Lập phương trỡnh ủường ủặc tớnh thể hiện sự phụ thuộc của giỏ trị vào ủối với giỏ trị số nhận ủược. Vỡ tớn hiệu vào gần như là tuyến tớnh nờn phương trỡnh của ủường ủặc tớnh ủược xem là phương trỡnh của một ủường thẳng cú dạng: y = ααααx + b
α là hệ số gúc. b là hằng số. Ta tớnh ủược tgαααα = min max min max D D A A − −
Vậy ta cú phương trỡnh tớnh Aout như sau:
( min) min min max min max A D Din D D A A Aout − + − − =
* Trong ủú: Aout là giỏ trị tớn hiệu ủặt vào. Amax là giỏ trị tớn hiệu max vào.
Dmin α Amax Amin Aout Dmax Din Tắn hiệu vào Giá trị số ứng với tớn hiệu vào
Amin là giỏ trị tớn hiệu min vào.
Dmax là giỏ trị số max ứng với tớn hiệu max vào. Dmin là giỏ trị số min ứng với tớn hiệu min vào.
Din là giỏ trị sốủọc ủược ứng với tớn hiệu ủặt tại ủầu cảm biến vào.
3.6.4.2. Phần lập trỡnh xõy dựng hàm (xem phụ lục 2). 3.7. Khảo sỏt, thực nghiệm ủầu vào số.
Nhận xột. Sai số vũng quay giữa khảo sỏt và thực tếủo ủược trờn ủồng hồ là 0,3%. Lý do: - đường dõy nối từ cảm biến tiệm cận tới ủầu vào PLC là hơi dài. - đồng hồủo tốc ủộ cú thể cú sai số.
5 1505
3.8. Chương trỡnh giỏm sỏt thu thập từ cỏc cảm biến.
Phần lập trỡnh thu thập, giỏm sỏt, cảnh bỏo ủược viết trờn ngụn ngữ lập trỡnh STL của Simatic STEP 7 (phụ lục 3).
3.9. Phần mềmthiết kế giao diện giỏm sỏt:
Dựng phần mềm WINCC 6.0, thiết kế ủược giao diện 8 ủiểm cần giỏm sỏt của luận văn và ủược thể hiện trờn giao diện chớnh (hỡnh 3.21).
Hỡnh 3.21. Giao diện chớnh trờn màn hỡnh giỏm sỏt.
Tại màn hỡnh này, cho ta cỏi nhỡn tổng quan chu trỡnh làm việc của nhà mỏy nhiệt ủiện. Trờn giao diện, cú 5 nỳt bấm: Overview, Messages, Trends, Alarm, Calib. Mỗi nỳt bấm cú chức năng riờng biệt. Ta cú thể chuyển ủổi cỏc màn hỡnh hiển thị khỏc nhau
HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU VÀ GIÁM SÁT Mễ HèNH NHÀ MÁY NHIỆT đIỆN
Overview: màn hỡnh hiển thị toàn bộ chu trỡnh làm việc của nhà mỏy, hiển thị thụng số cỏc ủiểm ủo, tỡnh trạng làm việc (thể hiện bằng ủốn xanh hay ủỏ), giỏ trị ngưỡng làm việc an toàn và cỏc phớm bấm chức năng.
để chuyển sang Calib thiết bị, chỳng ta bấm vào nỳt Calib trờn màn hỡnh. - Màn hỡnh Calib thiết bị ủo ủược hiển thị trờn (hỡnh 3.22).
Hỡnh 3.22. Giao diện calib trước khi ủo.
Calib:ủõy là giao diện dựng ủể Calib thiết bị ủo, khi tớn hiệu ủo ủược ủưa về PLC dưới dạng dũng ủiện (0-20mA); ủiện ỏp (0-10V) hoặc ủiện trở (tuỳ thuộc vào sự lựa chọn). Lỳc này, cỏc giỏ trị ủọc ủược chưa phải là cỏc giỏ trị chớnh xỏc giỏ trị cần hiện thị, ủể tăng ủộ chớnh xỏc của phộp ủo, việc calib là cần thiết. Do ủú, mục Calib thực hiện chức năng này. Chỳng ta ủưa vào ủú cỏc con số và so sỏnh với cỏc giỏ trị ủo ủược ở cấp hiện trường, khi nào trựng hợp thỡ dừng, và con sốủược insert vào mục Calib ủú chớnh là hệ
65 60 55 40 HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU VÀ GIÁM SÁT Mễ HèNH NHÀ MÁY NHIỆT đIỆN
số của hàm chuyển ủổi tớn hiệu. Khi chỳng ta bấm nỳt Trends, một màn hỡnh khỏc sẽ xuất hiện dưới ủõy.
- Màn hỡnh hiển thịủồ thị nhiệt ủộ của cỏc ủiểm ủo (hỡnh 3.23).
Hỡnh 3.23. Giao diện dạng biểu ủồ.
Trends: ủõy là màn hỡnh hiển thị cỏc thụng số ủo dưới dạng nhiệt kế và con số. Với dạng hiển thị này, chỳng ta cú cỏi nhỡn rừ ràng hơn về cỏc giỏ trị ủo và ủỏnh giỏ ủược tỡnh trạng làm việc của hệ thống. để hiện thị dưới dạng ủồ thị và quan sỏt quỏ trỡnh biến ủổi nhiệt ủộ, ta cú thể bấm vào nỳt Graph. Màn hỡnh hiển thị dạng ủồ thị hiện ra (hỡnh 3.24).
HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU VÀ GIÁM SÁT Mễ HèNH NHÀ MÁY NHIỆT đIỆN
Hỡnh 3.24. Giao diện ủồ hoạ.
Graph: ủõy là giao diện hiển thị ủồ thị biến thiờn của Nhiệt ủộ cỏc ủiểm ủo, trờn màn hỡnh chỳng ta cú thể thấy cú 4 ủiểm ủo ủược thể hiện bằng 4 ủồ thị. Quỏ trỡnh thay ủổi nhiệt ủộ ngoài việc ủược thể hiện bằng con số, bằng nhiệt kế, thỡ cũn ủược thể hiện bằng ủồ thịủể chỳng ta cú thể dễ dàng ủỏnh giỏ chất lượng của hệ thống. Nếu chỳng ta muốn quan sỏt sự thay ủổi từng thời ủiểm của tất cả cỏc ủiểm ủo, chỳng ta bấm vào nỳt Messages. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.10. Thiết kế cấu hỡnh mạng MPI cho việc truyền thụng giữa PLC-PC-Tp177A (Xem phụ lục 4). (Xem phụ lục 4).
3.11. Phần mềm thiết kế giao diện với màn hỡnh cảm ứng.
Với ủề tài này, chỳng tụi sử dụng phần mềm WinCC 6.0 ủể viết chương trỡnh bởi phần mềm này lập trỡnh theo cấu trỳc, sử dụng ủược với font tiếng Việt và hỗ trợ nhiều tớnh năng trong cấu hỡnh mạng truyền thụng cụng nghiệp.
.
Màn hỡnh giới thiệu về luận văn thạc sĩ kỹ thuật.
3.11.1. Xõy dựng phần mềm giao diện giữa người và màn hỡnh cảm ứng.
Giao diện chớnh của màn hỡnh cảm ứng.
Giao diện về giỏ trị nhiệt ủộ.
Màn hỡnh hiển thị giỏ trị ủo nhiệt ủộ của cảm biến ủưa về, ủồng thời hiển thị giỏ trịủặt và ủồ thị thay ủổi của nhiệt ủộ theo thời gian, ta muốn thay ủổi giỏ trị ủặt hay xem biểu diễn ủồ thị bằng cỏch ấn tay vào cỏc tap ta muốn làm việc.
Màn hỡnh biểu diễn cỏc thụng số dưới dạng ủồ thị.
100 100 150 100 65 60 55 40
Màn hỡnh biểu diễn cỏc thụng số khỏc.
Trờn ủõy ủó giới thiệu một số tớnh năng chớnh của màn hỡnh cảm ứng và phần mềm sử dụng ủể lập trỡnh cho màn hỡnh.
