t v n đ 1.2 M c tiêu 1.3 N i dung nghiên c u 1.4 Gi i h n 1.5 B c c Ch ngă2.ăC ăS ăLụăTHUY T .4 2.1 T ng quan v h th ng ch m sóc heo t đ ng 2.2 T ng quan v plc plc s7-1200 2.2.1 T ng quan v plc 2.2.2 Gi i thi u v plc s7- 1200 2.3 H th ng u n n- khí nén 13 2.3.1 Nh ng đ c m c b n 13 2.3.2 C u trúc c a h th ng khí nén 14 2.4 C m bi n l c loadcell 16 2.4.1 Gi i thi u v c m bi n l c loadcell 16 v 2.4.2 Loadcell ho t đ ng nh th nào? 16 2.5 Gi i thi u b chuy n đ i loadcell rw-st01a 19 2.6 Bi n t n mitsubishi fr-e700 20 2.6.1 Gi i thi u bi n t n 20 2.6.2 Nguyên lí ho t đ ng c a bi n t n 20 2.6.3 Bi n t n Mitsubishi FR-E700 21 2.7 Relay n c c báo m c n 2.8 c 22 Van n t 23 2.8.1 Gi i thi u van n t 23 2.8.2 Các thông s 24 2.9 M t s linh ki n khác 24 2.9.1 Nút nh n 24 2.9.2 Nút d ng kh n c p 24 2.9.3 MCB 25 2.9.4 Relay trung gian chân n áp 24V 25 Ch ngă3.ăTệNHăTOÁNăVÀăTHI TăK 26 3.1 Mơ hình h th ng 26 3.1.1 Gi i thi u v h th ng 26 3.1.2 Ch c n ng t ng ph n 26 3.2 Tính tốn thi t k h th ng 26 3.2.1 S đ kh i h th ng 26 3.2.3 S đ k t n i plc v i toàn h th ng 35 3.2.4 thi t k ph n khung h th ng 38 Ch ngă4.ăTHIăCỌNGăH ăTH NG .40 4.1 Gi i thi u 40 4.2 Thi công h th ng 40 vi 4.2.1 Thi công ph n khung c a h th ng 40 4.2.2 Thi công t n 41 4.3 L p trình cho h th ng 42 4.3.1 L u đ gi i thu t 42 4.3.2 Ph n m m l p trình cho plc 48 Ch ngă5.ăK TăQU ă- NH NăXÉTă- ÁNHăGIÁ .56 5.1 K t qu 56 5.1.1 K t qu nghiên c u: 56 5.1.2 K t qu thi công 56 5.2 Nh n xét – đánh giá 59 Ch ngă6.ăK TăLU NăVÀăH NGăPHÁTăTRI N 60 6.1 K t lu n 60 6.2 H ng phát tri n 60 TÀIăLI UăTHAMăKH O 62 PH NăPH ăL C 63 vii LI T KÊ HÌNH V Hình Trang Hình T ng quan PCL S7- 1200 Hình 2 B ng tín hi u c a PLC S7- 1200 11 Hình Các Module tín hi u PLC S7- 1200 12 Hình Các module truy n thơng PLC S7- 1200 13 Hình C u trúc h th ng u n khí nén 15 Hình 2.6 H th ng n - khí nén 15 Hình Loadcell 17 Hình C u n tr Wheatstone 17 Hình Ngun lí ho t đ ng c a loadcell 18 Hình 10 B khu ch đ i tín hi u loadcell 19 Hình 11 Nguyên lí ho t đ ng c a bi n t n 21 Hình 12 Bi n t n mitsubishi FR-E700 22 Hình 13 Relay n c c 23 Hình 14 Van n t 23 Hình 15 Nút nh n 24 Hình 16 Nút d ng kh n c p 25 Hình 17 MCB 25 Hình 18 Relay trung gian 24V 25 Hình S đ kh i c a h th ng 27 Hình S đ k t n i loadcell v i m ch khu ch đ i .28 Hình 3 Xi lanh khí nén 29 Hình Xi lanh tròn 30 Hình Van n t 30 Hình Van n t 5/2 31 Hình S đ k t n i c a van n t 5/2 v i PLC 31 Hình M t s lo i đ ng c pha 32 Hình Bi n t n Mitsubishi FR-E700 .32 Hình 10 CPU 1212C module m r ng SM1223 34 Hình 11 S đ k t n i c b n c a CPU 1212C .34 Hình 12 Ngu n 24VDC 35 viii Hình 13 S đ k t n i toàn h th ng .36 Hình 14 S đ k t n i bi n t n Misubishi FR- E700 .36 Hình 15 S đ k t n i loadcell v i AI c a CPU 37 Hình 16 M ch đ ng l c xilanh 37 Hình 17 Thi t k m t tr c c a h th ng 38 Hình 18 Thi t k m t sau c a h th ng 38 Hình 19 Thi t k m t bên c a h th ng 39 Hình M t tr c sau c a h th ng 40 Hình M t bên c a h th