Nghiên cứu sử dụng biến tần điều khiển tốc độ các máy bơm nước và ổn định áp suất trong đường ống (scada cho trạm bơm nước )
15 thg 11, 2022 | 16:35

Nghiên cứu sử dụng biến tần điều khiển tốc độ các máy bơm nước và ổn định áp suất trong đường ống (scada cho trạm bơm nước )



Mỗi một trạm bơm thường có nhiều máy bơm cùng cấp nước vào một đường ống chung. Áp lực và lưu lượng của đuờng ống thay đổi hàng giờtheo nhu cầu. Bơm và các thiết bị đi kèm như đường ống van, đài nước được thiết kếvới lưu lượng nước bơm rất lớn. Vì thế điều chỉnh lưu lượng nước bơm được thực hiện bằng các phương pháp sau:

_Điều chỉnh bằng cách khép van trên ống đẩy của bơm

_Điều chỉnh bằng đóng mởcác máy bơm hoạt động đồng thời

_Điều khiển thay đổi tốc độquay bằng khớp nối thuỷlực.

Điều khiển theo những phưong pháp trên không những không tiết kiệm được năng lượng điện tiêu thụmà còn gây nên hỏng hóc thiết bịvà đường ống do chấn động khi đóng mởvan gây nên, đồng thời các máy bơm cung cấp không bám sát được chế độtiêu thụtrên mạng lưới. Đểgiải quyết các vấn đềkểtrên chỉcó thể sử dụng phương pháp điều khiển truyền động biến đổi tốc độ bằng thiết bị biến tần.Thiết bịbiến tần là thiết bị điều chỉnh biến đôỉtốc độquay của động cơbằng cách thay đổi tần sốcủa dòng điện cung cấp cho động cơ. Hiện nay thiết bịbiến tần trên thế giới có nhiều nhà cung cấp thiết bị biến tần như Danfoss ,Siemen,ABB…Không chỉcung cấp thiết bịcho ngành cấp thoát nước mà cho nhiều ngành công nghiệp khác.


NỘI DUNG:



CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU VỀ ĐỀTÀI ....................................................................2

1.1 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:..........................................................................2

1.2 VÀI NÉT VỀ ĐỀTÀI:.....................................................................................2

1.3 GIỚI HẠN ĐỀTÀI:.........................................................................................4

1.4 MÔ TẢHOẠT ĐỘNG CỦA HỆTHỐNG:.....................................................5

1.5 HƯỚNG THỰC HIỆN ĐỀTÀI:......................................................................6

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀPLC S7-200 ............................................................8

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀTHIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC...8

2.1.1 Giới thiệu sơlược vềPLC S7-200: .........................................................8

2.1.2 Thiết bịnhập xuất:..................................................................................10

2.1.3. Cấu trúc vùng nhớ: .................................................................................11

2.1.4. Nguyên tắc thực hiện chương trình: .......................................................12

2.2 GIỚI THIỆU VỀPLC S7-200 CPU-224 AC/DC/RELAY: .........................14

2.2.1. Hình ảnh của PLC S7-200 CPU- 224:....................................................14

2.2.2. Giới thiệu các module mởrộng:.............................................................15

2.3. NGOÂN NGÖÕ LAÄP TRÌNH CUÛA S7_200...................................................18

2.3.1. Phöông phaùp laäp trình:...........................................................................18

2.3.2. Baûng leänh cuûa s7-200: ..........................................................................19

2.2.3 Leänh vaøo/ra: ..........................................................................................27

CHƯƠNG 3:TÌM HIỂU S7-200 PC ACCESS........................................................43

3.1 TỔNG QUAN VỀS7-200 PC ACCESS : ................................................43

3.1.1 Giới thiệu : .........................................................................................43

3.1.2 Những tiện ích của PC ACCESS :.....................................................43

3.1.3 Khảnăng giao tiếp của PC Access : ..................................................44

3.1.4 Xác định tốc độbaud và địa chỉnetwork : ........................................44

3.1.5 Các giao thức của S7-200 PC Access trong network: ........................45

3.2 CỬA SỔLÀM VIỆC CỦA S7-200 PC ACCESS :...................................47

3.2.1 tree view:............................................................................................48


3.2.2 Item view: ..........................................................................................49

3.2.3 Test Client view:................................................................................50

3.3 Sựgiao tiếp Server và Client trong S7-200 PC Access: ............................51

3.4 VÙNG NHỚVÀ KIỂU DỮLIỆU CỦA ITEM:......................................51

3.5 SỰGIAO TIẾP GIỮA AUTOMATION CLIENT VỚI S7-200 PC ACCESS:....................................................................................................................52

