3.2. Mô hình điều khiển bể lọc
Hệ thống lọc cát gồm 10 bể lọc có thể hoạt động độc lập với 10 bàn điều khiển các van tuyến tính có góc mở 0-90o. Bộ trễ thời gian Timer được tích hợp với từng bàn điều khiển để xác định thời gian còn lại của chu kỳ rửa lọc. Bàn điều khiển cho phép điều khiển các van liên động với quá trình hoạt động của máy bơm rửa lọc và quạt gió.
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:
- Màn hình điều khiển trạm bơm hiển thị sơ đồ công nghệ sản xuất nước sạch. Trong đó, các khu vực đo hiển thị các thông số cụ thể như: độ pH, độ đục, độ dẫn, lưu lượng nước đường ống.
- Màn hình biểu đồ thời gian thực hiển thị các giá trị đo.
- Màn hình biểu đồ dữ liệu lịch sử hiển thị số liệu đo từ cơ sở dữ liệu.
- Màn hình báo động thể hiện trạng thái báo động thời gian thực của các số liệu đo.
- Màn hình báo cáo số liệu lịch sử hiển thị bảng dữ liệu số liệu đo từ cơ sở dữ liệu.
- Màn hình báo cáo thống kê hiển thị thống kê dữ liệu của các số liệu đo đạc từ cơ sở dữ liệu.
- Màn hình máy bơm chính hiển thị quá trình điều khiển máy bơm cung cấp nước sạch cho mạng phân phối.
4.2. Phần mềm giám sát và điều khiển trên máy tính chủ tại nhà điều hành
Màn hình chính thể hiện sơ đồ mạng truyền dẫn tuyến ống cung cấp nước sạch gồm 08 điểm cần giám sát thông số áp lực và lưu lượng nước tuyến ống. Trong đó, có thể chọn bất kỳ điểm đo nào (Unit 1 – Unit 8), sẽ xuất hiện màn hình chi tiết của điểm đo đó.

Hình 9 : Màn hình giám sát và điều khiển trạm bơm chính


Hình 10: Màn hình giám sát mạng truyền dẫn tuyến ống cung cấp nước sạch

5. Kết luận
Hệ thống giám sát và điều khiển ES-WTPSCADA(tham khảo thông tin của sản phẩm tại http://www.embedded.com.vn/) góp phần nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành và đảm bảo chất lượng nước sạch cho nhà máy nước Cầu Nguyệt, đồng thời mang lại lợi ích to lớn cho cộng đồng dân cư sinh sống tại địa bàn quận Kiến An nói riêng và thành phố Hải Phòng nói chung. Đảm bảo nguồn nước sạch phục vụ sinh hoạt và sản xuất trên địa bàn góp phần tạo đà cho sự phát triển về kinh tế xã hội, nâng cao đời sống cho cư dân nơi đây góp phần đưa quận Kiến An trở thành đơn vị tiên phong, đi đầu trong mọi lĩnh vực của 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.

Phạm Ngọc Minh (Viện Công nghệ Thông tin, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội)
Email: [email protected]
Trần Vĩnh Phú, Trần Hậu Toàn (Công ty Ứng dụng Giải pháp công nghệ ASTEC)

Theo: Số 127 (6/2011)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay
http://automation.net.vn/Cong-nghe-U...AU-NGUYET.html