Ứng dụng scada điều khiển và giám sát hệ thống bồn trộn hóa chất sử dụng giao thức truyền thông cc link

ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM
SÁT HỆ THỐNG BỒN TRỘN HĨA CHẤT SỬ
DỤNG GIAO THỨC TRUYỀN THƠNG
CC-LINK
GVHD

: Th. S LÊ LONG HỒ

SINH VIÊN

: PHAN HỮU LUÂN

MSSV

: 15088751

SINH VIÊN

: NGUYỄN THỊ THỦY

MSSV

: 15089171

LỚP

: DHDKTD11C

TP. HCM, NĂM 2019


PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN

i


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

ii


MỤC LỤC
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN ..................................................................i
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ...................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH SÁCH HÌNH ẢNH ...........................................................................................vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU ...................................................................................... viii
LỜI MỞ ĐẦU ...............................................................................................................ix
CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU VỀ PLC MITSUBISHI VÀ PHẦN MỀM GX-WORK 2
.........................................................................................................................................1
1.1 Sơ lược về lịch sử của PLC ....................................................................................1
1.2 PLC họ Q................................................................................................................2
1.2.1 Dạng module .................................................................................................... 2
1.2.2 Khả năng đa dạng ............................................................................................ 2
1.2.3 Những tính năng chính .................................................................................... 2
1.3 Module nguồn Q61P-A2 ........................................................................................3
1.4 Bộ xử lý (CPU) Q02HCPU ....................................................................................3
1.5 Module QX42.........................................................................................................7
1.6 Module QY42P ......................................................................................................8

1.7 Module Analog Q64AD .........................................................................................9
1.8 Module QJ71LP21-25 ..........................................................................................11
1.9 Module QJ61BT11N ............................................................................................ 13
1.10 Phần khung Q38B .............................................................................................. 14
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG SCADA VÀ PHẦN MỀM INTOUCH
WONDERWARE ........................................................................................................15
2.1 Hệ thống SCADA ................................................................................................ 15
2.2 Lịch sử phát triển SCADA ...................................................................................15
2.3 Định nghĩa về hệ thống SCADA..........................................................................17
2.4 Tổng quan về hệ thống điều khiển .......................................................................17
2.4.1 Cấu Trúc Cơ Bản Của Một Hệ Thống SCADA ............................................ 18
2.4.1.1 MTU (Master Terminal Unit) .................................................................18
2.4.1.2 RTU (Remote Terminal Unit) .................................................................18
2.4.1.3 Khối truyền thông....................................................................................19
iii


2.4.2 Chức năng của hệ thống scada....................................................................... 19
2.4.2.1 Giám sát và phân tích hệ thống ............................................................... 19
2.4.2.2 Hoạt động theo chương trình điều khiển .................................................20
2.4.2.3 Kiểm tra và đảm bảo chất lượng ............................................................. 20
2.4.2.4 Quản lý sản xuất ......................................................................................20
2.5. Tính năng của hệ thống SCADA ........................................................................20
2.5.1 Kiểm soát truy cập ......................................................................................... 20
2.5.2 MMI (Man Machine Interface) ...................................................................... 20
2.5.3 Lập biểu đồ (Trending) .................................................................................. 20
2.5.4 Điều khiển báo động (Alarm Handling)......................................................... 21
2.5.5 Ghi sự kiện và lưu trữ (Logging/Archiving) ................................................. 21
2.5.6 Xuất báo cáo (Report Generation) ................................................................. 21
2.5.7 Tự động hoá (Automation) ............................................................................ 21

