Xây dựng khoang khử khuẩn covid dùng PLC s7 1500 và giám sát bằng HMI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA BÁO CÁO MƠN HỌC Đề tài: Xây dựng khoang khử khuẩn Covid dùng PLC S7-1500 giám sát HMI Sinh viên thực : NGUYỄN ANH ĐỨC VŨ HOÀNG HẢI LƯƠNG VIỆT HOÀNG Lớp : CNTĐH-K15A Giáo viên hướng dẫn : Th.s BÙI TUẤN ANH Thái Nguyên, năm 2020 LỤC MỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG .4 COVID LÀ GÌ TÌNH HÌNH COVID TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1 COVID-19? 1.1.1 COVID 1.1.2 2019-nCoV có nguồn gốc từ đâu? 1.1.3 2019-nCoV lây lan nào? 1.1.4 2019-nCoV có triệu chứng gì? Bệnh nguy hiểm sao? .7 1.2 Tình hình dịch bệnh giới 1.3 Tình hình dịch bệnh Việt Nam 10 1.4 Đặt vấn đề .11 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 1500 VÀ HMI .13 2.1 Giới thiê ̣u về PLC S7-1500 14 2.1.1 Cấu tạo 14 2.1.2 Phần mềm lập trình PLC S7-1500 17 2.1.3 Ngơn ngữ lập trình PLC S7-1500 18 2.2 HMI 20 2.2.1 HMI 20 2.2.2 Phân loại HMI 20 2.2.3 Cấu tạo HMI 21 2.2.4 Ứng dụng HMI .21 2.2.5 Quy trình ứng dụng HMI 21 a, Lựa chọn HMI 21 b, Xây dựng HMI .22 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG 23 3.1 Các tín hiệu vào 23 3.2 Lưu đồ thuật toán 24 3.3 Giám sát hệ thống 25 3.3.1 Giao diện giám sát 25 3.3.2 Nguyên lý hoạt động .25 3.4 Chương trình điều khiển (Code PLC) 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO .34 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, cơng nghiệp hóa đại hóa ngày chiếm vị trí quan trọng đời sống xã hội Tự động hóa cao song song với việc sử dụng cách triệt để nguồn lượng, tăng suất lao động, nâng cao chất lượng sản phẩm, cải thiện môi trường làm việc, cải thiện nhu cầu sống người Cùng với tiến trình đo thị hóa tăng lên mạnh mẽ dân cư thành phố lớn với là mần bệnh nguy hiểm đặc biệt virut Corona, loại virut nguy hiểm lấy nhiều mạng người Hiện Việt Nam ta dịch bệnh bùng phát khắp nơi nước việc phòng dịch việc cấp thiết hết Là sinh viên nghành Tự Động Hóa sinh viên thầy cô trang bị cho tư duy, kiến thức tự động hóa điện truyền động điện tự động.Em thiết kế đề tài: “Xây dựng khoang khử khuẩn Covid dùng PLC S7-1500 giám sát HMI ” Qua em muốn gửi lời cảm ơn đến thầy mơn tận tình giúp đỡ em để hoàn thành thiết kế Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG COVID LÀ GÌ TÌNH HÌNH COVID TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1 COVID-19? 