KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Kết quả đạt được
Đồ án nghiên cứu Nghiên cứu thiết kế mơ hình hệ thống ATS lưới máy phát
sử dụng PLC S7-1200 đã đáp ứng được cơ bản các yêu cầu đặt ra, ta đã có thể tự
thiết kế mơ hình phần cứng mạch điện chế độ điều khiển bằng tay và chế độ điều khiển tự động. Qua đó xây dựng thành cơng thuật toán điều khiển và bài toán ứng dụng mơ hình trên, thiết kế được giao diện bằng phần mềm WinCC Advanced.
Đồ án là tài liệu giúp sinh viên khoa Điều khiển & Tự động hóa nói riêng cũng như sinh viên trường Đại học Điện lực nói chung nắm bắt sâu hơn các mơn học quan trọng như: Cung cấp điện, Khí cụ điện, Tự động hóa thiết bị điện, PLC, ... và các kiến thức nền tảng trong kĩ thuật như:
+ Nguyên lý hoạt động của bộ chuyển nguồn tự động ATS; cách vận hành, giám sát và điều khiển bộ chuyển nguồn tự động ATS.
+ Cách sử dụng cơ bản của các khí cụ điện, thiết bị điện thơng dụng trong tự động hóa.
+ Những kiến thức cơ bản về PLC S7 – 1200 và các lệnh cơ bản thơng dụng khi lập trình PLC S7 – 1200.
+ Sử dụng cơ bản phần mềm TIA – Portal v15.1 để viết chương trình cho PLC, thiết kế giao diện, điều khiển giám sát hệ thống tự động.
Hướng phát triển
Với đầy đủ phần cứng và thiết bị phụ trợ, ta có thể tiến hành truyền thơng hệ thống đơn lẻ vào hệ thống quản lý thông qua các giao thức truyền thơng cơng nghiệp (như MODBUS) để có thể đưa được các tín hiệu, trạng thái hoạt động của bộ chuyển nguồn tự động vào hệ thống giám sát tổng thể (điện áp, dịng điện, cơng suất tiêu thụ, tần số, trạng thái sẵn sàng làm việc của máy phát, ...).
Ngồi ra chúng ta cũng có thể ứng dụng tính năng Web server của PLC S7 – 1200 để đưa thông tin hệ thống lên mạng diện rộng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Văn Thịnh (CB), Hà Xn Hịa, Nguyễn Vũ Thanh, Tự động hóa và điều khiển thiết bị điện, NXB Giáo dục, 2008
[2] Siemens SIMATIC S7 – 1200 Manual, SIEMENS [3] SIMATIC WinCC in the TIA Portal, SIEMENS
[4] Đề cương bài giảng mơn Tự động hóa thiết bị điện, Trường Đại học Điện lực
[5] https://hoangvina.com/cac-loai-plc-pho-bien-thinh-hanh-tren-thi-truong- hien-nay/
[6] https://itudong.com/lich-su-hinh-thanh-va-phat-trien-cua-plc/
[7] Nguyễn Xuân Phú & Nguyễn Cơng Hiền & Nguyễn Bội Kh, Giáo trình cung cấp điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2010
[8] Giáo trình mơn học Khí cụ điện, Trường Đại học Điện lực [9] Giáo trình mơn học PLC1, PLC2, Trường Đại học Điện lực
[10] https://abientan.com/cach-dau-day-nguon-day-tin-hieu-vao-ra-plc- siemens-s7-1200/
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Lưu đồ hoạt động hệ thống điều khiển mạch rela
Phụ lục 3: Chương trình chính
Network 1: Báo khởi động hệ thống ở chế độ điều khiển auto sử dụng PLC và xử lý sự cố máy phát khi máy phát gặp sự cố.
Network 2: Đọc tín hiệu analog được đưa vào chân AI0 thông qua biến IW64 và đưa dữ liệu đã được xử lý vào biến nhớ MW2.
Network 3: Khi điện áp lưới đưa vào khơng nằm trong khoảng an tồn được quy định trước thì sẽ tiến hành cho timer được chạy. Nếu khoảng thời gian xảy ra sự cố lớn hơn thời gian đã đặt trước thì sẽ báo có sự cố điện áp.
Network 4: Khi có báo sự cố điện áp thì sẽ cấp tín hiệu bắt đầu khởi động máy phát, tín hiệu khởi động này sẽ bị mất đi khi: máy phát có sự cố hoặc đề máy phát thành cơng.
Network 5: Tạo tín hiệu đề máy phát: cứ 5s đề máy thì sẽ có 3s để cho ắc quy đề máy nghỉ.
Network 6: Khi có tín hiệu đề máy phát lên thì bộ đến sẽ tăng 1 giá trị, số lần đề sẽ được ghi lại ở biến nhớ MW4. Khi mà có tín hiệu dừng đề (khi đề máy phát thành cơng) thì sẽ có tín hiệu Set đề máy phát thành công để dừng đề máy phát. Bộ đếm sẽ bị reset nếu như có tín hiệu dừng đề hoặc là tín hiệu báo máy phát có sự cố.
Network 7: Khi số lần đề máy trong biến nhớ MW4 lớn hơn 3 lần thì sẽ Set tín hiệu báo máy phát có sự cố.
Network 8: Sau khi đề máy phát thành cơng thì sẽ cấp tín hiệu máy phát chạy. Sau đó 0.25s thì sẽ Reset tín hiệu đề máy phát thành cơng.
Network 9: Đọc tín hiệu analog điện áp máy phát vào chân AI1 thông qua biến IW66 và dữ liệu được cho vào biến nhớ MW6.
