Điều khiển và giám sát thang cuốn Kone sử dụng phần mềm Scada intouch wonderware :Khóa luận tốt nghiệp Đại học khoa Công nghệ Điện

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐIU KHIN VÀ GIÁM SÁT THANG CUN KONE S

DNG PHN MM SCADA INTOUCH WONDERWARE

Chuyên ngành đào tạo: Kỹ thuật điều khiển tự động

Giảng viên hướng dẫn: Ths. Nguyễn Đức Toàn

Sinh viên 1: Văn Huy Tiến 15068301

Sinh viên 2: Nguyễn Công Trường 15051671

Lớp: DHĐKTĐ11C

TP.HCM,NĂM2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

(1): Văn Huy Tiến MSSV: 15068301

(2): Nguyễn Công Trường MSSV: 15051671

2. Tên đề tài

ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THANG CUỐN KONE SỬ DỤNG PHẦN

MỀM SCADA INTOUCH WONDERWARE.

3. Nhiệm vụ (Nội dung và số liệu ban đầu)

Khảo sát và tìm hiểu thang cuốn KONE.

Lập trình ladder trên hệ thồng PLC và scripts trên phần mềm Intouch

Wonderware.

Tìm hiểu ứng dụng các cảm biến vảo mô hình thực tế.

Lắp tủ điều khiển theo yêu cầu của đề tài.

4. Kết quả dự kiến

Lập trình PLC và thiết lập giao diện bằng phần mềm Intouch

Wonderware.

Hiểu và áp dụng kiến thức SCADA.

Thiết kế tủ điều khiển và lắp đặt cảm biến thích hợp cho thang cuốn

KONE.

Giảng viên hướng dẫn

Trưởng bộ môn

Tp. HCM, ngày tháng năm 20….

Sinh viên

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây xu hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã mang

lại rất nhiều thay đổi cho đất nước. Đặc biệt là trong ngành tự động hóa và có nhiều

tiềm năng phát triển trong mọi lĩnh vực trong cuộc sống. Tự động hóa mang lại

nhiều lợi ích cho con người như tăng năng suất lao động, giảm công nhân đặc biệt

là trong những môi trường độc hại thì tự động hóa tỏ ra nhiều lợi ích của mình.

Trong các nhà máy, phân xưởng, trung tâm thương mại đều có sự góp mặt của

tự động hóa. Vì vậy các trường Đại học, Cao đẳng nghề đã chú trọng hơn vào việc

đào tạo nguồn nhân lực cho ngành tự động hóa.

Được sự đồng ý của Bộ môn Tự động hóa và giảng viên hướng dẫn Th.s

Nguyễn Đức Toàn, chúng em đã quyết định chọn đề tài:

Điều khiển và giám sát thang cuốn KONE sử dụng phần mềm SCADA

Intouch Wonderware.

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công của quý thầy cô khoa Công nghệ Điện, Trường Đại học

Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, sau gần 4 tháng thì chúng em đã hoàn thành

Khóa luận tốt nghiệp “Điều khiển và giám sát sử dụng thang cuốn KONE sử dụng

phần mềm SCADA Intouch Wonderware.”.

Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô trường Đại học Công

Nghiệp TP Hồ Chí Minh đã dùng hết tâm huyết của mình để hướng dẫn và truyền

đạt kiến thức cho chúng em.

Đặc biệt, nhóm chúng em chân thành cảm ơn Ths. Nguyễn Đức Toàn – Giảng

viên Khoa Công Nghệ Điện - Trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí

Minh, người đã hướng dẫn cho nhóm chúng em trong suốt quá trình làm khóa luận.

Mặc dù công việc giảng dạy của thầy rất bận nhưng không ngần ngại hướng dẫn,

định hướng đi cho chúng em để hoàn thành tốt khóa luận.

Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THANG CUỐN VÀ CÔNG TY KONE .................... 1

1.1. Tổng quan về thang cuốn. ...................................................................................... 1

1.1.1. Lịch sử hình thành thang cuốn .......................................................................... 1

1.1.2. Khái niệm thang cuốn. ...................................................................................... 1

1.1.3. Ứng dụng thang cuốn. ....................................................................................... 2

1.1.4. Phân loại thang cuốn. ........................................................................................ 2

1.2. Công ty KONE. ...................................................................................................... 3

1.2.1. Giới thiệu công ty Kone. ................................................................................... 3

1.3. Các sản phẩm của công ty KONE. ......................................................................... 5

1.3.1. Thang máy chở người. ...................................................................................... 5

1.3.2. Thang chở hàng hóa .......................................................................................... 5

1.3.3. Thang phục vụ quá trình xây dựng ................................................................... 5

1.3.4. Thang cuốn ........................................................................................................ 5

CHƯƠNG 2. CẤU TẠO THANG CUỐN. ..................................................................... 7

2.1. Nguồn động lực. ..................................................................................................... 7

2.2. Hộp giảm tốc. ......................................................................................................... 7

2.3. Băng thang. ............................................................................................................. 8

2.4. Lan can tay vịn cầu thang. ...................................................................................... 9

2.5. Lớp áo bọc thang cuốn. .......................................................................................... 9

2.6. Cảm biến tốc độ. ..................................................................................................... 9

2.7. Bộ phận nút dừng ( STOP). .................................................................................. 10

2.8. Động cơ thang cuốn phanh từ Brake Electro Magnet BRA450 ........................... 10

2.9. Tủ điều khiển. ....................................................................................................... 11

CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN VỀ PLC VÀ HỆ THỒNG SCADA ................................ 14

3.1. Tổng quan về PLC ................................................................................................ 14

3.1.1. Cấu trúc chung PLC ........................................................................................ 14

3.1.2. Nguyên lý hoạt động của PLC ........................................................................ 15

3.1.3. Khối xử lý trung tâm: ...................................................................................... 15

3.1.4. Bộ nhớ: ............................................................................................................ 15

3.1.5. Tín hiệu đầu vào .............................................................................................. 17

3.1.6. Đối tượng điều khiển ....................................................................................... 17

3.1.7. Nguyên lý làm việc ......................................................................................... 18

3.1.8. Vòng quét của chương trình ............................................................................ 19

3.1.9. Ưu nhược điểm của PLC trong công nghiệp .................................................. 20

3.1.10. Ứng dụng của PLC trong công nghiệp .......................................................... 23

3.2. Hệ thống SCADA ................................................................................................. 25

3.2.1. Khái niệm SCADA ......................................................................................... 25

3.2.2. Cấu trúc cơ bản của một hệ thống SCADA .................................................... 25

CHƯƠNG 4. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CẢM BIẾN VÀ PLC FX1N ......................... 29

4.1. Mô tả PLC Mitsubishi FX1N ............................................................................... 29

4.2. Cảm biến được sử dụng ........................................................................................ 32

4.2.1. Cảm biến phản xạ gương R2N1 ...................................................................... 32

4.2.2. Cảm biến chuyển động FS02B ........................................................................ 35

CHƯƠNG 5. TỦ ĐIỀU KHIỂN CẢI TIẾN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG .......... 40

5.1. Bản vẽ tủ điện ....................................................................................................... 40

5.2. I/O trong PLC ....................................................................................................... 42

5.3. Đấu dây ngõ vào và ra PLC ................................................................................. 42

5.3.1. Đấu dây ngõ vào .............................................................................................. 42

5.3.2. Đấu dây ngõ ra PLC ........................................................................................ 44

