(Luận văn thạc sĩ) điều khiển và giám sát trạm bơm khu resort dùng PLC s7 1200

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM BƠM KHU RESORT DÙNG PLC S7 - 1200 GVHD: ThS TRẦN VĂN SỸ SVTH: TIÊU TẤN PHƯỚC MSSV: 14141172 SVTH: NGUYỄN THANH THẮNG MSSV: 14141742 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2016 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM BƠM KHU RESORT DÙNG PLC S7 - 1200 GVHD: ThS Trần Văn Sỹ SVTH1: Tiêu Tấn Phước MSSV: 12141172 SVTH2: Nguyễn Thanh Thắng MSSV: 12141742 Tp Hồ Chí Minh - 07/2016 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM BƠM KHU RESORT DÙNG PLC S7 - 1200 GVHD: ThS Trần Văn Sỹ SVTH1: Tiêu Tấn Phước MSSV: 12141172 SVTH2: Nguyễn Thanh Thắng MSSV: 12141742 Tp Hồ Chí Minh – 07/2016 i PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên Họ tên: Tiêu Tấn Phước MSSV: 12141172 Tel: 0989298528 Email: tieutanphuoc@gmail.com Họ tên: Nguyễn Thanh Thắng MSSV: 12141742 Tel: 0966957827 Email: thanhthang2712@gmail.com Thông tin đề tài Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM BƠM NƯỚC KHU RESORT BẰNG PLC S7-1200 Mục đích đề tài: Điều khiển giám sát hoạt động trạm bơm nước thông qua biến tần kết hợp với PLC nhằm ổn định áp suất đường ống tiết kiệm lượng Đồ án tốt nghiệp thực tại: Bộ môn Điện Tử Công Nghiệp, Khoa Điện - Điện Tử, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Thời gian thực hiện: Từ ngày /03/2016 đến /07 /2016 Các nhiệm vụ cụ thể đề tài - Tìm hiểu sơ đồ bố trí trạm bơm, yêu cầu điều khiển giám sát thông số hoạt động bơm theo yêu cầu thực tế khu resort đặt - Lựa chọn thiết bị, thiết kế thi công mơ hình đáp ứng u cầu đặt khu resort - Thiết kế thi công sơ đồ mạch động lực, sơ đồ mạch kết nối tín hiệu vào, với PLC S7-1200 - Thiết kế giao diện điều khiển, giải thuật chương trình điều khiển theo yêu cầu phần mềm lập trình Tia Portal - Thử nghiệm chương trình chỉnh sửa hồn thiện chương trình - Viết báo cáo ii Tp.HCM, ngày 01 tháng 04 năm 2016 SV thực đồ án Tiêu Tấn Phước Nguyễn Thanh Thắng Xác nhận Bộ Môn Tp.HCM, ngày 01 tháng 04 năm 2016 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên học hàm học vị) iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM Khoa Điện - Điện Tử Bộ Mơn Điện Tử Cơng Nghiệp CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 04 năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Bản lịch trình đóng vào đồ án) Họ tên sinh viên 1: TIÊU TẤN PHƯỚC Lớp: 12141DT2D MSSV:12141172 Họ tên sinh viên 2: NGUYỄN THANH THẮNG Lớp: 12141DT2D MSSV:12141742 Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM BƠM NƯỚC KHU RESORT BẰNG PLC S7-1200 Tuần/ngày Nội dung 21/03 – 27/03 - Chọn đề tài làm đồ án Làm đề cương đồ án - Cơ sở lý thuyết biến tần, HMI,sensor áp suất,lưu lượng Tổng quang PLC modul analog 28/3 – 03/04 04/04 – 10/04 11/04 – 17/04 18/01 _ 24/04 - Nghiên cứu cách giao tiếp liệu plc biến tần, HMI - Thi công kết nối phần cứng Thi công xây dựng mơ hình ứng dụng - Tìm hiểu phần mềm TIA POTRAL ngơn ngữ lập trình cho PLC S7-1200 Tìm hiều Win CC - Lập trình cho ứng dụng Viết báo cáo - Lập trình cho ứng dụng Viết báo cáo - Lập trình cho ứng dụng 25/04 – 01/05 02/05 – 08/05 09/05 – 15/05 16/05 – 22/05 iv Xác nhận GVHD - Viết báo cáo - Lập trình cho ứng dụng Viết báo cáo - Làm power point thuyết trình - Làm power point thuyết trình 23/05 – 29/05 30/05 – 05/06 06/06 – 12/06 GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) v LỜI CAM ĐOAN Nhóm chúng em cam đoan cơng trình nghiên cứu chúng em Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác TP Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 07 năm 2016 Người thực ( Ký ghi rõ họ tên ) vi LỜI CẢM ƠN Nhóm thực xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Thầy Trần Văn Sỹ trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện để nhóm thực hồn thành tốt đề tài Nhóm thực xin chân thành gửi lời cảm ơn đến bạn sinh viên lớp chia sẻ, trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu để góp phần giúp nhóm thực hồn thành đề tài tốt Do hạn chế thời gian nghiên