2.6 Phần mềm Intouch Wonderware ..........................................................................22
2.6.1 Khái niệm....................................................................................................... 22
2.6.2 Thành phần .................................................................................................... 23
2.6.3 Wizard ............................................................................................................ 25
2.6.4 Menu File ....................................................................................................... 26
2.6.5 Tagname......................................................................................................... 27
2.6.5.1 Tagname Dictionary (Runtime Database): ..............................................27
2.6.5.2 Memory Type Tagname ..........................................................................27
2.6.5.3 I/O Type Tagname ...................................................................................27
2.6.5.4 Một số Tagname có sẵn trong phần mềm ...............................................27
2.7 Chương trình Scripts ............................................................................................ 28
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG
BỒN TRỘN HÓA CHẤT SỬ DỤNG GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG CC-LINK
.......................................................................................................................................30
3.1 Thiết bị dùng trong đề tài .....................................................................................31
3.1.1 Cảm biến CARLO GAVAZZI U18CAD09PGTI ......................................... 31
3.1.2 Cảm biến đo áp suất chất lỏng ....................................................................... 32
3.1.3 Van điện từ 2W 160-15 ................................................................................. 33
3.1.4 Máy bơm SAIR KF1...................................................................................... 35
3.1.5 Động cơ trộn Nissei NTR FSM-25-20-T010A .............................................. 35
3.1.6 Relay .............................................................................................................. 37
iv


3.1.7 Bồn chứa ........................................................................................................ 38
3.2 Mơ hình trạm chủ (Master station) ......................................................................39
3.3 Mơ hình trạm tớ (RTU) ........................................................................................39
3.3 Kết nối ..................................................................................................................40
3.3.1 Mạng CC-Link ............................................................................................... 40
3.3.1.1 Khái niệm ................................................................................................ 41

3.3.1.2 Đặc điểm..................................................................................................41
3.3.1.3 Số trạm kết nối ........................................................................................41
3.3.1.4 Liên kết điểm ...........................................................................................41
3.3.1.5 Cấu trúc của mạng CC-Link....................................................................44
3.4 Nguyên lý hoạt động ............................................................................................ 45
3.5 Lưu đồ giải thuật ..................................................................................................47
3.6 Phần mềm .............................................................................................................50
3.6.1 GX Programming ........................................................................................... 50
3.6.2 Cài đặt thông số phần mềm OPC 2017, Intouch Wonderware ...................... 58
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THỰC HIỆN .....................................................................68
4.1 Tổng quan hiển thị mô phỏng trên Intouch ..........................................................68
CHƯƠNG 5. TỰ ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN ........................................................72
5.1 Lỗi thường gặp .....................................................................................................72
5.2 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống. .......................................................................72
5.3 Tự đánh giá kết quả đạt được. ..............................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................74
PHỤ LỤC .....................................................................................................................75
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................80

v


DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Module nguồn Q61P-A2 ................................................................................3
Hình 1. 2: Các cổng kết nối và giao diện bên ngồi của CPU ........................................4
Hình 1. 3: Bộ xử lý (CPU) Q02HCPU ............................................................................6
Hình 1. 4: Module QX42 .................................................................................................7
Hình 1. 5: Module QY42P............................................................................................... 8
Hình 1. 6: Module Q42AD ............................................................................................ 10
Hình 1. 7: Module QJ71LP21-25 ..................................................................................13

Hình 1. 8: Module QJ61BT11N ....................................................................................14
Hình 1. 9: Sơ đồ cơ sở chính Q38B...............................................................................14
Hình 2. 1: Mơ hình hệ thống điều khiển phân bố tiêu biểu ...........................................16
Hình 2. 2: Hệ thống SCADA điển hình .........................................................................22
Hình 2. 2: Cửa sổ ứng dụng Intouch Wonderware ........................................................23
Hình 2. 3: Các thuộc tính thiết lập cho đối tượng .........................................................24
Hình 2. 4: Giao diện Winzard........................................................................................25
Hình 2. 5: Cửa sổ Symbol Factory ................................................................................26
Hình 2. 6: Khởi động chương trình Wonderware..........................................................28
Hình 2. 7: Tạo cửa sổ làm việc, project .........................................................................29
Hình 2. 8: Khởi chạy Winzard chọn đối tượng cần dùng..............................................29
Hình 3. 1: Mơ hình hệ thống bồn trộn ...........................................................................30
Hình 3. 2: Cảm biến U18CAD09PGTI .........................................................................31
Hình 3. 3: Cấu tạo bên ngồi của cảm biến ...................................................................31
Hình 3. 4: Cảm biến áp suất Shanghai ..........................................................................32
Hình 3. 5: Ứng dụng cảm biến áp suất trong thực tế.....................................................33
Hình 3. 6: Hình ảnh của van điện từ ..............................................................................33
Hình 3. 7: Cấu tạo của van điện từ ................................................................................34
Hình 3. 8: Máy bơm SAIR KF1 ....................................................................................35
Hình 3. 9: Động cơ trộn Nissei NTR FSM-25-20-T010A ............................................35
Hình 3. 10: Role trung gian Omron MY4N-D2 24VDC ...............................................37
Hình 3. 11: Sơ đồ nguyên lý của rơ le ...........................................................................37
vi


