Ứng Dụng Webserver Điều Khiển Và Giám Sát Áp Suất

• Tác giả: Nguyễn Công Minh
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Đình Nhơn
• 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 Webserver Điều Khiển Và Giám Sát Áp Suất
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Mục đích nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Nội dung nghiên cứu
• 1.6. Giới hạn đề tài
• 1.7. Bố cục báo cáo
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về hệ thống
• 2.2. Tổng quan về giải pháp
• 2.3. Giải pháp điều khiển bơm không sử dụng biến tần
• 2.4. Giải pháp điều khiển bơm sử dụng biến tần
• 2.5. So sánh ưu nhược điểm của 2 giải pháp
• 2.6. Tổng quan về bộ điều khiển PID
• 2.6.1. Giới thiệu về bộ điều khiển PID
• 2.6.2. Khâu tỉ lệ (P)
• 2.6.3. Khâu tích phân (I)
• 2.6.4. Khâu đạo hàm (D)
• 2.6.5. Thiết kế bộ điều khiển PID
• 2.6.6. Sử dụng hàm quá độ của đối tượng
• 2.6.7. Sử dụng các giá trị tới hạn thu được từ thực nghiệm
• 2.6.8. Điều chỉnh tự động PID (PID autotuning)
• 2.7. Xử lí tín hiệu analog
• 3. CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ CÁC THIẾT BỊ TRÊN MÔ HÌNH
• 3.1. Tổng quan về mô hình
• 3.2. Tìm hiểu về các thiết bị trên mô hình
• 3.2.1. Biến tần Emerson Commander SK (SKA1200075)
• 3.2.2. Cảm biến áp suất Yokogawa EJX530A
• 3.2.3. Cảm biến lưu lượng Digital Flow DGT-025AIH
• 3.2.4. Bộ điều khiển lập trình PLC S7-1500 (6ES7511-1AK02-0AB0)
• 3.2.5. Module digital input (6ES7521 – 1BL00 – 0AB0)
• 3.2.6. Module digital output (6ES7522 - 1BL01 - 0AB0)
• 3.2.7. Module analog output (6ES7532-5HD00-0AB0)
• 3.2.8. Remote I/O ET-200SP (6ES7155 – 6AR00 – 0AN0)
• 3.2.9. Module analog input (6ES7134-6GB00-0BA1)
• 3.2.10. Máy bơm trục đứng đa cấp (CNP CDLF2-9)
• 3.2.11. HMI KTP 700 BASIC (6AV2123-2GB03-0AX0)
• 3.2.12. Bộ chuyển đổi nguồn 24VDC (S8VK-C24024)
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN, LẬP TRÌNH VÀ KẾ NỐI CHO HỆ THỐNG ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT
• 4.1. Nguyên lí làm việc của hệ thống
• 4.2. Xây dựng lưu đồ thuật toán cho mô hình
• 4.3. Lưu đồ thuật toán điều khiển hệ thống
• 4.4. Thiết lập các thông số biến tần
• 4.5. Giới thiệu phần mềm TIA Portal
• 4.6. Chương trình điều khiển
• 4.6.1. Chương trình hàm Main
• 4.6.2. Chương trình chế độ manual
• 4.6.3. Chương trình chế độ auto
• 4.6.4. Chương trình scale giá trị cảm biến áp suất
• 4.6.5. Chương trình con “FTinhASThucTe”
• 4.6.6. Chương trình con “PID_To_Freq”
• 4.6.7. Chương trình hàm ngắt PID
• 4.6.8. Chương trình giao tiếp Webserver
• 4.6.9. Khối chức năng “sql_Trigger_Change” và “sql_Trigger_Alarm”
• 4.6.10. Chương trình con “transformData”
• 4.7. Tìm thông số bộ PID
• 4.8. Cấu hình bộ PID_Compact
• 4.9. Vận hành bộ PID_Compact
• 4.10. Sơ đồ kết nối phần cứng
• 4.11. Sơ đồ kết nối mạch điều khiển
• 4.12. Sơ đồ kết nối mạch động lực
• 4.13. Thiết kế chương trình điều khiển và giám sát hệ thống
• 4.13.1. Giới thiệu phần mềm Symbol Factory 3
• 4.13.2. Giao diện điều khiển trên HMI
• 4.13.3. Các bước thiết lập màn hình HMI
• 4.13.4. Các bước thiết kế màn hình HMI
• 4.13.5. Giao diện điều khiển
• 4.13.6. Công cụ hỗ trợ thiết kế Webserver
• 4.13.7. Các bước thiết lập Webserver
• 4.13.8. Thiết lập kết nối PLC đến Kepware, Kepware đến Webserver
• 4.13.9. Thiết lập kết nối PLC đến Kepware
• 4.13.10. Thiết lập kết nối Kepware đến WebServer
• 4.13.11. Kết nối Webserver đến Mysql
• 4.13.12. Cấu hình và tạo bảng
• 4.13.13. Thực hiện ghi dữ liệu xuống SQL
• 4.13.14. Hiển thị dữ liệu lên WebServer
• 4.13.15. Giao diện điều khiển Webserver
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 5.1. Kết quả phần cứng
• 5.2. Kết quả giao diện điều khiển
• 5.2.1. Giao diện HMI
• 5.2.2. Giao diện Webserver
• 5.3. Nhận xét – Đánh giá kết quả
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Ứng Dụng Webserver Trong Điều Khiển Áp Suất

