Đồ án Thiết kế và thi công tủ điện, thu thập dữ liệu trong xưởng chiên thủy sản (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và thi công tủ điện, thu thập dữ liệu trong xưởng chiên thủy sản (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN, THU THẬP DỮ LIỆU TRONG XƯỞNG CHIÊN THỦY SẢN SVTH : LÊ CÔNG DŨNG MSSV : 10111007 SVTH : LÊ DOÃN THANH MSSV : 10111065 GVHD: Ths. DƯƠNG THẾ PHONG SKL003003 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 NĂM 2014
2. TR ƯỜNG ĐẠI H ỌC S Ư PH ẠM K Ỹ THU ẬT THÀNH PH Ố HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CH Ế TẠO MÁY ĐỒ ÁN T ỐT NGHI ỆP THI ẾT K Ế VÀ THI CÔNG T Ủ ĐIỆN, THU TH ẬP DỮ LI ỆU TRONG XƯỞNG CHIÊN TH ỦY S ẢN SVTH : LÊ CÔNG D ŨNG MSSV : 10111007 SVTH : LÊ DOÃN THANH MSSV : 10111065 GVHD : Ths. DƯƠ NG TH Ế PHONG Tp. H ồ Chí Minh, tháng 7 năm 2014
3. CỘNG HÒA XÃ H ỘI CH Ủ NGH ĨA VI ỆT NAM Độc l ập – Tự do – Hạnh phúc Tp. H ồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 NHI ỆM V Ụ ĐỒ ÁN T ỐT NGHI ỆP Họ và tên sinh viên: LÊ CÔNG D ŨNG MSSV: 10111007 LÊ DOÃN THANH MSSV: 10111065 Ngành: Cơ Điện T ử Lớp: 101112 Gi ảng viên h ướng d ẫn: DƯƠ NG TH Ế PHONG ĐT: 0942558992 Ngày nh ận đề tài: Ngày n ộp đề tài: 24/7/2014 1. Tên đề tài: THI ẾT K Ế VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN, THU TH ẬP D Ữ LI ỆU TRONG XƯỞNG CHIÊN TH ỦY SẢN 2. Các s ố li ệu, tài li ệu ban đầu: Tham kh ảo các h ệ th ống giám sát sẵn có trong nhà máy. 3. N ội dung th ực hi ện đề tài: - Thi ết k ế, thi công tủ điện điều khi ển trong xưởng chiên th ủy s ản. - Giao ti ếp, truy ền nh ận d ữ li ệu các tr ạm thông qua mạng truy ền thông Modbus. - Xây d ựng giao di ện giám sát trên n ền t ảng ngôn ng ữ C#, t ạo c ơ s ở dữ li ệu trên máy tính. 4. S ản ph ẩm: Mô hình t ủ điện điều khi ển TR ƯỞNG NGÀNH GI ẢNG VIÊN H ƯỚNG D ẪN
4. CỘNG HÒA XÃ H ỘI CH Ủ NGH ĨA VI ỆT NAM Độc l ập – Tự do – Hạnh phúc PHI ẾU NH ẬN XÉT C ỦA GIÁO VIÊN H ƯỚNG D ẪN Họ và tên Sinh viên: LÊ CÔNG D ŨNG MSSV: 10111007 LÊ DOÃN THANH MSSV: 10111065 Ngành: C ơ điện t ử Tên đề tài: THI ẾT K Ế VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN, THU TH ẬP D Ữ LI ỆU TRONG XƯỞNG CHIÊN TH ỦY S ẢN Họ và tên Giáo viên h ướng d ẫn: DƯƠ NG TH Ế PHONG NH ẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & kh ối l ượng th ực hi ện: 2. Ưu điểm: 3. Khuy ết điểm: 4. Đề ngh ị cho b ảo v ệ hay không? 5. Đánh giá lo ại: 6. Điểm: .(B ằng ch ữ: ) T.p H ồ Chí Minh ngày tháng năm 20 Giáo viên h ướng d ẫn (Ký & ghi rõ h ọ tên)