3.5.1 Excel client:........................................................................................52

3.5.2 Visual Basic Client: ...........................................................................53

3.6 Các bước tạo Tag trên PC- Access............................................................54

CHƯƠNG 4:TÌM HIỂU PHẦN MỀM WINCC .....................................................60

4.1. Giới thiệu vềWinCC:....................................................................................60

4.1.1 Control Center trong hệthống WinCC:...................................................60

4.1.2. Nội dung của Control Center:.................................................................61

4.1.3 Soạn thảo:...........................................................................................62

4.1.4. Các bước đểtạo một Project trong WinCC:...........................................63

4.1.5. Trình tựtạo một Project:.........................................................................63

4.2 Cách lập trình WinCC:................................................................................73

4.3 Cấu hình truyền thông:.................................................................................76

CHƯƠNG 5: GIỚI THIỆU VỀBIẾN TẦN............................................................79

5.1 Giới thiệu Biến tần Danfoss: .........................................................................79

5.2 Hình ảnh của Biến tần Danfoss:...................................................................80

5.3 Sơ đồ đấu nối Terminal điều khiển: ............................................................80

5.4 Chú thích vềcác đèn báo LED:.................................................................83

PHẦN 2:...................................................................................................................90

CHƯƠNG 6:THIẾT KẾVÀ THI CÔNG MÔ HÌNH.............................................91

BƠM CẤP NƯỚC ...................................................................................................91

6.1 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ....................................................................91

6.1.1 CPU 224 AC-DC-Relay của PLC Siemens S7-200 ................................91

6.1.2 Module Analog EM 235 của PLC Siemens S7-200 ..........................91

6.1.3 Giới thiệu vềcảm biến áp suất:..........................................................91

6.1.4 Giới thiệu về đồng hồáp lực nước: ...................................................92

6.1.5 Van 1 chiều: .......................................................................................92

6.1.6 Relay: .................................................................................................92

6.1.7 Máy bơm:...........................................................................................93

6.2 SƠ ĐỒ ĐIỆN................................................................................................94

6.3 QUY ĐỊNH NGÕ RA NGÕ VÀO:................................................................95

6.4 Hình ảnh của mô hình ....................................................................................96

6.5 THIẾT KẾGIAO DIỆN : .............................................................................97

6.6 CÁC THÔNG SỐSỬDỤNG CHO BIẾN TẦN: ..................................101

6.6.1 Điều khiển biến tần bằng Wicc:.......................................................101

6.6.2 Điều khiển biến tần theo ngõ vào analog:........................................102

6.6.3 Sơ đồ đấu nối bơm 3 pha vào biến tần:............................................102

6.7 XỬLÝ PID: ............................................................................................102

6.8 Ngắt và xửlý ngắt: ..................................................................................108

6.9 LƯU ĐỒGIẢI THUẬT:...........................................................................110

6.10 LẬP TRÌNH PLC:....................................................................................112

CHƯƠNG 7:TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................119





Mỗi một trạm bơm thường có nhiều máy bơm cùng cấp nước vào một đường ống chung. Áp lực và lưu lượng của đuờng ống thay đổi hàng giờtheo nhu cầu. Bơm và các thiết bị đi kèm như đường ống van, đài nước được thiết kếvới lưu lượng nước bơm rất lớn. Vì thế điều chỉnh lưu lượng nước bơm được thực hiện bằng các phương pháp sau:

_Điều chỉnh bằng cách khép van trên ống đẩy của bơm

_Điều chỉnh bằng đóng mởcác máy bơm hoạt động đồng thời

_Điều khiển thay đổi tốc độquay bằng khớp nối thuỷlực.

Điều khiển theo những phưong pháp trên không những không tiết kiệm được năng lượng điện tiêu thụmà còn gây nên hỏng hóc thiết bịvà đường ống do chấn động khi đóng mởvan gây nên, đồng thời các máy bơm cung cấp không bám sát được chế độtiêu thụtrên mạng lưới. Đểgiải quyết các vấn đềkểtrên chỉcó thể sử dụng phương pháp điều khiển truyền động biến đổi tốc độ bằng thiết bị biến tần.Thiết bịbiến tần là thiết bị điều chỉnh biến đôỉtốc độquay của động cơbằng cách thay đổi tần sốcủa dòng điện cung cấp cho động cơ. Hiện nay thiết bịbiến tần trên thế giới có nhiều nhà cung cấp thiết bị biến tần như Danfoss ,Siemen,ABB…Không chỉcung cấp thiết bịcho ngành cấp thoát nước mà cho nhiều ngành công nghiệp khác.


