Chương trình giám sát, điều khiển được phát triển trên nền SIMATIC WinCC V6.0 của hãng
SIEMENS. SIMATIC WinCC (Windows Control Center) là phần mềm giao diện người-máy (HMI-
Human Machine Interface) dựa trên máy tính PC và được chạy trên nền Windows NT 4.0/Windows
2000. WinCC được thiết kế cho phép theo dõi trực quan về quá trình hoạt động và xử lí của hệ thống tựđộng cũng như hỗ trợ mạnh về xử lí giao diện. WinCC có đặc điểm chính sau:
. Xử lí tin cậy và đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu thông qua chức năng dự phòng (redundancy)
. Chức năng mở rộng nhờ có tích hợp thành phần ActiveX
. Hệ thống giao tiếp mở thông qua OPC (OLE cho điều khiển quá trình)
. Dễ dàng cấu hình thông qua phần mềm SIMATIC STEP7.
. Khả năng cấu hình nối với nhiều máy tính theo mô hình Client-Server.
. WebBrowser cho phép truy cập từ xa qua mạng Internet.
. Dễ dàng phát triển nhờ các công cụ, thư viện tuỳ chọn (options) và các thành phần mởrộng (Add-On) của các hãng thứ ba
WinCC version 6.0 là phầm mềm giao diện người máy trong môi trường hệđiều hành Window
2000 hoặc Window XP. Khác với các phiên bản trước (V4, V5), cơ sở dữ liệu của WinCC6.0 dựa
trên nên Microsoft SQL server 2000. Do vậy người sử dụng được cung cấp các công cụ lưu trữ, tích hợp dữ liệu của SQL. Hơn nữa việc tích hợp thêm ngôn ngữ lập trình VBScript đã làm cho WinCC
6.0 trở nên mềm dẻo hơn trong khi lập trình. Ngoài ra, trong Version 6.0 còn có nhiều điểm mới
trong các vấn để về truyền thông qua OPC, về tích hợp Web, về vấn đề bảo mật…Vì vậy nhóm thực hiện đã chọn WinCC V6.0 để thiết kế Phần mềm SCADA cho hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải.
a) Màn hình chính
Màn hình chính là màn hình hiển thịđầu tiên sau khi đăng nhập vào hệ thống. Trên màn hình này
có sơđồ tổng thể dây chuyền xử lý nước thải và các menu chính dạng nút bấmbutton (Hình 17). Khi
bấm vào các menu sẽ hiện các cửa sổ khác cho phép người vận hành khai thác các chức năng khác
của hệ thông hoặc có thông tin chi tiết hơn so với thông tin hiện có trên màn hình chính.
Hầu hết các giá trị hiện thời của các thông số trong hệ thống được hiển thị trên màn hình chính. Các giá trị thông số chất lượng nước được hiện dưới dạng số nằm trong các ô hình bình hành, khi thông số vượt ngưỡng thì ô tương ứng sẽ nhấp nháy xanh/đỏ. Trạng thái các thiết bị chấp hành (động cơ, van) được thể hiện bằng màu sắc: xanh là đang hoạt động, xám là dừng. Khống chế mức được thể hiện bằng hai màu: xanh là chưa tới mức khống chế, trái lại thì màu đỏ.
b) Bảo mật hệ thống
Đểđảm bảo an toàn cho hệ thống tựđộng hoá, tránh xâm nhập bất hợp pháp và lỗi vận hành do
trình độ người sử dụng, phần mềm SCADA có chức năng phân quyền và bảo mật. Mỗi người sử
dụng tuỳ thuộc chức năng nhiệm vụđược giao sẽđược cấp một số quyền nhất định (ví dụ: chỉđược xem mà không được điều khiển; được xem và điều khiển một số công đoạn; được thay đổi cấu hình hệ thống; được thêm-sửa-xoá user;....), quyền cao nhất thuộc vềngười quản trị (Administrator). Mỗi người sử dụng được cấp tên và mật khẩu đăng nhập ( Hình 18) để truy cập hệ thống
c) Màn hình điều khiển
Cơ cấu chấp hành (động cơ, van) có thểđiều khiển từ HMI bằng cách kích chuột hoặc dùng bàn phím. Trên hình Hình 19 là cửa sổđiều khiển tắt/bật các động cơ máy bơm, máy thổi khí, máy khuấy,
máy gạt bùn, máy ép bùn, biến tần. Trên cửa sổ này cũng thể hiện trạng thái các thiết bịđó
(ON/OFF).