5. CỘNG HÒA XÃ H ỘI CH Ủ NGH ĨA VI ỆT NAM Độc l ập – Tự do – Hạnh phúc PHI ẾU NH ẬN XÉT C ỦA GIÁO VIÊN PH ẢN BI ỆN Họ và tên Sinh viên: LÊ CÔNG D ŨNG MSSV: 10111007 LÊ DOÃN THANH MSSV: 10111065 Ngành: Cơ điện t ử Tên đề tài: THI ẾT K Ế VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN, THU TH ẬP D Ữ LI ỆU TRONG XƯỞNG CHIÊN TH ỦY S ẢN Họ và tên Giáo viên ph ản bi ện: LÊ T ẤN C ƯỜNG NH ẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & kh ối l ượng th ực hi ện: 2. Ưu điểm: 3. Khuy ết điểm: 4. Đề ngh ị cho b ảo v ệ hay không? 5. Đánh giá lo ại: 6. Điểm: .(B ằng ch ữ: ) Tp. H ồ Chí Minh, ngày tháng n ăm 20
6. LỜI C ẢM ƠN Lời đầu tiên chúng tôi xin chân thành c ảm ơn đến quý Th ầy, Cô tr ường Đại Học Sư Ph ạm K ỹ Thu ật Thành Ph ố Hồ Chí Minh, nh ững ng ười đã tr ực ti ếp gi ảng dạy, truy ền đạt không ch ỉ nh ững ki ến th ức chuyên nghành b ổ ích mà còn là những ki ến th ức xã h ội quý báu, đó chính là nh ững n ền t ảng c ơ b ản, là nh ững hành trang vô cùng quý giá, là b ước đầu tiên cho chúng tôi b ước vào s ự nghi ệp sau này trong tươ ng lai. Cùng v ới đó là s ự hỗ tr ợ đầy đủ về cơ s ở vật ch ất c ũng nh ư môi tr ường nghiên c ứu đã t ạo điều ki ện cho chúng tôi m ở mang ki ến th ức và có góc nhìn m ới về khoa h ọc k ỹ thu ật. Đề tài được hoàn thành là nh ờ sự hỗ tr ợ rất l ớn t ừ giáo viên h ướng d ẫn. Chúng tôi xin g ởi l ời cám ơn chân thành nh ất đến th ầy Ths.D ươ ng Th ế Phong, gi ảng viên B ộ môn C ơ điện t ử, khoa C ơ khí ch ế tạo máy, tr ường Đại H ọc S ư Ph ạm Kỹ Thu ật Thành Ph ố Hồ Chí Minh, ng ười đã t ận tình quan tâm, giúp đỡ chúng tôi trong th ời gian qua, gi ải đáp nh ững th ắc m ắc và h ướng d ẫn cho chúng tôi nh ững ki ến th ức lý thuy ết c ũng nh ư h ỗ tr ợ thi ết b ị kỹ thu ật, khuy ến khích chúng tôi nh ững lúc g ặp khó kh ăn trong quá trình th ực hi ện đề tài. Đồng th ời chúng tôi c ũng g ửi l ời c ảm ơn t ới t ập th ể k ĩ thu ật viên c ủa công ty Tự động hóa S5 đã t ận tình giúp đỡ, h ỗ tr ợ ki ến th ức chuyên môn để chúng tôi hoàn thành đề tài. Chúng con xin bày t ỏ lòng bi ết ơn sâu s ắc đến ba m ẹ đã luôn bên c ạnh, h ỗ tr ợ, động viên, khuy ến khích chúng con hoàn thành đề tài này. Xin c ảm ơn t ất c ả bạn bè, nh ững ng ười đã đồng hành cùng tôi trong su ốt quãng đường đại h ọc c ũng nh ư trong su ốt th ời gian th ực hi ện đề tài. Tp. H ồ Chí Minh, ngày 23 tháng 07 năm 2014 Ng ười th ực hi ện Lê Công D ũng Lê Doãn Thanh i
7. TÓM T ẮT ĐỀ TÀI Hi ện nay, vi ệc ứng d ụng công ngh ệ tự động hóa vào sản xu ất, đời s ống sinh ho ạt ngày càng ph ổ bi ến nh ằm ti ết ki ệm th ời gian, chi phí nhân công, đem l ại n ăng su ất lao động t ối ưu Có nhi ều ph ươ ng án để tự động hóa các quá trình s ản xu ất, s ử dụng thi ết b ị lập trình PLC và các thi ết b ị điều khi ển thông minh khác nh ư bi ến t ần, HMI là m ột trong s ố nh ững gi ải pháp để gi ải quy ết v ấn đề trên. Và vi ệc t ạo nên m ột môi tr ường chung để bố trí, s ắp x ếp các thi ết b ị kỹ thu ật thành m ột ch ỉnh th ể th ống nh ất, dễ dàng giao ti ếp v ới ng ười s ử dụng m ột cách hi ệu qu ả và đảm b ảo an toàn cũng luôn được chú tr ọng nghiên c ứu. S ự ra đời c ủa t ủ điện điều khi ển trong công nghi ệp là câu tr ả lời cho nh ững đòi h ỏi đó. Đề tài c ủa chúng tôi mô t ả quá trình thi ết k ế, thi công t ủ điện điều khi ển trong nhà máy th ủy s ản. Cùng v ới đó là đề ra ph ươ ng pháp t ối ưu để truy ền thông giao ti ếp gi ữa các tr ạm PLC nh ằm thu th ập d ữ li ệu, giám sát ho ạt động c ủa các thi ết bị ch ấp hành trong h ệ th ống. ii
8. ABSTRACT Currently, the application of automatic technologies in producing process and daily life are increasing popular. That work is in order to save time, reduce labor cost and enhance labor productivity There are many solutions for automatic producing processes, the use of programable equipment PLC, inventer, HMI is one of the best to solve that. The design of a common environment to arrange the devices into a unified body, which is communicate to user in easy way and safety has always been focused on research. The introduction of the distribution board (DB) in the industry is the answer for those requiring it. Our project shows how to design and construct of electrical control panel and box in seafood plants. Along with the above, we proposed optimal methods for communication between the PLC stations to assemble data and to supervise the operation of the actuators in the system. iii
9. MỤC L ỤC LỜI C ẢM ƠN i TÓM T ẮT ĐỀ TÀI ii ABSTRACT iii MỤC L ỤC iv DANH M ỤC CÁC T Ừ VI ẾT T ẮT viii DANH M ỤC HÌNH ẢNH ix DANH M ỤC B ẢNG BI ỂU xii Ch ươ ng 1: T ỔNG QUAN 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Lý do ch ọn đề tài 1 1.3. Mục tiêu đề tài 1 1.4. Gi ới hạn đề tài 2 1.5. Tình hình nghiên c ứu 2 1.6. Ý ngh ĩa th ực ti ễn 2 1.7. Mô t ả hệ th ống 2 Ch ươ ng 2: C Ơ S Ở LÝ THUY ẾT 4 2.1. Các thi ết b ị trong h ệ th ống 4 2.1.1. PLC 4 2.1.1.1. Khái ni ệm 4 2.1.1.2. Phân lo ại 4 2.1.1.3. C ấu trúc và ho ạt động c ủa PLC 5 2.1.1.4. Ứng d ụng c ủa PLC 9 2.1.2. Bi ến t ần 9 iv