NỘI DUNG:



CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU VỀ ĐỀTÀI ....................................................................2

1.1 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:..........................................................................2

1.2 VÀI NÉT VỀ ĐỀTÀI:.....................................................................................2

1.3 GIỚI HẠN ĐỀTÀI:.........................................................................................4

1.4 MÔ TẢHOẠT ĐỘNG CỦA HỆTHỐNG:.....................................................5

1.5 HƯỚNG THỰC HIỆN ĐỀTÀI:......................................................................6

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀPLC S7-200 ............................................................8

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀTHIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC...8

2.1.1 Giới thiệu sơlược vềPLC S7-200: .........................................................8

2.1.2 Thiết bịnhập xuất:..................................................................................10

2.1.3. Cấu trúc vùng nhớ: .................................................................................11

2.1.4. Nguyên tắc thực hiện chương trình: .......................................................12

2.2 GIỚI THIỆU VỀPLC S7-200 CPU-224 AC/DC/RELAY: .........................14

2.2.1. Hình ảnh của PLC S7-200 CPU- 224:....................................................14

2.2.2. Giới thiệu các module mởrộng:.............................................................15

2.3. NGOÂN NGÖÕ LAÄP TRÌNH CUÛA S7_200...................................................18

2.3.1. Phöông phaùp laäp trình:...........................................................................18

2.3.2. Baûng leänh cuûa s7-200: ..........................................................................19

2.2.3 Leänh vaøo/ra: ..........................................................................................27

CHƯƠNG 3:TÌM HIỂU S7-200 PC ACCESS........................................................43

3.1 TỔNG QUAN VỀS7-200 PC ACCESS : ................................................43

3.1.1 Giới thiệu : .........................................................................................43

3.1.2 Những tiện ích của PC ACCESS :.....................................................43

3.1.3 Khảnăng giao tiếp của PC Access : ..................................................44

3.1.4 Xác định tốc độbaud và địa chỉnetwork : ........................................44

3.1.5 Các giao thức của S7-200 PC Access trong network: ........................45

3.2 CỬA SỔLÀM VIỆC CỦA S7-200 PC ACCESS :...................................47

3.2.1 tree view:............................................................................................48


3.2.2 Item view: ..........................................................................................49

3.2.3 Test Client view:................................................................................50

3.3 Sựgiao tiếp Server và Client trong S7-200 PC Access: ............................51

3.4 VÙNG NHỚVÀ KIỂU DỮLIỆU CỦA ITEM:......................................51

3.5 SỰGIAO TIẾP GIỮA AUTOMATION CLIENT VỚI S7-200 PC ACCESS:....................................................................................................................52

3.5.1 Excel client:........................................................................................52

3.5.2 Visual Basic Client: ...........................................................................53

3.6 Các bước tạo Tag trên PC- Access............................................................54

CHƯƠNG 4:TÌM HIỂU PHẦN MỀM WINCC .....................................................60

4.1. Giới thiệu vềWinCC:....................................................................................60

4.1.1 Control Center trong hệthống WinCC:...................................................60

4.1.2. Nội dung của Control Center:.................................................................61

4.1.3 Soạn thảo:...........................................................................................62

4.1.4. Các bước đểtạo một Project trong WinCC:...........................................63

4.1.5. Trình tựtạo một Project:.........................................................................63

4.2 Cách lập trình WinCC:................................................................................73

4.3 Cấu hình truyền thông:.................................................................................76

CHƯƠNG 5: GIỚI THIỆU VỀBIẾN TẦN............................................................79

5.1 Giới thiệu Biến tần Danfoss: .........................................................................79

5.2 Hình ảnh của Biến tần Danfoss:...................................................................80

5.3 Sơ đồ đấu nối Terminal điều khiển: ............................................................80

5.4 Chú thích vềcác đèn báo LED:.................................................................83

PHẦN 2:...................................................................................................................90

CHƯƠNG 6:THIẾT KẾVÀ THI CÔNG MÔ HÌNH.............................................91

BƠM CẤP NƯỚC ...................................................................................................91

6.1 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ....................................................................91

6.1.1 CPU 224 AC-DC-Relay của PLC Siemens S7-200 ................................91

6.1.2 Module Analog EM 235 của PLC Siemens S7-200 ..........................91

6.1.3 Giới thiệu vềcảm biến áp suất:..........................................................91

6.1.4 Giới thiệu về đồng hồáp lực nước: ...................................................92

6.1.5 Van 1 chiều: .......................................................................................92

6.1.6 Relay: .................................................................................................92

6.1.7 Máy bơm:...........................................................................................93

6.2 SƠ ĐỒ ĐIỆN................................................................................................94

6.3 QUY ĐỊNH NGÕ RA NGÕ VÀO:................................................................95

6.4 Hình ảnh của mô hình ....................................................................................96

6.5 THIẾT KẾGIAO DIỆN : .............................................................................97

6.6 CÁC THÔNG SỐSỬDỤNG CHO BIẾN TẦN: ..................................101

6.6.1 Điều khiển biến tần bằng Wicc:.......................................................101

6.6.2 Điều khiển biến tần theo ngõ vào analog:........................................102

6.6.3 Sơ đồ đấu nối bơm 3 pha vào biến tần:............................................102

6.7 XỬLÝ PID: ............................................................................................102

6.8 Ngắt và xửlý ngắt: ..................................................................................108

6.9 LƯU ĐỒGIẢI THUẬT:...........................................................................110

6.10 LẬP TRÌNH PLC:....................................................................................112

CHƯƠNG 7:TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................119



M_tả

M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: