Ứng dụng PLC S7-1200 - IOT 2040, WINCC cho hệ thống điều khiển và giám sát từ xa trạm bơm cấp nước tòa nhà

Abstract

Trong thời đại công nghiệp 4.0, việc ứng dụng các công nghệ thông minh vào hệ thống quản lý và vận hành là xu hướng tất yếu nhằm tối ưu hóa hiệu quả, tiết kiệm chi phí và nâng cao độ tin cậy. Trong lĩnh vực cung cấp nước, các hệ thống tủ điện đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và giám sát hoạt động của máy bơm, van điện từ, cảm biến áp suất và các thiết bị khác. Tại Công ty Thương Mại Kỹ Thuật ACTECH, nơi nhóm tác giả thực tập và nhận đề tài, nhận thấy dự án hệ thống cung cấp nước cho tòa nhà hiện tại đang có những điểm chưa tối ưu trong việc vận hành, điều đó chắc chắn là yếu tố ảnh hưởng đến sức cạnh tranh của công ty trong thị trường phát triển nhanh như bấy giờ. vậy nên nhóm đã đề xuất các phương án để đưa vào áp dụng cho dự án cung cấp nước ở tòa nhà. Giải pháp nhóm tác giả đưa ra để xử lý các vấn đề như: giảm nhân sự liên quan đến vận hành, đơn giản hóa vận hành dựa vào việc tự động hóa hệ thống, điều khiển giám sát từ xa, thu thập dữ liệu dùng cho việc ứng dụng các công nghệ để phân tích và đề xuất các điểm có khả năng tiếp tục tối ưu. Cụ thể giải pháp được nhóm áp dụng là xây dựng hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Dựa trên phần cứng các thiết bị điều khiển tự động hóa như PLC của hãng Siemens, bộ Gateway IOT2050, cảm biến áp suất, cáp mạng Ethernet, cáp quang… Phần mềm Tia Portal V17, Node-Red, Mindsphere … Cuối cùng, Cuốn thuyết minh này được cấu trúc thành 7 chương với các nội dung được tóm lược như sau: Chương 1:Đặt vấn đề và trình bày giải pháp nghiên cứu; Chương 2: Giới thiệu các thiết bị trong hệ thống; Chương 3: Trình bày cấu trúc sơ đồ điều khiển, thuật toán chương trình điều khiển. Chương 4: Trình bày về sơ đồ mạch điện của nhà máy và thiết kế kiến trúc mạng cho hệ thống IOT; Chương 5: Trình bày phần mềm sử dụng để lập trình cho hệ thống IOT cùng lưu đồ thuật toán và giải thích cấu trúc chương trình điều khiển; Chương 6: Phương án quản lý, trích xuất và lưu trữ dữ liệu thời gian thực, cung cấp phương thức thiết kế giao diện điều khiển, cách cấu hình phần mềm Node-Red và đánh giá giao diện điều khiển; Chương 7: Phương án quản lý, trích xuất và lưu trữ dữ liệu thời gian thực, Mindsphere và đánh giá giao diện điều khiển; Chương 8 : Kết luận lại kết quả và xác định ưu điểm, nhược điểm và hướng phát triển cho đề tài Kết luận chung: Lợi ích của hệ thống IOT cho nhà máy và hướng phát triển đề tài trong tương lai.