Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Ứng dụng SCADA điều khiển và giám sát hệ thống bồn trộn hóa chất sử dụng giao thức truyền thông CC - Link :Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Công nghệ Điện
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM
SÁT HỆ THỐNG BỒN TRỘN HÓA CHẤT SỬ
DỤNG GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG
CC-LINK
GVHD : Th. S LÊ LONG HỒ
SINH VIÊN : PHAN HỮU LUÂN
MSSV : 15088751
SINH VIÊN : NGUYỄN THỊ THỦY
MSSV : 15089171
LỚP : DHDKTD11C
TP. HCM, NĂM 2019
i
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN
ii
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
iii
MỤC LỤC
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN ..................................................................i
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN...................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH SÁCH HÌNH ẢNH...........................................................................................vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU...................................................................................... viii
LỜI MỞ ĐẦU ...............................................................................................................ix
CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU VỀ PLC MITSUBISHI VÀ PHẦN MỀM GX-WORK 2
.........................................................................................................................................1
1.1 Sơ lược về lịch sử của PLC....................................................................................1
1.2 PLC họ Q................................................................................................................2
1.2.1 Dạng module....................................................................................................2
1.2.2 Khả năng đa dạng ............................................................................................2
1.2.3 Những tính năng chính ....................................................................................2
1.3 Module nguồn Q61P-A2........................................................................................3
1.4 Bộ xử lý (CPU) Q02HCPU....................................................................................3
1.5 Module QX42.........................................................................................................7
1.6 Module QY42P ......................................................................................................8
1.7 Module Analog Q64AD.........................................................................................9
1.8 Module QJ71LP21-25..........................................................................................11
1.9 Module QJ61BT11N............................................................................................13
1.10 Phần khung Q38B ..............................................................................................14
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG SCADA VÀ PHẦN MỀM INTOUCH
WONDERWARE ........................................................................................................15
2.1 Hệ thống SCADA ................................................................................................15
2.2 Lịch sử phát triển SCADA...................................................................................15
2.3 Định nghĩa về hệ thống SCADA..........................................................................17
2.4 Tổng quan về hệ thống điều khiển .......................................................................17
2.4.1 Cấu Trúc Cơ Bản Của Một Hệ Thống SCADA ............................................18
2.4.1.1 MTU (Master Terminal Unit) .................................................................18
2.4.1.2 RTU (Remote Terminal Unit) .................................................................18
2.4.1.3 Khối truyền thông....................................................................................19
iv
2.4.2 Chức năng của hệ thống scada.......................................................................19
2.4.2.1 Giám sát và phân tích hệ thống ...............................................................19
2.4.2.2 Hoạt động theo chương trình điều khiển.................................................20
2.4.2.3 Kiểm tra và đảm bảo chất lượng .............................................................20
2.4.2.4 Quản lý sản xuất ......................................................................................20
2.5. Tính năng của hệ thống SCADA ........................................................................20
2.5.1 Kiểm soát truy cập .........................................................................................20
2.5.2 MMI (Man Machine Interface)......................................................................20
2.5.3 Lập biểu đồ (Trending)..................................................................................20
2.5.4Điều khiển báo động (Alarm Handling).........................................................21
2.5.5 Ghi sự kiện và lưu trữ (Logging/Archiving) .................................................21
2.5.6 Xuất báo cáo (Report Generation).................................................................21
2.5.7 Tự động hoá (Automation) ............................................................................21
2.6 Phần mềm Intouch Wonderware..........................................................................22
2.6.1 Khái niệm.......................................................................................................22
2.6.2 Thành phần ....................................................................................................23
2.6.3 Wizard............................................................................................................25
2.6.4 Menu File.......................................................................................................26
2.6.5 Tagname.........................................................................................................27
2.6.5.1 Tagname Dictionary (Runtime Database):..............................................27
2.6.5.2 Memory Type Tagname ..........................................................................27
2.6.5.3 I/O Type Tagname...................................................................................27
2.6.5.4 Một số Tagname có sẵn trong phần mềm ...............................................27
2.7 Chương trình Scripts............................................................................................28
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG
BỒN TRỘN HÓA CHẤT SỬ DỤNG GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG CC-LINK
.......................................................................................................................................30
3.1 Thiết bị dùng trong đề tài.....................................................................................31
3.1.1 Cảm biến CARLO GAVAZZI U18CAD09PGTI .........................................31
3.1.2 Cảm biến đo áp suất chất lỏng.......................................................................32
3.1.3 Van điện từ 2W 160-15 .................................................................................33
3.1.4 Máy bơm SAIR KF1......................................................................................35
3.1.5 Động cơ trộn Nissei NTR FSM-25-20-T010A..............................................35
3.1.6 Relay ..............................................................................................................37
v
3.1.7 Bồn chứa ........................................................................................................38
3.2 Mô hình trạm chủ (Master station) ......................................................................39
3.3 Mô hình trạm tớ (RTU)........................................................................................39
3.3 Kết nối..................................................................................................................40
3.3.1 Mạng CC-Link...............................................................................................40
3.3.1.1 Khái niệm ................................................................................................41
3.3.1.2 Đặc điểm..................................................................................................41
3.3.1.3 Số trạm kết nối ........................................................................................41
3.3.1.4 Liên kết điểm...........................................................................................41
3.3.1.5 Cấu trúc của mạng CC-Link....................................................................44
3.4 Nguyên lý hoạt động ............................................................................................45
3.5 Lưu đồ giải thuật ..................................................................................................47
3.6 Phần mềm.............................................................................................................50
3.6.1 GX Programming...........................................................................................50
3.6.2 Cài đặt thông số phần mềm OPC 2017, Intouch Wonderware......................58
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THỰC HIỆN .....................................................................68
4.1 Tổng quan hiển thị mô phỏng trên Intouch..........................................................68
CHƯƠNG 5. TỰ ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN........................................................72
5.1 Lỗi thường gặp .....................................................................................................72
5.2 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống. .......................................................................72
5.3 Tự đánh giá kết quả đạt được...............................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................74
PHỤ LỤC .....................................................................................................................75
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................80
vi
DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Module nguồn Q61P-A2 ................................................................................3
Hình 1. 2: Các cổng kết nối và giao diện bên ngoài của CPU ........................................4
Hình 1. 3: Bộ xử lý (CPU) Q02HCPU............................................................................6
Hình 1. 4: Module QX42.................................................................................................7
Hình 1. 5: Module QY42P...............................................................................................8
Hình 1. 6: Module Q42AD............................................................................................10
Hình 1. 7: Module QJ71LP21-25 ..................................................................................13
Hình 1. 8: Module QJ61BT11N ....................................................................................14
Hình 1. 9: Sơ đồ cơ sở chính Q38B...............................................................................14
Hình 2. 1: Mô hình hệ thống điều khiển phân bố tiêu biểu...........................................16
Hình 2. 2: Hệ thống SCADA điển hình.........................................................................22
Hình 2. 2: Cửa sổ ứng dụng Intouch Wonderware........................................................23
