Đề tài mô hình scada giám sát và Điều khiển Đo mức chất lỏng trong bồn chứa

MÔ TẢ TỔNG QUAN HỆ THỐNG- Hệ thống giám sát và điều khiển mực nước trong bồn chứa sử dụng cảm biến siêu âm HC-SR04 để đo mực nước và điều khiển các thiết bị khác thông qua Arduino và gia

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO TIẾN ĐỘ BÀI TẬP LỚN

HỌC PHẦN : CHUYÊN ĐỀ 1

ĐỀ TÀI : MÔ HÌNH SCADA GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐO

MỨC CHẤT LỎNG TRONG BỒN CHỨA

Sinh viên thực hiện : Nhóm 3 Giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Thị Ngọc Quyên

Tp Hồ Chí Minh , ngày 21 tháng 10 năm 2024

I MÔ TẢ TỔNG QUAN HỆ THỐNG 01

II CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG

02

III PHÂN TÍCH BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN

03

IV MỤC TIÊU ĐIỀU KHIỂN

I MÔ TẢ TỔNG QUAN HỆ THỐNG

- Hệ thống giám sát và điều khiển mực nước trong bồn chứa sử dụng cảm biến siêu âm

HC-SR04 để đo mực nước và điều khiển các thiết bị khác thông qua Arduino và giao

diện LabVIEW Mục tiêu của hệ thống là giám sát, cảnh báo và tự động điều khiển bơm

nước, còi báo động và servo để đảm bảo quá trình cấp nước ổn định và an toàn, đồng

thời xử lý các tình huống khẩn cấp

II CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG:

1 Cảm biến siêu âm HC-SR04:

• Đo mức nước trong bồn và gửi thông tin về mức nước cho Arduino.

2 Cảnh báo mức nước cạn (Báo động 1):

• Khi nước xuống Mức 1, LabVIEW sẽ hiển thị cảnh báo.

• Đèn LED bật để thông báo tình trạng nước thấp.

3 Cảnh báo và kích hoạt bơm khi nước xuống Mức 2 (Báo động 2):

• Nếu nước xuống Mức 2 (thấp hơn Mức 1), hệ thống sẽ:

• Bật bơm nước 5V tự động để bơm nước vào bồn.

• LED vẫn sáng để cảnh báo.

II CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG:

4 Dừng bơm khi nước đạt lại Mức 1:

- Khi mực nước dâng lên lại Mức 1, hệ thống sẽ:

• Tự động tắt bơm.

• LED vẫn sáng để báo hiệu tình trạng an toàn hơn, nhưng vẫn cần theo dõi.

5 Xử lý tình huống khẩn cấp - Nguy cơ tràn bồn:

- Nếu có sự cố và bơm vẫn tiếp tục hoạt động khi nước đã đạt Mức 1,

có nguy cơ tràn bồn, hệ thống sẽ:

• Kích hoạt còi báo động.

• Hiển thị cảnh báo nguy cơ tràn bồn trên giao diện LabVIEW.

• Servo SR90 sẽ tự động mở van dự phòng để xả nước vào bồn dự phòng hoặc ra

ngoài.

6 Nút dừng khẩn cấp trên LabVIEW:

• Nút stop trên giao diện LabVIEW cho phép người dùng dừng ngay lập tức bơm

trong trường hợp khẩn cấp.

III PHÂN TÍCH BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN

1 Xác định các đầu vào và đầu ra của

hệ thống:

a Đầu vào (Inputs):

• Tín hiệu từ cảm biến HC-SR04: Đo

khoảng cách từ cảm biến đến bề mặt nước để tính toán mực nước hiện tại trong bồn.

• Tín hiệu từ nút dừng khẩn cấp (stop

button) trên LabVIEW: Nhận tín hiệu dừng khẩn cấp từ người dùng.