d) Các dạng hiển thị thông số
Ngoài cách thể hiện trên màn hình chính, các thông số còn được hiển thị dưới dạng đồ thị(Hình 20) và dạng bảng tập trung (Hình 21) nhằm mục đích tạo điều kiện thuận lợi tối đa cho người vận
Các cửa sổ cấu hình hệ thống cho phép đặt các giá trị chủđạo điều khiển và ngưỡng cảnh báo/báo
Ngoài phương pháp cảnh báo bằng màu sắc, âm thanh, chức năng này còn cho phép lưu trữtất cả
các cảnh báo hiện tại vào một bảng chung để thuận tiện cho theo dõi tất cả hệ thống (Hình 26). Trên bảng có nhiều thông tin chi tiết hơn các phương pháp thể hiện khác, ví dụ: chỉ rõ địa điểm sự cố, hướng dẫn xử lý, gợi ý nguyên nhân,....
g) Lưu trữ, báo cáo thống kê
Lưu trữ các thông số công nghệ, trạng thái thiết bị, sự cốđược thực hiện theo chu kỳ hoặc thời
điểm tuỳ theo yêu cầu người vận hành. Dữ liệu lưu trữ sau đó sẽđược sử dụng làm báo cáo thống kê theo nhiều tiêu chí khác nhau phục vụ cho công việc quản lý và bảo hành bảo trì thiết bị máy móc (Hình 27)
Đồ thị trực tuyến
Hình 28, Hình 29 là hai ví dụ thể hiện đồ thị trực tuyến của thông số DO và T giúp người vận hành dễ theo dõi giám sát và dự báo chiều hướng biến thiên của các thông số.
III. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ ÁP DỤNG TỰĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1. Tính ưu việt của tựđộng hoá về mặt kinh tế - kỹ thuật
nay là thực hiện tựđộng hoá trong tất cả các ngành kỹ thuật nói chung và nói riêng là trong các công trình xử lý nước thải công nghiệp với sự áp dụng khoa học công nghệ tựđộng hoá cao và các phương tiện kỹ thuật hiện đại. Thực hiện tựđộng hoá các công trình xử lý nước thải công nghiệp không những làm tăng độ tin cậy và tính liên tục hoạt động của hệthống mà còn đạt được một kết quả quan trọng hơn hết là nâng cao được chất lượng xử lý nước làm cho chất lượng nước đạt yêu cầu mong muốn của khách hàng một cách mỹ mãn. Đểđạt được điều đó phải liên tục kiểm tra tựđộng các quá trình công nghệ bằng các thiết bị có độ nhạy cao, phát hiện ra sai lệch về chỉ số chất lượng và số
lượng một cách tức thời để tiến hành điều chỉnh chúng thay đổi trong giới hạn đã cho trước.
Tựđộng hoá làm tăng năng suất lao động và cải thiện môi trường làm việc của công nhân trong hệ
thống xử lý nước thải. Người công nhân không phải thực hiện các thao tác lặp đi lặp lại vừa nhàm chán mà có thể là khó khăn, nặng nhọc. Họ không phải làm việc trong các phòng bụi, bẩn, độc hại.
Tựđộng hoá làm giảm mất mát hao phí chất phản ứng, tiết kiệm lượng nguyên vật liệu, năng lượng điện và nước. Tựđộng hoá làm tăng khả năng tổ chức hiệu quả các quá trình sản xuất. Thứ
nhất là tạo điều kiện tăng cường áp dụng các phương pháp tiến bộ mới về khoa học công nghệ. Điều này tự nó đã tăng cường hoá bản thân công trình công nghệ. Thứ hai là làm giảm số lượng công nhân phục vụ quá trình sản xuất. Thứ ba, tăng khả năng tránh các sự cốhoặc giảm độ lớn hay giảm hậu quả của các sự cố. Tạo điều kiện nâng cao chất lượng và giảm giá thành sản phẩm.
Tóm lại tựđộng hoá không những đem lại những lợi ích về mặt kinh tế, công nghệ mà còn cho thấy rõ tính ưu việt về mặt xã hội là giải phóng con người khỏi những công việc thủ công nặng nhọc. Song vấn đề áp dụng tựđộng hoá hay không phần lớn vẫn là do hiệu quả về mặt kinh tế của nó quyết
định.[1]