LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhi ều sự giúp đ ỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô và bạn bè. Em xin g ửi l ời c ảm
ơn chân thành đến T.S Đặng Văn Chí, Bộ môn Tự Động Hóa Xí Nghiệp Mỏ và
Dầu Khí - trường Đại học Mỏ Địa Chất người đã tận tình hướng dẫn, ch ỉ b ảo em
trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án tốt nghiệp
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường nói chung, các
thầy cô trong Bộ môn Tự Động Hóa Xí Nghiệp Mỏ và Dầu Khí nói riêng đã dạy dỗ
cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp
em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều ki ện giúp đỡ em trong su ốt
quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Phòng Kĩ thu ật đi ều khi ển và h ệ th ống
nhúng thuộc Viện nghiên cứu công nghệ thông tin (là nơi em thực tập tốt
nghiệp) đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ em trong suốt quá trình th ực
tập tốt nghiệp.
Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2017
Sinh Viên

Đỗ Văn Đạt


MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ



Chương 1
GIỚI THIỆU VỀ NƠI THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
I.Giới thiệu về nơi thực tập tốt nghiệp

kỹ thuật vi xử lý vào Việt Nam, đóng góp to lớn trong việc ứng d ụng và phổ c ập
rộng rãi vi tin học trên khắp cả nước. Các máy tính VT8x đầu tiên trong n ước do
Viện chế tạo đã thử nghiệm ứng dụng quản lý thành công ở xí nghiệp may Sinco,
xí nghiệp điện tử Tân Bình, nhà máy chế tạo công cụ s ố 1 Hà N ội.... Vi ện đã tri ển
khai ứng dụng hiệu quả kỹ thuật vi xử lý tại Nhà máy xi măng Hoàng Th ạch,
trong điều độ lưới điện miền Bắc, giám sát nhiệt độ độ ẩm trong Lăng Bác, trong
một số lĩnh vực an ninh –quốc phòng. Đặc biệt chuỗi sản phẩm các máy l ập và
giải mã tự động LGM-1 do tập thể cán bộ Viện thiết kế chế tạo đã được Gi ải
thưởng Nhà nước về KHCN năm 2007.
Kết nối Internet đầu tiên ở Việt Nam
Năm 1991 Viện tiến hành kết nối thử nghiệm Internet với Trường đại h ọc
Karlshure của Đức và đến năm 1992, nhóm cán bộ của Viện tại Phòng Kỹ thu ật
tính toán đã nghiên cứu tạo account và thử nghiệm chuyển email nửa th ủ công
bằng quay số điện thoại kết nối Viện CNTT (Hà Nội) và Trung tâm tính toán
(CCU) của Đại học Quốc gia Úc nơi có điểm truy cập vào Internet. Vi ện khi đó xây
dựng hệ thống máy chủ email theo tiêu chuẩn Internet đ ể có th ể k ết n ối nh ững
người sử dụng và qua đó đã tiến hành thử nghiệm kết nối Internet đầu tiên ở
Việt nam.
Cơ cấu tổ chức của viện
Các phòng chuyên môn
Nghiên cứu hệ thống và quản lý
- Các hệ chuyên gia và tính toán mềm
- Thống kê - tính toán và ứng dụng
- Công nghệ tự động hoá
- Tin học trong điều khiển học
- Các hệ quản trị dữ liệu
- Tin học quản lý
- Công nghệ phần mềm trong quản lý sở dữ liệu và lập trình
- Các hệ thống phần mềm tích hợp



7


Chương 2
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC NƯỚC
2.1.Giới thiệu tổng quan
Hiện nay sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày càng phát tri ển m ạnh
mẽ, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, trong đó có kỹ thuật đi ều khi ển tự đ ộng
cũng góp phần rất lớn tạo điều kiện để nâng cao hiệu quả trong quá trình s ản
xuất. Hiện nay, tự động hoá qúa trình công nghệ đã thực sự phát tri ển và ứng
dụng mạnh mẽ trong công nghiệp cụ thể như công nghiệp l ọc hóa d ầu, công
nghiệp hóa chất, công nghiệp xử lý nước, sản xuất giấy, s ản xuất xi măng... cũng
như trong các lĩnh vực khác của đời sống. Nói chung đ ể nâng cao hi ệu qu ả s ản
xuất , đảm bảo an toàn cho người , máy móc và môi trường trong công nghi ệp
chế biến , khai thác thì vấn đề điều khiển quá trình công nghệ là r ất quan tr ọng.
Trong điều khiển quá trình, bài toán đặt ra là đi ều chỉnh quá trình công ngh ệ
có yêu cầu rất cao về độ tin cậy và tính sẵn sàng. Các đại l ượng c ần đi ều khi ển
như lưu lượng, áp suất, nhiệt độ...cần phải điều chỉnh để đáp ứng yêu cầu đặt
ra.
Trong công ngiệp hóa lọc dầu, công nghiệp hóa chất, công nghi ệp xử lý n ước,
sản suất điện năng... vấn đề điều khiển mức nước cần đáp ứng v ới độ chính xác
cao để phục vụ quá trình sản xuất hiệu quả tốt hơn.Chính vì v ậy, v ấn đ ề đ ặt ra
trong đề tài là điều khiển lưu lượng dòng chảy để ổn định mức chất l ỏng v ới độ
chính xác cao.Với yêu cầu ứng dụng thực tế như vậy, đề tài nghiên cứu đối tượng
chính ở đây là hệ thống điều khiển mức nước.
2.2 Giới thiệu hệ thống
Hệ thống điều khiển mức nước được hình thành với mô hình điều khiển mức
nước gồm có hai bồn nước: trên và dưới. Máy bơm sẽ bơm nước từ bồn nước
dưới lên trên thông qua 1 van điện từ V( V2) có thể đi ều khi ển đ ộ m ở van. D ưới