5.4. Lập trình ứng dụng chương trình tự động của thang cuốn. .................................. 45

5.4.1. Sơ đồ giải thuật thời gian thực và tự động ...................................................... 46

5.4.2. Sơ đồ giải thuật chiều từ dưới lên ( chế độ tự động) ....................................... 47

5.4.3. Sơ đồ giải thuật chiều đi xuống ( chế độ tự động) .......................................... 48

5.4.4. Vị trí các cảm biến .......................................................................................... 50

5.4.5. Vị trí đặt tủ điều khiển .................................................................................... 52

5.4.6. Tủ điều khiển hoàn thiện ................................................................................. 53

5.4.7. Tạo New Project trong GX Developer ............................................................ 53

5.4.8. Chương trình GX Developer ........................................................................... 58

5.4.9. Chức năng từng biến trung gian M trong GX Developer ............................... 67

5.4.10. Chương trình Auto GX Developer ................................................................ 67

5.5. Thiết kế SCADA và giám sát hệ thống bằng phần mềm Intouch Wonderware .. 77

5.5.1. Tổng quan về phần mềm Intouch Wonderware .............................................. 77

5.5.2. Cấu hình cho Intouch Wonderware ................................................................ 78

5.5.3. Các loại tag name và cách tạo tagname .......................................................... 82

5.5.4. Bảng Tagname trong Intouch Wonderware .................................................... 87

5.5.5. Chương trình Intouch Wonderware. ............................................................... 89

5.6. Chương trình DeviceXPlorer OPC Server ........................................................... 90

5.6.1. Tổng quan về DeviceXPlorer OPC Server ..................................................... 90

5.6.2. Các bước tạo chương trình DeviceXPlorer OPC Server. ................................ 90

5.6.3. Bảng tagname trong DeviceXPlorer OPC Server ........................................... 94

5.7. Thao tác điều khiển thang cuốn KONE bằng phần mềm InTouch Wonderware 95

5.7.1. Điều khiển thang cuốn bằng khóa vật lý ......................................................... 95

5.7.2. Điều khiển và giám sát thang cuốn sử dụng phần mềm InTouch Wonderware

................................................................................................................................... 95

5.8. Lỗi thường gặp ..................................................................................................... 99

5.8.1. Lỗi khi vận hành .............................................................................................. 99

5.8.2. Lỗi khi kết nối ................................................................................................. 99

CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN ........................................................................................... 100

CHƯƠNG 7. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .......................................................... 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 102

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Thang cuốn trung tâm thương mại ............................................................... 1

Hình 1.2 Thang cuốn xoắn .......................................................................................... 2

Hình 2.1 Hộp giảm tốc ................................................................................................ 8

Hình 2.2 Băng thang ................................................................................................... 8

Hình 2.3 Lan can tay vịn cầu thang ............................................................................ 9

Hình 2.4 Cảm biến tốc độ ......................................................................................... 10

Hình 2.5 Vị trí nút stop ............................................................................................. 10

Hình 2.6 Động cơ phanh từ ....................................................................................... 11

Hình 2.7 Tủ điều khiển của thang cuốn KONE ........................................................ 12

Hình 3.1 Cấu trúc chung PLC ................................................................................... 14

Hình 3.2 Ứng dụng PLC trong công nghiệp ............................................................. 25

Hình 4.1 PLC MITSUBISHI FX1N ......................................................................... 30

Hình 4.2 Kích thước PLC FX1N .............................................................................. 31

Hình 4.3 Cảm biến phản xạ gương ........................................................................... 33

Hình 4.4 Nguyên lý hoạt động cảm biến phản xạ gương .......................................... 34

Hình 4.5 Sơ đồ chân 2 loại cảm biến ........................................................................ 35

Hình 4.6 Cảm biến chuyển động FS 02 .................................................................... 36

Hình 4.7 Vị trí điều chỉnh độ nhạy sáng và thời gian delay ..................................... 37

Hình 4.8 Kích thước cảm biến FS02 ......................................................................... 38

Hình 4.9 Điều chỉnh góc quay cảm biến FS02 ......................................................... 39

Hình 5.1 Đấu dây kiểu SINK .................................................................................... 43

Hình 5.2 Đấu dây kiểu SOURE ................................................................................ 43

Hình 5.3 Đấu dây ngõ ra ........................................................................................... 44

Hình 5.4 Sơ đồ giải thuật thời gian thực và tự động ................................................. 47

Hình 5.5 Sơ đồ giải thuật chiều đi lên ....................................................................... 48

Hình 5.6 Sơ đồ thuật chiều đi xuống ......................................................................... 49

Hình 5.7 Vị trí đặt cảm biến ...................................................................................... 50

Hình 5.8 Vị trí tủ điều khiển ..................................................................................... 52

Hình 5.9 Tủ điều khiển hoàn thiện ............................................................................ 53

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1 Bảng I/O trong PLC ................................................................................... 42

Bảng 4.2 Chức năng hoạt động của biến M .............................................................. 67

Bảng 4.3 Tagname trong Intouch Wonderware ........................................................ 88

Bảng 4.4 Bảng Tagname trong DevexeXPlorer OPC Sever ..................................... 95

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TỪ VIẾT TẮT TÊN ĐẦY ĐỦ

PLC Programmable Logic Controller

I/O In or Out

SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

OPC OLE for Process Control

HMI Human Machine Interface

ECU Electronic control unit

RTU Remote Terminal Unit

TCP/IP Tranmisson Control Protocol and Internet