Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng mô hình trạm bơm nước tự động PLC S7-200 và HMI

Khám phá đồ án trạm bơm nước tự động sử dụng PLC S7-200, biến tần, HMI. Tài liệu đầy đủ, bao gồm sơ đồ, code và thuyết minh chi tiết cho sinh viên.

• Tác giả: Nguyễn Quốc Việt
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Công Thành
• Trường học: Trường Đại học Quốc tế Hồng Bàng
• Chuyên ngành: Điện tử - Tự động hóa
• Đề tài: Xây dựng mô hình trạm bơm nước tự động sử dụng PLC S7-200, Biến tần & HMI
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI NÓI ĐẦU
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN
• 2.10. Gớ ệ ềb ầ LS (IG5A)
• 2.4. Màn hình HMI
• 2.4.1. C bị HMI yề ố
• 2.4.1.1. HMI yề ố b
• 2.5.3. Cấ bộ ớ PLC S7-200
• 2.6.1. N ụ p ổb ấ W CC :
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH
• 3.1. Relay trung gian
• 3.5.5. M eB ầ LS IG5A
• 3.5.5.1. K ố b ầ b í ệ ớ ạ bơ ƣớ ộ :
• 3.6.7. K ố ập ề ể bằ PLC b í ệ ố 1
• 3.6.8. T ệ ập HMI DELTA b í ệ ố 1
• 3.7.6. K ố ập ề ể bằ PLC b í ệ ố 2
• 3.7.7. T ệ ập HMI DELTA b í ệ ố 2
• 3.8. B í ệ ố 3: Đ ề ể ạ bơ ƣớ ộ bằ PLC S7-200 và Win CC
• 3.8.1. Lập PLC bằ p ầ ề S ep 7 M w :
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hướng dẫn tổng quan đồ án trạm bơm nước tự động PLC S7 200

Đồ án trạm bơm nước tự động PLC S7-200, Biến tần & HMI là một giải pháp toàn diện cho việc hiện đại hóa các hệ thống cung cấp và xử lý nước. Trong bối cảnh công nghiệp hóa, việc tự động hóa các trạm bơm không chỉ giúp nâng cao hiệu suất vận hành mà còn giảm thiểu chi phí nhân công và năng lượng tiêu thụ. Hệ thống này tích hợp ba thành phần cốt lõi: bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-200 của Siemens, thiết bị biến tần để điều khiển tốc độ động cơ, và giao diện người-máy (HMI) để giám sát và điều khiển. PLC đóng vai trò là bộ não trung tâm, xử lý tín hiệu từ các cảm biến và thực thi logic điều khiển. Biến tần giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng bằng cách điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha một cách linh hoạt, thay vì chỉ chạy ở chế độ bật/tắt truyền thống. Trong khi đó, HMI cung cấp một giao diện đồ họa trực quan, cho phép người vận hành dễ dàng theo dõi trạng thái hệ thống, cài đặt thông số và xử lý sự cố. Việc kết hợp các công nghệ này tạo ra một hệ thống SCADA trạm bơm mạnh mẽ, đáng tin cậy và dễ dàng mở rộng, đáp ứng các yêu cầu khắt khe của ngành cấp thoát nước hiện đại.

1.1. Tầm quan trọng của tự động hóa trong trạm bơm hiện đại

Tự động hóa đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện điều kiện làm việc và nâng cao hiệu quả của thiết bị. Theo tài liệu gốc, mục tiêu là "loại bỏ công việc lặp lại và khó nhọc cho việc vận hành", chẳng hạn như theo dõi liên tục các thông số hay tắt/bật cơ cấu chấp hành. Một hệ thống tự động hóa cho phép giám sát mực nước bể chứa và áp suất đường ống một cách chính xác, từ đó đưa ra quyết định vận hành tối ưu. Quan trọng hơn, nó nâng cao độ tin cậy của thiết bị bằng cách tự động kích hoạt các máy bơm dự phòng khi có sự cố, đảm bảo hoạt động liên tục. Điều này không chỉ tăng năng suất lao động bằng cách giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng mà còn giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, mang lại lợi ích kinh tế lâu dài.

1.2. Giới thiệu giải pháp PLC Biến tần và HMI cho trạm bơm

Giải pháp tích hợp PLC, Biến tần và HMI là xu hướng tất yếu trong các đồ án trạm bơm nước tự động. PLC S7-200, đặc biệt là các dòng CPU 224/CPU 226, là một thiết bị điều khiển logic khả trình mạnh mẽ và linh hoạt. Nó cho phép thay đổi thuật toán điều khiển một cách dễ dàng thông qua phần mềm. Biến tần Siemens (hoặc các dòng tương đương như LS IG5A trong tài liệu tham khảo) cho phép điều khiển tốc độ động cơ bơm, giúp khởi động mềm, giảm sốc cơ khí và tiết kiệm điện năng. Cuối cùng, việc thiết kế giao diện HMI WinCC tạo ra một hệ thống giám sát tập trung, nơi người vận hành có thể theo dõi toàn bộ sơ đồ nguyên lý trạm bơm và tương tác với hệ thống một cách trực quan, thay thế cho các bảng điều khiển bằng nút bấm và đèn báo truyền thống.

1.3. Mục tiêu chính của thuyết minh đồ án trạm bơm nước

Mục tiêu cốt lõi của thuyết minh đồ án trạm bơm nước này là xây dựng một mô hình trạm bơm hoàn chỉnh, có khả năng vận hành tự động, tin cậy và hiệu quả. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: thiết kế hệ thống có khả năng tự động duy trì mực nước hoặc áp suất trong một khoảng giá trị đặt trước; thực hiện giải pháp điều khiển bơm luân phiên để cân bằng thời gian hoạt động giữa các máy bơm, kéo dài tuổi thọ thiết bị; xây dựng giao diện giám sát HMI thân thiện, hiển thị đầy đủ thông số vận hành và cảnh báo lỗi; và lập trình logic điều khiển trên phần mềm Step 7 Micro/WIN để PLC S7-200 có thể thực thi chính xác các yêu cầu công nghệ. Đồ án hướng đến việc chứng minh tính khả thi và ưu việt của giải pháp tự động hóa tích hợp.