Hình 2. 3: Các thuộc tính thiết lập cho đối tượng .........................................................24
Hình 2. 4: Giao diện Winzard........................................................................................25
Hình 2. 5: Cửa sổ Symbol Factory ................................................................................26
Hình 2. 6: Khởi động chương trình Wonderware..........................................................28
Hình 2. 7: Tạo cửa sổ làm việc, project.........................................................................29
Hình 2. 8: Khởi chạy Winzard chọn đối tượng cần dùng..............................................29
Hình 3. 1: Mô hình hệ thống bồn trộn...........................................................................30
Hình 3. 2: Cảm biến U18CAD09PGTI .........................................................................31
Hình 3. 3: Cấu tạo bên ngoài của cảm biến...................................................................31
Hình 3. 4: Cảm biến áp suất Shanghai ..........................................................................32
Hình 3. 5: Ứng dụng cảm biến áp suất trong thực tế.....................................................33
Hình 3. 6: Hình ảnh của van điện từ..............................................................................33
Hình 3. 7: Cấu tạo của van điện từ ................................................................................34
Hình 3. 8: Máy bơm SAIR KF1 ....................................................................................35
Hình 3. 9: Động cơ trộn Nissei NTR FSM-25-20-T010A ............................................35
Hình 3. 10: Role trung gian Omron MY4N-D2 24VDC...............................................37
Hình 3. 11: Sơ đồ nguyên lý của rơ le...........................................................................37
vii
Hình 3. 12: Bồn chứa hóa chất ......................................................................................38
Hình 3. 13: Mô hình trạm 3 ...........................................................................................39
Hình 3. 14: Trạm I/O.....................................................................................................39
Hình 3. 15: Cụm PLC Mitsubishi họ Q. Bao gồm Module Nguồn Q61P-CPU Q02HQJ71LP21-QJ61BT11N-Q64AD-Q62DAN-QD62-QX42-QY42P..............................40
Hình 3. 16: Sơ đồ mạng truyền thông CC-Link của hệ thống.......................................40
Hình 3. 17: Hệ thống cơ bản của CC-Link....................................................................42
Hình 3. 18: Hệ thống CC-Link của hệ thống bồn trộn ..................................................43
Hình 3. 19: Cáp chuyên dụng CC-Link.........................................................................43
Hình 3. 20: Module I/O .................................................................................................44
Hình 3. 21: Mô hình hệ thông trộn hóa chất .................................................................45
Hình 3. 22: Lưu đồ giải thuật của hệ thống...................................................................47
Hình 3. 23: Cửa sổ chương trình PLC...........................................................................50
Hình 3. 24: Cài đặt I/O assignment pararameter...........................................................51
Hình 3. 25: Cài đặt PLC RAS pararameter ...................................................................51
Hình 3. 26: Cài đặt PLC system parameter...................................................................52
Hình 4. 1: Màn hình điều khiển toàn hệ thống..............................................................68
Hình 4. 2: Màn hình đăng nhập dành cho người quản lý ..............................................68
Hình 4. 3: Cài đặt thông số hệ thống.............................................................................69
Hình 4. 4: Màn hình cảnh báo hệ thống ........................................................................69
Hình 4. 5: Biểu đồ giám sát mức hóa chất theo thời gian thực .....................................70
Hình 4. 6: Cảnh báo tràn bồn.........................................................................................70
Hình 4. 7: Thông báo kết thúc chương trình .................................................................71
viii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1: Thông số (CPU) Q02HCPU...........................................................................6
Bảng 1. 2: Thông số Module QX42 ................................................................................7
Bảng 1. 3: Thông số module output QY42P ...................................................................8
Bảng 1. 4: Thông số Module Q64AD .............................................................................9
Bảng 1. 5: Ý nghĩa các đèn trên module .......................................................................11
Bảng 1. 6: Ký hiệu trên Module QJ61BT11N...............................................................13
Bảng 3. 1: Thông số kỹ thuật của cảm biến U18CAD09PGTI.....................................31
Bảng 3. 2: Thông số động cơ bơm SAIR KF1 ..............................................................35
Bảng 3. 3: Thông số kỹ thuật động cơ trộn Nissei NTR FSM-25-20-T010A...............36
Bảng 3. 4: Sự khác nhau giữa chế độ mạng từ xa và I/O..............................................42
Bảng 3. 5: Chú thích các vùng trên module ..................................................................44
Bảng 3. 6: Thông số cài đặt cho hệ thống trong phần mềm Intouch.............................58
Bảng 3. 7: Địa chỉ trạm I/O ...........................................................................................59
Bảng 3. 8: Thông số cài đặt trên phần mềm OPC.........................................................64