Đang tải... (xem toàn văn)
A.TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1 I. KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2 1. Khảo sát và đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải 2 2. Khả năng áp dụng tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia 4 II. NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5 1. Mục đích áp dụng tự động hoá xử lý nước thải 5 2. Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tự động hoá 6 3. Thiết kế các chức năng hệ thống tự động hoá xử lý nước thải 9 3.1 Điều chỉnh tự động 9 3.2 Giám sát điều khiển có khoảng cách hoặc từ xa 10 3.3 Hiển thị thông số công nghệ 11 3.4 Cấu hình hệ thống 11 3.5 Bảo vệ tự động 11 3.6 Cảnh báoBáo động 11 3.7 Lưu trữ, báo cáo thống kê 12 3.8 Điều khiển dự phòng 12 B. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA TIỀN GIANG 13 I. PLC S7300 13 1. Giới thiệu về thiết bị điều khiển khả lập trình PLC 13 1.1 Cấu hình phần cứng PLC S7300 15 1.2 Module nguồn PS307 của S7300 15 1.3 Khối xử lý trung tâm Module CPU 15 1.3.1 Module mở rộng: có 5 loại chính 15 1.3.2 Cấu tạo bên ngoài của CPU SIMATIC S7300 16 1.3.3 Module xử lý vàora tín hiệu số của S7 300 17 1.3.4 Các module tích hợp các ngắt chuẩn đoán và xử lý lỗi 18 1.3.5 Các module inputoutput Analog S7 300 18 1.4 Cấu trúc chương trình PLC S7 300 19 1.4.1 Vòng quét chương trình của S7 300 19 1.4.2 Cấu trúc chương trình của S7 300 19 1.5 Các khối chức năng 21 1.5.1 Khối tổ chức (Organization Block OB) 21 1.5.2 Khối hàm chức năng FB (Function block) 21 1.5.3 Khối hàm FC(Function) 22 1.5.4 Khối dữ liệu (Data block) 22 1.6 Cấu trúc bộ nhớ 22 1.6.1. Kiểu dữ liệu 22 1.6.2. Phân chia bộ nhớ 23 1.7 Ngôn ngữ lập trình PLC S7 300 24 1.7.1 Phương pháp STL (Statement List) 24 1.7.2 Phương pháp FBD (Function Block Diagram FBD) 24 1.7.3 Phương pháp LAD (Ladder diagram) 25 1.7.4 Ngôn ngữ S7GRAPH 25 2. Thuyết minh nguyên lý hoạt động của thiết bị 54 3.Chương trình PLC cho hệ thống 54 II. WinCC V7.0 187 1.Lý thuyết 187 1.1 Tổng quan về mạng truyền thông công nghiệp 187 1.1.1 Cấp hiện trường 187 1.1.2 Cấp điều khiển 188 1.1.3 Cấp điều khiển giám sát 188 1.1.4 Cấp quản lí kỹ thuật và cấp quản lí kinh tế 188 1.2 Tổng quan về phần mềm WINCC v7.0 189 1.2.1 Giới thiệu chung 189 1.2.2 Chức năng của Wincc 189 1.2.3 Lập trình C cho WINCC với Global Script C (GSC) 191 2. Giao diện và tính năng SCADA của hệ thống xử lý nước thảy nhà máy bia 197 III. WINCC FLEXIBLE 204 1.Lý thuyết 204 1.1 Khái niệm: HMI (Human Machine Interface) 204 1.2 Các chức năng của HMI 205 1.3 Một số thiết bị HMI: 206 2. Các bước cơ bản để lập trình WinCC Flexible 207 2.1. Tạo các project 207 2.1.1. Create a new project with the Project Wizard 209 2.1.2. Tạo một dự án rổng với WinCC flexible 214 2.1.3. Open a ProTool project 215 2.1.4. Mở một màm hình đã được cài đặt trước đó. 217 2.2. Thiết kế màn hình: 217 2.2.1. Màn hình chính 218 2.2.2. Màn hình Template 220 2.2.3. Simple Objects: 220 2.3. Cài đặt cho các đối tượng 224 3. Giao tiếp trong wincc flexible 2008 230 3.1 Truyền thông giữa HMI và điều khiển trong WinCC flexible 230 3.2 Các bước thực hiện 235 3.3 Kết nối WINCC FLEXIBLE với SIMATIC S7300: 239 4. Giao diện HMI của hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia 249 IV. BIẾN TẦN DANFOSS 254 1.Giới thiệu: 254 2. Nguyên tắc điều khiển: 255 3. Lắp đặt điện. 263 V. CÁC THIẾT BỊ KHÁC 268 1. Đồng hồ đo lưu lượng FM_E 268 2. Thiết bị đo mực nước LS_B001 268 3. Thiết bị đo nhiệt độ TE_04 268 4. Thiết bị đo ph PH_04 268 5. Lắp đặt điều khiển bổ xung DO_DA 268 C. TÀI LIỆU THAM KHẢO 268