3.11.2. Xõy dựng phần mềm giao diện cảnh bỏo, bỏo cỏo hệ thống.
- Trong quỏ trỡnh giỏm sỏt cỏc thụng số, nếu như cú ủiểm ủo nào ủú vượt quỏ giỏ trị giới hạn cho phộp, ủốn ủỏ của ủiểm ủo ủú sẽ lập tức sỏng lờn và giỏ trị cựng ủiểm ủo ủú sẽ ủược tự ủộng lưu vào Alarm. Khi chỳng ta bấm vào phớm Alarm, chỳng ta sẽ nhận ủược cỏc giỏ trị cảnh bỏo của hệ thống.
Bảng 3.8. Giao diện cảnh bỏo hệ thống thu thập dữ liệu.
Alarm: là giao diện hiện thị cỏc giỏ trị quỏ giới hạn và cỏc giỏ trị sắp tới hạn. đõy là giao diện ủể chỳng ta cú thể quan sỏt và kiểm tra những ủiểm ủo ủể từ ủú ủưa ra cỏc quyết ủịnh ủiều khiển hợp lý và chớnh xỏc nhất.
- Màn hỡnh hiển thị cỏc giỏ trịủo theo thời gian thể hiện trờn bảng 3.9 sau:
HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU VÀ GIÁM SÁT Mễ HèNH NHÀ MÁY NHIỆT đIỆN
Bảng 3.9. Màn hỡnh hiển thị cỏc giỏ trị ủo theo thời gian.
Messages: ủõy là giao diện hiển thị tất cả cỏc giỏ trịủo tại từng thời ủiểm, tốc ủộ cập nhật tựy thuộc vào yờu cầu cụng nghệ và do người lập trỡnh quyết ủịnh tốc ủộ này. Từ bảng thụng bỏo này, ta cú thể in, lưu trữ sang dạng Excel ủể cập nhật, lập cỏc bỏo cỏo theo dừi cỏc thụng số.
3.12. Giới hạn cỏc thụng số và ủỏnh giỏ về sai số.
3.12.1. Giới hạn cỏc thụng số.
HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU VÀ GIÁM SÁT Mễ HèNH NHÀ MÁY NHIỆT đIỆN
> Nhiệt nước ngưng ≤ 500C; nhiệt bỡnh ngưng ≤ 1000C; nhiệt lũ ủốt ≤ 2000C; nhiệt của hơi ≤ 2500C.
> Áp suất hơi ≤ 10bar; ủiện ỏp 110v; dũng ủiện 10A; tốc ủộ 3000vũng/phỳt. 3.12.2. đỏnh giỏ về sai số.
> Sai sốủối với nhiệt ủộ nước ngưng và nhiệt bỡnh ngưng là: ổ 2%.
> Sai số của nhiệt lũ ủốt và nhiệt của hơi là: ổ 10%. Của tốc ủộ là: ổ 0,3%. > Sai số của ỏp suất hơi và dũng ủiện là: ổ 0,5%. Của ủiện ỏp là: ổ 5%.
3.13. Kết luận. Từ việc khảo sỏt ở chương 2, ủó ủưa ra ủược một số giải phỏp phự hợp với mục ủớch, yờu cầu của luận văn. với mục ủớch, yờu cầu của luận văn. đó lựa chọn ủược cấu trỳc phần cứng phự hợp (hỡnh 3.1). Hiểu rừ thờm về: phần cứng, phần mềm, phần lập trỡnh của Simatic PLC S7 -300. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lựa chọn phần mềm thiết kế giao diện WinCC 6.0 của Simen, ủó xõy dựng ủược cỏc giao diện như: giao diện chớnh (hỡnh 3.21), giao diện cảnh bỏo, giao diện hiển thị cỏc giỏ trịủoẦ
Thiết kế, lắp rỏp ủược cỏc panel phục vụ cho việc: lập trỡnh, giỏm sỏt, khảo sỏt thực nghiệm cỏc ủường ủặc tuyến của cỏc cảm biến.
Xõy dựng ủược cỏc chương trỡnh thuật toỏn.
Tớnh toỏn, lập trỡnh ủược hàm thu thập từ cỏc kờnh ủầu vào từ cảm biến.