1.1.1 COVID COVID-19 bệnh viêm đường hô hấp cấp chủng virus corona phát lần thành phố Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc vào tháng 12/2019 Đến nay, dịch bệnh lan rộng nhiều thành phố Trung Quốc 29 quốc gia/ vùng lãnh thổ toàn cầu ghi nhận trường hợp mắc. Virus Corona gây viêm đường hô cấp cấp người cho thấy có lây lan từ người sang người Ngoài chủng Virus Corona phát này, có chủng Virus Corona khác biết tới ngày có khả lây nhiễm người Hình 1.1: Virut Corona Các biện pháp phịng tránh lây nhiễm virus Corona khuyến cáo Đây biện pháp tổ chức y tế giới WHO y tế khuyến cáo Bạn đọc cần nắm rõ biện pháp phòng ngừa để phòng tránh bệnh hiệu Hình 1.2 Cách phịng tránh Covid Theo nội dung Các biện pháp phịng tránh bao gồm: Rửa tay thường xuyên với xà phòng, nước loại nước rửa tay có chứa cồn Dùng khăn giấy che mũi miệng ho hắt Chỉ sử dụng loại thực phẩm nấu chín đảm bảo an toàn thực phẩm Tránh tiếp xúc gần với loại động vật nuôi hoang dã, dù động vật sống, bị ốm hay chết… 1.1.2 2019-nCoV có nguồn gốc từ đâu? Các quan y tế đối tác nỗ lực để xác định nguồn gốc 2019nCoV Vi rút Corona betacoronavirus, giống MERS SARS, tất có nguồn gốc vật chủ từ loài dơi Vi rút Corona họ vi rút lớn, phổ biến nhiều loại động vật khác bao gồm lạc đà, mèo dơi Phân tích di truyền virus tiếp tục để biết nguồn gốc cụ thể virus SARS, loại virus Corona khác xuất lây nhiễm cho người, bắt nguồn từ loài cầy hương, MERS, loại virus Corona khác lây nhiễm cho người, bắt nguồi từ lạc đà 1.1.3 2019-nCoV lây lan nào? Đến nay, bệnh xác định có lây truyền từ người sang người qua đường tiếp xúc trực tiếp với chất tiết từ đường hơ hấp người bệnh Bệnh cịn lây qua đường gián tiếp bàn tay người lành tiếp xúc với đồ vật bị nhiễm virus, sau đưa vào miệng, mũi, mắt gây nhiễm bệnh Do đó, phịng bệnh rửa tay thường xuyên xà phòng biện pháp dự phòng liệt kê trên, dùng thuốc Theo số nghiên cứu, bệnh lây qua đường tiêu hóa 1.1.4 2019-nCoV có triệu chứng gì? Bệnh nguy hiểm sao? Theo báo cáo bệnh nhân mắc 2019-nCoV từ nhẹ đến nặng bao gồm triệu chứng: Sốt, ho khó thở Các triệu chứng xuất từ đến 14 ngày sau tiếp xúc nguồn bệnh Tới khởi phát, nCoV diễn biến đến viêm phổi nặng, suy hô hấp tiến triển tử vong, đặc biệt người có bệnh mạn tính, suy giảm miễn dịch Nếu tơi bị sốt, ho, khó thở tơi phải làm gì? Phải đeo trang y tế đến khám bệnh sở y tế gần Hạn chế tới nơi tập trung đông người, Trong trường hợp đến nơi tập trung đông người cần đeo trang cách 1.2 Tình hình dịch bệnh giới Thống kê cho thấy khu vực giới ghi nhận số ca mắc COVID-19 giảm tuần qua Trung bình, ngày giới ghi nhận 412.700 ca mắc COVID-19 Tại Mỹ Canada, số ca nhiễm theo ngày giảm 24%; châu Phi giảm 20%; châu Á giảm 18%, châu Âu giảm 15%, Mỹ Latinh vùng Caribe giảm 10% Trung Đông giảm 2% Tại châu Đại dương, virus SARS-CoV-2 dường không tồn với số ca nhiễm hàng ngày ghi nhận 12 ca Tuy nhiên, Giám đốc Trung tâm Kiểm soát Ngăn ngừa Dịch bệnh châu Âu (ECDC), bà Andrea Ammon cảnh báo nguy virus SARS-CoV-2 cịn tồn lâu dài, bất chấp tỷ lệ lây nhiễm chậm lại gần 50% tháng qua nhiều nước giới triển khai chiến dịch tiêm