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN 2D ĐỀ TÀI: SVTH: MSSV: 1.Lê Thanh Việt 07706671 2. Trần Quốc Toản 07700601 3. Trương Minh Trị 07708941 4. Nguyễn Minh Quyền 07708571 GVHD: Lư Sanh Minh TP.HCM, Tháng 04 năm 2011 LỜI MỞ ĐẦU Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nước ta đã và đang xây dựng ngày càng nhiều nhà máy đa dạng về công nghệ. Ngành tự động hoá cũng không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu của sản xuất. Ứng dụng công nghệ tự động hoá vào trong sản xuất là xu hướng tất yếu của Việt Nam đang trên đường phát triển công nghiệp và hội nhập cùng thế giới. Hiện nay hàng loạt các nhà cung cấp công nghệ đã và đang phát triển nhiều thiết bị, chương trình để giám sát và điều khiển dây chuyền sản xuất thay thế dần các phương pháp điều khiển bằng tay. Điều này có một ý nghĩa rất lớn quyết định đến sự phát triển kinh tế, nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm, đáp ứng phần lớn nhu cầu của người tiêu dùng. Tự động hoá trong quá trình sản xuất đã và đang được ứng dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất, từng bước thay thế dần sức lao động của con người qua các thiết bị điều khiển nhỏ gọn, hiện đại năng cao hiệu quả kinh tế, tiết kiệm được nhiều thời gian. Vì vậy cần phải có một đội ngũ cán bộ kỹ thuật lành nghề, sử dụng thành thạo các thiết bị để khai thác có hiệu quả trong sản xuất. do đó việc tìm hiểu cách sử dụng những thiết bị, phần mềm mới để điều khiển và giám sát quy trình sản xuất là nhu cầu tất yếu. Cho nên nhóm chúng em chọn đề tài này để tìm hiểu rõ hơn các thiết bị điều khiển và giám sát quá trình tự động hóa sản xuất trong công nghiệp. LỜI CẢM ƠN Trước hết, Nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy LƯ SANH MINH đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ Nhóm trong quá trình thực hiện đồ án này. Nhóm xin chân thành cảm ơn Thầy cùng toàn thể thầy cô trong Khoa Điện. Đồng thời cũng xin chân thành cảm ơn các bạn trong lớp ĐHĐI3 đã đóng góp ý kiến và cung cấp một số tài liệu vô cùng quý giá giúp đỡ Nhóm. Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do thời gian giới hạn và khả năng cho phép nên đồ án này còn những chỗ sai sót và kết quả không được hoàn toàn thỏa mãn như mong muốn. Nhóm chúng em rất mong được quý thầy cô góp ý và chỉ dẫn, để chúng em có thể vững vàng hơn trong công việc vì có những được những kinh nghiệm quý báu này. Nhận Xét (Của giáo viên hướng dẫn) …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… TP.Hồ Chí Minh, Ngày Tháng 4 Năm 2011 Giáo Viên Hướng Dẫn LƯ SANH MINH Nhận Xét (Của giáo viên phản biện) …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… TP.Hồ Chí Minh, Ngày Tháng 4 Năm 2011 Giáo Viên Phản Biện Mục Lục I. KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2 1. Khảo sát và đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải 2 2. Khả năng áp dụng tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia 4 II. NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5 1. Mục đích áp dụng tự động hoá xử lý nước thải 5 2. Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tự động hoá 6 3. Thiết kế các chức năng hệ thống tự động hoá xử lý nước thải 9 3.1 Điều chỉnh tự động 9 3.2 Giám sát điều khiển có khoảng cách hoặc từ xa 10 3.3 Hiển thị thông số công nghệ 11 3.4 Cấu hình hệ thống 11 3.5 Bảo vệ tự động 11 3.6 Cảnh báo/Báo động 11 3.7 Lưu trữ, báo cáo thống kê 12 3.8 Điều khiển dự phòng 12 B. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA TIỀN GIANG 14 I. PLC S7-300 14 1. Giới thiệu về thiết bị điều khiển khả lập trình PLC 14 1.1 Cấu hình phần cứng PLC S7-300 15 1.2 Module nguồn PS307 của S7-300 15 1.3 Khối xử lý trung tâm -Module CPU 16 1.3.1 Module mở rộng: có 5 loại chính 16 1.3.2 Cấu tạo bên ngoài của CPU SIMATIC S7-300 16 1.3.3 Module xử lý vào/ra tín hiệu số của S7 300 18 1.3.4 Các module tích hợp các ngắt chuẩn đoán và xử lý lỗi 18 1.3.5 Các module input/output Analog S7 300 18 1.4 Cấu trúc chương trình PLC S7 - 300 19 1.4.1 Vòng quét chương trình của S7 300 19 1.4.2 Cấu trúc chương trình của S7 300 20 1.5 Các khối chức năng 21 1.5.1 Khối tổ chức (Organization Block - OB) 21 1.5.4 Khối dữ liệu (Data block) 22 1.6 Cấu trúc bộ nhớ 23 1.7 Ngôn ngữ lập trình PLC S7 - 300 24 1.7.1 Phương pháp STL (Statement List) 25 1.7.3 Phương pháp LAD (Ladder diagram) 25 1.7.4 Ngôn ngữ S7-GRAPH 26 II. WinCC V7.0 308 1.Lý thuyết 308 1.1.1 Cấp hiện trường 308 1.1.2 Cấp điều khiển 309 1.1.3 Cấp điều khiển giám sát 309 1.1.4 Cấp quản lí kỹ thuật và cấp quản lí kinh tế 309 1.2 Tổng quan về phần mềm WINCC v7.0 310 1.2.1 Giới thiệu chung 310 1.2.2 Chức năng của Wincc 310 1.2.3 Lập trình C cho WINCC với Global Script C (GSC) 312 2. Giao diện và tính năng SCADA của hệ thống xử lý nước thảy nhà máy bia 317 III. WINCC FLEXIBLE 324 1.Lý thuyết 324 1.1 Khái niệm: HMI (Human Machine Interface) 324 1.2 Các chức năng của HMI 325 1.3 Một số thiết bị HMI: 326 2. Các bước cơ bản để lập trình WinCC Flexible 327 2.1. Tạo các project 327 2.1.1. Create a new project with the Project Wizard 328 2.1.2. Tạo một dự án rổng với WinCC flexible 334 2.1.3. Open a ProTool project 335 2.1.4. Mở một màm hình đã được cài đặt trước đó 337 2.2. Thiết kế màn hình: 337 2.2.1. Màn hình chính 338 2.2.2. Màn hình Template 340 2.2.3. Simple Objects: 340 2.3. Cài đặt cho các đối tượng 344 3. Giao tiếp trong wincc flexible 2008 350 3.1 Truyền thông giữa HMI và điều khiển trong WinCC `exible 350 3.2 Các bước thực hiện 355 3.3 Kết nối WINCC FLEXIBLE với SIMATIC S7-300: 359 4. Giao diện HMI của hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia 369 IV. BIẾN TẦN DANFOSS 373 1.Giới thiệu: 373 2. Nguyên tắc điều khiển: 374 3. Lắp đặt điện 384 V. CÁC THIẾT BỊ KHÁC 391 1. Đồng hồ đo lưu lượng FM_E 391 2. Thiết bị đo mực nước LS_B001 391 3. Thiết bị đo nhiệt độ TE_04 391 4. Thiết bị đo ph PH_04 391 5. Lắp đặt điều khiển bổ xung DO_DA 391 A.TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Cùng với sự phát triển của sản xuất công nghiệp, xử lý nước thải công nghiệp đang là vấn đề vô cùng quan trọng, bảo đảm cho sự trong sạch môi trường sống đồng thời góp phần vào sự phát triển bền vững của nền kinh tế mọi quốc gia trên thế giới. Tại nhiều nước có nền công nghiệp phát triển cao như Nhật, Mỹ, Anh, Pháp, các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ lâu, đặc biệt các thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực tự động hoá cũng đã được áp dụng và đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế xã hội vô cùng to lớn. Nhiều hãng đi đầu trong lĩnh vực này như USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water Corporation (HWC), Global Industries.Inc đã đưa ra các giải pháp công nghệ xử lý nước thải hiện đại. Những công nghệ tự động hoá của các công ty hàng đầu trên thế giới như SIEMENS, AB, YOKOGAWA, được sử dụng rộng rãi trong các công trình xử lý nước thải. Có thể nói trình độ tự động hoá xử lý nước thải đã đạt mức cao, tất cả các công việc giám sát,điều khiển đều có thể thực hiện được tại một Trung tâm, tại đây người vận hành được hỗ trợ bởi những công cụ đơn giản, dễ sử dụng như giao diện đồ hoạ trên PC, điều khiển bằng kích chuột, góp phần nâng hiệu quả cho công việc quản lý điều hành dây chuyền công nghệ. Ngoài ra cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và viễn thông, khoảng cách về không gian và thời gian đã được rút ngắn, cho phép người vân hành có thể điều khiển từ cách xa hàng ngàn km với chỉ một máy tính PC hoặc nhận được thông tin về hệ thống thông qua SMS. Hơn thế, hệ thống tự động hoá xử lý nước thải còn được tích hợp với các hệ thống điều hành ở cấp độ điều khiển cao hơn như cấp điều hành sản xuất (manufacturing execution: workflow, order tracking, resources), cấp xí nghiệp (enterprise:Production planning, orders, purchase) và trên cùng là cấp quản trị (administration:Planning, Statistics, Finances) nhằm nâng cao hơn nữa mức tự động hoá và tối ưu hoá quá trình sản xuất. Ngoài ra, trong lĩnh vực điều khiển đã có rất nhiều các lý thuyết điều khiển hiện đại được áp dụng như điều khiển mờ, mạng nơ-ron, điều khiển dự báo trước (predicted control), điều khiển lai ghép (hybrid control), được ứng dụng trong xử lý nước thải để nâng cao chất lượng điều khiển và hiệu suất của các công đoạn xử lý. Lý thuyết hệ 1 [...]... toàn cho xử lý nước thải I KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1 Khảo sát và đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải Khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia gồm nhiều công đoạn được thể hiện, hoạt động của hệ thống như sau: Nước thải từ nhà máy được thu gom vào hố bơm Từ hố bơm, bơm nước qua song chắn rác Đây là bước xử lý sơ bộ Mục... Yokogawa, Siemens, Đây là một thuận lợi khi xây dựng hệ thống tự động hoá Tóm lại:Tự động hoá cho xử lý nước thải nhà máy bia là hoàn toàn khả thi về kỹ thuật và kinh tế trong điều kiện Việt Nam hiện nay II NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1 Mục đích áp dụng tự động hoá xử lý nước thải Tự động hoá xử lý nước thải là điều cần thiết nhưng cũng không cần phải chạy đua theo mốt, mà... thiết kế và xây dựng một hệ thống tự động hoá hiện đại cho dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Bên cạnh đó, chính nhờ phát huy tối đa nội lực trong nước chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống sẽ giảm đáng kể Mức độ tự động hoá chủ yếu phụ thuộc vào khả năng đầu tư của nhà máy, song một thiết kế hợp lý dựa trên các chuẩn quốc tế mở sẽ cho phép linh hoạt khi lựa chọn cấu hình hệ thống cũng như nâng cấp... những nhà máy xử lý nước thải hiện đại, sử dụng hoàn toàn hoặc phần lớn các công nghệ của nước ngoài do đó mức độ tự động hoá cao, tuy nhiên giá thành đắt, nhiều công nghệ không mang tính mở nên khó làm chủ hoàn toàn, chi phí nâng cấp, bảo trì rất lớn Qua khảo sát kết hợp nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống xử lý nước thải trong và ngoài nước, chúng tôi khẳng định rằng chúng ta hoàn toàn có thể tự thiết kế. .. giữa thức ăn và vi khuẩn hiếu khí Đánh giá trình độ công nghệ tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia Trên cơ sở khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia nói trên chúng tôi đưa ra đánh giá như sau: Công nghệ có khả năng cho phép chất lượng nước đầu ra đạt TCVN theo đúng quy định (TCVN 7221:2002, TCVN 5945:1995) Công nghệ chưa áp dụng tự động hoá, việc giám sát điều khiển được thực hiện thủ công... xử lý nước thải nhà máy bia Tại nhiều quốc gia có nền công nghiệp phát triển cao (Mỹ, Nhật, Đức, Anh, Pháp, ), các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ lâu Nhiều hãng hàng đầu trong lĩnh vực này như USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water Corporation(HWC), Global Industries.Inc đã đưa ra các giải pháp công nghệ tiên tiến xử lý nước thải Hầu hết các công nghệ... kiện khắc nghiệt về môi trường Sự xuất hiện của thiết bị tự động lập trình công nghiệp đã mở ra những triển vọng tốt đẹp trong việc áp dụng tự động hoá vào điều khiển các công trình xử lý nước thải 3 Thiết kế các chức năng hệ thống tự động hoá xử lý nước thải Để đạt được mục đích cũng như đáp ứng các yêu cầu nói trên, hệ thống tự động hoá xử lý nước thải cần có những chức năng cơ bản sau đây: 3.1 Điều... thiết bị được một chuyên gia về xử lý nước thải thiết kế và vận hành thực hiện 2 Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tự động hoá Hệ thống tự động hoá có thể chia làm hai phần: hệ thống thông tin và hệ thống điều khiển Hệ thống thông tin có nhiệm vụ thực hiện các chức năng thông tin Các chức năng này cho phép giám sát quá trình công nghệ: cụ thể là thu thập, bảo quản, thống kê và ghi lại các thông tin... thống TĐH cần có thêm một số thiết bị bổ sung Dây chuyền công nghệ áp dụng tự động hoá và danh mục các thiết bị điện - tự động hoá tại hiện trường thể hiện tương ứng trong 13 B HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA TIỀN GIANG I PLC S7-300 1 Giới thiệu về thiết bị điều khiển khả lập trình PLC Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta lựa chọn nhằm mục đích để điều khiển một máy sản xuất cần phải hội đủ... cấp mức độ tự động hoá và mở rộng hệ thống một cách dễ dàng trong tương lai Hệ thống tự động hoá sẽ cho phép giám sát điều khiển tất cả các công đoạn xử lý nước thải từ một trung tâm điều khiển Để làm được điều này cần trang bị thêm các thiết bị đo lường, điều khiển và xây dựng thêm một số chức năng cần thiết đối với hệ thống tự động hoá xử lý nước thải hiện đại Các thiết bị đo lường, điều khiển nói . nghệ xử lý nước thải Khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia gồm nhiều công đoạn được thể hiện, hoạt động của hệ thống như sau: Nước thải từ nhà máy. nghệ tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia Trên cơ sở khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia nói trên chúng tôi đưa ra đánh giá như sau: Công nghệ có khả năng cho phép chất lượng nước. động hoá xử lý nước thải nhà máy bia 4 II. NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5 1. Mục đích áp dụng tự động hoá xử lý nước thải 5 2. Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tự