II. Phân tích thách thức của trạm bơm nước và giải pháp PLC

Các hệ thống trạm bơm truyền thống, vận hành thủ công hoặc bán tự động bằng rơle, đối mặt với nhiều thách thức cố hữu. Vấn đề lớn nhất là hiệu suất năng lượng thấp do các động cơ bơm thường hoạt động ở chế độ định mức (đóng/cắt trực tiếp), gây lãng phí điện năng và tạo ra các cú sốc thủy lực trên đường ống. Việc bảo trì cũng phức tạp do các tiếp điểm cơ khí của rơle dễ bị mài mòn, giảm độ tin cậy. Hơn nữa, việc giám sát và thu thập dữ liệu vận hành rất hạn chế, người vận hành khó có thể phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường. Giải pháp từ đồ án trạm bơm nước tự động PLC S7-200 ra đời để giải quyết triệt để những vấn đề này. PLC thay thế hoàn toàn hệ thống rơle phức tạp bằng một logic lập trình mềm dẻo. Việc kết nối PLC và biến tần cho phép điều khiển chính xác lưu lượng và áp suất, tối ưu hóa năng lượng. Giao diện HMI cung cấp khả năng giám sát tập trung, giúp quản lý hệ thống hiệu quả và an toàn hơn.

2.1. Hạn chế của hệ thống điều khiển trạm bơm bằng rơle

Hệ thống điều khiển bằng rơle điện từ, dù đơn giản, nhưng lại bộc lộ nhiều nhược điểm khi quy mô hệ thống lớn. Một hệ thống phức tạp đòi hỏi số lượng lớn rơle, tiếp điểm và bộ định thời, dẫn đến tủ điều khiển cồng kềnh, đi dây chằng chịt và khó khăn trong việc sửa chữa. Khi cần thay đổi logic điều khiển, gần như phải thiết kế lại toàn bộ mạch động lực trạm bơm và mạch điều khiển. Độ tin cậy của hệ thống này cũng thấp do các tiếp điểm cơ khí dễ bị oxy hóa, mài mòn sau một thời gian hoạt động, dẫn đến các sự cố không mong muốn. Khả năng kết nối để giám sát từ xa gần như không có, gây khó khăn cho công tác quản lý vận hành.

2.2. Vấn đề về hiệu suất và bảo trì động cơ không đồng bộ 3 pha

Trong các trạm bơm truyền thống, động cơ không đồng bộ 3 pha thường được khởi động trực tiếp hoặc qua mạch sao-tam giác. Phương pháp này tạo ra dòng khởi động lớn, gây sụt áp lưới điện và tạo ra mô-men xoắn đột ngột, ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ của cả động cơ và hệ thống đường ống. Động cơ luôn chạy ở tốc độ định mức, ngay cả khi nhu cầu nước thấp, gây lãng phí năng lượng nghiêm trọng. Việc sử dụng biến tần, như biến tần Siemens, giúp giải quyết vấn đề này bằng cách cung cấp khả năng khởi động mềm và điều chỉnh tốc độ động cơ theo nhu cầu thực tế. Điều này không chỉ tiết kiệm điện mà còn giảm hao mòn cơ khí, kéo dài chu kỳ bảo trì và tăng tuổi thọ thiết bị.

2.3. Khó khăn trong việc giám sát mực nước và áp suất từ xa

Việc giám sát thủ công các thông số như mực nước và áp suất vừa tốn nhân lực vừa thiếu chính xác. Người vận hành phải có mặt tại trạm để đọc các giá trị trên đồng hồ đo, không thể phản ứng kịp thời với các thay đổi đột ngột. Hệ thống sử dụng PLC S7-200 cho phép kết nối trực tiếp với các thiết bị đo lường hiện đại như cảm biến áp suất đường ống và cảm biến mực nước. Các tín hiệu này, thường là tín hiệu analog 4-20mA, được PLC đọc và xử lý liên tục. Dữ liệu sau đó được hiển thị trực quan trên màn hình HMI và có thể được tích hợp vào một hệ thống SCADA trạm bơm lớn hơn để giám sát và điều khiển từ xa, nâng cao tính an toàn và hiệu quả quản lý.

III. Phương pháp thiết kế trạm bơm tự động với PLC S7 200

Việc thiết kế một hệ thống trong đồ án trạm bơm nước tự động PLC S7-200 đòi hỏi một phương pháp luận chặt chẽ, từ việc lựa chọn phần cứng đến xây dựng phần mềm. Nền tảng của hệ thống là PLC S7-200, một thiết bị điều khiển nhỏ gọn nhưng mạnh mẽ, phù hợp cho các ứng dụng vừa và nhỏ. Việc lựa chọn CPU (ví dụ CPU 224/CPU 226) phụ thuộc vào số lượng đầu vào/ra (I/O) và các yêu cầu xử lý. Tiếp theo, biến tần được lựa chọn dựa trên công suất của động cơ không đồng bộ 3 pha. Việc kết nối PLC và biến tần thường được thực hiện qua tín hiệu analog hoặc truyền thông Modbus để điều khiển tốc độ. Giao diện giám sát được xây dựng bằng phần mềm chuyên dụng như WinCC hoặc phần mềm đi kèm HMI, cho phép tạo ra các màn hình đồ họa sinh động để mô phỏng trạm bơm nước và các thông số vận hành. Toàn bộ hệ thống được thiết kế theo module, dễ dàng lắp đặt, bảo trì và nâng cấp trong tương lai.