10. 2.1.2.1. Khái ni ệm, ph ạm vi s ử dụng c ủa bi ến t ần 9 2.1.2.2. C ấu trúc c ơ b ản và ho ạt động c ủa m ột b ộ bi ến t ần 11 2.1.2.3. Ứng d ụng c ủa bi ến t ần 12 2.1.3. HMI 13 2.1.3.1. Khái ni ệm 13 2.1.3.2. Quy trình xây d ựng h ệ th ống HMI 16 2.1.3.3. Ứng d ụng c ủa HMI 16 2.2. Các m ạng truy ền thông tiêu bi ểu 16 2.2.1. Modbus 16 2.2.1.1. Khái ni ệm chung 16 2.2.1.2. C ơ ch ế giao ti ếp 17 2.2.1.3. Ch ế độ truy ền 19 2.2.1.4. C ấu trúc b ức điện 20 2.2.2. PROFIBUS 21 2.2.2.1. Khái ni ệm chung 21 2.2.2.2. Ki ến trúc giao th ức 21 2.2.2.3. C ấu trúc m ạng và m ột s ố ph ươ ng th ức truy ền d ẫn 22 2.2.2.4. Truy nh ập bus và c ấu trúc b ức điện 23 2.3. OPC (OLE for Process Control) 24 2.3.1. Gi ới thi ệu chung 24 2.3.2. Tổng quan v ề ki ến trúc OPC 25 2.3.3. Ghi chú 26 2.4. Ngôn ng ữ lập trình và c ơ s ở dữ li ệu 27 2.4.1. Ngôn ng ữ lập trình 27 v
11. 2.4.1.1. Khái ni ệm 27 2.4.1.2. Ngôn ng ữ lập trình CSharp 27 2.4.2. Cơ s ở dữ li ệu 30 Ch ươ ng 3: THI ẾT K Ế-THI CÔNG T Ủ ĐIỆN ĐIỀU KHI ỂN 32 3.1. Thi ết k ế tủ điện điều khi ển 33 3.2. Thi công t ủ điện - lắp đặt thi ết b ị kỹ thu ật vào h ệ th ống 34 3.2.1. Thông s ố các thi ết b ị được s ử dụng 34 3.2.1.1. PLC Siemens S7-200 34 3.2.1.2. Bi ến t ần Siemens MM420 36 3.2.1.3. HMI Touchwin TH765-M 38 3.2.1.4. Mô-đem USR-WIFI232-610 40 3.2.2. Thi công t ủ điện điều khi ển 42 Ch ươ ng 4: L ẬP TRÌNH PH ẦN M ỀM 44 4.1. STEP 7-micro/WIN 45 4.2. Touchwin Edit Tool 47 4.3. KEPServerEx 48 4.4. Visual Studio 49 4.5. XAMPP 51 Ch ươ ng 5: K ẾT QU Ả TH ỰC NGHI ỆM 52 5.1. Th ực nghi ệm và ch ạy th ử 52 5.1.1. Đo nhi ệt độ 52 5.1.2. Đo tần s ố và điều khi ển động c ơ điện ba pha 54 5.2. Kết qu ả đề tài 56 5.3. Kết lu ận 57 vi
12. 5.4. Hướng phát tri ển 57 TÀI LI ỆU THAM KH ẢO 59 PH Ụ L ỤC 60 Ph ụ lục 1: Ch ươ ng trình điều khi ển trong STEP 7-micro/WIN 60 Ph ụ lục 2: Thi ết k ế giao di ện HMI trên Touchwin Edit Tool 64 Ph ụ lục 3: Thi ết l ập OPC Server b ằng KEPServerEx 68 Ph ụ lục 4: B ản thi ết k ế các t ủ điện điều khi ển 75 vii
13. DANH M ỤC CÁC T Ừ VI ẾT T ẮT PLC: Programmable Logic ROM: Read-Only Memory EPROM: Erasable Programmable Read-Only Memory EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory HMI: Human Machine Interface ASCII: American Standard Code For Information Interchange RTU: Remote Terminal Unit LRC: Longitudinal Redundancy Check PROFIBUS: Process Field Bus IEC: International Electrotechnical Commission RAD: Rapid Application Development DBMS: DataBase Management System SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition MAP: Manufactoring Message Protocol IDE: Integrated Development Environment MM: Micromaster viii
