Nghiên cứu xây dựng hệ thống SCADA cho nhà máy nước Long Sơn 5000 m3/ngày

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Châu
• Người hướng dẫn: PGS TS. Nguyễn Minh Tâm
• Trường học: Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Đề tài: Nghiên cứu, xây dựng mô hình điều khiển và giám sát vận hành của nhà máy nước sử dụng phần mềm Scada WinCC và thiết bị điều khiển lập trình PLC
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM TẠ
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
• 1.1. Lý do chọn đề tài và tính cấp thiết của để tài
• 1.2. Tổng quan công nghệ áp dụng cho nhà máy nước Long sơn, thị xã Tân Châu, tỉnh An Giang
• 1.3. Yêu cầu kỹ thuật điều khiển cho nhà máy nước Long Sơn
• 1.4. Mục đích nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Đóng góp và điểm mới của luận văn
• 1.7. Nội dung của luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC CHO HỆ THỐNG
• 2.1. Cơ sở lý thuyết nhận dạng
• 2.2. Phân tích bộ điều chỉnh pid trong hệ thống điều khiển quá trình
• 3. CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN HỆ THỐNG SCADA CƠ BẢN
• 3.2. Phần cứng hệ thống scada
• 3.3. Phần mềm hệ thống scada
• 4. CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP MẠNG TRUYỀN THÔNG HỆ THỐNG SCADA
• 4.1. Phân tích lựa chọn giải pháp của hãng Siemens
• 4.2. Mạng truyền thông công nghiệp của Siemens – Simatic net
• 5. CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH
• 5.1. Xây dựng mô hình thiết kế
• 5.2. Làm việc với phần mềm TIA PORTAL V13 SP1
• 5.3. Làm việc với một trạm PLC
• 5.4. Thực hiện chương trình PLC điều khiển thiết bị nhà máy
• 5.5. Tìm hiểu khối hàm PID_compact trong TIA portal
• 6. CHƯƠNG 6: CẤU HÌNH HỆ THỐNG SCADA NHÀ MÁY
• 6.1. Giới thiệu phần mềm WinCC Exploer
• 6.2. Những ứng dụng phổ biến nhất của WinCC
• 6.3. Cấu hình của WinCC hệ thống cấp nước Long Sơn
• 6.4. Yêu cầu hệ thống Scada cho nhà máy cấp nước Long Sơn
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• 7.2. Hướng phát triển đề tài
• PHỤ LỤC 1: QUY CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
• PHỤ LỤC 2: LẬP TRÌNH BẢNG ĐIỀU KHIỂN
• PHỤ LỤC 3: GIỚI THIỆU BIẾN TẦN DANFOSS VLT FC 102
• PHỤ LỤC 4: HÌNH ẢNH THỰC TỀ TỦ ĐIỀU KHIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống SCADA cho nhà máy nước Long Sơn 5000 m3 ngày

Hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một công nghệ quan trọng trong việc quản lý và giám sát các quy trình công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực cấp nước. Nhà máy nước Long Sơn, với công suất 5000 m3/ngày, đã áp dụng công nghệ SCADA để nâng cao hiệu quả vận hành và quản lý nguồn nước. Hệ thống này cho phép theo dõi và điều khiển từ xa, giúp tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu suất hoạt động.

1.1. Lợi ích của việc áp dụng hệ thống SCADA trong nhà máy nước

Việc áp dụng hệ thống SCADA mang lại nhiều lợi ích cho nhà máy nước Long Sơn. Đầu tiên, nó giúp giám sát và điều khiển các thiết bị một cách hiệu quả, từ đó giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động. Thứ hai, hệ thống cho phép thu thập dữ liệu liên tục, giúp phân tích và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Cuối cùng, SCADA còn hỗ trợ trong việc bảo trì và bảo trì dự đoán, giảm thiểu rủi ro hỏng hóc.

1.2. Các thành phần chính của hệ thống SCADA

Hệ thống SCADA bao gồm nhiều thành phần chính như: phần mềm giám sát, thiết bị điều khiển lập trình (PLC), cảm biến và thiết bị truyền thông. Phần mềm giám sát cho phép người dùng theo dõi và điều khiển các quy trình từ xa, trong khi PLC thực hiện các lệnh điều khiển dựa trên dữ liệu thu thập được từ cảm biến.

