Đồ án: “Xây dựng hệ thống điều khiển giám sát trạm bơm tưới tiêu ”

Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Bộ công thương
Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN
CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA

Báo cáo đề tài số 9 :
“Xây dựng hệ thống điều khiển giám sát trạm bơm tưới tiêu ”

Lớp

: Điện 4 – K7

Nhóm thực hiện đề tài : Nhóm 9
Các thành viên trong nhóm :
1 . Phạm Công Dương
2 . Ngô Thế Dương

Giảng viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Đăng Toàn

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

1

Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn
MỤC LỤC

Chương 1 Tổng quan hệ thống bơm tưới tiêu
1.1 Giới thiệu chung về các loại máy bơm nước..........................................4
1.1.2 Các công trình hệ thống máy bơm......................................................4
1.1.3 Cấu trúc trạm bơm...............................................................................5
1.1.4 Trang bị điện trong trạm bơm.............................................................6
1.2 Đặc tính máy bơm làm việc song song.....................................................7
Chương 2 Thiết kế hệ thống trạm bơm tính chọn thiết bị liên quan
2.1 Xây dựng phương án làm việc.............................................................12
2.1.1 Thuyết minh nguyên lí hệ thống.......................................................12
2.2 Tính chọn thiết bị liên quan..................................................................13
2.2.1 Cảm biến mức...................................................................................13
2.2.2 Động cơ máy bơm.............................................................................14
2.2.3 Rơ le nhiệt.........................................................................................15
2.2.4 Công tắc tơ........................................................................................15
2.2.5 PLC....................................................................................................16
2.3 Sơ đồ đấu dây.......................................................................................17
2.3.1 Sơ đồ mạch động lực...........................................................................17
2.3.2 Sơ đồ mạch điều khiển.........................................................................17
Chương 3 Thiết kế hệ thống điều khiển
3.1 Xây dựng hệ thống điều khiển...............................................................21
3.2 Xây dựng chương trình mô phỏng..........................................................22
3.3 Đánh giá kết luận.....................................................................................22

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

2


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến
của thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại
hơn.Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các
đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là những yếu tố
rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngày càng cao
hơn. Việc áp dụng khoa học công nghệ vào trong thực tế sản xuất đang được
phát triển rộng rãi cả về quy mô lẫn chất lượng. Trong đó ngành tự động hóa
chiếm một vai trò rất quan trọng không những làm giảm nhẹ sức lao động cho
con người mà còn góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng xuất lao động, cải
thiện chất lượng sản phẩm, chính vì thế tự động hóa ngày càng khẳng định được
vị trí cũng như vai trò của mình trong các ngành công nghiệp và đang được phổ
biến rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp trên thế giới nói chung và ở Việt
Nam nói riêng. Chiếm một vị trí khá quan trọng trong ngành tự động hóa đó là
kỹ thuật điều khiển logic khả lập trình viết tắt là PLC.Nó đã và đang phát triển
mạnh mẽ và ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong các ngành kinh tế quốc
dân. Không những thay thế cho kỹ thuật điều khiển bằng cơ cấu cam hoặc kỹ
thuật rơle trước kia mà còn chiếm lĩnh nhiều chức năng phụ khác nữa. Bên cạnh
đó việc sử dụng Biến Tần đem lại cho chúng ta rất nhiều lợi ích
Xuất phát từ thực tế trên trong quá trình học tập tại trường em đã được giao đề
tài “ xây dựng hệ thống điều khiển giám sát trạm bơm tưới tiêu”
Đồ án bao gồm những nội dung sau:

1
2
3

Tổng quan về hệ thống tưới tiêu
Xây dựng phương án và tính chọn các thiết bị liên quan
Xây dựng hệ điều khiển và giám sát

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

3


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Chương 1: Tổng quan về hệ thống bơm nước tưới tiêu
1.1 Giới thiệu chung
1.1.1 Khái niệm

về trạm bơm nước

Hệ thống công trình trạm bơm nước là tổng hợp các chương trình thủy công và
các trang thiết bị cơ điện… nhằm đảm bảo lấy nước từ nguồn nước vận chuyển
và bơm nước đến nơi sử dụng hoặc cần tiêu nước ra nơi khác.
1.1.2