vaccine ngừa COVID-19 diện rộng Theo trang thống kê trực tuyến worldometers.info, tính đến sáng ngày 14/2/2021 (giờ Việt Nam), giới ghi nhận có tổng cộng 109.081.181 ca nhiễm COVID-19, 2.403.778 ca tử vong 81.108.251 ca phục hồi Trong 24 qua, giới có thêm 363.499 ca mắc 9.806 ca tử vong đại dịch Mỹ tiếp tục quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề dịch bệnh tồn giới Tính đến nay, nước ghi nhận có 28.190.582 ca nhiễm COVID- 19, 495.794 ca tử vong dịch bệnh Trong 24 qua, nước ghi nhận số ca dương tính với virus SARS-CoV-2 nhiều giới Mỹ (79.893 ca); Brazil (45.561 ca); Pháp (21.231 ca); Nga (14.861 ca); Anh (13.308 ca) … Các quốc gia ghi nhận số ca tử vong COVID-19 cao ngày gồm: Mỹ (2.003 ca); Mexico (1.323 ca); Brazil (1.046 ca); Anh (621 ca); Nga (502 ca); Đức (379 ca)… Tại châu Âu, số người nhiễm COVID-19 32.130.239 người, với 764.115 ca tử vong Hết ngày 13/2, châu lục ghi nhận có thêm 121.074 ca nhiễm 3.230 ca tử vong COVID-19 Nga quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề COVID-19 châu Âu Hiện Nga ghi nhận có 4.057.698 ca mắc COVID-19 79.696 ca tử vong dịch bệnh Thủ tướng Anh Boris Johnson ngày 13/2 bày tỏ lạc quan thơng báo nới lỏng số biện pháp phong tỏa, bối cảnh phủ tiến gần đến mục tiêu tiêm chủng cho 15 triệu người thuộc nhóm ưu tiên London cho biết đến ngày 15/2 hoàn thành tiêm chủng cho tất người từ 70 tuổi trở lên, người dễ bị triệu chứng nặng, nhân viên y tế xã hội tuyến đầu người già viện dưỡng lão Hiện Anh có 14 triệu người tiêm mũi vaccine Châu Á có tổng cộng 23.974.812 ca nhiễm 384.973 ca tử vong COVID-19 tính đến thời điểm Trong 24 qua, châu lục ghi nhận thêm 63.154 ca mắc 879 trường hợp tử vong mới.  Riêng châu Á, có 22.491.783 ca điều trị khỏi; 1.098.056 ca điều trị tích cực 22.355 ca bệnh nặng Ấn Độ quốc gia chịu tác động nặng nề COVID-19 khu vực Ngày 13/2, Bộ Y tế Phúc lợi Gia đình Ấn Độ thơng báo ghi nhận thêm 12.188 ca mắc 85 ca tử vong dịch COVID-19 ngày, đưa tổng số bệnh nhân số trường hợp mắc không qua khỏi dịch bệnh nguy hiểm lên 10.904.738 ca 155.673 ca Tại ASEAN, khu vực có quốc gia ghi nhận 14.492 ca mắc COVID19 297 ca tử vong ngày 13/2, nâng tổng số người mắc COVID-19 khu vực lên 2.248.501 ca, 48.736 ca tử vong.  Indonesia quốc gia chịu ảnh hưởng dịch bệnh nặng nề khu vực Trong 24 qua, Indonesia ghi nhận có thêm 8.848 ca mắc COVID-19 280 ca tử vong dịch bệnh Tính đến nay, quốc gia ghi nhận tổng cộng 1.210.703 bệnh nhân COVID-19, có 32.936 ca tử vong Chiến dịch tiêm chủng vaccine COVID-19 Indonesia toàn quốc ngày 13/1 diễn sn sẻ Chính phủ Indonesia đặt mục tiêu tiêm chủng cho 70% dân số, tức 181 triệu người nhằm xây dựng miễn dịch cộng đồng chống SARS-CoV-2 Nhân viên y tế tuyến đầu chống dịch đối tượng ưu tiên chương