Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển mức nước trong bể chứa công nghiệp bằng PLC S7-1200 và giám sát WinCC

• Người hướng dẫn: Cô Giáo Th.Lê Thị Thu Phương
• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Tự Động Hóa
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Mức Nước Trong Bể Chứa Công Nghiệp Dùng PLC 1200 Và Giám Sát Bằng WinCC Và Thuật Toán PID
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI TRONG THỰC TIỄN
• 1.1. Ứng dụng đề tài trong thực tiễn
• 1.2. Ứng dụng thực tế
• 1.2.1. Khái quát chung
• 1.2.2. Lĩnh vực sản xuất Điện
• 1.2.2.1. Nhiệt Điện
• 1.2.2.2. Điện hạt nhân
• 1.2.2.3. Thuỷ Điện
• 1.2.3. Lĩnh vực xử lý nước thải
• 1.2.4. Nhà máy sản xuất nước
• 1.2.4.1. Nhà máy cung cấp nước đô thị
• 1.2.4.2. Nhà máy sản xuất nước tinh khiết
• 1.2.5. Công nghệ lọc hoá dầu, tháp nước tự động, trạm bơm nước lớn
• 1.3. CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
• 1.3.1. TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH
• 1.3.2. CÁC THIẾT BỊ VẬN HÀNH
• 1.3.2.1. Biến tần là gì?
• 1.3.2.2. Biến tần LSIC5
• 1.3.2.3. Tên sản phẩm
• 1.3.2.4. Bảng đặc điểm kỹ thuật
• 1.3.2.5. Bảng điều khiển và hoạt động biến tần
• 1.3.2.6. Sơ đồ và chân đấu biến tần
• 1.3.2.7. Bàn phím biến tần LS IC5
• 1.3.2.8. Cài đặt biến tần bằng nhóm chức năng Input/Output (I/O Group)
• 1.3.2.9. Các nhóm thông số biến tần IC5
• 1.3.3. Khái quát chung về động cơ bơm
• 1.3.4. Động cơ bơm sử dụng trong mô hình
• 1.3.5. Bộ Điều Khiển PLC S7-1200
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Sơ đồ khối của hệ thống
• 3.2. Nguyên lý hoạt động
• 3.3. Đánh giá hệ thống thiết kế
• 3.4. Phương hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về đồ án tự động hóa hệ thống điều khiển mức nước

Đồ án tự động hóa thiết kế hệ thống điều khiển mức nước trong bể chứa công nghiệp sử dụng PLC 1200 và giám sát bằng WinCC là một trong những ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Hệ thống này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong giám sát và điều khiển mức nước giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó nâng cao độ chính xác và độ tin cậy trong quá trình vận hành.

1.1. Lợi ích của việc sử dụng PLC 1200 trong điều khiển

Sử dụng PLC 1200 trong hệ thống điều khiển giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất. PLC có khả năng xử lý nhanh chóng và chính xác các tín hiệu từ cảm biến, từ đó điều khiển các thiết bị như bơm và van một cách hiệu quả. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành.

1.2. Giới thiệu về WinCC trong giám sát hệ thống

Giao diện giám sát WinCC cung cấp khả năng theo dõi và điều khiển hệ thống từ xa. Người dùng có thể dễ dàng quan sát các thông số như mức nước, áp suất và lưu lượng thông qua màn hình hiển thị trực quan. Điều này giúp nâng cao khả năng phản ứng nhanh chóng với các sự cố có thể xảy ra.

II. Vấn đề và thách thức trong điều khiển mức nước

Trong quá trình thiết kế hệ thống điều khiển mức nước, nhiều vấn đề và thách thức cần được giải quyết. Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo độ chính xác trong việc đo lường và điều khiển mức nước. Việc sử dụng các cảm biến mực nước không chính xác có thể dẫn đến tình trạng tràn hoặc thiếu nước trong bể chứa, gây ảnh hưởng đến quy trình sản xuất.

2.1. Các vấn đề thường gặp trong hệ thống điều khiển

Một số vấn đề thường gặp bao gồm độ trễ trong phản hồi của hệ thống, sự cố từ cảm biến và các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến. Những vấn đề này cần được phân tích và khắc phục để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

2.2. Thách thức trong việc duy trì độ chính xác

Để duy trì độ chính xác trong điều khiển mức nước, cần có các biện pháp bảo trì định kỳ cho các thiết bị và cảm biến. Việc này không chỉ giúp phát hiện sớm các sự cố mà còn đảm bảo hệ thống luôn hoạt động trong điều kiện tốt nhất.

III. Phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển mức nước

Thiết kế hệ thống điều khiển mức nước trong bể chứa công nghiệp sử dụng thuật toán PID là một trong những phương pháp hiệu quả nhất. Thuật toán này giúp điều chỉnh mức nước một cách chính xác và ổn định, từ đó đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra liên tục và hiệu quả.

3.1. Nguyên lý hoạt động của thuật toán PID

Thuật toán PID hoạt động dựa trên ba thành phần chính: tỷ lệ (P), tích phân (I) và vi phân (D). Mỗi thành phần này đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh mức nước, giúp hệ thống phản ứng nhanh chóng với các biến động.

3.2. Lợi ích của việc áp dụng thuật toán PID

Việc áp dụng thuật toán PID giúp cải thiện độ chính xác và độ ổn định của hệ thống điều khiển. Hệ thống có khả năng tự động điều chỉnh để duy trì mức nước ở mức mong muốn, từ đó giảm thiểu rủi ro và tăng hiệu quả sản xuất.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống điều khiển mức nước

Hệ thống điều khiển mức nước được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xử lý nước thải, sản xuất nước sạch và trong các nhà máy nhiệt điện. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong các lĩnh vực này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả mà còn đảm bảo an toàn cho người lao động.

4.1. Ứng dụng trong xử lý nước thải

Trong các nhà máy xử lý nước thải, hệ thống điều khiển mức nước giúp duy trì mức nước ổn định trong các bể chứa, từ đó đảm bảo quy trình xử lý diễn ra hiệu quả. Việc giám sát liên tục giúp phát hiện sớm các sự cố và điều chỉnh kịp thời.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất nước sạch

Hệ thống điều khiển mức nước cũng được áp dụng trong các nhà máy sản xuất nước sạch. Việc duy trì mức nước ổn định giúp đảm bảo chất lượng nước đầu ra, đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dân.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống điều khiển mức nước

Hệ thống điều khiển mức nước trong bể chứa công nghiệp sử dụng PLC 1200 và giám sát bằng WinCC là một giải pháp hiệu quả cho các vấn đề liên quan đến quản lý chất lỏng. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với sự xuất hiện của các công nghệ mới, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong điều khiển.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ tự động hóa

Công nghệ tự động hóa đang ngày càng phát triển với sự xuất hiện của các thiết bị thông minh và kết nối Internet. Điều này mở ra nhiều cơ hội mới cho việc cải tiến hệ thống điều khiển mức nước.

5.2. Tương lai của hệ thống điều khiển mức nước

Tương lai của hệ thống điều khiển mức nước sẽ tập trung vào việc tích hợp các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và học máy, giúp nâng cao khả năng tự động hóa và tối ưu hóa quy trình sản xuất.