14. DANH M ỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Mô t ả cấu trúc c ủa đề tài nghiên c ứu 3 Hình 2.1. PLC Siemens 4 Hình 2.2. PLC Misubishi 5 Hình 2.3. Các thành ph ần c ơ b ản c ủa m ột PLC 6 Hình 2.4. C ấu trúc c ủa PLC 7 Hình 2.5. Chu kì quét c ủa PLC 8 Hình 2.6. Bãi gi ữ xe t ự động 9 Hình 2.7. S ơ đồ cấu trúc c ủa bi ến t ần gián ti ếp 10 Hình 2.8. C ấu trúc c ơ b ản c ủa m ột b ộ bi ến t ần 11 Hình 2.9. Ứng d ụng bi ến t ần trong điều khi ển động c ơ b ăng t ải 13 Hình 2.10. HMI truy ền th ống 14 Hình 2.11. HMI hi ện đại 14 Hình 2.12. Chu trình yêu c ầu-đáp ứng modbus 18 Hình 2.13. Ki ến trúc giao th ức PROFIBUS 22 Hình 2.14. Ki ến trúc s ơ l ược c ủa OPC 25 Hình 3.1. Hình mô ph ỏng t ủ điện điều khi ển 33 Hình 3.2. PLC S7-200 224 và S7-200 226 34 Hình 3.3. Bi ến t ần MM420 36 Hình 3.4. HMI Touchwin 765TH-M 38 Hình 3.5. Mô-đem USR-WIFI232-610 40 Hình 3.6. T ủ điện sau khi thi công xong 42 Hình 3.7. Các thi ết b ị được l ắp đặt trong t ủ điện 43 ix
15. Hình 4.1. Hàm MBUS_CTRL 45 Hình 4.2. Hàm MBUS_MSG 45 Hình 4.3. Hàm MBUS_INT và hàm MBUS_SLAVE 46 Hình 4.4. Giao di ện theo dõi trên HMI 47 Hình 4.5. Giao di ện điều khi ển trên HMI 48 Hình 4.6. Giao di ện theo dõi trên KEPServerEx 49 Hình 4.7. Giao di ện theo dõi các thông s ố dữ li ệu trên Visual studio 50 Hình 4.8. Giao di ện t ạo b ảng các thông s ố được theo dõi trên c ơ s ở dữ li ệu 50 Hình 4.9. Giao di ện Xampp 51 Hình 5.1. Đồ th ị bi ểu di ễn s ự thay đổ i nhi ệt độ theo dõi 53 Hình 5.2. Đồ th ị bi ểu di ễn s ự thay đổ i t ần s ố đáp ứng 55 Hình 5.3. Hệ th ống b ăng chuy ền trong x ưởng chiên 56 Hình P2.1. Kh ởi t ạo d ự án 64 Hình P2.2. Ch ọn thi ết b ị sử dụng 65 Hình P2.3. Đặt tên cho d ự án 65 Hình P2.4. Cài đặt thông s ố cho HMI 66 Hình P2.5. Thi ết k ế giao di ện màn hình 66 Hình P2.6. T ạo nhi ều giao di ện màn hình 67 Hình P2.7. Download ch ươ ng trình xu ống HMI 67 Hình P3.1. Tạo d ự án m ới và đặt tên cho d ự án 68 Hình P3.2. Ch ọn ph ươ ng th ức điều khi ển thi ết b ị 69 Hình P3.3. Thi ết l ập các thông số kỹ thu ật 69 Hình P3.4. Kết thúc t ạo d ự án m ới 70 Hình P3.5. T ạo thi ết b ị qu ản lý trong d ự án 70 x
16. Hình P3.6. Thi ết l ập địa ch ỉ cho thi ết b ị 71 Hình P3.7. K ết thúc vi ệc t ạo thi ết b ị 71 Hình P3.8. T ạo tag m ới 72 Hình P3.9. D ữ li ệu tr ả về trên OPC Quick Client 72 Hình P3.10. Mô ph ỏng trên Protues 73 Hình P3.11. Giao di ện liên k ết PLC được xây d ựng trên C# 74 xi
