Ứng dụng scada mobile trong việc điều khiển và giám sát phòng học :Khóa luận tốt nghiệp Đại học khoa Công nghệ Điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ỨNG DỤNG SCADA MOBILE TRONG VIỆC

ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHÒNG HỌC

SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN QUỐC 16047731

NGUYỄN THÀNH ĐẠT 16036441

NGUYỄN HỮU TÀI 16054291

HÀ ĐÌNH DŨNG 16061431

LỚP : DHDKTD12B – DHDKTD12C

GVHD :Th.S NGUYỄN ANH TUẤN

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Quốc Nguyễn Thành Đạt

Nguyễn Hữu Tài Hà Đình Dũng

I

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): Nguyễn Văn Quốc, MSSV: 16047731

(2): Nguyễn Thành Đạt, MSSV:16036441

(3): Nguyễn Hữu Tài, MSSV:16054291

(4): Hà Đình Dũng, MSSV:16061431

2. Tên đề tài

“ỨNG DỤNG SCADA MOBILE TRONG VIỆC ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT

PHÒNG HỌC”

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

 Chọn đề tài phù hợp với thực tế.

 Khảo sát phòng học.

 Thiết kế lắp đặt tủ điện điều khiển.

 Lập trình điều khiển Manual và Auto.

 Thiết kế giao diện điều khiển trên Smartphone.

 Thành lập Webserver.

 Ra thành phẩm và sử dụng được.

4. Kết quả dự kiến (tóm tắt kết quả dự kiến đạt được)

Loại kết quả Mô tả

Loại I Thực hiện

 Thiết bị, máy móc

( mô hình vật lý)

X

 PLC S7-1200

 Nguồn 24V – 5A

 Relay

 CB 220V – 10A

 Cảm biến

 HMI WEINTEK – MT8070iE

 Cầu đấu

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Quốc Nguyễn Thành Đạt

Nguyễn Hữu Tài Hà Đình Dũng

II

 Nút nhấn

 Smartphone

 Cầu chì

 Contacter

 Vật liệu X

 Tủ điện

 Ống lồng

 Thanh nhôm

 Dây điện

 Nẹp chặn

Loại II

 Nguyên lý ứng

dụng

X

Smartphone điều khiển hệ thống thông

qua Webserver. PLC nhận tín hiệu điều

khiển từ Web.

 Phương pháp X Điều khiển tự động

 Tiêu chuẩn

X

 Thành phẩm và sử dụng được

 Giám sát và điều khiển thông qua

SCADA Mobile

 Chương trình máy

tính

 Phần mềm máy

tính

X

 Tiaportal V14

 TeslaSCADA

 AutoCAD

 Easy Builder Pro

 …

 Bản vẽ thiết kế

 Quy trình công

nghệ

 Phân tích dự báo

Loại III

 Sơ đồ X

 Sơ đồ nguyên lý

 Sơ đồ kết nối

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Quốc Nguyễn Thành Đạt

Nguyễn Hữu Tài Hà Đình Dũng

III

 Số liệu

 Báo cáo phân tích

 Đề án quy hoạch

Loại IV

 Báo cáo X

Báo cáo : “ Ứng dụng SCADA Mobile

trong việc điều khiển và giám sát phòng

học”.

 Sách chuyên khảo

 Giáo trình X

Giáo trình liên quan đến PLC S7-1200,

AutoCAD, SCADA,…

 Tài liệu phục vụ

giảng dạy (bài

giảng)

 Sản phẩm sở hữu

trí tuệ

Khác



Giảng viên hướng dẫn Tp. HCM, ngày tháng năm 2020

Sinh viên

Trưởng bộ môn

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Quốc Nguyễn Thành Đạt

Nguyễn Hữu Tài Hà Đình Dũng

IV

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

1. Thái dộ và tác phong trong lúc hoàn thành đồ án tốt ngiệp

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

2. Cách thức trình bày báo cáo

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

3. Đánh giá khác

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

4. Điểm số

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

Giảng viên hướng dẫn

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Quốc Nguyễn Thành Đạt

Nguyễn Hữu Tài Hà Đình Dũng

V

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ............................................ I

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ...................................................... IV

MỤC LỤC......................................................................................................................V

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ......................................................................................X

DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................XII

Chương 1: MỞ ĐẦU............................................................................1

Lý do chọn đề tài ............................................................................................1

SCADA được ứng dụng trong thực tế .....................................................1

1.1.2 Xu hướng .................................................................................................3

1.1.3 Tính phổ biến của các thiết bị di động.....................................................5

1.1.4 Tính thực tiễn của SCADA Mobile .........................................................6

Mục tiêu..........................................................................................................6

Nội dung nghiên cứu ......................................................................................7

Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu.....................................................7

Giới hạn ..........................................................................................................8

Bố cục .............................................................................................................8

Chương 2: TỔNG QUAN ........................................................................9

2.1 Thực trạng hiện nay........................................................................................9

2.1.1 SCADA cho phép giám sát trên Mobile ..................................................9

2.1.2 Điều khiển và giám sát trên Mobile.........................................................9

2.2 Tình hình ngoài nước......................................................................................9

2.3 Tình hình trong nước ....................................................................................11

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT..................................................................12

3.1 PLC S7-1200 ................................................................................................12

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Quốc Nguyễn Thành Đạt

Nguyễn Hữu Tài Hà Đình Dũng

VI

3.1.1 Giới thiệu chung ....................................................................................12

3.1.2 Cấu tạo PLC S7-1200 ........................................................................12

3.1.3 Các Module tín hiệu...............................................................................15

3.1.4 Các Module truyền thông ......................................................................15

3.1.5 Ưu điểm PLC S7-1200 so với những dòng PLC trước .........................15

3.2 SCADA trong công nghiệp ..........................................................................17

3.2.1 Giới thiệu chung ....................................................................................17

3.2.2 Cấu trúc của một hệ thống SCADA cơ bản...........................................18

3.2.3 Tính năng cơ bản của hệ thống SCADA ...............................................19

3.2.4 Phần mềm SCADA................................................................................20

3.2.5 Các bước thiết kế mô hình hệ thống SCADA .......................................22

3.3 SCADA Mobile ............................................................................................22

3.3.1 Cấu trúc phần cứng ................................................................................23

3.3.2 Phần mềm ..............................................................................................25

3.3.3 Sự khác nhau giữa SCADA công nghiệp và SCADA Mobile ..............26

3.3.4 Khả năng truyền thông qua mạng Ethernet của PLC S7-1200..............29

3.3.5 Truyền thông cho người dùng mở .........................................................30

3.3.6 Giao thức truyền thông ..........................................................................32

Chương 4: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................36

4.1 Cấu trúc phần cứng.......................................................................................36

4.2 Router ...........................................................................................................39

4.2.1 Giới thiệu ...............................................................................................39

4.2.2 Cấu tạo router và các kết nối .................................................................39

4.3 Giới thiệu về mạng không dây (Wifi) ..........................................................41

4.4 Tesla SCADA_IDE ......................................................................................41

4.4.1 Giới thiệu ...............................................................................................41

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Quốc Nguyễn Thành Đạt

Nguyễn Hữu Tài Hà Đình Dũng

VII

4.4.2 Giao diện và cấu hình kết nối ................................................................42

4.5 Easy Builder Pro...........................................................................................45

4.5.1 Giới thiệu phần mềm Easy Builder Pro .................................................45

4.5.2 Thiết kế giao diện và cấu hình kết nối...................................................46

4.6 Tia Portal ......................................................................................................52

4.6.1 Giới thiệu phần mềm Tia Portal ............................................................52

4.6.2 Cách tạo project .....................................................................................53

4.6.3 Tag của PLC / Tag Local.......................................................................55

4.6.4 Quy định đại chỉ IP cho Module CPU...................................................56

4.6.5 Kỹ thuật lập trình ...................................................................................57

4.7 Web user defined ..........................................................................................60

4.7.1 Ý tưởng ..................................................................................................60

4.7.2 Thực tế ...................................................................................................61

4.7.3 Tạo một Web cơ bản..............................................................................61

4.7.3.1 Những thuận lợi khi sử dụng Web User Defined...............................61

4.7.3.2 Các công cụ ........................................................................................61

4.7.3.3 Kích hoạt Web User Defined trên PLC..............................................62

4.7.4 Giao diện đăng nhập và điều khiển........................................................65

Chương 5: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT, LẬP TRÌNH MÔ HÌNH.......................................69

5.1 Thiết kế mô hình...........................................................................................69

5.1.1 Danh sách linh kiện ...............................................................................69

5.1.1.1 Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm SCTHWA43SNS..................................69

5.1.1.2 Bộ nguồn ............................................................................................70

5.1.1.3 Relay 24VDC .....................................................................................71

5.1.1.4 Bóng đèn sợi đốt.................................................................................72

5.1.1.5 Contacter.............................................................................................72

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Quốc Nguyễn Thành Đạt

Nguyễn Hữu Tài Hà Đình Dũng

VIII

5.1.2 Cấu trúc hệ thống...................................................................................72

5.1.2.1 Phần cứng ...........................................................................................72

5.1.2.2 Phần mềm...........................................................................................72

5.2 Lắp đặt mô hình............................................................................................73

5.3 Lưu đồ giải thuật...........................................................................................73

5.3.1 Chế độ AUTO........................................................................................73

5.3.2 Chế độ MANUAL .................................................................................74

5.3.3 Chế độ Tesla............................................................................................74

5.4 Chương trình PLC ........................................................................................75

5.4.1 Hướng dẫn tạo một khối dữ liệu............................................................75

5.4.1.1 Khai báo biến......................................................................................75

5.4.1.2 Các bước tạo một khối dữ liệu ...........................................................75

5.4.2 Chương trình con ...................................................................................75

5.4.3 Chương trình chính ................................................................................76

5.5 Nguyên lý hoạt động.....................................................................................76

5.5.1 Giao diện chính......................................................................................76

5.5.2 Cài đặt hệ thống .................................................................................76

5.5.3 Danh sách lịch học.............................................................................78

5.5.4 Kiểm tra thiết bị .................................................................................79

5.6 Giao diện phần mềm TeslaSCADA Mobile................................................79

5.7 Mô hình thực tế............................................................................................80

Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..............................................81

6.1 Kết luận.........................................................................................................81

6.1.1 Những nhiệm vụ mà đề tài đã thực hiện................................................81

6.1.2 Những thuận lợi và khó khăn khi thực hiện đề tài.................................81

6.2 Hướng phát triển đề tài.................................................................................82

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Quốc Nguyễn Thành Đạt

Nguyễn Hữu Tài Hà Đình Dũng

IX

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................83

PHỤ LỤC ......................................................................................................................84

LỜI CẢM ƠN................................................................................................................94