3.1. Phân tích sơ đồ nguyên lý trạm bơm và mạch động lực

Sơ đồ nguyên lý trạm bơm là bản vẽ kỹ thuật mô tả cấu trúc và nguyên lý hoạt động tổng thể của hệ thống. Nó bao gồm các thành phần chính như bể chứa, các máy bơm, hệ thống van, đường ống và các cảm biến. Từ sơ đồ nguyên lý, mạch động lực trạm bơm được thiết kế. Mạch này bao gồm aptomat (MCCB) tổng, contactor, rơle nhiệt và biến tần để cấp nguồn và bảo vệ cho các động cơ bơm. Sơ đồ đấu dây phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn điện, đảm bảo các thiết bị được nối đất đúng cách và có các biện pháp bảo vệ ngắn mạch, quá tải. Việc bố trí các thiết bị trong tủ điện cũng cần được tính toán khoa học để đảm bảo tản nhiệt tốt và dễ dàng cho việc vận hành, sửa chữa.

3.2. Lựa chọn thiết bị PLC S7 200 Biến tần và HMI Delta

Lựa chọn thiết bị là bước quan trọng quyết định đến hiệu năng và chi phí của đồ án. PLC Siemens S7-200 được chọn vì sự phổ biến, độ tin cậy cao và cộng đồng hỗ trợ lớn. Biến tần Siemens hoặc LS được chọn để điều khiển tốc độ động cơ bơm, giúp tối ưu hóa năng lượng và bảo vệ động cơ. Các thông số của biến tần như công suất, điện áp vào/ra phải phù hợp với động cơ. Màn hình HMI, ví dụ HMI DELTA DOP-AS57BSTD như trong tài liệu, được chọn vì giá thành hợp lý và khả năng kết nối dễ dàng với PLC S7-200 qua cổng truyền thông RS-485. Ngoài ra, các thiết bị phụ trợ như cảm biến áp suất, cảm biến mực nước, relay trung gian và các nút nhấn, đèn báo cũng cần được lựa chọn đồng bộ và chất lượng.

3.3. Vai trò của cảm biến áp suất đường ống trong điều khiển

Cảm biến áp suất đường ống là một thành phần không thể thiếu trong hệ thống điều khiển áp lực tự động. Cảm biến này đo lường áp suất thực tế trong đường ống và chuyển đổi thành tín hiệu analog 4-20mA hoặc 0-10V, sau đó gửi về cho PLC. PLC sẽ so sánh giá trị áp suất thực tế này với giá trị áp suất cài đặt (setpoint). Dựa trên sai lệch giữa hai giá trị, PLC sẽ tính toán và xuất tín hiệu điều khiển tương ứng đến biến tần, yêu cầu tăng hoặc giảm tốc độ động cơ bơm. Nhờ vậy, hệ thống có thể duy trì áp suất trên đường ống luôn ổn định quanh giá trị mong muốn, đáp ứng nhu cầu sử dụng nước thay đổi liên tục mà không gây ra hiện tượng tăng áp hoặc sụt áp đột ngột.

IV. Bí quyết lập trình PLC S7 200 cho trạm bơm nước hiệu quả

Linh hồn của đồ án trạm bơm nước tự động PLC S7-200 nằm ở chương trình điều khiển được nạp vào PLC. Một chương trình được viết tốt không chỉ đảm bảo hệ thống hoạt động đúng yêu cầu mà còn giúp tối ưu hóa hiệu suất, dễ dàng bảo trì và gỡ rối. Việc lập trình PLC S7-200 cho trạm bơm được thực hiện bằng phần mềm Step 7 Micro/WIN. Ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất là Ladder Logic (LAD), vì nó gần gũi với các kỹ sư điện quen với sơ đồ mạch rơle. Bí quyết để lập trình hiệu quả là xây dựng một cấu trúc chương trình rõ ràng, chia nhỏ các tác vụ thành các chương trình con (subroutine) và sử dụng các khối hàm (function block). Chú thích rõ ràng cho các biến, mạng lưới và khối chương trình là điều bắt buộc để người khác có thể hiểu và bảo trì code sau này. Việc tối ưu vòng quét (scan time) cũng rất quan trọng để đảm bảo PLC phản ứng nhanh với các thay đổi của hệ thống.

4.1. Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển bơm luân phiên

Trước khi viết code PLC S7-200 trạm bơm, bước quan trọng đầu tiên là xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển bơm. Đối với chế độ điều khiển bơm luân phiên, thuật toán cần xác định rõ các điều kiện để khởi động và dừng bơm. Ví dụ, khi mực nước xuống dưới ngưỡng thấp, PLC sẽ kiểm tra xem bơm nào đã nghỉ lâu nhất để khởi động. Khi một bơm đang chạy gặp sự cố (ví dụ rơle nhiệt tác động), PLC phải tự động dừng bơm đó và khởi động bơm dự phòng. Thuật toán cũng cần xử lý trường hợp nhu cầu nước tăng cao, yêu cầu khởi động thêm bơm thứ hai, thứ ba. Một lưu đồ thuật toán chi tiết và logic sẽ là kim chỉ nam giúp quá trình lập trình trở nên nhanh chóng và chính xác, giảm thiểu sai sót.

4.2. Hướng dẫn lập trình với Step 7 Micro WIN LAD STL FBD

Phần mềm Step 7 Micro/WIN cung cấp ba ngôn ngữ lập trình chính: Ladder Logic (LAD), Statement List (STL), và Function Block Diagram (FBD). LAD là dạng sơ đồ hình thang, trực quan và dễ hiểu. STL là dạng ngôn ngữ lệnh, giống Assembly, cho phép tối ưu hóa code ở mức độ sâu. FBD là dạng sơ đồ khối chức năng, phù hợp với những người quen thuộc với logic số. Trong lập trình cho trạm bơm, các lệnh cơ bản như tiếp điểm thường hở/thường đóng, bộ định thời (Timer), bộ đếm (Counter) và các lệnh so sánh được sử dụng thường xuyên để xử lý tín hiệu từ phao báo mức hoặc cảm biến. Các lệnh xử lý tín hiệu analog cũng rất quan trọng để đọc dữ liệu từ cảm biến áp suất đường ống và điều khiển biến tần.

4.3. Kỹ thuật kết nối PLC và biến tần qua tín hiệu analog 4 20mA

Kỹ thuật kết nối PLC và biến tần là một phần cốt lõi của hệ thống điều khiển tốc độ. Phương pháp phổ biến là sử dụng tín hiệu analog 4-20mA. Đầu ra analog của PLC (cần module mở rộng nếu CPU không có sẵn) sẽ được kết nối với đầu vào analog của biến tần. Trong chương trình PLC, giá trị tốc độ mong muốn (ví dụ từ 0-100%) sẽ được chuyển đổi (scale) thành một giá trị số nguyên tương ứng (ví dụ 0-32000) và ghi vào thanh ghi của cổng ra analog. Biến tần sẽ nhận tín hiệu dòng 4-20mA này và tự động điều chỉnh tần số đầu ra, từ đó điều khiển tốc độ động cơ bơm một cách chính xác. Việc cài đặt các tham số trên biến tần để nhận tín hiệu điều khiển từ bên ngoài là bước không thể thiếu.

V. Cách mô phỏng và ứng dụng đồ án trạm bơm nước tự động

Sau khi hoàn tất phần thiết kế và lập trình, bước tiếp theo trong đồ án trạm bơm nước tự động PLC S7-200 là xây dựng mô hình vật lý và tiến hành chạy thử. Ứng dụng thực tiễn của đồ án là rất lớn, từ các trạm bơm cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư, trạm bơm tưới tiêu trong nông nghiệp, đến các hệ thống bơm xử lý nước thải trong công nghiệp. Mô hình vật lý thường bao gồm một bể chứa, hai hoặc ba máy bơm công suất nhỏ, hệ thống đường ống, van, và tủ điện chứa PLC, biến tần, HMI và các thiết bị đóng cắt. Việc mô phỏng trạm bơm nước trên mô hình thực tế cho phép kiểm tra tính đúng đắn của thuật toán điều khiển, hiệu chỉnh các thông số PID (nếu có), và đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng của hệ thống. Kết quả thu được từ mô hình là cơ sở vững chắc để triển khai hệ thống trên quy mô lớn hơn.

5.1. Thiết kế giao diện HMI WinCC cho hệ thống SCADA trạm bơm

Việc thiết kế giao diện HMI WinCC đóng vai trò cầu nối giữa người vận hành và máy móc. Một giao diện tốt cần phải trực quan, dễ sử dụng và cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết. Trên màn hình chính, cần có một sơ đồ nguyên lý trạm bơm được mô phỏng động, hiển thị trạng thái chạy/dừng/lỗi của các máy bơm, trạng thái đóng/mở của các van. Các thông số quan trọng như mực nước trong bể, áp suất trên đường ống, tần số hoạt động của biến tần cần được hiển thị rõ ràng dưới dạng số hoặc biểu đồ. Giao diện cũng cần có các màn hình phụ để cài đặt thông số (mức nước, áp suất), xem lịch sử cảnh báo và biểu đồ xu hướng (trend) của các dữ liệu quan trọng, tạo nên một hệ thống SCADA trạm bơm thu nhỏ.

5.2. Chạy thử nghiệm và giám sát các thông số vận hành

Giai đoạn chạy thử nghiệm là cực kỳ quan trọng để xác minh hoạt động của toàn bộ hệ thống. Các kịch bản khác nhau cần được kiểm tra: chế độ tự động, chế độ bằng tay, chế độ điều khiển bơm luân phiên, kịch bản một bơm gặp sự cố. Trong quá trình chạy, người thực hiện sẽ giám sát mực nước bể chứa, áp suất đường ống và dòng điện động cơ thông qua giao diện HMI. Các dữ liệu này được so sánh với tính toán lý thuyết để đánh giá độ chính xác và ổn định của hệ thống. Bất kỳ sai sót nào trong logic lập trình hoặc đấu nối phần cứng đều sẽ được phát hiện và khắc phục trong giai đoạn này, đảm bảo hệ thống vận hành trói an toàn và hiệu quả khi đưa vào sử dụng thực tế.

VI. Đánh giá ưu điểm đồ án trạm bơm tự động và tương lai

Kết thúc đồ án trạm bơm nước tự động PLC S7-200, Biến tần & HMI, có thể khẳng định rằng giải pháp này mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các hệ thống truyền thống. Ưu điểm lớn nhất là khả năng tiết kiệm năng lượng nhờ việc sử dụng biến tần để điều khiển tốc độ động cơ theo nhu cầu thực tế. Độ tin cậy và tuổi thọ của hệ thống cũng được nâng cao đáng kể nhờ các tính năng khởi động mềm, bảo vệ động cơ và điều khiển bơm luân phiên. Việc vận hành trở nên đơn giản, an toàn và hiệu quả hơn thông qua giao diện giám sát HMI trực quan. Hướng phát triển trong tương lai của các hệ thống này là tích hợp công nghệ IoT (Internet of Things) để giám sát và điều khiển từ xa qua internet, áp dụng các thuật toán điều khiển thông minh hơn như AI và Machine Learning để dự đoán nhu cầu sử dụng nước và tối ưu hóa lịch trình bơm, tiến tới xây dựng các trạm bơm thông minh hoàn toàn tự trị.

6.1. Tổng kết kết quả và hiệu quả đạt được của mô hình

Mô hình trạm bơm tự động đã đáp ứng đầy đủ các mục tiêu đề ra trong thuyết minh đồ án trạm bơm nước. Hệ thống hoạt động ổn định ở cả hai chế độ tự động và bằng tay. Chức năng điều khiển bơm luân phiên và điều khiển theo áp suất/mực nước hoạt động chính xác. Giao diện HMI cung cấp đầy đủ thông tin, cho phép giám sát và điều khiển dễ dàng. Về mặt hiệu quả, mô hình chứng minh được khả năng tiết kiệm điện năng rõ rệt so với phương pháp chạy-dừng trực tiếp. Đồng thời, việc giảm sốc thủy lực và cơ khí giúp kéo dài tuổi thọ của bơm và đường ống, giảm chi phí bảo trì trong dài hạn. Đây là một giải pháp khả thi và mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao.