II. Thách thức trong việc triển khai hệ thống SCADA cho nhà máy nước Long Sơn

Mặc dù hệ thống SCADA mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc triển khai nó cũng gặp phải một số thách thức. Đầu tiên, việc tích hợp các thiết bị cũ với công nghệ mới có thể gặp khó khăn. Thứ hai, yêu cầu về đào tạo nhân viên để sử dụng hệ thống SCADA hiệu quả cũng là một vấn đề cần được giải quyết. Cuối cùng, việc đảm bảo an toàn thông tin trong hệ thống cũng là một thách thức lớn.

2.1. Khó khăn trong việc tích hợp công nghệ mới

Việc tích hợp hệ thống SCADA với các thiết bị cũ có thể gặp khó khăn do sự khác biệt về công nghệ và giao thức truyền thông. Điều này đòi hỏi phải có các giải pháp kỹ thuật phù hợp để đảm bảo tính tương thích và hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống.

2.2. Đào tạo nhân viên sử dụng hệ thống SCADA

Để hệ thống SCADA hoạt động hiệu quả, nhân viên cần được đào tạo bài bản về cách sử dụng và bảo trì hệ thống. Việc này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất làm việc mà còn giảm thiểu rủi ro do sai sót trong quá trình vận hành.

III. Phương pháp triển khai hệ thống SCADA cho nhà máy nước Long Sơn

Để triển khai hệ thống SCADA cho nhà máy nước Long Sơn, cần thực hiện một số bước quan trọng. Đầu tiên, cần tiến hành khảo sát và phân tích hiện trạng hệ thống hiện tại. Sau đó, thiết kế hệ thống SCADA phù hợp với yêu cầu và điều kiện thực tế của nhà máy. Cuối cùng, thực hiện lắp đặt và kiểm tra hệ thống trước khi đưa vào vận hành.

3.1. Khảo sát và phân tích hiện trạng hệ thống

Khảo sát hiện trạng hệ thống là bước đầu tiên và quan trọng trong việc triển khai SCADA. Cần đánh giá các thiết bị hiện có, quy trình vận hành và các vấn đề đang gặp phải để đưa ra giải pháp phù hợp.

3.2. Thiết kế hệ thống SCADA

Sau khi khảo sát, bước tiếp theo là thiết kế hệ thống SCADA. Thiết kế này cần đảm bảo tính linh hoạt, khả năng mở rộng và tương thích với các thiết bị hiện có. Cần lựa chọn phần mềm và phần cứng phù hợp để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống SCADA tại nhà máy nước Long Sơn

Hệ thống SCADA đã được triển khai tại nhà máy nước Long Sơn và đã mang lại nhiều kết quả tích cực. Hệ thống giúp giám sát và điều khiển các quy trình một cách hiệu quả, từ đó nâng cao chất lượng nước cung cấp cho người dân. Ngoài ra, việc thu thập dữ liệu liên tục cũng giúp cải thiện quy trình sản xuất và giảm thiểu chi phí.

4.1. Cải thiện chất lượng nước cung cấp

Hệ thống SCADA giúp theo dõi chất lượng nước trong thời gian thực, từ đó phát hiện kịp thời các vấn đề và điều chỉnh quy trình xử lý nước. Điều này đảm bảo rằng nước cung cấp cho người dân luôn đạt tiêu chuẩn chất lượng.

4.2. Giảm thiểu chi phí vận hành

Việc tự động hóa các quy trình thông qua hệ thống SCADA giúp giảm thiểu chi phí nhân công và tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng. Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu suất hoạt động của nhà máy.

V. Kết luận và hướng phát triển tương lai cho hệ thống SCADA

Hệ thống SCADA tại nhà máy nước Long Sơn đã chứng minh được giá trị của nó trong việc nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành. Trong tương lai, cần tiếp tục cải tiến và mở rộng hệ thống để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dân. Việc áp dụng các công nghệ mới như IoT và AI vào hệ thống SCADA cũng là một hướng đi tiềm năng.

5.1. Cải tiến và mở rộng hệ thống SCADA

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao, cần có kế hoạch cải tiến và mở rộng hệ thống SCADA. Việc này bao gồm nâng cấp phần mềm, mở rộng khả năng giám sát và điều khiển, cũng như tích hợp các công nghệ mới.

5.2. Ứng dụng công nghệ mới vào hệ thống SCADA

Việc áp dụng các công nghệ mới như IoT và AI vào hệ thống SCADA có thể giúp nâng cao khả năng phân tích dữ liệu và tối ưu hóa quy trình vận hành. Điều này sẽ giúp nhà máy nước Long Sơn không chỉ đáp ứng nhu cầu hiện tại mà còn chuẩn bị cho tương lai.