Network 10: Kiểm tra chất lượng điện của nguồn máy phát dự phòng, nếu chất lượng điện năng của nguồn máy phát dự phịng khơng đảm bảo trong khoảng thời gian lớn hơn 5s thì sẽ Set tín hiệu sự cố máy phát.
Network 11: Tính thời gian T2 để chuyển mạch cho tải lấy nguồn từ nguồn lưới chính sang nguồn máy phát dự phịng. Tức là chất lượng điện của nguồn máy phát dự phòng được đảm bảo thì sau khoảng thời gian T2 đặt trước sẽ tiến hành
chuyển mạch.
Network 12: Sau khi tiến hành chuyển mạch thành cơng thì sẽ đóng contactor K3 để cấp điện cho tải chính.
Network 13: Khi điện áp nguồn lưới chính được trong khoảng giới hạn và chất lượng điện được đảm bảo trong thời gian lớn hơn T3 thì sẽ tiến hành báo tín hiệu lưới điện chính đã được phục hồi.
Network 14: Khi lưới được phục hồi thì sẽ tiến hành chuyển mạch lại cho phụ tải từ nguồn máy phát dự phịng sang nguồn điện lưới chính.
Network 15: Khi có tín hiệu báo chuyển mạch cho phụ tải từ nguồn máy phát sang nguồn lưới thì sẽ đóng contactor K1, K2 lại.
Network 16: Sau khi nguồn lưới được phục hồi và tải đã hoàn toàn chuyển sang nguồn lưới chính hoạt động thì sẽ tính thời gian T4 chạy khơng tải làm mát máy phát.
Phụ lục 4: Cấu hình máy tính nạp chương trình vào PLC thực và kết nối PLC với WinCC
Advanced
- Cấu hình máy tính và nạp chương trình vào PLC
- Cấu hình máy tính
Để có thể nạp được chương trình từ phần mềm TIA Portal hay PLC thật thì ta phải cấu hình lại địa chỉ của cổng Ethernet của máy tính. Các bước cụ thể như sau:
Bước 1: Từ mục tìm kiếm của máy tính gõ cụm từ Ethernet setting để vào cài đặt địa chỉ cổng mạng.
Pl 1 Tiến hành cài đặt địa chỉ cổng mạng Ethernet
Pl 2 Chọn Change adapter options
Bước 3: Nhấp chuộc vào Ethernet
Pl 3 Nhấp chuột vào Ethernet để mở Ethernet Status
Bước 4: Nhấp chuột vào Properties để xem thuộc tính của cổng mạng Ethernet máy tính.
Pl 4 Nhấp chuột vào Properties
Bước 5: Lần lượt chọn theo hình, tuy nhiên ở hình cuối chúng ta cần lưu ý về giá trị đặt sẽ có phụ thuộc vào thơng số cổng Ethernet với PLC. Thông thường địa chỉ cổng Ethernet của PLC S7 – 1200 thì sẽ mặc định là 192.168.0.1 thế nên khi đặt thông số ta sẽ đặt địa chỉ cổng Ethernet của máy tính là 192.168.0.x với x là số khác với địa chỉ cuối của PLC và nó trong khoảng từ 0 đến 255.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Đoàn Diễm Vương
Pl 5 Các bước tiến hành để đặt lại địa chỉ IP tĩnh cho máy tính
Từ những hướng dẫn ở trên chúng ta đã hồn tất q trình cài đặt lại địa chỉ IP tĩnh cho máy tính để có thể tiến hành nạp chương trình từ phần mềm TIA Portal xuống PLC thật.
- Các bước ban đầu để tạo 1 chương trình TIA Portal
Bước 1: Nhấp chuột vào phần mềm TIA Portal v15.1 trên desktop để khởi động chương trình.
Pl 6 Biểu tượng phần mềm TIA Portal v15.1
Bước 2: Sau khi phần mềm đã được khởi động xong chúng ta nhấp chuột vào mục Create new project để tạo một dự án mới.
Pl 7 Nhấp chuột vào Create new project
Bước 3: Làm lần lượt theo hình để hồn tất tạo một dự án mới
Bước 4: Chọn Configure a device để chọn loại PLC phù hợp
Pl 9 Nhấp chuột vào Configure a device
Bước 5: Chọn Add new device
Pl 10 Chọn Add new device
Bước 6: Chọn đúng loại PLC thực tế và chọn đúng version rồi sau đó nhấn chuột vào Add
Pl 11 Chọn loại thiết bị PLC
Như vậy chúng ta đã hồn tất việc cấu hình ban đầu cho một dự án mới. Phần tiếp theo chúng ta sẽ tiến hành viết chương trình và nạp chương trình từ phần mền TIA Portal xuống PLC.
- Viết chương trình và nạp chương trình vào PLC
Để viết chương trình ta nhấp chuột vào Program blocks và chọn Main OB1. Ta sẽ viết chương trình chính tại đây.
Pl 12 Viết chương trình chính OB1
Sau khi đã viết được xong chương trình chính ta tiến hành nạp chương trình xuống PLC. Để nạp được chương trình ta nhấn vào nhấp chuột vào PLC muốn Download xuống (nếu trong chương trình có nhiều PLC) rồi nhấp chuột vào Download to device hoặc gõ phím tắt Ctrl + L.
Pl 13 Tiến hành Download chương trình xuống PLC
Như vậy trong phần 4.3.2 chúng ta đã hồn tất việc cấu hình IP tĩnh cho cổng Ethernet của máy tính. Tạo được một dự án mới cho PLC với phần mền TIA Portal. Hiểu được cách nạp chương trình xuống PLC thật.
2
1
4 5