ng 41 Hình 4.3 Bên t n 41 Hình 4.4 Bên t n 42 Hình L u đ gi i thu t 47 Hình Tia Portal V13 49 Hình Giao di n b t đ u c a ch ng trình 49 Hình Giao di n t o d án m i 50 Hình Giao di n b t đ u c a d án m i 50 Hình 10 Giao di n Devices & networks 50 Hình 4.11 Giao di n Add new device 51 Hình 12 Giao di n làm vi c 51 Hình 4.13 Giao di n vi t ch ng trình 51 Hình 4.14 Giao di n đ ng nh p vào hình qu n lí h th ng 52 Hình 15 Giao di n SCADA qu n lí h th ng 52 Hình 16 Bi u t ng Visual studio 54 Hình 17 Giao di n t o m t project m i 54 Hình 18 Giao di n l a ch n 55 Hình 19 C u hình cho web 55 Hình M t tr c c a h th ng 56 Hình M t bên c a h th ng 57 Hình Giao di n Home c a trang web 57 Hình Giao di n thơng tin v d án 58 Hình 5 Giao di n truy xu t toàn b d li u c m bi n 58 Hình Giao di n truy xu t d li u theo th i gian tên c m bi n 59 ix LI T KÊ B NG B ng Trang B ng B ng phân lo i ch c n ng c a dòng PLC S7- 1200 B ng 2 B ng module h tr PLC S7- 1200 11 B ng B ng thông s b khu ch đ i tín hi u loadcell 20 x CH NGă5.ăK TăQU ă- NH NăXÉTăậ ÁNHăGIÁ Ch ngă5.ăK TăQU ă- NH NăXÉTă- ÁNHăGIÁ 5.1 K T QU 5.1.1 K tăqu ănghiênăc u: Trong vòng tháng làm đ án, nhóm nghiên c u đư đ t đ c k t qu nh sau:  Nghiên c u sâu h n v dòng PLC đ c bi t dòng S7 - 1200  Nghiên c u s d ng đ c c m bi n loadcell giao ti p đ c PLC  Nghiên c u s d ng đ c relay n c c, van khí nén, bi n t n đ ng c pha  Nghiên c u cách thi t k , b trí thi cơng m t t n PLC  Nghiên c u đ c m t s h th ng trang tr i ch n nuôi th c t  Nghiên c u thi t k giao di n giám sát u n Scada  Nghiên c u đ c cách thi t k m t giao di n web localhost 5.1.2 K tăqu ăthiăcông K tăqu ăph năc ng Qua trình thi t k ph n c ng, ch n l a linh ki n, nhóm đư ti n hành ki m tra k t n i module, linh ki n v i cho đ c mơ hình ch m sóc heo giám sát qua h th ng SCADA Hình M t tr c c a h th ng B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Pă- Y SINH 56 CH NGă5.ăK TăQU ă- NH NăXÉTăậ ÁNHăGIÁ Hình M t bên c a h th ng K tăqu ăthiăcôngăweb Hình Giao di n Home c a trang web B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Pă- Y SINH 57 CH NGă5.ăK TăQU ă- NH NăXÉTăậ ÁNHăGIÁ Hình Giao di n thơng tin v d án Hình 5 Giao di n truy xu t toàn b d li u c m bi n B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Pă- Y SINH 58 CH NGă5.ăK TăQU ă- NH NăXÉTăậ ÁNHăGIÁ Hình Giao di n truy xu t d li u theo th i gian tên c m bi n 5.2 NH NăXÉTăậ ÁNH GIÁ Các n i dung đ t đ  c so v i yêu c u đ t ra: Trong 100 l n th đư có 86 l n h th ng x lý yêu c u Suy hi u su t c a h th ng n m kho ng 86% ± 3%  T ođ c m t giao di n qu n lý SCADA đ giám sát h th ng  Giao di n SCADA đ n gi n, d s d ng  Web online giám sát đ c d li u c a c m bi n B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Pă- Y SINH 59 CH NGă6.