Hình 3. 12: Bồn chứa hóa chất ......................................................................................38
Hình 3. 13: Mơ hình trạm 3 ...........................................................................................39
Hình 3. 14: Trạm I/O .....................................................................................................39
Hình 3. 15: Cụm PLC Mitsubishi họ Q. Bao gồm Module Nguồn Q61P-CPU Q02HQJ71LP21-QJ61BT11N-Q64AD-Q62DAN-QD62-QX42-QY42P.............................. 40
Hình 3. 16: Sơ đồ mạng truyền thơng CC-Link của hệ thống .......................................40

Hình 3. 17: Hệ thống cơ bản của CC-Link ....................................................................42
Hình 3. 18: Hệ thống CC-Link của hệ thống bồn trộn ..................................................43
Hình 3. 19: Cáp chuyên dụng CC-Link .........................................................................43
Hình 3. 20: Module I/O .................................................................................................44
Hình 3. 21: Mơ hình hệ thơng trộn hóa chất .................................................................45
Hình 3. 22: Lưu đồ giải thuật của hệ thống ...................................................................47
Hình 3. 23: Cửa sổ chương trình PLC ...........................................................................50
Hình 3. 24: Cài đặt I/O assignment pararameter ...........................................................51
Hình 3. 25: Cài đặt PLC RAS pararameter ...................................................................51
Hình 3. 26: Cài đặt PLC system parameter ...................................................................52
Hình 4. 1: Màn hình điều khiển tồn hệ thống .............................................................. 68
Hình 4. 2: Màn hình đăng nhập dành cho người quản lý ..............................................68
Hình 4. 3: Cài đặt thơng số hệ thống .............................................................................69
Hình 4. 4: Màn hình cảnh báo hệ thống ........................................................................69
Hình 4. 5: Biểu đồ giám sát mức hóa chất theo thời gian thực .....................................70
Hình 4. 6: Cảnh báo tràn bồn.........................................................................................70
Hình 4. 7: Thơng báo kết thúc chương trình .................................................................71

vii


DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1: Thông số (CPU) Q02HCPU...........................................................................6
Bảng 1. 2: Thông số Module QX42 ................................................................................7
Bảng 1. 3: Thông số module output QY42P ...................................................................8
Bảng 1. 4: Thông số Module Q64AD .............................................................................9
Bảng 1. 5: Ý nghĩa các đèn trên module .......................................................................11
Bảng 1. 6: Ký hiệu trên Module QJ61BT11N ............................................................... 13
Bảng 3. 1: Thông số kỹ thuật của cảm biến U18CAD09PGTI .....................................31
Bảng 3. 2: Thông số động cơ bơm SAIR KF1 .............................................................. 35