Ngoài ra ủó thiết kế, chế tạo ủược lũ nhiệt mini, ủược giỏm sỏt, ủiều khiển, mụ phỏng trờn mỏy tớnh hoạt ủộng cú hiệu quả phục vụ cho thực nghiệm dạy và học.
KẾT LUẬN, đỀ XUẤT GIẢI PHÁP. * Kết luận của luận văn:
1. Chương trỡnh ủiều khiển, tựủộng thu thập và giỏm sỏt dữ liệu ủó hoàn thành ủỳng với thời gian quy ủịnh. đạt mục ủớch và yờu cầu ủó ủặt ra của luận văn gồm: Chương trỡnh giao diện giỏm sỏt hoạt ủộng tốt, thể hiện ủược cỏc thụng số và cỏc bỏo cỏo, thuận tiện cho việc theo dừi và giỏm sỏt cũng như ủỏnh giỏ quỏ trỡnh làm việc của hệ thống. đỏnh giỏ ủược giới hạn, sai số của cỏc thụng số thu thập và giỏm sỏt.
đưa ra ủược cỏc cảnh bỏo khi cú thụng số vượt quỏ giỏ trị cho phộp làm việc.
2. Nõng cao khả năng thực hiện cỏc dự ỏn tựủộng hoỏ trong nhà mỏy ủiện cũng như trong cỏc nhà mỏy cụng nghiệp khỏc.
3. Giỳp nõng cao khả năng nghiờn cứu của học viờn.
4. Hoàn thiện mụ hỡnh dạy học hiện ủại, sỏt với thực tiễn cho sinh viờn ngành Năng lượng, tựủộng hoỏ và hệ thống ủiệnẦ
5. Hệ thống này là mụ hỡnh thu nhỏ của cỏc nhà mỏy ủiện, do vậy nú giỳp rất nhiều cho sinh viờn sau khi ra trường cú thể làm việc ngay trong cỏc nhà mỏy ủiện.
* đề xuất hướng phỏt triển:
Từ kết quả của luận văn, chỳng tụi ủề ra hướng phỏt triển như sau:
1. Tiếp tục hoàn thiện hơn cỏc phần cứng, phần mềm ủiều khiển ủể giỏm sỏt cho tất cả cỏc ủiểm ủó khảo sỏt.
2. đầu tư thờm trang thiết bị và nhõn cụng ủể triển khai ủề tài từ thu thập và giỏm sỏt thành một hệủiều khiển hoàn chỉnh, ởủú ta cú thể can thiệp vào toàn bộ hệ thống, mà
khụng chỉ dừng lại ở mức giỏm sỏt, cảnh bỏo và lưu trữ dữ liệu.
3. Kết hợp với phũng thớ nghiệm nhà mỏy nhiệt ủiện-Khoa Năng lượng ủểủưa hệ thống này vào hoạt ủộng. Ứng dụng cho việc trực quan húa, phục vụ cho việc nghiờn cứu, dạy và học sỏt với thực tế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO. Tiếng Việt Nam:
[1]. Nguyễn Văn Hoà. Cơ sở tựủộng ủiều khiển quỏ trỡnh, NXB GDVN, 2009. [2]. Nguyễn Doón Phước. Lý thuyết ủiều khiển tuyến tớnh, NXB KH&KT, 2005. [3]. Nguyễn Doón Phước, Phan Xuõn Minh, Vũ Võn Hà. Tựủộng húa với Simatic S7-300, NXB KH&KT, 2007.
[4]. Hoàng Minh Sơn. Mạng truyền thụng cụng nghiệp, NXB KH&KT, 2007. [5]. Tham khảo cỏc tài liệu trờn Internet.
Tiếng nước ngoài:
[1]. Siemens AG. Simatic Step7 User Manual, 1995. [2]. Siemens AG. WinCC Flexible User Manual.
PHỤ LỤC 1
1.1. Cỏc bước ủể tạo một Project mới với WinCC.
để tạo 1 Project mới trong WinCC, ta tiến hành theo cỏc bước sau: + Tạo ra 1 Project.
+ Chọn và thiết lập Driver kết nối với PLC.
+ Tạo ra cỏc Tag liờn kết với cỏc ủịa chỉ của PLC mà ta cần sử dụng. + Tạo ra màn hỡnh giao diện.