Các công trình của hệ thống trạm bơm nước

Hình 1.1 Sơ đồ bố trí các hệ thống các công trình trạm bơm
Công trình cửa lấy nước 1 lấy nước từ nguồn (lấy từ song hồ kênh dẫn …).
Công trình dẫn nước 2 có nhiệm vụ đưa nước từ cửa lấy nước về bể tập trung
nước trước nhà máy bơm.Công trình dẫn nước có thể là kênh dẫn, đường ống
dẫn.Trên công trình có thể có bể lắng cát.Công trình 3 là kênh đãn nước vào bể
tập trung nước. Bể tập trung nước 4 nằm trước nhà máy bơm, nó có nhiệm vụ
nối tiếp đường dẫn với công trình nhận nước (bể hút)
Của nhà máy sao cho thuận dòng.Công trình nhận nước 9 (bể hút) lấy nước từ
bể tập trung và cung cấp nước cho ống hút hoặc ống tự chảy vào máy bơm.
Nhà máy bơm 5, đây là nơi đặt các tổ máy bơm và các thiết bị phụ cơ điện.
Đường ống áp lực (ống đẩy) 6, đưa nước từ máy bơm lên công trình tháo 7.
Công trình tháo 7 (bể tháo) nhận nước từ ống đẩy, làm ổn định mực nước phân
phối nước cho kênh dẫn 8 hoặc các công trình nhận nước.
Điện 4 – K7 – Nhóm 9

4


Đồ án chuyên môn tự động hóa
1.1.3

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Cấu trúc trạm bơm

Các thiết bị chính trong trạm bơm gồm có : các thiết bị cơ khí thủy lực chính và
các thiết bị về năng lượng chính:
Các thiết bị cơ khí thủy lực chính của trạm bơm đảm bảo cung cấp đủ nước
(hoặc tiêu nước) tương ứng với biểu đồ lưu lượng yêu cầu. Thành phần của thiết
bị này gồm có: các tổ máy hoặc các cụm thiết bị tham gia trực tiếp vào qúa trình

công nghệ bơm nước theo biểu đồ lưu lượng đã định như: các máy bơm chính,
các thiết bị trên đường ống áp lực ( van, thiết bị an toàn, van ngược ... ).
Các thiết bị năng lượng chính của trạm bơm nhằm đảm bảo làm việc của các
máy bơm chính, gồm có: động cơ để kéo máy bơm chính và các thiết bị để
truyền công suất từ trục động cơ cho trục bơm chính.
Kiểu và nhãn hiệu của máy bơm chính được chọn dựa vào kết quả tính toán
kinh tế - kỹ thuật, luận chứng được tính hợp lý của việc sử dụng nó trong trạm
bơm. Việc tính toán không chỉ riêng về giá thành của trạm mà còn phải tính cả
đến chi phí vận hành năm của trạm. Đối với trạm bơm tưới và tiêu cũng như
trạm bơm cấp nước nông thôn thông thường sử dụng máy bơm cánh quạt.
Các máy bơm chính được chọn cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Đảm bảo cấp đủ lưu lượng nước theo biểu đồ đã định trong suốt mùa với mức
an toàn và kinh tế cao
- Làm việc với hiệu suất cao trong mọi chế độ làm việc
- Có kích thước và khối lượng nhỏ nhất;
- Có khả năng phòng chống khí thực tốt nhất để cao trình đặt máy bơm cho
phép việc xây dựng trạm bơm với chi phí nhỏ nhất.
- Tiện lợi trong lắp đặt và vận hành, dễ sữa chữa.
- Có khả năng chống được nước xâm thực.
- Máy bơm đã được sản xuất hàng loạt nhắm giá rẽ và tiến độ lắp ráp nhanh.

