Đồ án tự động hoá hệ thống xử lý nước thải sử dụng S71200 và Tia porta advance, có file powepoint thuyết trình khi sử dụng đồ án để làm báo cáo, và file chạy tia portal, có thể vào youtube Ngọc Automation để liên hệ lấy file.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA ĐIỆN NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Khắc Tuấn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Phong MSSV: 1205170212 Lớp: DHTDHCK12Z VINH, NĂM 2021 BỘ LĐTB &XH TRƯỜNG ĐHSPKT VINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Hữu Phong Hệ đào tạo: Đại học Lớp: DHTDHCK12Z Ngành: CNKTĐK & TĐH Khoa: Điện Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Các tài liệu bản: [1] PHẠM THỊ GIỚI; “Tự động hố cơng trình cấp thoát nước”; NXB Xây dựng; xuất năm (2003) [2] TRẦN VĂN NHÂN, NGƠ THỊ NGA; “Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải”; NXB Khoa học kỹ thuật;xuất năm (2002) Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương 1: Sự nhiễm nước thải, phương pháp xử lý áp dụng công nghệ tự động hoá xử lý nước thải Chương 2: Giới thiệu PLC S7-1200 thiết bị đo lường Chương 3: Sơ đồ nối dây lưu đồ hoạt động hệ thống xử lý nước thải Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát hệ thống xử lý nước thải Bản vẽ biểu đồ: Sơ đồ công nghệ nhà máy xử lý nước thải công suất 3000m3/ngày đêm (A3) Giáo viên hướng dẫn phần: ThS Nguyễn Khắc Tuấn Ngày giao nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Ngày tháng năm 2021 Trưởng Bộ mơn Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp Hội đồng thi tốt nghiệp Khoa thông qua Ngày tháng năm 2021 Chủ tịch hội đồng (Ký ghi rõ họ tên) Sinh viên hoàn thành nộp Đồ án tốt nghiệp cho Hội đồng thi Ngày tháng năm 2021 Sinh viên làm Đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP Vinh, ngày … tháng … năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP Vinh, ngày … tháng … năm 2021 Giảng viên Phản biện (ký ghi rõ họ tên) Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z LỜI NĨI ĐẦU Trong thực tế cơng nghiệp sinh hoạt hàng ngày, nước đóng vai trị quan trọng nước dùng cơng việc khác dùng để sinh hoạt, dùng để tưới tiêu, dùng nhà máy, xí nghiệp,… Vì qua trình sử dụng nước làm nước biến đổi chất, làm nhiễm nước sau q trình sử dụng Lượng nước thải cần trải qua trình xử lý Để tăng hiệu xử lý lượng nước thải cần áp dụng khoa học kỹ thuật vào q trình Là sinh viên nghành Tự Động Hoá trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Với kiến thức em học Em thiết kế hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ kỹ thuật vào điều khiển Chỉ cần nhấn nút, click chuột ta điều khiển hệ thống Từ thấy ưu điểm áp dụng kỹ thuật vào đời sống Với hệ thống gồm có chương sau: Chương 1: Sự ô nhiễm nước thải, phương pháp xử lý áp dụng cơng nghệ tự động hố xử lý nước thải Chương 2: Giới thiệu PLC S7-1200 thiết bị đo lường Chương 3: Sơ đồ nối dây lưu đồ hoạt động hệ thống xử lý nước thải Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát hệ thống xử lý nước thải Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 1: SỰ Ô NHIỄM NƯỚC, NƯỚC THẢI VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ, ÁP DỤNG CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HỐ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI.7 1.1 NƯỚC TỰ NHIÊN VÀ SỰ Ô NHIỄM NƯỚC NƯỚC THẢI .7 1.1.1 Nước tự nhiên 1.1.2 Sự ô nhiễm nước 1.1.3 Phân loại nước thải 1.1.4 Ảnh hưởng nước thải nguồn tiếp nhận nước 1.2 Các phương pháp xử lý nươc thải 12 1.2.1 Phân loại trình xử lí nước thải 12 1.2.2 Làm nước thải phương pháp học 13 1.2.3 Các phương pháp hoá lý 16 1.2.4 Các phương pháp hoá học 17 1.2.5 Các phương pháp sinh học .18 1.2.6 Các phương pháp hiếu khí 19 1.2.7 Phương pháp yếm khí .20 1.2.8 Xử lí bùn cặn 21 1.3 Nghiên cứu áp dụng cơng nghệ tự động hố xử lý nước thải 22 1.3.1 Khả áp dụng tự động hoá xử lý nước thải 22 1.3.2 Mục đích áp dụng tự động hố xử lý nước thải 23 1.3.3 Yêu cầu sở xây dựng hệ thống tự động hoá 24 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 VÀ THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG 27 2.1 Giới thiệu PLC S7-1200 27 2.1.1 Tổng Quan Về PLC S7-1200 27 