Đồ Án HCMUTE: Ứng Dụng Điều Khiển Thông Minh Trong Ngành Công Nghiệp

• Tác giả: Lê Ngọc Bình
• Người hướng dẫn: ThS. Tạ Văn Phương
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
• Đề tài: Ứng Dụng Điều Khiển Thông Minh Trong Công Nghiệp
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 1.3. NỘI DUNG NHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
• 1.5. BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Bộ điều khiển FUZZY
• 2.2. Tổng quan hệ thống áp suất
• 2.3. Lý thuyết điều khiển vòng kín
• 2.4. Giải pháp dự phòng dựa trên chương trình chuyển mạch tự động
• 2.5. Chuẩn đoán lỗi hệ thống
• 2.6. Truy xuất và thiết lập dữ liệu hệ thống
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 3.1. Thiết kế hệ thống
• 3.2. Mô hình ổn định áp suất
• 3.3. Lựa chọn thiết bị
• 3.3.1. Module Controlnet 1756-CNBR
• 3.3.2. Module DeviceNet 1756-DNB
• 3.3.3. Module Ethernet 1756-ENBT
• 3.3.4. Cảm biến áp suất PSA-01
• 3.3.5. Biến tần PowerFlex 700s
• 3.3.6. Màn hình PanelView Plus 7
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 4.1. Yêu cầu điều khiển hệ thống
• 4.2. Thiết kế bộ điều khiển FLC
• 4.3. Thiết kế giải pháp dự phòng cho hệ thống
• 4.4. Chương trình điều khiển dùng FLC, hệ thống dự phòng, màn hình giám sát và lưu trữ dữ liệu trên SQL
• 4.5. Phần mềm sử dụng
• 4.5.1. RSNetWorx for ControlNet
• 4.5.2. RSnetworx for Devicenet
• 4.5.3. RSLogix5000 Fuzzy Designer v16
• 4.5.4. Factory Talk View
• 4.5.5. Phần mềm SQL Server 2008
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN
• 5.1. Điều khiển mô hình ổn định áp suất dùng FLC
• 5.2. Kết quả giải pháp dự phòng cho hệ thống
• 5.3. Kết quả cảnh báo lỗi trên màn hình HMI và SCADA
• 5.4. Lưu trữ dữ liệu trên SQL Server
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Kết luận
• 6.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: CHƯƠNG TRÌNH PLC
• PHỤ LỤC 2: CHƯƠNG TRÌNH FACTORY TALK
• PHỤ LỤC 3: MÀN HÌNH SCADA TRÊN MÁY TÍNH

I. Tổng Quan

Trong bối cảnh công nghiệp 4.0, việc áp dụng điều khiển thông minh trở thành một yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu quả sản xuất. Hệ thống điều khiển hiện đại không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình mà còn đảm bảo tính liên tục và ổn định cho các hoạt động sản xuất. HCMUTE đã nghiên cứu và phát triển các giải pháp tự động hóa nhằm đáp ứng nhu cầu này. Việc áp dụng công nghệ thông minh trong công nghiệp không chỉ giúp giảm thiểu thời gian ngừng máy mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Theo đó, việc sử dụng robot công nghiệp và Internet of Things (IoT) trong các nhà máy thông minh đã trở thành xu hướng tất yếu.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Điều Khiển Thông Minh

Hệ thống điều khiển thông minh cho phép các nhà máy tự động hóa quy trình sản xuất, từ đó giảm thiểu sai sót và lãng phí. Cảm biến thông minh và hệ thống IoT giúp thu thập dữ liệu thời gian thực, từ đó đưa ra các quyết định chính xác và kịp thời. Việc áp dụng công nghệ thông tin trong quản lý sản xuất cũng giúp tối ưu hóa quy trình, nâng cao hiệu quả và giảm thiểu chi phí. Theo một nghiên cứu gần đây, các nhà máy áp dụng smart factory có thể tăng năng suất lên đến 30% so với các nhà máy truyền thống.

II. Giải Pháp Công Nghệ

Để thực hiện ứng dụng điều khiển thông minh, HCMUTE đã phát triển một số giải pháp công nghệ tiên tiến. Một trong những giải pháp nổi bật là việc sử dụng bộ điều khiển Fuzzy để điều khiển các hệ thống phi tuyến. Giải pháp dự phòng dựa trên software output switching cũng được áp dụng để đảm bảo tính liên tục của hệ thống. Việc thiết kế hệ thống điều khiển với khả năng tự động phát hiện lỗi và khắc phục kịp thời là rất cần thiết trong môi trường sản xuất hiện đại. Các giải pháp này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả mà còn đảm bảo an toàn cho hệ thống.

2.1. Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển

Hệ thống điều khiển được thiết kế với nhiều lớp bảo vệ, bao gồm hệ thống tự động và hệ thống giám sát. Việc sử dụng PLC kết hợp với Fuzzy logic cho phép điều khiển chính xác các thông số như áp suất và nhiệt độ. Hệ thống cũng được trang bị giao diện SCADA để theo dõi và điều khiển từ xa. Điều này không chỉ giúp người quản lý dễ dàng theo dõi tình trạng hoạt động mà còn cho phép can thiệp kịp thời khi có sự cố xảy ra.

III. Ứng Dụng Thực Tiễn

Các ứng dụng của điều khiển thông minh tại HCMUTE đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ thông minh trong các nhà máy đã giúp giảm thiểu thời gian ngừng máy và tăng cường khả năng cạnh tranh. Các mô hình smart factory đã được triển khai thành công, cho phép các nhà máy hoạt động liên tục và hiệu quả hơn. Hệ thống cảm biến thông minh và robot công nghiệp đã được tích hợp vào quy trình sản xuất, giúp tối ưu hóa từng bước trong chuỗi cung ứng.

3.1. Kết Quả Đạt Được

Kết quả từ các dự án ứng dụng cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ thông minh đã giúp tăng năng suất lên đến 25% và giảm thiểu chi phí sản xuất. Hệ thống quản lý sản xuất thông minh đã cho phép các nhà máy theo dõi và điều chỉnh quy trình sản xuất một cách linh hoạt. Các giải pháp dự phòng cũng đã chứng minh hiệu quả trong việc giảm thiểu thời gian ngừng máy, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp.