Giải pháp giám sát và điều khiển công nghệ cao cho công nghiệp xử lý nước

GIẢI PHÁP GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN HIỆU QUẢ CAO CHO CÔNG NGHIỆP XỬ LÝ NƯỚC 

Giải pháp điều khiển tự động qua máy tính của Beckhoff…

…chiết lọc nước và quản lý nước thải hiệu quả và bền vững

Giải pháp tổng quát cho công nghệ điều khiển tự động, có khả năng mở rộng về sau…

…thích hợp cho toàn bộ quá trình xử lý nước.

Quản lý nước hiệu quả đòi hỏi việc truy cập, xử lý nhanh và chính  xác các thông số trong quá trình & các quá trình điều khiển đa dạng. Các máy tính nhúng Beckhoff  thích hợp cho việc kết nối với thiết bị đầu cuối (Bus Terminal) để giao tiếp với tất cả các cảm biến và cơ cấu chấp hành để giám sát và điều khiển chính xác các quá trình như đo mức nước, nhiệt độ, tốc độ dòng, độ PH, nồng độ oxi hoặc ni-tơ…tại các trạm xử lý nước khác nhau. Các bộ điều khiển nhúng có đủ hiệu suất để điều khiển những trạm thứ cấp của một nhà máy xử lý nước thải. Ngoài công nghệ điều khiển, máy tính nhúng của Beckhoff cũng có khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu lớn, cũng như thực hiện các phần mềm giám sát, đồ hoạ trực quan.

Với khả năng mở rộng các I/O, cùng với cấu tạo dạng từng module, máy tính nhúng của Beckhoff cung cấp cho khách hàng khả năng để tích hợp và mở rộng hệ điều khiển trong tương lai một cách linh hoạt đối với nhiều yêu cầu khác nhau mà không làm tăng chi phí và thời gian.

Giao diện mở cho phép đơn giản hoá việc giao tiếp…

…tại cấp quá trình và trạm bên ngoài.

Do sự đa dạng của các chuẩn giao tiếp phần cứng và phần mềm, các bộ điều khiển nhúng dùng máy tính phục vụ kết nối hầu hết các thiết bị và các chuẩn  giao tiếp vào trong việc giám sát quá trình. Ví dụ thông qua giao diện OPC và giao thức IEC 60870-5-10x, hoặc các tiêu chuẩn như Ethernet, PROFINET, PROFIBUS, EtherNET /IP…Việc giao tiếp ở khoảng cách xa được thực hiện thông qua các modem analog, radio, các mạng máy tính hoặc các mạng điện thoại di động. Các tiêu chuẩn truyền thông giúp thực hiện điều này bao gồm GPRS, UMTS hoặc LTE được hổ trợ bởi hầu hết các máy tính nhúng.

Hệ thống I/O dạng module của Beckhoff cung cấp…

Hệ thống I/O dạng module của Beckhoff bao gồm các khối module điện tử phục vụ cho việc kết nối trực tiếp các cảm biến/cơ cấu chấp hành và các bộ kết nối bus (Bus Coupler), bộ điều khiển đầu cuối (Bus Terminal Controller) hoặc dùng máy tính nhúng (Embedded PC) để kết nối với hệ thống mạng truyền thông thông dụng trong lĩnh vực xử lý nước như EtherCAT, Ethernet TCP/IP, Modbus TCP, RTU, PROFIBUS, PROFINET và RS232/RS422/RS485.

Với việc hổ trợ trên 400 loại tín hiệu khác nhau, hầu hết các cảm biến và cơ cấu chấp hành thông dụng đều có thể được tích hợp vào bộ điều khiển. Đáp ứng vô số các ứng dụng khác nhau, từ bộ điều khiển chuyển động cho đến lĩnh vực đo lường. Các module hổ trợ từ 1 đến 16 kênh điều khiển cho phép người sử dụng lựa chọn giải pháp tự động hoá một cách chính xác theo yêu cầu đầu vào và đầu ra. Thêm vào đó, cấu trúc kết nối theo dạng module cho phép khả năng linh hoạt trong việc cấu hình bộ điều khiển đối với từng hệ thống riêng biệt trong một nhà máy xử lý nước. Việc sử dụng các thiết bị tiêu chuẩn đảm bảo cung cấp giải pháp triệt để, đồng thời tăng khả năng tích hợp vào hệ thống hiện hữu.

…giải pháp linh hoạt cho việc quản lý nước.