cứu kiến thức kinh nghiệm ứng dụng thực tiễn nên báo cáo nhóm khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận cảm thơng đóng góp ý kiến thầy để đề tài hoàn thiện Em xin cảm ơn ba mẹ người động viên giúp đỡ lo cho em tiền bạc tinh thần không kỳ đồ án tốt nghiệp mà suốt năm học đại học trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Thanh Thắng Tiêu Tấn phước vii MỤC LỤC Phiếu đánh giá khóa luận tốt nghiệp i Phiếu giao nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ii Lịch trình thực iv Lời cam đoan vi Lời cảm ơn vii Mục lục viii Liệt kê hình vẽ xii Liệt kê bảng vẽ xiv Tóm tắt xv CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.2 Nội dung nghiên cứu 1.4 Giới hạn 1.5 Bố cục CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan PLC S7-1200 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Hình dạng bên (CPU 1214C) 2.1.4 Cấu trúc bên 2.1.5 Cách đấu dây 2.1.6 Module mở rộng 2.1.7 Phương pháp lập trình điều khiển 2.2 Giới thiệu biến tần Sinamics V20 10 2.2.1 Sơ lượt biến tần V20 10 2.2.2 Lắp đặt phần điện 11 2.2.3 Cài đặt thông số cho biến tần V20 14 2.2.3.1 Màng hình điều khiển BOP 14 2.2.3.2 Ý nghĩa biểu tượng trạng thái 15 Viii CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Sau thời gian dài nghiên cứu thi công đề tài, nhóm hồn thành xong đề tài có đạt yêu cầu ban đầu đề sau: Trạm bơm hoạt động hai chế độ tay tự động:  Chế độ tay: Điều khiển trạm bơm độc lập nút nhấn ON/OFF, lúc trạm bơm hoạt động tối đa công suất với tần số 50Hz Ở chế độ hai trạm bơm hoạt động tương đối ổn định  Chế độ tự động: chế độ tự động trạm bơm làm việc tốc độ dựa theo cảm biến áp suất đường ống dựa theo tần số ta cho Các thông số kỹ thuật để điều khiển giám sát hệ thống thơng qua màng hình HMI: điện áp, cơng suất, dịng điện, lưu lượng, tốc độ Khi hệ thống gặp cố lỗi truyền thông đèn hệ thống báo màng hình HMI xuất mà lỗi Tuy nhiên hệ thống gặp số vấn đề cần cải sau: Thời gian đáp ứng trạm bơm chậm so với mong muốn (cài đặt biến tần tần số 5Hz motor bơm thực tế phải 20Hz motor bắt đầu bơm) Ở chế độ hai trạm bơm chưa hoạt động mong muốn độ phân giải cảm biến áp suất lớn (1MPa) so với áp suất đường ống (tối đa 100kPa) Để cho chế độ hoạt động tốt cần lựa chọn cảm biến phù hợp với áp suất đường ống 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN  Hệ thống mở rộng với nhiều trạm bơm so với đề tài thực đáp ứng với nhu cầu sử dụng nước  Việc giám sát tối ưu hóa chi tiết sử dụng hệ thống SCADA  Chúng ta điều khiển giám sát hệ thống từ xa qua mạng internet BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo [1] Siemens, “SINAMICS V20 inverter operating instruction”, 02/2013 [2] Siemens, “SINAMICS V20 getting started compact operating instruction”, 02/2013 [3] Siemens, “SIMATIC S7-1200 Easy Book Manual”, 11/2009 [4] Siemens, “SINAMICS V: Speed control of a V20 with S7_1200 via Modbus RTU”, 11/2014 [5] Weintek, “EasyBuilder 8000 use’s Manual”, 2012 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC PHỤ LỤC Chương trình BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Chương trình chế độ tay BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Chương trình chế độ auto BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP PHỤ LỤC Chương trình in_Analog out_analog BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP PHỤ LỤC Chương trình Modbus RTU BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP S K L 0 ... đề tài Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM BƠM NƯỚC KHU RESORT BẰNG PLC S7- 1200 Mục đích đề tài: Điều khiển giám sát hoạt động trạm bơm nước thông qua biến tần kết hợp với PLC nhằm ổn định... cứu điều khiển tự động hóa để làm đồ án tốt nghiệp với tên đề tài “ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM BƠM NƯỚC KHU RESORT DÙNG S7 – 1200? ?? 1.2 MỤC TIÊU Giúp cho người sử dụng dễ dàng điều khiển giám sát. .. NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM BƠM KHU RESORT DÙNG PLC S7 - 1200 GVHD: ThS Trần Văn Sỹ SVTH1: Tiêu Tấn Phước MSSV: 12141172 SVTH2: Nguyễn