Bảng 3. 3: Thông số kỹ thuật động cơ trộn Nissei NTR FSM-25-20-T010A ...............36
Bảng 3. 4: Sự khác nhau giữa chế độ mạng từ xa và I/O ..............................................42
Bảng 3. 5: Chú thích các vùng trên module ..................................................................44
Bảng 3. 6: Thông số cài đặt cho hệ thống trong phần mềm Intouch ............................. 58
Bảng 3. 7: Địa chỉ trạm I/O ...........................................................................................59
Bảng 3. 8: Thông số cài đặt trên phần mềm OPC .........................................................64

viii


LỜI MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ không ngừng của khoa học kỹ thuật.
Nghành điện luôn đi trước một bước một bước và không thể thiếu trong q trình cơng
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đặt biệt với một đất nước đang phát triển như Việt
Nam thì nghành điện càng đóng vai trị quan trọng trong việc đưa nước ta sánh ngang
với các nước có nền cơng nghiệp hiện đại trên thế giới. Muốn đạt được được điều đó
thì nghành tự động hóa càng phải phát triển và hiện đại. Không ngừng tiếp thu những
công nghệ hiện đại trên thế giới và đào tạo được đội ngũ kỹ sư tự động hóa có trình độ
cao để có thể làm chủ cơng nghệ. Ngành tự động ở Việt Nam đang rất phát triển và
được ứng dụng rộng rãi trông các lĩnh vực đời sống và sản xuất. Có nhiều hãng tự động
nỗi tiếng thế giới như MISUBISHI, OMRON, SIEMENS …
Ưu điểm lớn nhất của điện tự động đó là hoạt động được ở chế độ bán tự động
hoặc tự động với độ chính xác rất cao và hiệu quả. Có thể giảm chi phí lao động đáng
kể mang lại hiệu quả cao trong sản xuất. Xuất phát từ vấn đề trên cùng với việc thực
hiện nhiệm vụ học tập của nhà trường. Chúng em nhận thấy đề tài “ỨNG DỤNG
SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG BỒN TRỘN HÓA CHẤT SỬ
DỤNG GIAO THỨC TRUYỀN THƠNG CC-LINK” là rất thiết thực và có khả năng
rộng rãi nên nhóm chúng em quyết định thực hiện đề tài này.
Mục đích của đề tài

Tìm hiểu về kết nối hệ thống SCADA trạm chủ với trạm tớ thông qua giao thức truyền
thông cáp CC_link để điều khiển và giám sát hệ thống bồn trộn. Giữa Intouch, PLC và
OPC sever.
Qua đó giúp mở rộng kiến thức và điều quan trọng là biết cách làm việc nhóm
chuẩn bị kỹ năng để trở thành một kỹ sư tự động hóa trong tương lai.

ix


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU VỀ PLC MITSUBISHI VÀ
PHẦN MỀM GX-WORK 2
1.1 Sơ lược về lịch sử của PLC
Bộ điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable controller) đã được những nhà
thiết kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Motor-Mỹ), với các chỉ tiêu kỹ thuật
nhằm đáp ứng các yêu cầu điều khiển:
-

Dễ lập trình và thay đổi chương trình.

-

Cấu trúc dạng Module mở rộng, dễ bảo trì và sữa chữa.

-

Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất.

Tuy nhiên hệ thống còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều
khó khăn trong việc vận hành và lập trình hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế từng bước
cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành. Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ
thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable controller Handle) đầu tiên được ra
đời vào năm 1969. Điều này đã tạo ra sự phát triển thật sự cho kỹ thuật lập trình.
Trong giai đoạn này, các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm
thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ. Qua quá trình vận
hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, đó là
tiêu chuẩn: Dạng lập trình dùng giản đồ hình thang.
Sự phát triển của hệ thống phần cứng từ năm 1975 cho đến nay đã làm cho hệ
thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng:
-

Số lượng ngõ vào, ngõ ra nhiều hơn và có khả năng điều khiển các ngõ vào,
ngõ ra từ xa bằng kỹ thuật truyền thông.

-

Bộ nhớ lớn hơn.

-

Nhiều loại Module chuyên dùng hơn.