17. DANH M ỤC B ẢNG BI ỂU Bảng 2.1. Khung thông báo Modbus ch ế độ ASCII 20 Bảng 2.2. Khung thông báo Modbus ch ế độ RTU 21 Bảng 2.3. Chi ều dài t ối đa c ủa m ột đoạn m ạng PROFIBUS 23 Bảng 2.4. Một s ố từ khóa trong C# 29 Bảng 3.1. Danh sách thi ết b ị và ph ần m ềm l ập trình 32 Bảng 3.2. Thông s ố cơ b ản và đặc điểm k ỹ thu ật c ủa PLC S7-200 35 Bảng 3.3. Đặc điểm k ỹ thu ật c ủa bi ến t ần Siemens MM420 37 Bảng 3.4. Các thông s ố c ơ b ản c ủa HMI Touchwin 765TH-M 39 Bảng 3.5. Các thông s ố c ơ b ản c ủa mô-đem USR-WIFI232-610 41 Bảng 5.1. Bảng th ống kê nhi ệt độ đo được ở môi tr ường nghiên c ứu 52 Bảng 5.2. Bảng th ống kê sự đáp ứng tần s ố 54 xii
18. Ch ươ ng 1: TỔNG QUAN 1.1. Đặt vấn đề Nền s ản xu ất th ế gi ới trong nh ững n ăm g ần đây được đặc tr ưng b ởi c ường độ cao c ủa các quá trình s ản xu ất v ật ch ất. Ch ất l ượng và hi ệu qu ả của các quá trình sản xu ất ph ụ thu ộc vào r ất nhi ều vào các công ngh ệ tự động hóa. Nh ững dây chuy ền sản xu ất trong công nghi ệp nói chung và dây chuy ền công nghệ trong nhà máy th ủy sản nói riêng ngày càng được đầu t ư hi ện đại nh ằm gi ảm cao n ăng su ất và gi ảm chi phí nhân công, nên vi ệc ứng d ụng PLC, thi ết b ị vận hành thông minh và các ph ần mềm để điều khi ển, giám sát các dây chuy ền này là không th ể thi ếu. Bên c ạnh đó, các quá trình x ử lý nguyên li ệu trong nhà máy th ủy s ản th ường ph ức t ạp, đòi h ỏi ng ười v ận hành ph ải giám sát th ường xuyên và điều khi ển m ột cách nhanh chóng, chính xác và ti ện l ợi. Vi ệc thi ết k ế và xây d ựng m ột h ệ th ống vận hành và điều khi ển khoa h ọc s ẽ gi ải quy ết được nh ững yêu c ầu trên. 1.2. Lý do ch ọn đề tài Nh ững dây chuy ền s ản xu ất công nghi ệp hi ện nay ở nước ta th ường được giám sát và điều khi ển qua HMI. Tuy nhiên để thu th ập d ữ li ệu theo chu k ỳ th ời gian, v ẽ bi ểu đồ các thông s ố nh ằm đánh giá ho ạt động c ủa h ệ th ống ch ưa th ực hi ện được v ới cách điều khi ển đơ n thu ần này. Xây d ựng giao di ện giám sát trên n ền t ảng ngôn ng ữ lập trình C# thông qua ph ầm m ềm OPC Server là m ột gi ải pháp hi ệu qu ả để th ực hi ện nhi ệm v ụ nêu trên. Nghiên c ứu này giúp chúng ta xây d ựng được m ột h ệ th ống thu th ập d ữ li ệu đầy đủ, giám sát và điều khi ển dây chuy ền s ản xu ất m ột cách hi ệu qu ả. M ặt khác, vi ệc điều khi ển h ệ th ống được th ực hi ện v ới vi ệc giao ti ếp gi ữa máy tính và 2 PLC qua m ạng truy ền thông Modbus theo c ơ ch ế ch ủ/ t ớ có th ể dễ dàng m ở rộng v ới nh ững h ệ th ống s ản xu ất ph ức t ạp h ơn. Vì v ậy, nhóm chúng tôi quy ết định l ựa ch ọn đề tài “ THI ẾT K Ế VÀ THI CÔNG T Ủ ĐIỆN, THU TH ẬP D Ữ LI ỆU TRONG XƯỞNG CHIÊN TH ỦY S ẢN”. 1.3. Mục tiêu đề tài Đề tài được th ực hi ện v ới nh ững m ục tiêu sau:
    Thi ết k ế và thi công t ủ điện điều khi ển trong xưởng chiên th ủy s ản.
