NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ
THỐNG ES-WTPSCADA NHÀ
MÁY NƯỚC CẦU NGUYỆT
1. Mở đầu
Nhà máy nước Cầu Nguyệt (thuộc Công ty TNHH một thành viên Cấp nước Hải Phòng)
được đầu tư cải tạo, xây dựng với số vốn đầu tư lên tới 14 triệu USD từ nguồn vốn ODA
của Ngân hàng Thế giới. Dự án nhà máy nước Cầu Nguyệt gồm các hạng mục: cải tạo
Nhà máy cấp nước công suất 40.000 m3/ngày, bể chứa, nhà hóa chất, trạm bơm nước rửa
lọc, xây dựng 23,8 km ống dẫn chính, xây dựng hệ thống cấp nước tại 8 phường thuộc
quận Kiến An, lắp đặt mới 32 nghìn đồng hồ nước

Hình 1: Khu xử lý nước sạch nhà máy nước Cầu Nguyệt
Abstract: While implemented Cau Nguyen
Water Plant Control System project, we
have researched and integrated Control
System named ES-SCADAWTP
successfully. From Operation Command
Centre, all devices and instruments in
Với dự án Nhà máy nước Cầu Nguyệt, chúng
tôi đã nghiên cứu thiết kế và triển khai thành
công hệ thống ES-WTPSCADA tại trung tâm
điều hành cho phép thu thập số liệu, giám sát
và điều khiển từ xa các thiết bị trong nhà máy
nước và ngoài tuyến ống cấp nước sạch. Hệ
thống ES-WTPSCADA góp phần nâng cao
hiệu quả trong vận hành nhà máy sản xuất và
hệ thống cung cấp nước sạch nhằm đáp ứng
các mục tiêu: đảm bảo chất lượng nước, quản
lý lượng nước khai thác và tiêu thụ, vận hành
và quản lý máy móc thiết bị tối ưu, quản lý hệ
thống tuyến ống cấp nước sạch đến người tiêu

Hình 3: Sơ đồ mặt bằng khu xử lý nước sạch
2.2. Khu xử lý nước sạch trong nhà máy
- Bể thu nước thô từ sông Đa Độ
- Bể trộn, phản ứng và bể lắng
- Bể chưa nước sạch
- Sân phơi bùn
- Nhà hóa chất
- Trạm bơm nước rửa lọc cát
- Trung tâm điều khiển
- Nhà điều hành
2.3. Mạng truyền dẫn tuyến ống cấp nước sạch
- Unit 1 DN500
- Unit 2 DN300
- Unit 3 DN300
- Unit 4 DN400
- Unit 5 DN300
- Unit 6 DN250
- Unit 7 DN300
- Unit 8 DN300
3. Hệ thống giám sát và điều khiển ES-WTPSCADA
3.1.Mô hình hệ thống SCADA giám sát và điều khiển
Với yêu cầu thiết kế hệ thống tự động hóa đáp ứng quy trình sản xuất và cung cấp nước
sạch của nhà máy nước Cầu Nguyệt, chúng tôi đã nghiên cứu thiết kế và ứng dụng hệ
thống SCADA giám sát và điều khiển trên nền tảng công nghệ PC, PLC của Siemens tích
hợp với các biến tần, thiết bị đo thông minh chuyên biệt cho lĩnh vực nước sạch của
ABB, các thiết bị hiển thị số liệu trên bàn điều khiển MIMIC của Redlion và Schneider.

Hình 4: Sơ đồ kết nối hệ thống SCADA
Hệ thống SCADA giám sát và điều khiển gồm trạm điều khiển bơm tích hợp thiết bị điều
khiển khả trình PLC và trạm giám sát mạng truyền dẫn tuyến ông từ xa ở nhà điều hành

Mức nước của bể lọc đo bằng cảm biến mức siêu âm được duy trì bằng bộ điều khiển
thông minh, cho phép điều chỉnh mực nước theo giá trị đặt trước bằng cách điều khiển vị
trí góc mở van xả nước xử lý theo thuật toán PID.
3.3. Mô hình điều khiển bơm bằng biến tần theo thuật toán PID
Thiết bị điều khiển khả trình PLC S7300 của Siemens sẽ điều khiển biến tần ABB qua
mạng Profibus DP tự động điều chỉnh tốc độ bơm theo thuật toán PID để áp lực nước
thực tế đo từ cảm biến áp lực tuyến ống theo áp lực nước đặt trước.

Hình 7: Mô hình điều khiển bơm nước sạch theo áp lực tuyến
ống
4. Hệ phần mềm giám sát và điều khiển ES-WTPSCADA
Hệ phần mềm giám sát và điều khiển ES-WTPSCADA bao gồm:
- Phần mềm nhúng đo và điều khiển chạy trên PLC S7300 được phát triển bằng phần
mềm lập trình Simatic Step7, có những chức năng chính: đo các thông số chất lượng
nước thô, nước sạch và điều khiển các máy bơm chính, giám sát trạng thái máy bơm và
lượng điện tiêu thụ, hiển thị số liệu trên các đồng hồ số của bàn điều khiển MIMIC.
- Phần mềm giám sát và điều khiển trên máy tính chủ tại trạm bơm chính được phát triển
trên nền tảng hệ phần mềm SCADA WINCC.
- Phần mềm nhúng chạy trên PLC S7200 được phát triển bằng phần mềm lập trình
MicroWin, có nhiệm vụ thu thập dữ liệu áp lực và lưu lượng nước trên các tuyến ống
cung cấp nước sạch.
- Phần mềm giám sát trên máy tính chủ tại nhà điều hành được phát triển trên nền tảng hệ
phần mềm SCADA WINCC tích hợp với trình điều khiển PC Access đảm bảo kết nối
truyền thông PLC S7200 và máy tính chủ.

Hình 8: Mô hình kết nối truyền thông các thiết bị điều khiển và máy
tính chủ
4.1. Phần mềm giám sát và điều khiển trên máy tính chủ tại trạm bơm chính
Phần mềm giám sát và điều khiển trên máy tính chủ tại trạm bơm chính bao gồm các
module chức năng sau:

thành phố Hải Phòng.
Hệ thống ES-WTPSCADA là một trong những dự án do người Việt nghiên cứu thiết kế
và triển khai thành công trên nền tảng công nghệ tiếp thu từ những hãng công nghệ hàng
đầu trên thế giới như Siemens, ABB. Điều đó khẳng định giá trị chất xám của người Việt
trong việc ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, an sinh xã
hội và an ninh quốc phòng.