Luận văn Thiết kế hệ scada ứng dụng điều khiển động cơ Servo Yaskawa

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ SCADA I.Khái Niệm Về SCADA Hệ SCADA ra đời vào những năm 80 trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật tin học, mạng máy tính và truyền thông công nghiệp. khái niệm SCADA (chữ viết tắt của Supervisory Control And Acquisition) cũng được hiểu với những ý nghĩa khác nhau, tuỳ theo lĩnh vực ứng dụng. Có thể, khi nói tới SCADA người ta chỉ liên tưởng tới một hệ thống mạng và thiết bị có nhiệm vụ thuần tuý là thu thập dữ liệu từ các trạm ở xa và truyền tải về một khu trung tâm để xử lý. Theo cách hiểu này, vấn đề truyền thông được đặt lên hàng đầu. Trong nhiều trường hợp, các khái niệm SCADA và “None-SCADA “ lại được dùng để phân biệt các giải pháp điều khiển giám sát dùng công cụ phần mềm chuyên dụng (ví dụ FIX, InTouch, WinCC, Lookout,…) hay phần mềm phổ thông (Acess, Excel, Visual Basic, Delphi, Jbuilder,…). Ở đây, công nghệ phần mềm là vấn đề quan tâm chủ yếu. Nói một cách tổng quát, một hệ SCADA là một hệ thống điều khiển giám sát, tức là một hệ thống hỗ trợ con người trong việc quan sát và điều khiển từ xa, ở cấp cao hơn hệ điều khiển thông thường. Đương nhiên, để có thể quan sát và điều khiển từ xa cần phải có một hệ thống truy cập ( không chỉ thu thập! ) và truyền tải dữ liệu. Một hệ SCADA thường phải có đủ những thành phần sau đây : +Trạm điều khiển trung tâm (Master Station ): Có nhiệm vụ thu thập, lưu trữ, xử lý số liệu và đưa ra các lệnh điều khiển xuống các trạm cơ sở +Hệ thống trạm cơ sở (Operation Station ): là các trạm được đặt tại hiện trường có nhiệm vụ thu thập, xử lý số liệu trong một phạm vi nhất định và gửi các số liệu về trạm trung tâm đồng thời thực hiện các lệnh điều khiển từ trạm trung tâm +Mạng lưới truyền tin: Được xây dựng trên cơ sở mạng máy tính và truyền thông công nghiệp có chức năng đảm bảo thông tin hai chiều giữa trạm điều khiển trung tâm và các trạm cơ sở II.Nguyên Tắc Hoạt Động Của Hệ Thống SCADA Hệ thống SCADA hoạt động dựa trên nguyên tắc lấy tín hiện từ các cơ cấu cảm biến được gắn trên các thiết bị công tác hoặc trên dây truyền sản xuất gửi về cho máy tính (thực hiện phần thu nhận dữ liệu ) . Máy tính xử lý, kiểm tra trạng thái hoạt động của hệ thống, các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm đã được cài sẵn trong bộ nhớ. Đồng thời, máy tính sẽ hiển thị lại những thông tin kỹ thuật của hệ thống trên màn hình, cho phép tự động giám sát và điều khiển hệ thống và phát ra tín hiệu điều khiển đến máy công tác tạo nên vòng tín hiệu kín (thực hiện chức năng giám sát và điều khiển) Đối với các hệ thống sản xuất trước đây, việc kiểm tra giám sát hoàn toàn do con người đảm trách. So với máy tính, tốc độ tính toán của con người chậm và dễ nhầm lẫn .Việc tính toán điều khiển của máy tính sẽ tránh được những hậu quả trên. Những sai sót nhỏ, đơn giản thường xuyên gặp phải sẽ được máy tính giám sát và xử lý theo chương trình được đặt sẵn. Đối với những sự cố lớn máy tính sẽ báo cho người theo dõi biết và tạm dừng hoạt động của hệ thống để chờ quyết định của người điều hành. Vì vậy, bên cạnh khả năng hoạt động toàn hệ thống theo một chương trình định trước, hệ SCADA còn cho phép người vận hành quan sát được trạng thái làm việc của từng thiết bị tại các trạm cơ sở, đưa ra các cảnh báo, báo động khi hệ thống có sự cố và thực hiện các lệnh điều khiển can thiệp vào hoạt động của hệ thống khi có tình huống bất thường hoặc có sự cố. III.Chức Năng Và Nhiệm Vụ Cơ Bản Của Hệ Thống SCADA: Có 4 chức năng cơ bản: 1.Giám sát và phân tích hoạt động sản xuất: khi nhận được những thông tin về hoạt động của hệ thống từ các bộ phận cảm biến gửi về, máy tính sẽ phân tích những tín hiệu đó và so sánh với những tín hiệu chuẩn,, hay các bảng cơ sở dữ liệu về sản phẩm, quy trình sản xuất, các thông số công nghệ của các máy công tác(dữ liệu tham khảo). Nhờ các bộ phận cảm biến và các thiết bị đo lường mà trong quá trình sản xuất luôn thông báo cho người giám sát biết được các thông tin về tiến trình hoạt động sản xuất, các thông số kỹ thuật ,số lượng sản phẩm... 2.Hoạt động theo chương trình điều khiển: Hệ thống hoạt động theo một chương trình đã lập từ trước. Nhờ có bộ vi xử lý ta có thể lập trình cho hệ thống hoạt động theo những chu trình phức tạp, máy tính sẽ đọc chương trình và xuất tín hiệu điều khiển cho các cơ cấu hoạt động theo chương trình Việc thay đổi chu trình hoạt động của máy tính hay thay đổi kích thước mẫu mã sản phẩm chỉ là việc thay đổi chương trình. 3.Kiểm tra và đảm bảo chất lượng: Nhờ các thiết bị cảm ứng và các thiết bị đo lường được gắn trên máy mà ta có thể đo, kiểm tra sản phẩm, loại bỏ các phế phẩm, nhờ đó mà chất lượng sản xuất được nâng cao và giảm bớt chi phí sản xuất. 4.Quản lý quá trình sản xuất: Các thông tin về hệ thống sản xuất đều được truyền về cho máy tính giám sát và thống kê, tổng kết quá trình sản xuất: số lượng sản phẩm, số lượng nguyên vật liệu còn tồn trữ…