    Tìm hi ểu v ề PLC S7-200 của Siemens và các thi ết b ị khác nh ư bi ến t ần, HMI, 1
19. 
    Giao ti ếp các tr ạm qua m ạng truy ền thông Modbus.
    Nghiên c ứu l ập trình các ph ần m ềm STEP7-micro/WIN, KEPServerEx, Visual Studio,
    Tìm hi ểu v ề cơ s ở dữ li ệu và hệ qu ản tr ị cơ s ở dữ li ệu MySQL. 1.4. Gi ới hạn đề tài Trong th ực t ế nền s ản xu ất, “THI ẾT K Ế VÀ THI CÔNG T Ủ ĐIỆN, THU TH ẬP D Ữ LI ỆU TRONG XƯỞNG CHIÊN TH ỦY S ẢN” nói riêng và l ĩnh v ực thi ết k ế, thi công t ủ điện công nghi ệp nói chung đòi h ỏi ki ến th ức t ổng h ợp t ừ các nghành c ơ điện t ử, điện-điện t ử, công ngh ệ thông tin, Đề tài c ủa chúng tôi ch ỉ tập trung nghiên c ứu nh ững v ấn đề cơ b ản sau:
    Thi ết k ế, thi công t ủ điện theo quy chu ẩn công nghi ệp.
    Tìm hi ểu ph ần c ứng PLC S7-200 và các mô đun m ở rộng. Ti ến hành truy ền thông giao ti ếp các tr ạm bằng giao th ức Modbus, điều khi ển động c ơ điện ba pha và thu th ập d ữ li ệu t ừ cảm bi ến nhi ệt độ.