Trong những đầu thập niên 1970, với sự phát triển của phần mềm, bộ lập trình
PLC khơng chỉ thực hiện các lệnh Logic đơn giản mà cịn có thêm các lệnh về định thì,
đếm sự kiện, các lệnh về xử lý toán học, xử lý dữ liệu, xử lý xung, xử lý thời gian
thực… Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối các hệ thống PLC riêng lẻ
thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ. Tốc độ của

hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét nhanh hơn. Bên cạnh đó, PLC được chế tạo có thể
1


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

giao tiếp với các thiết bị ngoại vi nhờ vậy mà khả năng ứng dụng của PLC được mở
rộng hơn.
1.2 PLC họ Q
1.2.1 Dạng module
Phát triển từ dòng sản phẩm trước đó, họ AnSH, họ Q cho phép người dùng pha
trộn và lựa chọn sự phối hợp tốt nhất giữa CPU, dụng cụ truyền tin, module điều khiển
chuyên biệt và I/O trên cùng một nền.
Điều này cho phép người dùng cấu hình hệ thống theo những gì mình cần, khi
nào mình cần, nơi mình cần triển khai.
1.2.2 Khả năng đa dạng
Có thể phối hợp PLC CPU (cơ bản và nâng cao), motion, process, controllers và
ngay cả PC vào trong một hệ thống duy nhất lên đến 4 CPU khác nhau. Điều này cung
cấp cho người sử dụng sự chọn lựa phương hướng điều khiển, quan điểm lập trình, ngơn
ngữ lập trình – tất cả cùng chung trên một nền tảng duy nhất. Nền tảng tự động cho
tương lai.
Linh động và phân cấp là đặc tính thiết kế chủ chốt làm cho dịng Q thực sự là
một nền tảng tự động hóa duy nhất. Người dùng có thể ứng dụng để điều khiển đơn giản
máy móc riêng lẻ hoặc quản lý tồn bộ thiết bị tất cả cùng trên một nền tảng phần cứng.
Điểm nổi bật của PLC dòng Q là kỹ thuật multi_Processor, cho phép tại một thời điểm
4 CPU cùng tham gia xử lý các quá trình điều khiển máy móc, điều khiển vị trí, truyền
thơng … do đó tính năng thời gian được tăng cường, thời gian quét vòng chương trình
giảm xuống chỉ cịn 0,5 – 2ms.

1.2.3 Những tính năng chính
 Bộ A/D-D/A có độ chính xác cao, ứng dụng trong điều khiển nhiệt độ, điều khiển
vị trí.
 Ngõ vào CIP (Chanel Isolated Pulse), tích hợp bộ đếm xung tốc độ cao.
 Các ứng dụng Redundant/ Remote Maintenance.
 Hỗ trợ hoàn toàn trong các ứng dụng phần mềm MELSOFT.
 Đầy đủ các ứng dụng mạng như: CC-link, MELSECNET-H, ETHERNET...
 Cho phép lập cấu hình mạng Melsecnet với tổng khoảng cách truyền thông lên
đến 13,6km với tốc độ đường truyền tối đa cho phép có thể đạt được 25Mbps.
2


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

 Khả năng mở rộng đến 4,096 I/O (max 8,192 I/O).
 Bước lập trình đến 252k steps.
 Lập trình online.
1.3 Module nguồn Q61P-A2
Hệ thống được cấp nguồn DC 5V, module nguồn với điện áp vào 24VDC hoặc
240VAC đều có thể sử dụng được. Điện áp ra của module nguồn được cấp trực tiếp vào
phần khung. Nguồn 5VDC từ module Q62P cũng có thể xuất ra điện áp 24VDC để cung
cấp cho các thiết bị khác như cảm biến. Ngõ ra đó có thể truyền tải với dịng tối đa ở
0.6A.

Hình 1. 1: Module nguồn Q61P-A2

Thông số:
 Điện áp ngõ vào: 200 ÷ 220 VAC.