III PHÂN TÍCH BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN

2 Xác định các đầu vào và đầu ra của

hệ thống:

b Đầu ra (Outputs):

• Hiển thị cảnh báo trên giao diện LabVIEW: Cảnh

báo người dùng khi mực nước ở mức nguy hiểm

hoặc có nguy cơ tràn bồn.

• Bật/tắt LED: Thông báo trạng thái an toàn hoặc

nguy hiểm liên quan đến mực nước.

• Điều khiển bơm nước 5V: Bơm sẽ bật/tắt dựa

trên mức nước hiện tại.

• Còi báo động: Kích hoạt khi có nguy cơ tràn bồn.

• Servo SR90: Mở van khẩn cấp để xả nước khi xảy

ra sự cố tràn bồn.

III PHÂN TÍCH BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN

2 Các điều kiện hoạt động của hệ thống:

- Điều kiện 1: Khi mực nước xuống Báo động 1 (Mức 1):

• Hiển thị cảnh báo trên LabVIEW.

• LED bật.

- Điều kiện 2: Khi mực nước xuống Báo động 2 (Mức 2):

• LED sáng.

• Bơm nước 5V tự động bật để bơm nước vào bồn.

- Điều kiện 3:Nước dâng lên lại Mức 1:

• Bơm nước tự động tắt.

• LED vẫn sáng.

III PHÂN TÍCH BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN

2 Các điều kiện hoạt động của hệ thống:

- Điều kiện 4: Khi có sự cố và nguy cơ tràn

bồn:

• Còi báo động kêu.

• Hiển thị cảnh báo tràn bồn trên LabVIEW.

• Servo SR90 kích hoạt để mở van khẩn cấp, xả nước.

- Điều kiện 5 : Khi người dùng nhấn nút dừng

khẩn cấp trên LabVIEW:

• Bơm sẽ ngừng ngay lập tức, bất kể mực nước hiện

tại.

III PHÂN TÍCH BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hệ

thống:

• Độ chính xác của cảm biến HC-SR04:

Đảm bảo việc đo mực nước chính xác, tránh sai

số lớn trong điều khiển.

• Tốc độ phản hồi của bơm và servo: Hệ

thống phải phản hồi nhanh khi nước xuống mức

cạn hoặc có nguy cơ tràn bồn.

• LabVIEW giao diện trực quan: Hiển thị

đầy đủ và chính xác trạng thái của hệ thống giúp

người vận hành dễ dàng theo dõi và xử lý

IV MỤC TIÊU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

1 An toàn và ổn định:

Hệ thống phải hoạt động ổn định trong các điều kiện vận

hành thông thường và đảm bảo an toàn trong trường hợp

khẩn cấp như bơm quá mức hoặc nguy cơ tràn bồn

2 Tự động hóa hoàn toàn:

Tự động giám sát mực nước, bật/tắt bơm và kích hoạt các

thiết bị cảnh báo (LED, còi, van khẩn cấp) mà không cần sự

can thiệp liên tục của người vận hành

3 Cảnh báo sớm và xử lý sự cố:

Khi phát hiện mực nước xuống thấp hoặc có nguy cơ tràn

bồn, hệ thống phải cảnh báo kịp thời và thực hiện các biện

pháp xử lý như mở van dự phòng bằng servo

IV MỤC TIÊU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

4 Tương tác người dùng dễ dàng qua LabVIEW:

- Giao diện LabVIEW cung cấp thông tin chi tiết về trạng thái

của hệ thống và cho phép người dùng thực hiện các thao tác điều

khiển như dừng khẩn cấp hoặc điều chỉnh ngưỡng cảnh báo.

5 Phản hồi nhanh:

- Hệ thống cần phản hồi nhanh chóng với các thay đổi mực

nước và thực hiện các hành động phù hợp như bật/tắt bơm, kích

hoạt còi hoặc servo để đảm bảo an toàn.

6 Bảo trì và tối ưu hóa dễ dàng:

- Hệ thống nên dễ dàng bảo trì và hiệu chỉnh, ví dụ như điều

Thank you!