ăK TăLU NăVÀăH NGăPHÁTăTRI N Ch ngă6 K TăLU NăVÀăH NGăPHÁTăTRI N 6.1 K T LU N Sau h n tháng th c hi n đ tài v i nhi u c g ng n l c c a nhóm v i s t n tình h ng d n c a th y Hoàng Ng c V n, đ án đư hoàn thành th i gian quy đ nh theo yêu c u đ t giám sát đ c ho t đ ng n, u ng t m c a heo Các n i dung mà nhóm đư th c hi n đ c thi t k thi cơng đ cm t mơ hình tr n th c n cho u ng, d a theo thông s đ u vào kh i l ng th c n th i gian cho n đ c đo l đ nh l c nh p giao di n giám sát SCADA đ ng ng b ng c m bi n loadcell Tuy nhiên nhóm v n ch a th t o m t h th ng xác hồn tồn ph n tính tốn thi t k nhi u sai sót Nhìn chung đ tài ch m i hồn thành m c Trong trình làm đ án, sinh viên đư rút đ m t s n ph m hoàn thi n nh : c nhi u kinh nghi m đ t o u t th i gian, linh ki n th tr ng hi u bi t v linh ki n … Nh n xét đánh giá: Giao di n qu n lý tr c quan, d giám sát s d ng thu n ti n h n vi c giám sát u n h th ng Mơ hình ph n c ng đ c b trí phù h p, g n gàng, d ch nh s a sai s c a c m bi n mơ hình n m ph m vi cho phép 3% K t qu nêu ch th c hi n đ c kho ng 90% so v i m c tiêu đ t m t s l i nh trình ho t đ ng c a h th ng 6.2 H NGăPHÁT TRI N M tăs ăh - ngăphátătri năđ ăhoƠnăthi năđ ătƠi: M r ng thêm khâu khác h th ng nh : Qu n lí nhi t đ , đ d n chu ng, giám sát kh i l - m, ng heo S d ng thêm camera đ giám sát ho t đ ng c a heo B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Pă- Y SINH 60 CH NGă6.ăK TăLU NăVÀăH - NGăPHÁTăTRI N M r ng h th ng đ có th ch m sóc nhi u lo i v t nuôi khác lúc - T ng hi u su t c ng nh t c đ c a h th ng B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Pă- Y SINH 61 TÀIăLI UăTHAMăKH O [1] S7-1200 Programmable controller - System Manual – SIEMENS [2] https://binhtichap.com.vn/khi-nen-la-gi-gioi-thieu-ve-thong-khi-nen.html [3] https://vi.wikipedia.org/wiki/Kh%C3%AD_n%C3%A9n_h%E1%BB%8Dc [4] http://loadcell.com.vn/tin-tuc/cac-loai-loadcell.html [5] http://www.plcservo.vn/san-pham/bo-khuech-dai-tin-hieu-loadcell-rwst01a [6]https://www.mitsubishielectric.com/fa/vn_vi/download/manual/pdf/drv/inv002.p df4 [7] https://kythuatdienviet.com/bo-dieu-khien-muc-nuoc.html [8] https://vankhinen.vn/van-dien-tu-nuoc-220v-id107.html [9] http://thuykhicongnghiep.vn/van-dien-tu-la-gi-cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dongpost.html B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Pă- Y SINH 62 PH N PH L C CodeăPLCăh ăth ng:  Code ch ng trình (main): 63  Code ch đ manual: 64 65 66  Code ch đ Auto: 67 68 69 70 ... T T NGHI P MSSV: 15141264 MSSV: 15141278 Tên đ tài: Mơ hình ch mă sóc heo t ă đ ngă có uă nă vƠă giám sát qua h ă th ng SCADA máy tính Tu n/ngày Tu n (1824/02/2019) Tu n (25/02/201903/03/2019)... MăSịC HEO T ă c đây, nhóm quy t NGăCịă I UăKHI Nă VÀăGIÁMăSÁT QUA H ăTH NG SCADA TRểNăMÁYăTệNH” có nhi u đ tài th c hi n vi c ch m sóc lo i v t ni khác nh cá, bò Nh ng v i m i lo i v t nuôi l i có. .. ng th c t T thi t k thi cơng mơ hình ch m sóc heo t đ ng Bên c nh u n giám sát ho t đ ng c a mơ hình máy tính B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Pă- Y SINH CH NGă1 T NGăQUAN N IăDUNGăNGHIểNăC U 1.3  N