 Điện áp ra: 5 VDC.
 Mức tiêu thụ: 105 VA.
 Dòng: 6A.
1.4 Bộ xử lý (CPU) Q02HCPU
Là loại CPU có tính thực thi cao, có thể kết nối từ 1-4 module CPU kết nối lại
với nhau tạo ra một module CPU mới do đó có thể dễ dàng phân phối và trao đổi thông
tin.
Tốc độ xử lý lên đến 34ns/LD.0
3


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

Dung lượng chương trình tối đa: 28KSteps (có thể mở rộng với thẻ nhớ).
Dung lượng bộ nhớ tích hợp trong RAM 144KB, ROM 144KB và khi sử dụng
thẻ nhớ là 448KB.
Hệ thống điều khiển hoạt động lặp đi lặp lại sử dụng chương trình lưu trữ.
I/O các điểm thiết bị: 8192 điểm (tổng số điểm trên chương trình bao gồm I/O từ
xa).
I/O điểm: 4096 điểm.
Cổng truyền thông: RS232 - 115.2 Kbps; USB: 12 Mbps.

Hình 1. 2: Các cổng kết nối và giao diện bên ngoài của CPU

4


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

LED hiển thị

LED ERR và USER

LED BAT và BOOT

5


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LN - NGUYỄN THỊ THỦY

Hình 1. 3: Bộ xử lý (CPU) Q02HCPU

Bảng 1. 1: Thông số (CPU) Q02HCPU
Thơng số

Q02H CPU

Loại

Kết nối nhiều module

I/O

4096/8192

Time(T)

2048

Counter©

1024

Relay(M)

8192

Ơ ghi/ thanh ghi
(D)

12288

Tính năng CPU tự Tìm lỗi CPU, Watch Dog, lỗi pin, lỗi bộ nhớ, kiểm tra chương
phát hiện

trình, lỗi nguồn, lỗi cầu chì

Tích hợp nhiều bộ Hỗ trợ lên đến 4 module CPU có thể sử dụng kết hợp trên một
xử lý

nền tảng

6

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

1.5 Module QX42
Module Input (QX42) được gắn trên thanh ray, và được kết nối với các thiết bị
điều khiển ngõ vào như nút nhấn, công tắc…

Bảng 1. 2: Thông số Module QX42
Thuộc tính

Module DC INPUT QX42

Số ngõ vào

64

Điện áp vào

24V DC

Dịng

Xấp xỉ 4mA

Trở kháng ngõ vào

Xấp xỉ 5.6k ( )
32 đầu (các dây chung 1B01, 1B02,

Cách sắp xếp đầu nối

2B01, 2B02)

Hình 1. 4: Module QX42

7


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

1.6 Module QY42P
Module được cấp nguồn 5V DC và được gắn lên phần khung. Các ngõ ra được
gắn tới các thiết bị nhằm mục đích điều khiển như động cơ, biến tần hay các van điện
từ.

Bảng 1. 3: Thông số module output QY42P
Thuộc tính

Module DC output QY42P

Số ngõ vào

64

Điện áp tải

12 – 24VDC

Cầu chì

Khơng

Nguồn ngồi

Điện áp 12 – 24VDC

Trở kháng

10M hoặc hơn

Sắp xếp chân chung

32 chân/chân chung 1A01, 1A02, 2A01, 2A02

Hình 1. 5: Module QY42P

Dưới đây là sơ đồ chân của module QY42P:
 Các chân 1A01, 1A02, 2A01, 2A02 được nối chung và nối âm nguồn điện
24VDC. Các chân 1B01, 1B02, 2B01, 2B02 được nối chung với dương nguồn
24V DC.
 Các chân: 1B20 tương đương với ngõ ra Y10…1A05 tương đương với ngõ ra
Y1F. Chân 1B03, 1B04, 1A03, 1A04 bỏ trống.

8

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

1.7 Module Analog Q64AD
Module có 4 kênh tùy thuộc vào tín hiệu vào là điện áp hay dịng điện mà có thể
chọn cho phù hợp.
Tín hiệu vào có hai dạng là điện áp và dịng điện:
 Điện áp: Từ -10 ÷ 10V DC.
 Dịng điện: Từ 0 ÷ 20 mA DC.
 Tín hiệu số ngõ ra: 16 bit nhị phân.
 Độ phân giải trung bình: - 4096 ÷ 4095.
 Độ phân giải cao: - 12288 ÷ 12287, - 16384 ÷ 16383.
 Ngõ vào tuyệt đối:
 Với điện áp là +15V (- 15V) và với dòng điện là +30 mA (-30 mA).
Bảng 1. 4: Thơng số Module Q64AD
Độ
Dải tín hiểu ngõ vào
tương tự