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

5


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Tất nhiên chọn được một máy bơm đồng thời thỏa mãn các yêu cầu nêu trên
thường là khó, bởi vậy trong mỗi trường hợp cụ thể cần dựa vào những yêu cầu
quan trọng nhất cho hiệu quả tốt nhất về kinh tế - kỹ thuật cho xây dựng và vận
hành trạm
1.1.4

Trang bị điện trong trạm bơm

Trong trạm bơm, ngoài những thiết bị động lực chính trực tiếp làm nhiệm vụ
bơm nước mà chúng ta đã biết, còn có những thiết bị phụ.
Nhóm thiết bị phụ gồm có: các trang thiết bị cơ khí, hệ thống cấp nước kỹ thuật,
hệ thống tiêu nước, hệ thống cấp dầu, hệ thống cấp khí nén, thiết bị tạo chân
không, hệ thống cứu hỏa, hệ thống cấp nước uống và sản xuất, hệ thống thông
gió, các thiết bị kiểm tra - đo lường ... Các thiết bị này có nhiệm vụ đảm bảo
cho trạm bơm làm việc bình thường, tránh sự cố, kiểm tra bảo vệ công trình và
thiết bị làm việc tránh quá tải ..vv..
Các thiết bị phụ cần thỏa mãn những yêu cầu sau:
- Bảo đảm vận hành tiện lợi và an toàn, giá thành rẻ;
- Khi tiến hành sữa chữa công trình và các tổ máy chính cũng như các cụm thiết bị
của hệ thống thiết bị phụ thì việc vận hành trạm vẫn bình thường không bị trỡ ngại.
Trang thiết bị cơ khí
Các trang thiết bị cơ khí của trạm bơm gồm những loại sau:
- Các cửa van, lưới chắn cùng với phần chi tiết lắp đăt, dịch chuyển chúng
- Các thiết bị nâng hạ tĩnh tại hoặc di động với các móc, cần kéo và dầm ngang
- Các máy vớt rác và dọn rác để làm sạch lưới chắn rác
- Các xe con chuyển thiết bị và vật liệu.
Thành phần và kết cấu của các thiết bị cơ khí chủ yếu phụ thuộc vào quy mô của
trạm bơm, biên độ giao động mực nước nguồn và khả năng tồn đọng của vật nổi.
Mô hình trạm bơm có 4 tổ máy bơm

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

6


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Hình 1.2 Trạm bơm với 4 máy bơm: 1- Ống hút; 2- Máybơm; 3- Ống đẩy
1.2

Đặc tính làm việc của máy bơm làm việc song song

1.2.1.Hai bơm đặc tính làm việc song song

Hình 1.3: Đặc tính làm việc song song của hai máy bơm giống nhau
Ta xét hai máy bơm cùng đặc tính Q –H làm việc song song trên 1 đường ống.khi
đó cột áp tổng cộng Htc của hệ thống bằng cột áp của từng bơm:
Điện 4 – K7 – Nhóm 9

7


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Htc=H1=H2=H3=....= Hn
Lưu lượng tổng cộng bằng tổng lưu lượng của các bơm cung làm việc:

Qtc=Q1+Q2+...+Qn
Do đó khi xây dựng đường đặc tính tổng cộng chỉ cần nhân đôi hoành độ (lưu
lượng) còn tung độ (cột áp)thì giữ nguyên.
Trên đồ thị để tìm điểm C trên đường đặc tính tổng cộng
Q-H(1+2) thì lấy ac=2ab,tương tự ta tìm được đường đặc tính tổng cộng Q-H(1,2)
Giao điểm giữa 2 đường đặc tính đường ống DE và đường đặc tính tổng cộng QH(1=2) là điểm làm việc của 2 bơm ghép song song,hoành độ cho lưu lượng tổng
cộng Q(1=2) còn tung độ cho cột áp tổng cộng H(1=2).Từ điểm số 2 kẻ đường
song song với trục hoành,đường này cắt đường đặc tính của máy bơm Q-H1,2 tại
điểm số 1 cho lưu lượng Q1,cột áp H1 của từng bơm khi làm 2 việc song song
trong hệ thống
Từ đồ thị ta thấy: H(1=2)=H1=H2
Q1=Q2=Q(1=2)/2
Từ điểm 1 kẻ đường song song với trục tung được điểm 3&4 cho công suất và hiệu
suất của từng bơm khi làm việc song song trong hệ thống.
Giao điểm 5 của đường đặc tính từng bơm Q-H1,2với đường ống xác định điểm
làm việc của từng bơm trong hệ thống cho lưu lượng Q2,cột áp H.
Từ điểm số 5 kẻ đường song song với trục tung được điểm 6&7 xác định được
công suất và hiệu suất của từng bơm khi làm việc riêng rẽ.
Từ đồ thị ta thấy: 2Q1=Q(1+2)<2Q2
Ta thấy lưu lượng tổng cộng của 2 bơm ghép song song trên 1 hệ thống đường ống
nhỏ hơn tổng lưu lượng của chúng khi làm việc riêng rẽ trong hệ thống ấy.
Nguyên nhân của sự giảm lưu lượng này là do khi các bơm làm việc song song,lưu
lượng trong đường ống tăng lên sẽ làm tăng tổn thất cột áp.Do đó cột áp toàn phần
Điện 4 – K7 – Nhóm 9

8


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

của bơm cũng tăng lên,điểm làm việc cũng lùi về phía cột áp lớn,vì thế lưu lượng
của bơm khi làm việc song song bị giảm đi so với khi làm việc riêng rẽ.
Sự làm song song của 2 bơm có lợi nhất trong trường hợp điểm làm việc 1 ứng với
giá trị hiệu suất lớn nhất,điều đó có thể thực hiện được nếu chọn bơm hợp lý.Khi
chọn bơm với lưu lượng của mỗi bơm bằng nửa lưu lượng tính toán,còn cột áp
toàn phần xác định ứng với giá trị lưu lượng tính toán.
1.2.2. Ba bơm cùng đặc tính làm việc song song

Hình1.4: Đặc tính làm việc song song của 3 bơm giống nhau
Xét sự làm việc song song của 3 bơm cùng đặc tính.
Khi ta nhân hoành độ của ba đường đặc tính của 1 bơm thì ta được đường đặc tính
tổng cộng của 3 bơm.
Chế độ làm việc của từng bơm khi 3 bơm làm việc song song cũng xác định giống
như trường hợp 2 bơm làm việc song song.
Từ đường đặc tính ta thấy rằng khi số bơm làm việc song song càng nhiều thì sự
giảm lưu lượng của mỗi bơm so với trường hợp làm việc riêng rẽ càng lớn
Các bơm làm việc song song có lợi khi đường đặc tính của bơm và đường ống là
thoải.
Khi đường đặc tính đường ống đặc biệt là đường đặc tính máy bơm dốc thì hiệu
quả làm việc song song như vậy là thấp.Trong trường hợp này thì sự thay đổi cột
Điện 4 – K7 – Nhóm 9

9


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

áp ảnh hưởng đến sự thay đổi lưu lượng ít hơn trường hợp bơm có đường đặc tính
thoải.
1.2.3. Bốn bơm cùng đặc tính làm việc song song
Từ đường đặc tính ta thấy khi số lượng bơm làm việc song song tăng lên thì lưu
lượng giảm dần theo sự tăng số máy bơm.Khi mở thêm bơm thứ 4 thì sự tăng lưu
lượng của hệ thống không đáng kể so với trường hợp 2 hoặc 3 bơm cùng làm việc.
Như vậy khi ghép song song nhiều bơm thì hiệu quả kinh tế sẽ thấp.
1.2.4. Sự làm việc song song của các bơm khác đặc tính