    Liên k ết PLC và C# thông qua ph ần m ềm OPC Server. Tạo l ập c ơ s ở dữ li ệu trên máy tính (localhost) b ằng ph ươ ng pháp thi ết l ập máy ch ủ ảo và l ưu tr ữ dữ li ệu thu th ập trong quá trình giám sát vào c ơ s ở dữ li ệu này. 1.5. Tình hình nghiên c ứu Trên th ế gi ới nói chung và Vi ệt Nam nói riêng đề tài liên quan đến điều khi ển, giám sát b ằng PLC S7-200 đã được th ực hi ện và áp d ụng vào th ực ti ễn s ản xu ất r ất nhi ều. Tuy nhiên, để th ực hi ện đề tài chúng tôi đã ch ọn thì ng ười nghiên cứu ph ải n ắm thêm ki ến th ức v ề ngôn ng ữ lập trình C#, nh ững hi ểu bi ết c ơ b ản v ề cơ s ở dữ li ệu. 1.6. Ý ngh ĩa th ực ti ễn Đề tài này giúp cho chúng ta am hi ểu sâu s ắc h ơn v ề kỹ thu ật thi ết k ế, thi công t ủ điện công nghi ệp. N ắm v ững được c ấu trúc, ho ạt động c ủa PLC c ũng nh ư cách th ức xây d ựng m ột h ệ th ống thu th ập d ữ li ệu, giám sát và điều khi ển t ừ xa. Qua đề tài này, chúng ta có th ể ứng d ụng để xây d ựng m ột h ệ th ống điều khi ển t ự động ph ức t ạp h ơn nhi ều, bao g ồm nhi ều PLC qua các giao th ức truy ền thông, mà c ụ th ể ở đây là Modbus. 1.7. Mô t ả hệ th ống Nội dung nghiên c ứu c ủa đề tài được mô t ả bằng hình v ẽ sau đây. 2
20. Hình 1.1. Mô t ả cấu trúc c ủa đề tài nghiên cứu Các thi ết b ị vào ra được k ết n ối v ới tr ạm t ớ gồm c ảm bi ến nhi ệt độ và đông c ơ. Ng ười s ử dụng có th ể thao tác v ới tr ạm t ớ qua màn hình HMI ngay t ại đó. Các d ữ li ệu t ừ tr ạm t ớ được truy ền v ề tr ạm ch ủ thông qua giao th ức truy ền thông Modbus với ph ươ ng ti ện truy ền d ẫn là cáp xo ắn đôi. Tr ạm ch ủ có nhi ệm v ụ qu ản lý tr ạm t ớ và g ửi d ữ li ệu v ề máy tính v ới ph ươ ng ti ện truy ền d ẫn không dây. Máy tính có nhi ệm v ụ thu th ập d ữ li ệu t ừ tr ạm ch ủ thông qua ph ần m ềm OPC và đư a d ữ li ệu vào cơ s ở dữ li ệu c ủa máy tính cá nhân. 3
21. Ch ươ ng 2: CƠ S Ở LÝ THUY ẾT Để hi ểu và v ận hành, v ận d ụng được các thi ết b ị kỹ thu ật được s ử dụng trong h ệ th ống, c ũng nh ư các ph ươ ng pháp điều khi ển nh ằm ph ục v ụ yêu c ầu giám sát, thu th ập d ữ li ệu thì c ần ph ải n ắm rõ được c ơ s ở lý thuy ết c ủa chúng. Ch ươ ng này sẽ tập trung trình bày v ề nh ững ki ến th ức lý thuy ết c ăn b ản nh ất c ủa t ừng thi ết b ị được s ử dụng trong h ệ th ống c ũng nh ư các giao th ức truy ền thông ph ổ bi ến, 2.1. Các thi ết b ị trong h ệ th ống 2.1.1. PLC 2.1.1.1. Khái ni ệm PLC là thiết bị điều khi ển logic lập trình được (kh ả trình), cho phép thực hi ện linh ho ạt các thu ật toán điều khi ển logic thông qua m ột ngôn ng ữ lập trình. Ng ười sử dụng có th ể lập trình để th ực hi ện m ột lo ạt trình t ự các s ự ki ện. Các s ự ki ện này được kích ho ạt b ởi tác ngõ vào tác động vào PLC ho ặc qua các ho ạt động có tr ễ nh ư th ời gian định thì hay các s ự ki ện được đếm. PLC ho ạt động theo ph ươ ng th ức quét các tr ạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có s ự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra s ẽ thay đổi theo. Ngôn ng ữ lập trình c ủa PLC có th ể là Ladder hay State Logic. 2.1.1.2. Phân lo ại Có nhi ều cách để phân lo ại PLC:
    Theo hãng s ản xu ất: Siemens, Ormon, Misubishi, LS
    Theo version:  PLC Siemens có các h ọ nh ư S7-200, S7-300, S7-400, Hình 2.1. PLC Siemens 4
22. S K L 0 0 2 1 5 4