phân

giải

thông

thường
Giá trị ngõ ra
số

Độ phân giải cao

Độ phân

Độ phân

giải lớn Giá trị ngõ ra số

giải

nhất

nhất

lớn

0 ÷ 16000

0.625 mV

0 ÷5V

1.25 mV 0 ÷ 12000

0.416 mV

1÷5V

1 mV

-16000 ÷ 16000

0.333 mV

2.5 mV

-12000 ÷ 12000

0.625 mV

0 ÷ 10V

2.5 mV
0 ÷ 4000

Điện áp

-10 ÷ 10V
Sử

-4000 ÷4000

0.375

dụng

0.333 mV

cài đặt

mV

0 ÷ 20 mA

5 uA

0 ÷ 12000

1.66 uA

4 uA

-12000 ÷ 12000

1.33 uA

0 ÷ 4000
Dịng
điện

4 ÷ 20 mA
Sử

dụng

dải cài đặt

-4000 ÷ 4000

1.37 uA

9

1.33 uA


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

Đặc tính I/O và độ phân giải của Module Q64AD.

Hình 1. 6: Module Q42AD

-

RUN LED: Hiển thị trạng thái hoạt động của module chuyển đổi A/D.

-

FLASHING: Trong quá trình cài đặt offset/gain.

-

OFF: Nguồn 5V bị mất, watchdog timer bị lỗi, module online đổi trạng thái
hoạt động.

-

ERROR LED: Hiển thị lỗi của module chuyển đổi A/D.

-

ON: Lỗi (Kiểm ra mã lỗi để biết thêm thơng tin).

-

OFF: Hoạt động bình thường.

-

FLASHING: Lỗi cài đặt bộ chuyển đổi.

-

ON: Hoạt động bình thường.

10


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

1.8 Module QJ71LP21-25
Module QJ71LP21-25 là module mạng MELSEC.
Bảng 1. 5: Ý nghĩa các đèn trên module
TÊN

TRẠNG

THÁI LED
Đèn

Run

xanh

sáng
Tắt
Đèn

Mng

T.Pass

D.Link

SD

RD

MƠ TẢ
Module hoạt động bình thường
Lỗi xảy ra

xanh

sáng

Hoạt động như một trạm giám sát hoặc trạm phụ giám sát

Tắt

Trạm thông thường

Đèn sáng

Đã tham gia vào mạng

Nhấp nháy

Kiểm tra là hồn tồn bình thường khi Led nháy khoảng
10s

Tắt

Máy chủ bị ngắt kết nối

Đèn sáng

Dữ liệu liên kết được thực hiện

Tắt

Liên kết không được thực hiện

Đèn sáng

Dữ liệu được gửi

Tắt

Dữ liệu không được gửi

Đèn sáng

Nhận được dữ liệu

Tắt

Không nhận được dữ liệu
Xảy ra lỗi:
Cài đặt thông số không hợp lệ
Các thông số khác nhau giữa trạm phụ điều khiển và máy

Đèn
ERR

đỏ

chủ

sáng
Tồn tại hai máy chủ
Vị trí tên trạm trùng nhau
Lỗi hư hỏng trong CPU
Nhấp nháy

Phát hiện lỗi trong khi thử nghiệm
11

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LN - NGUYỄN THỊ THỦY

Bình thường

Tắt

Xảy ra lỗi truyền thông:
CRC: Lỗi gây ra bởi một cáp bất thường
OVER: Dữ liệu bị ghi đè lên nhau
ABIF: Lỗi tràn dữ liệu hoặc dữ liệu ngắn hơn chiều dài
quy định
Đèn
LERR

đỏ

sáng

TIME: Một đường truyền tồn tại mà máy chủ không theo
dõi được
DATA: Nhận được dữ liệu bất thường
UNDER: Dữ liệu được gửi không được thực hiện trong
thời gian cố định
LOOP: Máy chủ đã tắt hoặc cáp kết nối bị tắt