trình tiêm chủng Đối tượng nhân viên dịch vụ cơng Các khu vực cịn lại giới ghi nhận tín hiệu lạc quan tình hình dịch COVID-19 ngày 13/2 số ca mắc liên tục giảm so với ngày trước Khu vực Bắc Mỹ ghi nhận thêm 96.878 ca nhiễm 24 qua, nâng tổng số ca mắc lên 32.279.940 ca, tổng số người tử vong 714.583 người Số ca phục hồi khu vực 21.470.646 trường hợp Sau Mỹ, Mexico quốc gia chịu ảnh hưởng dịch COVID-19 nhiều thứ lại khu vực này, với 1.978.954 ca nhiễm 172.557 ca tử vong Khu vực Nam Mỹ có tổng cộng 16.880.778 ca nhiễm; 440.722 ca tử vong 15.186.088 ca phục hồi Brazil tiếp tục dẫn đầu khu vực thứ giới mức độ ảnh hưởng COVID-19 Tính đến nay, tổng số ca bệnh Brazil lên tới 9.811.255 ca nhiễm, 238.647 ca tử vong Tại châu Đại Dương, 24 qua, Australia, New Zealand Samoa quốc gia ghi nhận có ca mắc COVID-19 Hiện, Ausralia dẫn đầu châu lục vì số ca lây nhiễm tử vong COVID-19 Trong 24 qua, nước ghi nhận có thêm trường hợp mắc mới, nâng tổng số ca nhiễm dịch bệnh nước lên tới 28.892 ca Hiện, Australia ghi nhận có 909 trường hợp tử vong COVID-19 Tại châu Phi, tính đến nay, châu lục có tổng cộng 3.764.150 ca mắc COVID-19, 98.290 ca tử vong Nam Phi dẫn đầu châu lục số ca lây nhiễm virus SARS-CoV-2, với 1.490.063 trường hợp, 47.821 ca tử vong Trong 24 qua, nước ghi nhận có thêm 2.382 ca mắc COVID-19 151 ca tử vong đại dịch./ 2.2.2 Phân loại HMI  Theo kiểu hình: hình cảm ứng HMI hình HMI khơng cảm ứng (TFT, LCD, Touch, )  Theo kích thước: 3.5 inch, inch, inch, 10 inch, 12 inch, 15 inch,  Theo dung lượng nhớ: 288KB, 1M, 2M, 10M,  Theo cổng truyền thông: USB, RS232/422/485, Ethernet, CANbus,  Theo giao thức truyền thông: MODBUS, MQTT, EtherNet/IP, CANopen, SNMP, FTP, BACnet, M-Bus, VNC, GSM (SMS, GPRS), KNX,  Theo tính nâng cao: SCADA, Cloud, Web Server, SQL, Email & SMS, Remote, 3G/4G/Wifi, 2.2.3 Cấu tạo HMI Dựa theo cách phân loại HMI phía trên, tựa chung thấy HMI bao gồm phần chính:  Phần cứng: hình, chíp, nút nhấn, thẻ nhớ cổng kết nối  Phần mềm: viết chương trình, cấu hình phần cứng, thiết lập truyền thơng thiết kế giao diện HMI  Truyền thông: bao gồm các cổng kết nối, giao thức truyền thông như: USB, RS232/422/485, Ethernet, CANbus, MODBUS, MQTT, EtherNet/IP, CANopen, SNMP,  và tính nâng cao, mở rộng 2.2.4 Ứng dụng HMI  Công nghiệp sản xuất, chế tạo máy, nâng cấp hệ thống máy móc tự động  Sản xuất, nâng cấp dây chuyền tự động hóa cơng nghiệp  Tự động hóa tịa nhà, điều khiển, quản lý, giám sát BMS, HAVC, BTS,  Công nghệ điều khiển bơm công nghiệp, xử lý nước, nước thải  Quản lý, giám sát lượng điện, dầu, khí, gas,  Trường đại học, trung tâm đào tạo, dạy nghề  Nhà thông minh (smart home)  Quan trắc môi trường: hiển thị, theo dõi, thu thập liệu giám sát từ xa 2.2.5 Quy trình ứng dụng HMI a, Lựa