Kỹ thuật điều khiển tự động dựa trên máy tính tích hợp khả năng đo lường, điều khiển và việc điều chỉnh các thông số được thực hiện trên cùng một hệ thống, cùng với khả năng thu thập và lưu trữ một lượng lớn các thông số cục bộ và phân tán. Beckhoff cung cấp các điều kiện cần thiết để điều khiển chính xác các quá trình xả nước thải và các trạm ngoài như các giếng, bơm và các hồ chứa... Các thông số quá trình như mực nước, nhiệt độ, lưu lượng, giá trị pH, nồng độ oxy và nitơ được ghi nhận bởi các các thiết bị bus đầu cuối (bus terminal) và được xử lý bởi các thuật toán thông minh bằng các bộ điều khiển bus đầu cuối (bus terminal controller) hoặc máy tính nhúng (Embedded PC).

Giải pháp điều khiển của Beckhoff không chỉ mang thuận lợi về thiết kế nhỏ gọn; mà nó còn gây ấn tượng bởi việc giảm giá thành, đơn giản và linh hoạt trong việc thi công hệ thống. Các trạm nhánh (substation) hoặc các trạm ngoài (outstation) ở các nhà máy xử lý nước có thể được kết nối thông qua chuẩn giao tiếp Ethernet, các chuẩn truyền thông, modem analog, ÍSDN, mạng radio, GSM và UMTS và các kết nối từ xa.

Twincat như một nền tảng điều khiển phổ biến…

TwinCAT, phần mềm tự động hóa MỞ và khả năng mở rộng của Bekhoff trên cơ sở của hệ điều hành Windows, tạo thành trái tim của bộ điều khiển dựa trên máy tính. Nó biến đổi một PC thành một bộ điều khiển thời gian thực với hệ thống đa PLC (multi-PLC), hỗ trợ một môi trường lập trình và cấu hình phần cứng.TwinCAT là phần mềm rất tiện lợi trong việc thi công từ bộ điều khiển của nhà máy xử lý nước thải cho tới các trạm bơm phân tán bên ngoài.

Hổ trợ nhiều thư viện PLC với các khối chức năng lập trình tương thích với tiêu chuẩn PLC truyền thống. Có khả năng kết nối với tất cả các chuẩn truyền thông phổ biến và hổ trợ các giao diện đồ hoạ bằng PC. TwinCAT phiên bản 3 bao gồm IEC 61131-3-C/C++ và Matlab/Simulink được như một ngôn ngữ lập trình thời gian thực.

…Cung cấp một công cụ lập trình hiệu quả.

Với một công cụ thống nhất dùng cho việc cấu hình, lập trình và chuẩn đoán lỗi bằng TwinCAT và một công cụ thiết kế và mô phỏng bộ điều khiển trong Matlab®/Simulink®. TwinCAT cho phép kết nối với tất các chuẩn truyền thông và các giao thức PC, đồng thời việc trao đổi dữ liệu thông qua giao diện OPC UA, giao thức điều khiển vô tuyến IEC 60870-5-10x hoặc Modbus.Với khả năng tích hợp chức năng theo dõi có điều kiện (Condition Monitoring) vào trong các hệ thống tự động cho phép khả năng theo dõi tình trạng của bơm, các bộ ly tâm…mà không cần thêm bất cứ phần cứng nào. Việc thi công trở nên đơn giảm hoá và giúp giảm chi phí hệ thống. Tuỳ theo yêu cầu, các công cụ phần mềm có liên quan có thể được cài đặt trên cùng một PC, cùng với phần mềm TwinCAT. Do phần mềm cùng chạy trong Windows, việc giao tiếp giữa các phần mềm rất đơn giản.

Trong hệ thống xử lý nước tại những trạm ở xa như giếng, trạm bơm hay thùng chứa nước, dữ liệu quá trình được thu thập, xử lý, lưu trữ và chuyển thông qua mạng lưới truyền thông tới một trạm điều khiển. Những bộ điều khiển đơn giản hay các máy tính nhúng thường xuyên được sử dụng ở đây, tùy thuộc vào ứng dụng. Những bộ điều khiển này thường được trang bị với ổ cứng lưu trữ lớn.Do đó, một số lượng lớn của dữ liệu có thể được thu thập và chứa ngay tại bộ điều khiển nếu việc truyền thông dữ liệu đến máy tính trung tâm (Server) bị gián đoạn một thời gian dài.Một lượng lớn các module I/O khác nhau, phục vụ cho việcthu thập và xử lý các tín hiệu điều khiển một cách chính xác và hiệu quả. Yêu cầu duy nhất để triển khai hệ thống này, đó là việc trang bị một máy tính nhúng, phần mềm tự động TwinCAT, cùng với một giao thức truyền thông thích hợp để truyền tải các dữ liệu điều khiển.