Mô Hình Thiết Kế và Thi Công Ổn Định Mức Nước HCMUTE

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CÁM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Đặt vấn đề

1.2. Mục tiêu đề tài

1.3. Nội dụng đề tài

1.4. Giới hạn của đề tài

1.5. Phương pháp, đối tượng nghiên cứu

1.5.1. Phương pháp nghiên cứu

1.5.2. Đối tượng nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Bộ điều khiển chính

2.1.1. Giới thiệu chung về PLC của hãng SIEMENS

2.2. PLC SIMATIC S7-200 CPU 224

2.3. Module chuyên dụng EM231

2.4. PLC SIMATIC S7-200 CPU 224 (tiếp tục)

2.5. Lý thuyết giải thuật điều khiển PID

2.5.1. Thuật toán điều khiển PID

2.5.2. Chức năng của các khâu trong bộ điều khiển PID

2.5.3. Phương pháp tính toán các thông số của bộ điều khiển PID

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1. Yêu cầu thiết kế

3.2. Thiết bị và thiết kế hệ thống

3.2.1. Khối nguồn cung cấp

3.2.2. Khối tín hiệu ngõ vào

3.2.3. Khối cơ cấu chấp hành

3.2.4. Khối điều khiển

3.2.6. Các thiết bị khác

3.2.7. Sơ đồ kết nối mô hình với PLC

3.2.8. Sơ đồ mạch động lực

3.3. Yêu cầu hoạt động của hệ thống

3.4. Lưu đồ chương trình

3.5. Cách lựa chọn thông số PID cho đề tài

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ THU THẬP DỮ LIỆU

4.1. Yêu cầu điều khiển và giám sát trên HMI

4.2. Cách kết nối với PLC

4.3. Cách thiết kế giao diện giám sát, điều khiển dùng HMI

4.3.1. Giới thiệu phần mềm thiết kế giao diện HMI

4.3.2. Cách sử dụng phần mềm DOPSOFT

4.3.3. Thiết kế giao diện HMI cho đối tượng

5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ, THỰC NGHIỆM, PHÂN TÍCH, TỔNG HỢP

5.1. Kết quả mô hình cơ khí

5.2. Kết quả mô hình hệ thống điện

5.4. Kết quả điều khiển, giám sát với PLC S7-200 và HMI

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

6.2. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Mô hình thiết kế hệ thống cấp thoát nước

Phần này tập trung vào mô hình thiết kế hệ thống cấp thoát nước. Đề tài nghiên cứu thiết kế và thi công mô hình ổn định mức nước, cụ thể là hệ thống bồn chứa nước với bơm và van xả. Hệ thống sử dụng PLC S7-200 CPU 224 và biến tần DELTA cho điều khiển. Cảm biến siêu âm đo mức nước, dữ liệu được giám sát qua HMI dùng phần mềm DOPSOFT. Thiết kế hệ thống điện và thiết kế giao diện điều khiển qua HMI cũng được đề cập. Mô hình đơn giản, tập trung vào ổn định mức nước, sử dụng nước làm chất lỏng. Giải pháp ổn định mức nước dựa trên điều khiển PID. Mô hình toán học thủy lực được sử dụng để tính toán và thiết kế hệ thống. An toàn hệ thống được đảm bảo bằng thiết kế và lựa chọn thiết bị phù hợp.

1.1 Thiết kế phần cứng và lựa chọn thiết bị

Phần này chi tiết hóa thiết kế hệ thống điện của mô hình. Nó bao gồm khối nguồn cung cấp, khối tín hiệu ngõ vào (cảm biến siêu âm), khối cơ cấu chấp hành (máy bơm, van), và khối điều khiển (PLC, biến tần). Thiết bị khác như relay cũng được mô tả. Sơ đồ kết nối mô hình với PLC và sơ đồ mạch động lực minh họa quá trình hoạt động. Vật liệu xây dựng công trình thủy lợi được lựa chọn phù hợp với mục đích của mô hình. Chi phí xây dựng công trình thủy lợi được xem xét. Kỹ thuật xây dựng công trình thủy lợi được áp dụng để đảm bảo chất lượng và độ bền của hệ thống. Ứng dụng công nghệ thông tin quản lý nước được tích hợp thông qua HMI và phần mềm DOPSOFT. Quản lý nguồn nước HCMUTE được phản ánh qua việc thiết kế hệ thống này. Bảo vệ nguồn nước cũng là một yếu tố được quan tâm trong quá trình thiết kế.