+ Xỏc lập cỏc thụng số trong WinCC Runtime. + Kớch hoạt giao diện của Project.
1.2. Giới thiệu sơ lược cỏc bước. B1: Tạo ra 1 Project. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi vào màn hỡnh của WinCC. Dựng phớm chuột trỏi kớch vào File→New thỡ trờn màn hỡnh sẽ xuất hiện cỏc mục chọn sau:
Dựng chuột chọn mục Single-User System sau ủú ấn phớm OK ủể xỏc nhận. Sau khi ủặt tờn và ủường dẫn cho Project ứng dụng thỡ ta bắt ủầu vào bước 2.
Trong cửa sổ Project ta mới tạo:
Kớch chuột phải vào Tag Management→Add New Driver sau ủú chọn loại Driver phự hợp với loại PLC mà ta sử dụng (Trong luận văn là loại SIMATIC S7 Ờ 300), sau ủú kớch chuột vào nỳt Open. Khi ủú ta ủó chọn xong loại Driver mong muốn. Khi ủú trờn màn hỡnh xuất hiện:
Kớch chuột phải vào MPI→New Driver Connection. Hộp thoại Connection properties xuất hiện:
đỏnh vào tờn liờn kết với
PLC mà ta muốn.
đỏnh tờn xong, ấn phớm OK xỏc nhận, rồi tiến hành bước 3.
Chỳ ý: để liờn kết ủược giữa PLC với WinCC thỡ trong mục Connection của hộp thoại Connection properties ta cần xỏc lập cỏc thụng số như sau:
Giả sử trong hộp thoại Connection properties ta ủặt tờn là ỘPLCỢ thỡ khi kớch chuột phải vào PLC:
Chọn mục New Tag, hộp thoại Tag Properties sẽ hiện ra:
Chọn xong ấn nỳt Select ủể mở hộp thoại Address properties :
Chọn kiểu dữ liệu của Tag
Ta chọn, xỏc ủịnh loại dữ liệu và ủịa chỉ trong PLC cho Tag mà ta vừa tạo ra. Ấn phớm OK ủể xỏc nhận.
B4: Tạo ra màn hỡnh giao diện.
Trong cửa sổ chớnh của WinCC, kớch chuột phải vào biểu tượng Graphic.
Sau khi kớch chuột xong, ta sẽ vào màn hỡnh Graphics Designer.
Ta tiến hành tạo giao diện theo ý muốn. Sau khi tạo xong ta cần liờn kết những biểu tượng vừa tạo với cỏc Tag tương ứng ủó tạo ra ởB3.
Kớch ủụi chuột vào ủõy
Thư viện chứa cỏc cụng cụ cần sử dụng.
B5: Xỏc lập cỏc ủặc tớnh thời gian chạy trong WinCC.
Trong cửa sổ chớnh của màn hỡnh, kớch chuột phải vào biểu tượng Computer trong Project, sau ủú chọn Properties, xỏc lập cỏc thụng số như sau:
B6: Kớch hoạt giao diện trong WinCC.
để chạy Project vừa tạo, ta kớch vào biểu tượng trờn thanh cụng cụ của WinCC. Kớch hoạt giao diện vừa tạo
PHỤ LỤC 2. Lập trỡnh xõy dựng hàm. 2.1. Cỏc bước tiến hành:
2.1.1. Thiết lập cấu hỡnh cứng cho trạm S7-300 và SM 831 8AI 13bits. 2.1.2. Thiết lập cấu hỡnh cứng cho cỏc kờnh vào ra.
2.2. Phần lập trỡnh cho PLC.
2.2.1. Hàm FC1: đọc tớn hiệu tương tự, từủầu vào. 2.2.1.1. Khai bỏo cỏc biến:
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.2. Hàm FC2: Chuyển ủổi giỏ trị số ra tương tự: 2.2.2.1. Khai bỏo cỏc biến:
PHỤ LỤC 3. Chương trỡnh giỏm sỏt thu thập từ cảm biến.
Network 1: Khởi ủộng chương trỡnh.
A I 124.0 S Q 124.5
Network 2:Tắt chương trỡnh, ủưa cỏc biến con trỏ về giỏ trị ban ủầu.
A I 124.1