Bể nước dưới
Kích thước : Dài 30 cm
Rộng 23 cm
Cao 17 cm
Bể nước trên
Kích thước : Dài 16,5 cm
Rộng 16,5 cm
Cao 23 cm
Van xả đáy bể nước trên ( V3 )
2.4 Các thiết bị chấp hành
2.4.1 Cảm biến áp suất VEGABAR14
Đây là thiết bị chuyển đổi lực từ sự đo lường của cảm bi ến lực, áp su ất tuy ệt
đối hoặc chân không. Các chất có thể đo được: khí, h ơi nước và các ch ất l ỏng. Ở
đây, sự lệch của áp suất được chuyển đổi thành một tín hiệu đo lường.
Nguyên lý hoạt động:
Phần tử cảm biến là tế bào đo “CERTEC” với màng ngăn g ốm giao nhau (c ắt
nhau). Áp lực quá trình gây ra sự thay đổi điện dung trong tế bào đo của màng
gốm. Sự thay đổi này được chuyển đổi thành tín hiệu đầu ra thích h ợp và được
xuất ra như giá trị đo.

10


Hình 2. 2 Cảm biến áp suất VEGARBAR 14
Cấu tạo
Hình 2. 3 Cấu tạo cảm biến áp suất
1. Khớp quá trình
2. Hộp thiết bị điện
3. Dây kết nối


Pit-tông.

3.

Vòng chữ O.

4.

Vòng Glide.

5.

Lòxo

6.

Bộ phận hãm có tích hợp điều chỉnh vit.

12


7.

Trụcpit-tông.

8.

Cuộn dây (lõi cuộn cảm, cuộn hút).

Cấu tạo bộ phận điều khiển van BURKERT 1094 – PMR

2.4.4 Máy bơm nước

Hình 2. 9 Máy bơm
HANNING – EWDSP 25 – 032
Nguồn : 220 – 240 V Tần số : 50H

Công suất : 30W

2.5 Thiết bị điều khiển
2.5.1 PLC S7300
Thiết bị điều khiển logic khả trình là loại thiết bị thực hiện linh ho ạt các
thuật toán điều khiển số thông qua ngôn ngữ lập trình, thay vì th ực hi ện các
thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy, PLC là một bộ đi ều khi ển g ọn, nh ẹ và d ễ
trao đổi thông tin với môi trường bên ngoài (với các PC khác ho ặc máy tính).
Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ của PLC dưới d ạng
khối chương trình và được thực hiện theo chu kỳ vòng quét (scan).

Hình 2. 10 Cấu trúc bên trong của một PLC

16


Để tăng tính mềm dẻo trong các ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đ ối
tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào và đầu ra cũng như ch ủng lo ại tín hi ệu
vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thi ết kế không b ị c ứng hóa v ề
cấu hình.
Chúng được chia nhỏ thành các modun. Số modun được sử dụng nhi ều hay ít
tùy thuộc vào từng bài toán, song tối thi ểu bao gi ờ cũng có modun chính (modun
CPU và modun nguồn). Các modun còn lại là những modun truyền nhận tín hi ệu
với các đối tượng điều khiển, chúng được gọi là các modun mở r ộng. T ất c ả các


20


Hình 2. 14 Sơ đồ tín hiệu vào ra tương tự

21


CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC NƯỚC

3.1 Mô hình chung của hệ thống

Hình 3. 1 Sơ đồ hệ thống
Yêu cầu bài toán: Khi đặt giá trị mức nước ở đầu vào thì mực nước thực tế thu được
sẽ đúng được như mong muốn nhưng trong thực tế tín hiệu đầu ra sẽ xuất ra và phản
hồi và so sánh với tín hiệu đầu vào và cho ra sai số xác lập đó là e(t), trong quá trình
thực hiện sẽ xuất hiện thêm độ vọt lố và thời xác lập lâu nên qua đó người ta sẽ sử
dụng một bộ điều khiển để điều khiển tín hiệu đầu ra sát nhất với tín hiệu đầu vào
thông qua đối tượng điều khiển van V2. Và biến cần điều khiển ở đây là mức nước
chứa bên trong bể.

22


theo toán tử Laplace.

Hình 3. 2 Biến cần điều khiển ở đây là mức nước


15.2
16.8
18.4
20

30
40
50
60
70
80
90
100
Bảng 3. 1 Dòng điện và độ mở van

Hàm truyền van
+Trong quá trình thực nghiệm đã thu được mối liên hệ giữa thời gian mở van và lưu
lượng
Thời gian quá độ (s)
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5