Hình 1.5: Đặc tính làm việc song song của 2 bơm khác nhau
Trong một số điều kiện xác định thì các bơm có đặc tính khác nhau cũng có thể
làm việc song song với nhau.
Trên đồ thị ta thấy bơm 2 tạo ra cột áp thấp hơn bơm 1
Vì 2 bơm chỉ làm việc song song khi chúng có cột áp như nhau nên từ điểm C bơm
1 và bơm 2 mới bắt đầu làm việc song song.
Từ điểm C ta dựng đường đặc tính tổng cộng của chúng bằng cách cộng hoành độ
của những điểm có cùng tung độ trên đường đặc tính của 2 bơm.
Đường đặc tính đường ống DE cắt đường đặc tính tổng cộng Q – H(1+2) tại A cho
lưu lượng Q(1+2) và cột áp H(1+2)

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

10


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Khi 2 bơm cùng làm việc. Điểm 1 và 2 là điểm làm việc riêng rẽ của 2 bơm trong
hệ thống cho lưu lượng tương ứng là Q1 và Q2. Điểm 1’ và 2’ là 2 điểm làm việc
của từng bơm khi chúng làm việc song song trong hệ thống cho lưu lượng của bơm
1 là Q’1 và bơm 2 là Q’2
Từ đồ thị ta thấy :
Q’1 +Q’2 = Q (1+2) < Q1 + Q2
Tức là lưu lượng tổng cộng của 2 bơm khi chúng làm việc song song nhỏ hơn lưu
lượng của 2 bơm khi chúng làm việc riêng rẽ trong hệ thống Công suất và hiệu suất
của bơm cũng được xác định giống như trường hợp 2 bơm cùng đặc tính ghép song
song. Ta dùng nguyên tắc dựng đường đặc tính tổng cộng của các bơmkhác đặc
tính ghép song song để xây dựng đường đặc tính chung của các bơm cùng đặc tính
khi có một trong số chúng được điều chỉnh lưu lượng.
Việc vận hành hệ thống các bơm có đặc tính khác nhau tương đối phức tạp nên chỉ
ghép các bơm trong trường hợp thật cần thiết.

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

11


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Chương 2 :Thiết kế hệ thống trạm bơm, tính chọn thiết bị
2.1 Xây dựng phương án làm việc.
2.1.1 Thuyết minh nguyên lí làm việc của hệ thống

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển bơm tưới tiêu
Chế độ tưới:

Chế độ 1: Ấn Mode 1, thực hiện chế độ bơm dài hạn, cả 4 tổmáy bơm cùng hoạt
động bơm nước từ sông vào kênh dẫn. Khi cảm biến báo đầy trên kênh dẫn, tổ bơm
Điện 4 – K7 – Nhóm 9

12


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

tự động ngắt, khi mức nước trên kênh dẫn xuống mức cạn thì máy bơm lại tiếp tục
chạy, duy trì cho kênh dẫn luôn có nước chảy vào cánh đồng.Không giới hạn số lần
đầy kênh và cạn kênh. Khi nào muốn dừng ta ấn nút STOP trên bảng điều khiển.
Chế độ 2: Ấn Mode 2 thực hiện bơm như chế độ 1, nhưng chỉ cho phép trạm bơm
chạy trong 1 lần đầy kênh dẫn( cảm biến báo đầy) thì dừng lại.
Chế độ 3: Ấn Mode 3 thực hiện chế độ bơm như chế độ 2, nhưng sẽ có giới hạn 2
lần đầy kênh dẫn.
Khởi động hệ thống bằng nút Start, dừng hệ thống ta ấn nút Stop.
Sự khoa học của các chế độ: Khi bơm chế độ 1, thích hợp cho mùa vụ đổ ải gieo
cấy. Cần nhiều nước và lịch bơm trong nhiều ngày liên tục. Khi bơm ở chế độ 2,
thích hợp cho tưới hàng ngày khi cánh đồng trồng rau màu, cần hàng ngày tưới 1
lần vào buổi chiều tối hoặc sáng sớm. Với chế độ bơm 3thích hợp cho việc giữ
mực nước duy trì cho cây lúa trong thời kì đẻ nhánh và làm đòng.
Chế độ tiêu lụt: ngoài sông luôn có 1 cảm biến mức báo lũ lụt. khi mực nước
ngoài sông dâng cao, ảnh hưởng đe dọa đến hệ thống đê chắn, thì tổ máy bơm tự
động bơm từ sông lên kênh để giảm bớt áp lực trên sông, tiêu đi các vùng khác.
Đây chỉ là giải pháp tình thế. Tuy nhiên cũng góp phần không nhỏ trong việc
chống vỡ đê, giảm thiệt hại do lũ lụt tràn bờ.
Theo chu trình hoạt động của hệ thống như quá trình công nghệ đã nêu thì chúng ta