Đèn đỏ tắt

Khơng có lỗi truyền thơng

Sáng

Nguồn ngồi được cấp

Tắt

Nguồn ngồi khơng được cấp

EXT.PW

12


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LN - NGUYỄN THỊ THỦY

Hình 1. 7: Module QJ71LP21-25

1.9 Module QJ61BT11N
Là module mạng CC-Link.
Bảng 1. 6: Ký hiệu trên Module QJ61BT11N
Nội dung cài đặt
(1)

(2)

(3)
(4)

Khu vực hiển thị tình trạng hoạt động
Vì số trạm của trạm chính được chỉ định bằng “0” nên
cài “0” cho cả hai số “10” và “1”
Cài giá trị này thành trực tuyến “0”. (Chế độ
trực tuyến: tốc độ truyền 156 kbps)
Nối cáp CC-Link riêng

13


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LN - NGUYỄN THỊ THỦY

Hình 1. 8: Module QJ61BT11N

1.10 Phần khung Q38B
Phần khung cung cấp các rãnh cắm cho một module nguồn, có thể lên đến 4
module CPU, các module khác như module I/O và các module thơng minh khác cũng
có thể được gắn lên phần khung này.
Số module nguồn: 1.
Số module I/O và các module thơng minh khác: 8.

Hình 1. 9: Sơ đồ cơ sở chính Q38B
14

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHAN HỮU LUÂN - NGUYỄN THỊ THỦY

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG SCADA VÀ
PHẦN MỀM INTOUCH WONDERWARE
2.1 Hệ thống SCADA
Hệ thống giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu dựa trên nền tảng máy tính
(SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition) đã được phát triển hơn 40 năm,
từ mơ hình đơn lẻ, điều hành phân tán đến kiến trúc mạng giúp truyền thông nhanh, linh
động, chính xác và khoảng cách xa. Hơn nữa, SCADA đã chuyển từ độc quyền sang
tiêu chuẩn hóa về phần cứng và phần mềm, sự thay đổi này giảm chi phí nâng cấp, vận
hành và bảo trì cũng như cung cấp quản lý với thông tin thời gian thực hổ trợ cho việc
lập kế hoạch, giám sát và ra quyết định.
Các hệ thống SCADA là thành phần rất quan trọng trong hầu hết các cơ sở hạ
tầng tối quan trong của các quốc gia như:
-

Nhà máy phát điện, truyền tải và phân phối điện năng.

-

Nhà máy lọc ga, dầu và hệ thống quản lý đường ống.

-

Hệ thống lọc và phân phối nước.

-

Hệ thống sản xuất và xử lý hóa chất.

-

Hệ thống đường sắt và vận chuyển khối lượng.

Mặc dù SCADA được dùng phổ biến nhất ở các mạng tự động lớn như các cơng
ty tiện ích cơng cộng, SCADA cịn có thể được dùng trong hầu hết các tiến trình điều
khiển tự động. Các công ty sử dụng dây chuyền lắp ráp, như nhà máy đóng chay, cũng
có thể sử dụng các tiện lợi từ SCADA. Toàn bộ các nhà máy có thể được tự động hóa
giúp cho việc sản xuất hiệu quả và tin cậy.
2.2 Lịch sử phát triển SCADA
Mục tiêu của hệ thống SCADA đã được phát triển từ đầu thập niên 1960. Sự ra
đời của thế hệ máy tính nhỏ (minicomputer) như Digital Equipment Corporation (DEC)
PDP-8 và PDP-11 làm cho điều khiển quá trình và sản xuất bằng máy tính là khả thi.
Tiến trình của Programmable Logic Controlers (PLC) cũng diễn ra song song. Khi máy
vi tính được phát triển, chúng được lập trình và thu gọn nhằm cạnh tranh với các chức
năng, lập trình và vận hành của PLC. Chính xác, sự cạnh tranh được phát triển giữa hai
nghiên cứu và tiếp diễn đến ngày hôm nay.
15