2.1.2 Module mở rộng PLC S7-1200 29 2.1.3 Ưu điểm 34 Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z 2.1.4 Các lệnh lập trình logic S7-1200 .36 2.1.5 Các định (Timer) PLC S7-1200 37 2.1.6 Các đếm (Counter) PLC S7-1200 40 2.2 Thiết bị đo lường (cảm biến + transmitter) 42 2.2.1 Đo độ pH 42 2.2.2 Đo Dissolved Oxygen 44 2.2.3 Đo mức nước 47 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ NỐI DÂY VÀ LƯU ĐỒ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .49 3.1 Sơ đồ nối dây thiết bị hệ thống xử lý nước thải 49 3.1.1 Các thiết bị nhóm 49 3.1.2 Các thiết bị nhóm 55 3.2 Lưu đồ hoạt động bể hệ thống xử lý nước thải 58 3.2.1 Bể thu gom .58 3.2.2 Bể điều hoà 58 3.2.3 Bể lắng bùn hoá lý 60 3.2.4 Bể thiếu khí Anoxic 61 3.2.5 Bể hiếu khí FBR .62 3.2.6 Bể lắng bùn sinh học 62 3.2.7 Bể khử trùng 63 3.2.8 Bể Tách nước dư 64 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .65 4.1 Giới thiệu phần mềm Tia PORTAL V16 65 4.2 Cấu hình phần cứng PLC S7-1200 sử dụng cho hệ thống 68 4.3 Chương trình điều khiển (phụ lục kèm theo) .69 4.4 Giao diện điều khiển giám sát SCADA (Supervisory control and data acquisition) 91 4.5 Mục đích sử dụng SCADA vào quản lý Hệ Thống Xử Lý Nước Thải 92 4.6 Giải pháp SCADA ứng dụng vào Hệ Thống Xử Lý Nước Thải 92 4.7 Giao diện HMI hệ thống xử lý nước thải 94 Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z 4.7.1 Giao diện Start-Screen (màn hình bắt đầu) .94 4.7.2 Giao diện Main-Screen 94 KẾT LUẬN 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO .99 PHỤ LỤC Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý mức độ xử lý nước thải 13 Hình 2.1 Sự khác biệt PLc S7-200 PLC S7-1200 siemens 27 Hình 2.2 Cấu tạo điều khiển Siemens CPU S7-1200 27 Hình 2.3 Hình ảnh thực tế CPU S7-1200 siemens 29 Hình 2.4 Sơ đồ đấu nối CPU S7-1200 siemens 29 Hình 2.6 Đấu nối đầu vào số 32 Hình 2.7 Đấu nối đầu số 32 Hình 2.8 Đấu nối đầu vào/ra số .33 Hình 2.9 Thực hành đấu nối đầu vào/ra số 33 Hình 2.10 Cấu hình giao tiếp PLC S7-1200 .35 Hình 2.11 Transmitter CPM 223-PR0305 43 Hình 2.12 Transmitter CPM 223-PR0305 44 Hình 2.13 Transmitter COM 223/253 .45 Hình 2.13 Đầu đo COS41 .46 Hình 2.15 Cảm biến mức ECH310 47 Hình 3.1 Mạch động lực động bể 53 Hình 3.2 Mạch điều khiển động bể 54 Hình 3.3 Mạch động lực động máy thổi khí bể .56 Hình 3.4 Mạch điều khiển động máy thổi khí bể 57 Hình 4.1 Các PLC SMART IO AT-DIO8 giao tiếp với thiết bị chấp hành hệ thống 68 Hình 4.2 Hệ thống máy tính giám sát nhà máy xử lý nước thải 93 Hình 4.3 Các PLC SMART IO AT-DIO8 giao tiếp với thiết bị chấp hành hệ thống 93 Hình 4.4 Màn hình bắt đầu 94 Hình 4.5 Giao diện SCADA hệ thống xử lý nước thải 95 Hình 4.6 Các hữ liệu trạng thái hoạt động thiết bị 97 Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật CPU S7-1200 siemens 28 Bảng 2.2 Đặc tính kỹ thuật module mở rộng 31 Bảng 2.3 Các thông số kỹ thuật Transmitter CPM 223-PR0305 .43 Bảng 2.4 Các thông số kỹ thuật đầu đo CPF81 .44 Bảng 2.5 Các thông số kỹ thuật Transmitter COM 223/253 45 Bảng 2.6 Các thông số kỹ thuật đầu đo COS41 46 Bảng 2.7 Các thông số kỹ thuật cảm biến mức ECH310 47 Bảng 3.1 Thống kê thiết bị nhóm 49 Bảng 3.2 Các địa kết nối đầu vào nhóm 50 Bảng 3.3 Các địa kết nối đầu nhóm 52 Bảng 3.4 Thống kê thiết bị nhóm 56 Bảng 3.5 Các địa kết nối đầu vào nhóm 56 Bảng 3.3 Các địa kết nối đầu nhóm 56 Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z 2.5 FB_4MTK Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z 2.6 FB_4Pump Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Lớp: DHTDHCK12Z Đồ án tốt nghiệp ... Mục đích sử dụng SCADA vào quản lý Hệ Thống Xử Lý Nước Thải 92 4.6 Giải pháp SCADA ứng dụng vào Hệ Thống Xử Lý Nước Thải 92 4.7 Giao diện HMI hệ thống xử lý nước thải 94 Đồ án tốt nghiệp... Xử lí bùn cặn 21 1.3 Nghiên cứu áp dụng cơng nghệ tự động hố xử lý nước thải 22 1.3.1 Khả áp dụng tự động hoá xử lý nước thải 22 1.3.2 Mục đích áp dụng tự động hoá xử lý nước. .. Chương 3: Sơ đồ nối dây lưu đồ hoạt động hệ thống xử lý nước thải Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát hệ thống xử lý nước thải Bản vẽ biểu đồ: Sơ đồ công nghệ nhà máy xử lý nước thải công