thấy đối tượng điều khiển là các động cơ máy bơm
2.2 Tính chọn thiết bị liên quan
2.2.1. Cảm biến mức
Cảm biến đo mực nước bằng sóng siêu âm liên tục, đo lường mà không cần tiếp
xúc với nước.

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

13


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Hình 2.2 Cảm biến siêu âm
● Thông số kỹ thuật:
-

Tần số siêu âm: (70 kHz)

-

Dải đo: 0,6÷15m

-

Sai số: ± 1 cm (18 ~ 30°C, 860÷1060 hPa)

-

Nhiệt độ hoạt động: -40 ~ 80°C

-

Nguồn điện: 20÷36 Vdc

-

Đầu ra: 4÷20 mA

2.2.2 Động cơ máy bơm

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

14


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Hình 2.3 Động cơ máy bơm
Đặc điểm động cơ:
-

Thân bơm, khung động cơ: Sắt đúc
Động cơ cảm ứng 2 cực: 3 pha 240/400V - 50hz
Lưu lượng: max 240 m3/h
Cột áp: Max 59,6m

2.2.3. Rơle nhiệt

Hình 2.4 Rơ le nhiệt
- Dòng tác động bảo vệ 15/22/29/35/42/54A
Điện 4 – K7 – Nhóm 9

15


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

- Sử dụng cho các contacto: S-N50/65/80/95
2.2.4. Công tắc tơ

Hình 2.5 Công tắc tơ
Đặc điểm contactor Ls
- Thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt kèm theo vỏ kim loại và phị kim loại khép kín
là giải pháp hiệu quả cho khách hàng.
- Chỉ có 3 khung kích thước cho dải lên tới 95A, giúp nhà sản xuất dễ dàng làm tủ
điện

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

16


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

2.2.5. PLC

Hình 2.6 PLC S7-200
-PLC S7-200 là một loại PLC cỡ nhỏ của công ty Siemens. Cấu trúcS7-200
gồm1CPUvàcácmodulemởrộngchonhiềuứngdụngkhácnhau.S7-200gồm
nhiềuloại:CPU221,222,224,226….cónhiềunhất7modulemởrộngkhicónhu cầu:
tổng số ngõ vào/ra, ngõ vào/ra Analog, kết nối mạng ( AS-I, Profibus).
Sử dụng trong bài làm là PLC S7-200 CPU 224

2.3 Sơ đồ đấu dây
2.3.1 Sơ đồ mạch động lực
L1 L2 L3

Điện 4 – K7 – Nhóm 9
Pump1

17
Pum2

Pum3

Pum4


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

CD

CC

Rn
K1

K2

K3

Hình 2.7 Sơ đồ mạch động lực

2.3.2. Sơ đồ mạch điều khiển
a, Bảng địa chỉ
Đầu vào

Địa chỉ

START

I0.0

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

Chức năng
Khởi động hệ thống
18

K4


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

STOP_

I0.1

Dừng hệ thống

S1

I0.2

Cảm biến mức báo mức nước sông lên cao

S2

I0.3

Cảm biến mức báo mức nước kênh cạn

S3

I0.4

Cảm biến mức báo mức nước kênh đầy

Mode 1

I0.5

Chế độ 1

Mode 2

I0.6

Chế độ 2

Mode 3

I0.7

Chế độ 3

Đầu ra

Địa chỉ

K1

Q1.0

Cấp điện cho đèn báo hệ thống hoạt động

K2

Q0.0

Cấp điện cho máy bơm Pump1

K3

Q0.1

Cấp điện cho máy bơm Pump2

K4

Q0.2

Cấp điện cho máy bơm Pump3

K5

Q0.3

Cấp điện cho máy bơm Pump4

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

Chức năng

19

Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

b, Sơ đồ đấu dây

START
K2

STOP
S1
S2
S3
M1
M2
M3

̰

I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7

Q0.0
Q0.1

Q0.2
Q0.3

S7_200

Q1.0

24 VDC

K3
K4
K5

K1

220VAC

M

L

Hình 2.8 Sơ đồ đấu dây PLC

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

20

̰~

Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

Chương 3: Xây dựng hệ điều khiển và giám sát
3.1 Chương trình điều khiển hệ thống máy bơm

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

21


Đồ án chuyên môn tự động hóa

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

22


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

3.2 Sơ đồ mô phỏng hệ thống

Hình 3.1 Mô hình mô phỏng hệ thống
3.3 Đánh giá kết luận
●Đánh giá, nhận xét chung:

Nhìn chung, kết quả mô phỏng trạm bơm tưới tiêu sử dụng PLC S7-200 đạt được
là khá sát với thực tế. Nó đã thế hiện dược những yêu cầu quan trọng và cơ bản của
bài toán đặt ra.Đồng thời việc ghép nối truyền thông giữa PLC và PC-simu có thể
coi là một kết quả quan trọng mà bài nghiên cứu đạt được. Cùng với mô hình phần
cứng, sự kết hợp giữa PC-simu - PLC thực sự đã khiến cho cả hệ thống trở nên
thực tế hơn, linh hoạt hơn và mang tính công nghiệp hiện đại rõ ràng.
Tuy nhiên để có thể đạt dược tới mức có thể ứng dụng vào thực tế thì vẫn cần phải
sửa đổi và cải tiến hơn nữa.Việc sửa đổi phải cải tiến không chỉ nằm ở cấu trúc
phần cứng mà quan trọng hơn là ở cấu trúc phần mềm, vì phần mềm tác động rất
lớn đến sự tối ưu, kinh tế cũng như độ linh hoạt của hệ thống.
Điện 4 – K7 – Nhóm 9

23


Đồ án chuyên môn tự động hóa

GVHD : TH.S Nguyễn Đăng Toàn

●Các kết quả đạt được:
Qua đề tài chúng em đã hiểu hơn ứng dụng của PLC không chỉ ở trong lĩnh vực
công nghiệp mà cả trong lĩnh vực nông nghiệp cũng đang phát triển rất là
mạnh.Đồng thời việc tìm hiểu và sử dụng phần mềm mô phỏng.Ngoài ra việc đấu
lắp tủ điện điện là một kinh nghiệm thực tế hết sức quan trọng cho chúng em khi
làm việc sau này.
●Hướng phát triển:
Có thể nhận thấy trong mô hình nghiên cứu này, khả năng điều khiển giám sát trạm
bơm chỉ bó hẹp trong phạm vi một trạm riêng lẻ và các chế độ bơm theo mùa, theo
chương trình cài sẵn còn ít. Trong thực tế, với việc điều khiển giám sát ta còn điều
khiển liên hoàn nhiều hơn một trạm bơm có liên kết giữa các trạm. Với các trạm

công suất lớn có thể khởi động và điều khiển theo lưu lượng bằng biến tần và các
cảm biến lưu lượng.
Trong quá trình làm thực hiện đồ án em cũng đã cố gắng tham khảo nhiều tài liệu,
vận dụng những kiến thức đã học nhưng do trình độ còn hạn chế nên đồ án của em
chắc chắn còn gặp những thiếu sót. Em rất mong sự góp ý kiến của các thầy cô để
bản đồ án của em được đầy đủ hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong
bộ môn Điện, các bạn trong lớp đã hướng dẫn, giúp đỡ em và đặc biệt là sự chỉ dẫn
trực tiếp và tận tình Th.S Nguyễn Đăng Toàn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Điện 4 – K7 – Nhóm 9

24