chọn HMI  Kích thước hình: dựa mật độ hiển thị liệu, thông số, đồ thị, đồ họa, trang HMI  Có phím vật lý hay khơng (và phím): dựa nhu cầu điều khiển, môi trường sử dụng thiết bị  Lựa chọn cổng kết nối: phụ thuộc vào nhu cầu kết nối với thiết bị máy in, đầu đọc mã vạch thiết bị ngoại khác b, Xây dựng HMI  Cấu hình phần cứng: kết nối HMI với thiết bị điều khiển khác (PLC) thiết lập chuẩn truyền thông  Thiết kế giao diện đồ họa trang hiển thị HMI  Gắn giá trị (tag) cho đối tượng  Viết chương trình liên kết cho HMI  Mơ phỏng, chạy thử sửa lỗi  Lắp đặt HMI vào hệ thống thực vận hành CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG 3.1 Các tín hiệu vào Bảng 3.1 Quy đinh tín hiệu vào/ STT Tín hiệu Start Stop Địa I0.0 I0.1 Cambien I0.2 Cảm biến mức Cảm biến mức Cảm biến mức Reset Manual D_Start I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 Q0.0 10 D_Stop Q0.1 11 12 Bom Van Q0.2 Q0.3 Chức Nút nhấn Start Nút nhấn Stop Cảm biến người khoang Cảm biến báo mức Cảm biến báo mức Cảm biến báo mức Reset hệ thống Nút nhấn Manual Đèn báo hoạt động Đèn báo dừng hệ thống Bơm Van 3.2 Lưu đồ thuật tốn Hình 3.1 Thuật tốn 3.3 Giám sát hệ thống 3.3.1 Giao diện giám sát Hình 3.2 Giao diện giám sát 3.3.2 Nguyên lý hoạt động Nhấn start cho phép hệ thông hoạt động đèn báo start hoạt động nhập thời gian khử Hình 3.3 Đèn báo hệ thống Khi cảm biến xe vào tác động sau giây bơm van hoạt động bắt đầu trình khử trùng Hình 3.4 Đèn báo Van Bơm hoạt động Khi động bơm van hoạt động 10s dừng kết thúc trình khử trùng Hình 3.5 Bơm van dừng hoạt động Nhấn nút Manual người đến cảm biến khơng tác động, bơm van khơng hoạt động Hình 3.6 Nhấn nút Manual bơm van hoạt động Nhấn Reset hệ thống mặc định số xe bãi Hình 3.7 Reset hệ thống Các cảm biến mức báo số lượng dung dịch khử trùng bình Hình 3.8 Các cảm biến báo mức 3.4 Chương trình điều khiển (Code PLC) Khối Main Khối Simulation TÀI LIỆU THAM KHẢO []Tài liệu lập trình PLC tiếng Việt []Các chuẩn giao tiếp truyền liệu []Công ty TNHH điện lực tự động hóa Hưng Long (13/07/2012), https://vi.wikipedia.org/ [] Khoa học Kỹ thuật, 2004.S7_1500 automation system & manual S7-1500 siemens ... THIỆU VỀ PLC S7 1500 VÀ HMI .13 2.1 Giới thiê ̣u về PLC S7- 1500 14 2.1.1 Cấu tạo 14 2.1.2 Phần mềm lập trình PLC S7- 1500 17 2.1.3 Ngơn ngữ lập trình PLC S7- 1500. .. phòng tránh dịch bệnh lây lan CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 1500 VÀ HMI 2.1 Giới thiêụ về PLC S7- 1500 2.1.1 Cấu tạo Hình 2.1 Cấu tạo PLC S7- 1500 1- Bộ phận kết nối nguồn 3-I/O Moduels 2- CPU... khiển PLC mà thiết kế giao diện HMI/ SCADa cấu hình biến tần –Drives Siemens Hình 2.2 Phần mềm TIA Portal V14 Phần mềm STEP phần mềm chuyên dụng lập trình cho PLC S7- 1200, S7- 1500, S7- 300, S7- 400