1.2 Thiết kế phần mềm và thuật toán điều khiển

Phần này tập trung vào phần mềm mô phỏng mức nước. Thuật toán điều khiển PID được sử dụng để điều khiển máy bơm, duy trì mức nước ổn định. Chương trình điều khiển PLC được viết để thực hiện thuật toán này. Thiết kế giao diện HMI cho phép người dùng giám sát và điều khiển hệ thống một cách trực quan. DOPSOFT được dùng để thiết kế giao diện này. Mô phỏng thủy lực được thực hiện để đánh giá hiệu quả của hệ thống. Phân tích thủy lực giúp tối ưu hóa các thông số điều khiển. Mô hình toàn học thủy lực được sử dụng trong quá trình phân tích. Giám sát mức nước ngầm gián tiếp được thể hiện qua việc giám sát mức nước trong bồn chứa. Dự báo mức nước không nằm trong phạm vi của đề tài này. An toàn đập nước không được đề cập trực tiếp, nhưng tính ổn định của hệ thống góp phần đảm bảo an toàn.

II. Thi công hệ thống cấp thoát nước HCMUTE

Phần này trình bày quá trình thi công hệ thống cấp thoát nước. Quá trình thi công công trình thủy lợi HCMUTE được mô tả chi tiết. Kết quả mô hình cơ khí và kết quả mô hình hệ thống điện được trình bày. Kết quả điều khiển, giám sát với PLC S7-200 và HMI được phân tích. Tiết kiệm nước được xem xét gián tiếp thông qua việc tối ưu hóa hệ thống. Nghiên cứu mô hình thủy lực giúp đánh giá hiệu quả của hệ thống thi công. Sinh viên HCMUTE nghiên cứu và HCMUTE nghiên cứu quản lý nước là mục tiêu chính của dự án này. Giáo trình thiết kế thủy lợi và tài liệu tham khảo thiết kế thủy lợi hỗ trợ cho phần này.

2.1 Quá trình thi công và thử nghiệm

Phần này mô tả chi tiết từng bước trong quá trình thi công. Ảnh chụp mô hình thực tế được cung cấp. Kết quả thử nghiệm được trình bày bằng biểu đồ và số liệu. Kết quả điều khiển mức nước được đánh giá dựa trên độ chính xác và tốc độ phản hồi của hệ thống. Giảm sát mức nước được thực hiện thông qua HMI. Ứng dụng công nghệ thiết kế thủy lợi được đánh giá. Xu hướng thiết kế thủy lợi hiện đại được phản ánh. An toàn đập nước gián tiếp được đảm bảo qua việc kiểm soát mức nước. Quản lý nguồn nước HCMUTE được nâng cao thông qua hệ thống này. Bài toán tối ưu hóa cấp nước được giải quyết trong quá trình thiết kế và thi công.

2.2 Phân tích kết quả và đánh giá hệ thống

Phần này phân tích kết quả thu được từ quá trình thử nghiệm. Hiệu quả của hệ thống được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật. Mô hình quản lý nước bền vững được xây dựng dựa trên kết quả nghiên cứu. Mô hình quản lý nguồn nước tích hợp được đề xuất. Nghiên cứu của HCMUTE có ý nghĩa thực tiễn trong việc quản lý và sử dụng nước hiệu quả. Công trình nghiên cứu HCMUTE góp phần vào việc ứng dụng công nghệ hiện đại trong lĩnh vực quản lý nguồn nước. Giải pháp ổn định mức nước được đánh giá về hiệu quả và tính khả thi. An toàn đập nước được đề cập gián tiếp qua sự ổn định của hệ thống. Dự báo mức nước không được đề cập đến trong phần này.

Đồ Án HCMUTE: Thiết Kế và Thi Công Mô Hình Ổn Định Mức Nước