Trong bối cảnh Cách mạng Công nghiệp 4.0, việc ứng dụng webserver trong điều khiển áp suất trở nên ngày càng quan trọng. Hệ thống này không chỉ giúp giám sát mà còn điều khiển các thông số kỹ thuật một cách hiệu quả. Việc sử dụng cảm biến áp suất và PLC cho phép người dùng theo dõi và điều chỉnh áp suất trong thời gian thực, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.

1.1. Lợi ích của Webserver Trong Giám Sát Áp Suất

Sử dụng webserver giúp người dùng dễ dàng truy cập và giám sát các thông số áp suất từ xa. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành.

1.2. Công Nghệ IoT Trong Điều Khiển Áp Suất

Công nghệ IoT cho phép kết nối các thiết bị với nhau, tạo ra một hệ thống tự động hóa thông minh. Việc tích hợp webserver với cảm biến áp suất giúp tối ưu hóa quy trình điều khiển.

II. Thách Thức Trong Việc Ứng Dụng Webserver Để Giám Sát Áp Suất

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc ứng dụng webserver trong giám sát áp suất cũng gặp phải một số thách thức. Đầu tiên là vấn đề về bảo mật thông tin. Dữ liệu có thể bị tấn công nếu không được bảo vệ đúng cách. Thứ hai, việc tích hợp các thiết bị khác nhau có thể gây khó khăn trong việc đồng bộ hóa dữ liệu.

2.1. Vấn Đề Bảo Mật Trong Hệ Thống

Bảo mật là một trong những yếu tố quan trọng nhất khi triển khai webserver. Cần có các biện pháp bảo vệ như mã hóa dữ liệu và xác thực người dùng để ngăn chặn các cuộc tấn công.

2.2. Khó Khăn Trong Tích Hợp Thiết Bị

Việc tích hợp các thiết bị như PLC và cảm biến áp suất vào hệ thống webserver có thể gặp khó khăn do sự khác biệt về giao thức và chuẩn kết nối.

III. Phương Pháp Điều Khiển Áp Suất Bằng Webserver

Để điều khiển áp suất hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp như PID và giao tiếp giữa PLC và webserver. Việc sử dụng biến tần trong hệ thống giúp điều chỉnh áp suất một cách chính xác và nhanh chóng.

3.1. Nguyên Lý Hoạt Động Của Bộ Điều Khiển PID

Bộ điều khiển PID giúp duy trì áp suất ổn định bằng cách điều chỉnh đầu ra dựa trên sai số giữa giá trị thực và giá trị mong muốn.

3.2. Giao Tiếp Giữa PLC và Webserver

Giao tiếp giữa PLC và webserver là rất quan trọng để truyền tải dữ liệu và điều khiển hệ thống. Sử dụng các giao thức như MQTT hoặc HTTP có thể giúp cải thiện hiệu suất.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Webserver Trong Giám Sát Áp Suất

Việc ứng dụng webserver trong giám sát áp suất đã được triển khai thành công trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp chế biến thực phẩm, sản xuất hóa chất và cấp nước. Hệ thống này giúp cải thiện hiệu suất và giảm thiểu rủi ro trong quá trình sản xuất.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Công Nghiệp Chế Biến Thực Phẩm

Trong ngành chế biến thực phẩm, việc duy trì áp suất ổn định là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Webserver giúp giám sát và điều chỉnh áp suất một cách hiệu quả.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Sản Xuất Hóa Chất

Ngành sản xuất hóa chất yêu cầu áp suất phải được kiểm soát chặt chẽ. Hệ thống webserver giúp theo dõi và điều chỉnh áp suất trong thời gian thực, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.

V. Kết Luận Về Ứng Dụng Webserver Trong Điều Khiển Áp Suất

Việc ứng dụng webserver trong điều khiển áp suất không chỉ mang lại nhiều lợi ích mà còn giúp giải quyết các thách thức trong ngành công nghiệp hiện đại. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với nhiều cải tiến mới.

5.1. Tương Lai Của Công Nghệ Webserver

Công nghệ webserver sẽ tiếp tục phát triển với sự tích hợp của các công nghệ mới như AI và Machine Learning, giúp tối ưu hóa quy trình điều khiển.

5.2. Khuyến Nghị Để Nâng Cao Hiệu Quả

Cần có các nghiên cứu và phát triển thêm về bảo mật và tích hợp hệ thống để nâng cao hiệu quả của webserver trong giám sát áp suất.