6.2. Hướng phát triển cho hệ thống SCADA trạm bơm thông minh

Tương lai của các trạm bơm nằm ở việc nâng cấp thành các hệ thống thông minh và kết nối. Hướng phát triển tiếp theo là mở rộng hệ thống SCADA trạm bơm hiện tại bằng cách kết nối với nền tảng đám mây. Điều này cho phép thu thập và phân tích dữ liệu lớn (Big Data) về lịch sử vận hành, từ đó xây dựng các mô hình dự báo nhu cầu nước và phát hiện sớm các nguy cơ hỏng hóc thiết bị. Người quản lý có thể truy cập và điều khiển hệ thống từ bất kỳ đâu thông qua điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng. Việc tích hợp các cảm biến chất lượng nước và áp dụng các thuật toán tối ưu hóa sẽ giúp các trạm bơm không chỉ hoạt động hiệu quả về năng lượng mà còn đảm bảo chất lượng nguồn nước cung cấp, góp phần vào việc xây dựng các thành phố thông minh và bền vững.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án được thực hiện trong bối cảnh nhu cầu tự động hóa hệ thống bơm cấp nước ngày càng cấp thiết tại Việt Nam, bao gồm cấp nước tưới tiêu nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư nông thôn và tiêu thoát nước thừa. Các trạm bơm vận hành theo phương thức thủ công truyền thống đòi hỏi nhân công liên tục theo dõi nhiều thông số công nghệ, ghi chép số liệu và thao tác đóng/cắt cơ cấu chấp hành — dẫn đến hiệu quả thấp, độ tin cậy không cao và chi phí vận hành lớn.

Nhóm tác giả xác định bốn lý do chính để triển khai đề tài:

1. Cải thiện điều kiện làm việc: Loại bỏ công việc lặp lại, giám sát từ xa số lượng lớn thông số, đơn giản hóa khai thác và quản lý.
2. Nâng cao hiệu quả thiết bị: Thay thế hệ thống bơm điều chỉnh thủ công bằng thiết bị đo và điều chỉnh tự động, đưa thiết bị dự phòng vào làm việc tự động khi có sự cố.
3. Tăng năng suất lao động: Tối ưu chi phí năng lượng và chi phí vật liệu, giảm nhân công vận hành và bảo dưỡng.
4. Trợ giúp giám sát: Phát hiện báo động, ghi và truyền dữ liệu về nơi giám sát bằng máy tính.

Mục tiêu đồ án là xây dựng mô hình trạm bơm nước tự động sử dụng PLC S7-200, biến tần LS (IG5A) và màn hình HMI DELTA DOP-AS57BSTD, bao gồm ba nhiệm vụ cụ thể:

• Tìm hiểu nguyên lý và lập trình PLC S7-200 bằng phần mềm Step 7 MicroWin.
• Tìm hiểu đặc điểm, cài đặt thông số biến tần LS và lập trình màn hình HMI bằng Screen Editor.
• Thiết kế, lập trình và tích hợp toàn bộ mô hình thực tế gồm ba bài thí nghiệm (biến tần đơn lẻ, PLC kết hợp biến tần, PLC kết hợp biến tần và WinCC).

Đối tượng nghiên cứu: mô hình trạm bơm nước tự động quy mô phòng thí nghiệm sử dụng PLC S7-200, biến tần LS IG5A (3 pha 380 VAC) và bơm nước 3 pha, công suất 1 Hp/bơm.
Phạm vi: mô hình thực nghiệm tại Trường Đại học Quốc tế Hồng Bàng, thực hiện từ ngày 02/03/2015 đến 20/08/2015.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

Đồ án xây dựng nền tảng lý thuyết xoay quanh các thành phần sau:

• Mô hình phân cấp chức năng công ty sản xuất công nghiệp: gồm cấp chấp hành, cấp điều khiển, cấp điều khiển quá trình và cấp điều hành sản xuất — làm cơ sở xác định vị trí của PLC và HMI trong hệ thống tổng thể.
• Hệ thống trạm bơm nước: khái niệm, các thành phần công trình (cửa lấy nước, dẫn nước, bể tập trung, nhà máy bơm, đường ống áp lực, công trình tháo) và phân loại theo mục đích sử dụng (tưới, tiêu, tháo nước, cấp nước nông thôn).
• Động cơ điện dị bộ (không đồng bộ) 3 pha: nguyên lý tạo từ trường quay, phương trình sức điện động cảm ứng E2, khái niệm độ trượt và các phương trình tốc độ ntt2s.
• Biến tần LS IG5A: các đặc tính (tiết kiệm năng lượng, điều khiển tối đa 8 cấp tốc độ, tích hợp RS-485), nhóm thông số DRV, FU1, FU2, I/O; cách đấu dây mạch động lực và mạch điều khiển; khoảng cách lắp đặt (150 mm chiều đứng, 50 mm chiều ngang).
• HMI DELTA DOP-AS57BSTD: khái niệm HMI, so sánh HMI truyền thống (công tắc, nút bấm, đèn báo, đồng hồ đo) và HMI hiện đại (SCADA trên nền PC/Windows, HMI nhúng chuyên dụng, MobileHMI).
• PLC S7-200: cấu trúc CPU (OB1, SUBROUTINE, INTERRUPT), vùng nhớ (V, I, Q, M, SM), vòng quét (scan cycle), các lệnh LAD/STL/FBD, bộ định thời (TON/TONR/TOFF với độ phân giải 1 ms, 10 ms, 100 ms), bộ đếm (tiến/lùi/tiến-lùi C0–C255), lệnh so sánh và lệnh di chuyển vùng nhớ.
• WinCC (Windows Control Center) của Siemens: phần mềm SCADA dùng giám sát và thu thập dữ liệu, các module Graphics Designer, Alarm Logging; kết nối với PLC qua RS-232/RS-485.

Phương pháp nghiên cứu

Đồ án sử dụng phương pháp thiết kế hệ thống kỹ thuật kết hợp thực nghiệm mô hình:

• Nghiên cứu lý thuyết: phân tích tài liệu kỹ thuật của từng thiết bị (PLC, biến tần, HMI, WinCC).
• Thiết kế sơ đồ điện và sơ đồ đấu dây mạch động lực, mạch điều khiển cho từng bài thí nghiệm.
• Lập trình thực tế: viết chương trình PLC bằng Step 7 MicroWin (ngôn ngữ LAD), cài đặt thông số biến tần trực tiếp trên thiết bị, thiết kế giao diện HMI bằng Screen Editor và màn hình giám sát bằng WinCC.
• Tích hợp và kiểm thử mô hình vật lý với bơm nước thực tế.

Nguồn dữ liệu

Tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất (Siemens S7-200, LS IG5A, DELTA DOP-AS57BSTD), phần mềm Step 7 MicroWin, WinCC và Screen Editor; kết quả đo đạc, quan sát trực tiếp trên mô hình phòng thí nghiệm.

---

Thiết kế và triển khai

Phần cứng mô hình

Mô hình bao gồm các thành phần phần cứng chính:

Thiết bị	Thông số kỹ thuật
PLC	S7-200 (Siemens)
Biến tần	LS IG5A, 3 pha 380 VAC
Màn hình HMI	DELTA DOP-AS57BSTD (7 inch)
Bơm nước	3 pha, công suất 1 Hp/bơm
Relay trung gian	Được sử dụng trong mạch điều khiển
MCCB (Aptomat)	Bảo vệ ngắn mạch đầu vào biến tần

Khoảng cách lắp đặt biến tần trong tủ điều khiển: tối thiểu 150 mm theo chiều đứng và 50 mm theo chiều ngang so với các thiết bị khác. Đầu vào biến tần nối qua MCCB riêng cho từng biến tần.

Kiến trúc hệ thống điều khiển

Hệ thống được tổ chức theo mô hình ba cấp: cấp chấp hành (bơm, cảm biến, relay), cấp điều khiển (PLC S7-200 và biến tần LS IG5A), cấp giám sát (HMI DELTA và phần mềm WinCC). Kết nối giữa PLC và WinCC thực hiện qua cổng RS-232 (máy tính)/RS-485 (PLC).

Ba bài thí nghiệm triển khai

Bài thí nghiệm số 1: Điều khiển trạm bơm nước tự động bằng biến tần LS IG5A đơn lẻ — cài đặt thông số biến tần, đấu dây mạch động lực và điều khiển, vận hành bơm ở nhiều cấp tốc độ.

Bài thí nghiệm số 2: Điều khiển trạm bơm nước tự động bằng PLC S7-200 kết hợp biến tần LS IG5A — lập trình PLC bằng Step 7 MicroWin (LAD), kết nối PLC với biến tần, thiết lập màn hình HMI DELTA.

Bài thí nghiệm số 3: Điều khiển trạm bơm nước tự động bằng PLC S7-200 kết hợp biến tần LS IG5A và WinCC — lập trình PLC, thiết kế màn hình giám sát WinCC với Graphics Designer và Alarm Logging, đây là bài thí nghiệm toàn diện nhất của đồ án.

Lập trình PLC

Chương trình PLC được viết theo ngôn ngữ LAD (Ladder Logic) bằng Step 7 MicroWin. Cấu trúc chương trình gồm ba khối: OB1 (chương trình chính, thực hiện trong mỗi vòng quét), SUBROUTINE (chương trình con, gọi từ OB1), INTERRUPT (xử lý ngắt). Ngõ vào/ra sử dụng ký hiệu I (Input image register) và Q (Output image register); bộ định thời TON/TONR/TOFF với độ phân giải 1 ms, 10 ms, 100 ms; bộ đếm C0–C255.

Phần mềm giám sát WinCC

WinCC được cấu hình với các module: Graphics Designer (thiết kế màn hình đồ họa động), Alarm Logging (hiển thị và lưu trữ cảnh báo, truy tìm nguyên nhân lỗi). Kết nối với PLC S7-200 thông qua chuẩn RS-232/RS-485.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương trình bày lý do chọn đề tài từ thực tế nhu cầu tự động hóa trạm bơm nước tại Việt Nam. Xác định bốn lợi ích cốt lõi của tự động hóa: cải thiện điều kiện làm việc, nâng cao hiệu quả thiết bị, tăng năng suất lao động và trợ giúp giám sát từ xa. Đặt vấn đề về việc áp dụng PLC như bộ điều khiển trung tâm thay thế hệ thống relay điện truyền thống cồng kềnh, khó sửa chữa và không linh hoạt khi thay đổi yêu cầu điều khiển.

Chương 2: Cơ sở lý luận

Đây là chương lý thuyết dài nhất, trình bày toàn bộ nền tảng kiến thức cần thiết. Nội dung được tổ chức theo các mục: mô hình phân cấp quản lý sản xuất công nghiệp; phân loại và đặc điểm các trạm bơm nước (tưới, tiêu, tháo nước, cấp nước nông thôn); nguyên lý động cơ điện dị bộ 3 pha với phương trình tốc độ và độ trượt; giới thiệu chi tiết biến tần LS IG5A (loại 230 V và 460 V, các nhóm thông số DRV/FU1/FU2/I/O, sơ đồ đấu dây mạch động lực và điều khiển); tổng quan HMI và so sánh HMI truyền thống với HMI hiện đại (SCADA, HMI nhúng, MobileHMI); cấu trúc và hoạt động PLC S7-200 (cấu trúc bộ nhớ, vòng quét, tập lệnh); giới thiệu WinCC với các module Graphics Designer và Alarm Logging.

Chương 3: Thiết kế mô hình

Chương trình bày toàn bộ quá trình thiết kế và thi công mô hình vật lý. Nội dung bao gồm: thiết kế phần cơ khí (khung gá, chân bàn), lựa chọn và lắp đặt các thiết bị điện; sơ đồ đấu dây cho từng bài thí nghiệm kèm sơ đồ điều khiển tương ứng; cài đặt thông số biến tần LS IG5A theo từng bài; lập trình PLC bằng Step 7 MicroWin với ngôn ngữ LAD; thiết lập màn hình HMI DELTA DOP-AS57BSTD bằng Screen Editor; và thiết kế màn hình giám sát WinCC cho bài thí nghiệm số 3. Chương cũng trình bày module HMI DELTA DOP-AS57BSTD và relay trung gian được sử dụng trong mạch điều khiển.

Chương 4: Kết luận

Chương tổng kết kết quả đạt được, đánh giá mức độ hoàn thành so với mục tiêu ban đầu và đề xuất hướng phát triển tiếp theo.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

Nhóm tác giả hoàn thành mô hình trạm bơm nước tự động thực tế với ba bài thí nghiệm hoạt động được, bao gồm:

• Vận hành tự động bơm nước 3 pha (1 Hp/bơm) qua biến tần LS IG5A điều khiển tần số, cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ và tiết kiệm năng lượng so với khởi động trực tiếp.
• Tích hợp thành công PLC S7-200 với biến tần LS IG5A và HMI DELTA DOP-AS57BSTD thành hệ thống điều khiển ba lớp.
• Xây dựng giao diện giám sát WinCC cho phép theo dõi và điều khiển trạm bơm từ máy tính, với chức năng hiển thị đồ họa và cảnh báo sự cố.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

Đồ án đề xuất áp dụng tổ hợp PLC S7-200 — biến tần LS IG5A — WinCC như một giải pháp tự động hóa phù hợp quy mô vừa và nhỏ, dễ triển khai và bảo trì, có thể thay thế các hệ thống bơm vận hành thủ công hiện đang phổ biến. Việc sử dụng biến tần giúp khắc phục nhược điểm của khởi động trực tiếp (dòng khởi động lớn, mài mòn cơ học), đồng thời cho phép điều chỉnh lưu lượng bơm theo nhu cầu thực tế thay vì chạy toàn công suất liên tục.

Đóng góp so với nghiên cứu trước

Tác giả xác định đóng góp chính là tích hợp đồng thời ba công nghệ (PLC, biến tần, HMI/SCADA) trên một mô hình học tập thực tiễn, tạo tài liệu tham khảo thực hành cho sinh viên ngành Điện tử - Tự động hóa tại trường. Đồ án minh họa cụ thể quy trình từ thiết kế phần cứng đến lập trình và tích hợp phần mềm giám sát — điều mà các tài liệu lý thuyết đơn thuần không cung cấp.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Văn bản không trình bày tường minh phần hạn chế. Dựa trên phạm vi đồ án, có thể nhận thấy một số giới hạn tự nhiên: mô hình được xây dựng ở quy mô phòng thí nghiệm với công suất bơm nhỏ (1 Hp/bơm), chưa kiểm nghiệm trên trạm bơm thực tế quy mô công nghiệp hoặc nông nghiệp. Hệ thống chưa tích hợp cảm biến mực nước, cảm biến áp suất hay cảm biến lưu lượng để thực hiện điều khiển vòng kín tự động hoàn toàn. Giao tiếp giữa PLC và WinCC giới hạn ở kết nối RS-232/RS-485 điểm-điểm, chưa mở rộng sang mạng PROFIBUS hay Ethernet công nghiệp.

Hướng phát triển tiếp theo có thể bao gồm tích hợp cảm biến đo lường thực tế, mở rộng sang điều khiển nhiều bơm song song (multi-pump), áp dụng thuật toán PID cho điều khiển áp suất ổn định, và nâng cấp giao thức truyền thông lên Modbus TCP hoặc PROFIBUS.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án có giá trị tham khảo trực tiếp cho các đối tượng sau:

• Sinh viên ngành Điện tử - Tự động hóa và Kỹ thuật điện: đặc biệt những sinh viên đang học hoặc thực hiện đồ án về PLC S7-200, biến tần và HMI. Phần Chương 2 (Cơ sở lý luận) cung cấp tài liệu tra cứu tổng hợp về cấu trúc PLC S7-200, tập lệnh LAD, các nhóm thông số biến tần LS IG5A và sơ đồ đấu dây thực tế.
• Sinh viên học phần SCADA và tự động hóa công nghiệp: phần giới thiệu WinCC với các module Graphics Designer và Alarm Logging là tài liệu thực hành hữu ích.
• Kỹ thuật viên và người mới tiếp cận hệ thống bơm tự động: Chương 3 (Thiết kế mô hình) trình bày chi tiết quy trình tích hợp từng thiết bị từ cài đặt biến tần đến lập trình PLC và màn hình HMI, có thể áp dụng làm hướng dẫn thực hành.
• Người thực hiện đề tài tương tự: các sơ đồ đấu dây mạch động lực/điều khiển cho biến tần 3 pha 220 VAC và 380 VAC, sơ đồ kết nối PLC S7-200, và quy trình lập trình ba bài thí nghiệm là tài liệu thực tế có thể tái sử dụng.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình sử dụng bao nhiêu bơm nước và thông số kỹ thuật của từng bơm là gì?
Mô hình sử dụng bơm nước 3 pha, công suất 1 Hp mỗi bơm. Văn bản đề cập nhiều bơm trong hệ thống (từ mục tóm tắt và bài thí nghiệm số 3), tuy nhiên số lượng bơm cụ thể trong từng bài thí nghiệm không được nêu rõ hơn ngoài thông số 1 Hp/bơm và nguồn điện 3 pha 380 VAC cho biến tần LS IG5A.

2. Biến tần LS IG5A có thể điều khiển tối đa bao nhiêu cấp tốc độ và kết nối với PLC qua giao thức nào?
Biến tần LS IG5A điều khiển tối đa 8 cấp tốc độ khác nhau. Kết nối với PLC hoặc máy tính thông qua cổng truyền thông RS-485 hoặc Modbus (cấu hình trong nhóm thông số I/O). Giao tiếp với WinCC thực hiện qua RS-232 (phía máy tính) và RS-485 (phía PLC/biến tần).

3. PLC S7-200 trong đồ án sử dụng ngôn ngữ lập trình nào và phần mềm nào để lập trình?
Đồ án sử dụng phần mềm Step 7 MicroWin để lập trình PLC S7-200. Ba ngôn ngữ được hỗ trợ là LAD (Ladder Logic — lập trình hình thang, được chọn trong đồ án), STL (Statement List — dạng dòng lệnh tương tự Assembly) và FBD (Function Block Diagram — sơ đồ khối). Chương trình PLC được tổ chức thành ba khối: OB1, SUBROUTINE và INTERRUPT.

4. WinCC thực hiện những chức năng gì trong bài thí nghiệm số 3 và kết nối với PLC như thế nào?
Trong bài thí nghiệm số 3, WinCC đảm nhận vai trò giám sát và điều khiển từ máy tính với hai module chính: Graphics Designer (thiết kế màn hình đồ họa động, mô phỏng trạng thái hệ thống bơm) và Alarm Logging (hiển thị, lưu trữ cảnh báo và hỗ trợ truy tìm nguyên nhân lỗi). Kết nối giữa WinCC và PLC S7-200 thực hiện qua cổng COM của máy tính (RS-232) với chuẩn RS-485 của PLC.

5. Khoảng cách lắp đặt tối thiểu của biến tần LS IG5A trong tủ điều khiển là bao nhiêu và tại sao phải tuân thủ yêu cầu này?
Biến tần LS IG5A phải được lắp đặt với khoảng cách tối thiểu 150 mm theo chiều đứng và 50 mm theo chiều ngang so với tủ điều khiển hoặc các thiết bị khác. Yêu cầu này nhằm đảm bảo lưu thông không khí làm mát, tránh nhiệt độ quá cao gây hỏng biến tần. Văn bản cũng nhấn mạnh: nếu đèn LED trên mặt điều khiển biến tần nhấp nháy đồng loạt, biến tần đang ở trạng thái lỗi cần khắc phục ngay để tránh hư hỏng.

---

Kết luận

Đồ án "Xây dựng mô hình trạm bơm nước tự động sử dụng PLC S7-200, biến tần và HMI" của nhóm sinh viên Nguyễn Quốc Việt, Võ Văn Thương và Nguyễn Thành Đạt là một công trình kỹ thuật thực nghiệm thuộc lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, được xây dựng và kiểm thử tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Quốc tế Hồng Bàng trong năm 2015. Nhóm đã tích hợp thành công ba công nghệ điều khiển công nghiệp (PLC S7-200, biến tần LS IG5A và HMI DELTA DOP-AS57BSTD) cùng phần mềm giám sát WinCC vào một mô hình hoạt động thực tế qua ba bài thí nghiệm có mức độ phức tạp tăng dần. Đồ án cung cấp tài liệu thực hành chi tiết về thiết kế mạch điện, cài đặt thiết bị và lập trình PLC cho sinh viên ngành Điện tử - Tự động hóa, đồng thời minh họa rõ ràng lợi ích của tự động hóa trạm bơm trong việc giảm nhân công vận hành, nâng cao độ tin cậy hệ thống và tiết kiệm năng lượng thông qua điều khiển tần số biến tần.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN. 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN. 5 v Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa 2. 10 23 Gớ ệ ềb ầ LS (IG5A).

Màn hình HMI. 23 241 C bị HMI yề ố. 24 vi Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa 2 4 1 1 HMI yề ố b. 28 2 5 3 Cấ bộ ớ PLC S7-200.

36 vii Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa 261 N ụ p ổb ấ W CC :. 36 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH. Relay trung gian. 49 355 M eB ầ LS IG5A.

50 viii Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa 3551 K ố b ầ b í ệ ớ ạ bơ ƣớ ộ :. 56 367 K ố ập ề ể bằ PLC b í ệ ố 1. 57 368 T ệ ập HMI DELTA b í ệ ố 1. 73 ix Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa 376 K ố ập ề ể bằ PLC b í ệ ố 2.

73 377 T ệ ập HMI DELTA b í ệ ố 2. 81 38 B í ệ ố 3: Đ ề ể ạ bơ ƣớ ộ bằ PLC S7-200 và Win CC. 82 3 8 1 Lập PLC bằ p ầ ề S ep 7 M w :. 106 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN.

108 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 109 x Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa DANH SÁCH CÁC HÌNH Số trang H 1 1 Sơ ố. Màn hình HMI DELTA DOP-AS57BSTD. 26 H 2 15: M ộ bộ ề ể ập ù PLC.

31 xi Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa H 2 18 : Lập ạ FBD. 32 H 2 21: C ệ ờ : -TON, b-TONR, c-TOFF. 33 H 2 23: C yể ù ớ: -Bit, b-Word, c-Double word, d-Real.3: Khung gá chân bàn.8: Module HMI DELTA DOP-AS57BSTD. 50 H 3 16: M eb ầ LS IG5A ã.

71 xii Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa H 3 20b : Sơ ạ ề ể b í ệ ố 2. 72 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bả 2 1: C ố ặ ƣ b ầ ạ 230V. 73 xiii Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa CÁC TỪ VIẾT TẮT PLC : Programmable Logic Control DW: Doudle Word EPROM: Electrically Programmable Real AO : Analog Output Ony Memory S: Set EEPROM: Electrically Erasable RE: Reset Pramgrammable Real Only Memory FBD : Function Block Diagram SM: Special Memory LAD :Ladder logic AI : Analog Input STL : Statement List DI : Digital Input DB: Data Block DO: Digital Output SFC: System Function PS: Power Supply FC : Function DP : Distributed Port FB: Function Block PROFIBUS: Process Field Bus OB: Organization Block IFM : Intergrated Function Module Var : Variable table IM : Interface Module LB: Lacal Block FM : Function Module CM: Communicarion Module xiv Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện Tử - Tự Động Hóa Chương 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN Mục tiêu chương: Giới thiệu tổng quát về cơ sở lý thuyết (Các hệ thống bơm nước, Động cơ không đồng bộ 3 phase xoay chiều, Biến tần, HMI, PLC, Win CC) để tiến hành xây dựng mô hình. - Cải thiện điều kiện làm việc: tự động hoá là loại bỏ công việc lặp lại và khó nhọc cho việc vận hành, ví dụ: liên tục theo dõi, kiểm tra nhiều thông số công nghệ, tắt bật cơ cấu chấp hành, ghi chép số liệu, sự cố,.