TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN - - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỦ ATS BẰNG PLC KẾT HỢP VỚI ỨNG DỤNG TRÊN ĐIỆN THOẠI SINH VIÊN : NGUYỄN QUANG HUY LÊ TẤN ĐẠT 19524441 19519431 LỚP : DHDI15A GVHD : THS PHẠM THỊ LỆ DIỄM TP HCM, NĂM 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN - - KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỦ ATS BẰNG PLC KẾT HỢP VỚI ỨNG DỤNG TRÊN ĐIỆN THOẠI SINH VIÊN : NGUYỄN QUANG HUY LÊ TẤN ĐẠT LỚP : DHDI15A GVHD : THS PHẠM THỊ LỆ DIỄM TP HCM, NĂM 2023 19524441 19519431 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài: (1) Nguyễn Quang Huy MSSV – 19524441 (2) Lê Tấn Đạt MSSV – 19519431 Tên đề tài THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỦ ATS BẰNG PLC KẾT HỢP VỚI ỨNG DỤNG TRÊN ĐIỆN THOẠI Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu) Chương 1: Tổng quan thiết bị chuyển nguồn tự động ATS Chương 2: Tổng quan PLC lập trình PLC Chương 3: Diều khiển tủ ATS ứng dụng điện thoại Chương 4: Tính tốn lựa chọn khí cụ điện cho tủ ATS Chương 5: Thiết kế thi công Chương 6: Nhận xét đánh giá Kết dự kiến Hiểu rõ hệ thống tủ ATS Tính tốn lựa chọn khí cụ điện cho phù hợp Lập trình PLC Mitsubishi (GXW2) Thiết kế lập trình ứng dụng điện thoại Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng Sinh viên i năm 20… NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN - Tp.HCM, ngày tháng Giảng viên hướng dẫn Kí tên ii năm LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, trước tiên chúng em xin gửi đến quý thầy, cô giáo trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh lời cảm ơn chân thành sâu sắc Đặc biệt, chúng em xin gởi đến cô Phạm Thị Lệ Diễm – Người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp lời cảm ơn chân thành Trong trình thực đồ án này, em nhận hỗ trợ nhiệt tình giúp đỡ từ nhiều người Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy cô giáo, bạn bè gia đình động viên, hỗ trợ giúp đỡ em suốt trình thực đồ án Em xin gửi lời cảm ơn đến cô Phạm Thị Lệ Diễm dành thời gian giảng dạy hướng dẫn em trình thực đồ án Nhờ hướng dẫn cơ, em có kiến thức cần thiết để hồn thành đồ án cách xác hiệu Một lần chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trường Đại học Công nghiệp tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án cách tốt Nhờ vào hỗ trợ giúp đỡ giảng viên, nhân viên trường, chúng em tiếp cận với tài liệu, phần mềm thiết bị cần thiết để thực đồ án cách thuận lợi Điều giúp chúng em hồn thành đồ án cách thành cơng đạt kết tốt Cuối cùng, chúng em xin kính chúc thầy giảng viên Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh tồn thể Ban lãnh đạo thầy cô lời sức khỏe thành đạt nghiệp sống iii C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP .i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH vii DANH SÁCH CÁC BẢNG .ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS 1.1 Thiết bị chuyển nguồn tự động ATS 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Tổng quan thiết bị chuyển nguồn tự động ATS 1.1.3 Nhiệm vụ ATS 1.1.4 Phân loại tủ ATS 1.2 Nguyên lý hoạt động tủ ATS 1.2.1 Tủ ATS lưới – lưới .3 1.2.2 Tủ ATS lưới – máy phát .3 1.3 Nguồn dự phòng .4 1.3.1 Máy phát điện .4 1.3.2 Nguồn UPS CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC VÀ LẬP TRÌNH PLC 2.1 Giới thiệu PLC 2.2 Nguyên lí hoạt động PLC 2.3 Ứng dụng PLC 2.4 Giới thiệu PLC FX3S-30MT .9 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn iv C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 2.5 Giới thiệu phần mềm GX-Works .9 2.6 Lưu đồ thuật toán 11 2.7 Chương trình PLC cho tủ ATS 12 2.7.1 Tạo project cho FX3S .12 2.7.2 Chương trình PLC 13 CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN TỦ ATS BẰNG ỨNG DỤNG TRÊN ĐIỆN THOẠI 21 3.1 Tổng quan Module WiFi 21 3.1.1 Kit RF Thu Phát Wifi NodeMCU ESP8266 21 3.1.2 Chương trình Code Arduino .22 3.1.3 Kết nối nạp Code cho Kit Wifi NodeMCU ESP8266 CP2102 25 3.2 Tổng quan ứng dụng theo dõi điều khiển thiết bị chuyển nguồn tự động ATS 26 3.2.1 Phần mềm web Mit App Inventor 26 3.2.2 Dịch vụ Google Firebase 28 3.2.3 Thiết kế kế lập trình ứng dụng ATS CONTROLLER MIT App Inventor 29 3.3 Cách thức giao tiếp ứng dụng ATS CONTROLLER với tủ ATS 32 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ CHỌN LỰA KHÍ CỤ ĐIỆN CHO TỦ ATS 34 4.1 Thiết bị Tủ ATS .34 4.2 MCB mạch động lực 35 4.3 Contactor 36 4.4 Dây dẫn mạch động lực 38 4.5 Bảo vệ điện áp (VPRA2M) 39 4.6 Relay trung gian .40 4.7 Cầu chì 42 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn v C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 4.8 MCB mạch điều khiển 44 4.9 Đồng hồ đo dòng 44 4.10 Đồng hồ đo áp 45 4.11 Công tắc chuyển mạch Volt,Ampe 45 4.12 Biến dòng .47 4.13 Đèn báo 47 4.14 Nút nhấn 48 4.15 Nút dừng khẩn cấp 48 4.16 Switch chuyển mạch vị trí 49 4.17 Timer 49 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 50 5.1 Thiết kế mạch nguyên lý 50 5.1.1 Mạch động lực 50 5.1.2 Mạch điều khiển .51 5.2 Thiết kế, bố trí thiết bị mặt tủ ATS 54 5.3 Tiến hành thi công 55 5.3.1 Một số hình ảnh trình thi cơng 55 5.3.2 Hoàn thành tủ ATS 57 CHƯƠNG 6: NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 58 6.1 Nhận xét 58 6.2 Kết 58 6.3 Đánh giá 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn vi C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hệ thống ATS .2 Hình 1.2 Nguồn UPS Hình 2.1 Các nhà sản xuất PLC Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động PLC Hình 2.3 Ứng dụng PLC .8 Hình 2.4 PLC Mitsubishi FX3S-30MT/ESS .9 Hình 2.5 Phần mềm GX Works2 .10 Hình 2.6 Lưu đồ thuật tốn tủ ATS 11 Hình 2.7 Cách tạo project cho FX3S 12 Hình 3.1 Kit Wifi NodeMCU ESP8266 CP2102 21 Hình 3.2 Cài thư viện ESP8266 vào Arduino IDE 25 Hình 3.3 Cài đặt ESP8266 vào Arduino IDE 26 Hình 3.4 Nạp code cho Kit Wifi 26 Hình 3.5 Giao diện MIT App Inventor .27 Hình 3.6 Giao diện thiết kế Mit App Inventor 27 Hình 3.7 Giao diện lập trình Mit App Inventor 28 Hình 3.8 Giao diện Google Firebase 29 Hình 3.9 Giao diện thiết kế ứng dụng ATS CONTROLLER 30 Hình 3.10 Giao diện ứng dụng ATS CONTROLLER Smartphone 30 Hình 3.11 Các khối lệnh lập trình ứng dụng ATS CONTROLLER 31 Hình 3.12 Dữ liệu Realtime Database 33 Hình 4.1 MCB pha cực 20A 35 Hình 4.2 Cấu tạo MCB tép .36 Hình 4.3 Contactor Fuji SC-5-1 37 Hình 4.4 Cấu tạo contactor 38 Hình 4.5 Bảo vệ điện áp (VPRA2M) 39 Hình 4.6 Sơ đồ IN/OUT VPRA2M 39 Hình 4.7 Relay MY2N-GS 24VDC Omron (8 chân dẹt nhỏ) 40 Hình 4.8 Sơ đồ chân relay MY2N-GS 24VDC Omron (8 chân dẹt nhỏ) 41 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn vii C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 4.9 Relay MY2N-GS AC220/240 Omron (8 14 chân dẹt nhỏ) 41 Hình 4.10 Sơ đồ chân relay MY2N-GS AC220/240 Omron (8 chân dẹt nhỏ) 41 Hình 4.11 Sơ đồ chân relay MY4N-GS AC220/240 Omron (14 chân dẹt nhỏ) 42 Hình 4.12 cầu chì ống 43 Hình 4.13 MCB pha 10A 44 Hình 4.14 Đồng hồ ampe Sfim 44 Hình 4.15 Đồng hồ volt Sfim 45 Hình 4.16 Cơng tắc chuyển mạch ammeter .45 Hình 4.17 Cơng tắc chuyển mạch voltmeter 46 Hình 4.18 Biến dịng 50/5A .47 Hình 4.19 Đèn báo led AD16-22DS 47 Hình 4.20 Nút nhấn 48 Hình 4.21 Nút dừng khẩn cấp 48 Hình 4.22 Switch chuyển mạch vị trí 49 Hình 4.23 Timer AH3-3 49 Hình 5.1 Mạch động lực 50 Hình 5.2 Mạch điều khiển trực tiếp tay 51 Hình 5.3 Mạch điều khiển chế độ tự động 52 Hình 5.4 Mạch điều khiển ứng dụng ATS CONTROLLER điện thoại 53 Hình 5.5 Mạch điều khiển ứng dụng điện thoại 53 Hình 5.6 Bố trí thiết bị tủ 54 Hình 5.7 Bố trí thiết bị cửa tủ .54 Hình 5.8 Hình ảnh q trình thi cơng .55 Hình 5.9 Hình ảnh trình thi cơng .56 Hình 5.10 Tủ ATS hoàn thành .57 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn viii C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Khóa luận tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Huy Lê Tấn Đạt - Thang đo: 50A - Kiểu đo: gián tiếp qua biến dịng 50/5A - Cấp xác: 2.5 4.10 Đồng hồ đo áp Hình 4.15 Đồng hồ volt Sfim Thông số kỹ thuật: - Tên: Đồng hồ đo vôn Sfim SF-80 - Thang đo: 500V - Cấp xác: 2.5 4.11 Công tắc chuyển mạch Volt,Ampe Công tắc chuyển mạch Ampe kế: Hình 4.16 Cơng tắc chuyển mạch ammeter Thông số kỹ thuật: - Tên: Công tắc chuyển mạch ammeter - Ở vị trí 0: Khơng đo dịng điện (OFF) Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 45 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Khóa luận tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Huy Lê Tấn Đạt - Ở vị trí 1: Dùng để đo dịng điện pha RN - Ở vị trí 2: Dùng để đo dịng điện pha SN - Ở vị trí 3: Dùng để đo dịng điện pha TN Cơng tắc chuyển mạch volt kế: Hình 4.17 Công tắc chuyển mạch voltmeter Thông số kỹ thuật: - Tên: Công tắc chuyển mạch voltmeter - Ở vị trí 0: Khơng đo điện áp (OFF) - Ở vị trí RS: Dùng để đo điện áp dây RS - Ở vị trí ST: Dùng để đo điện áp dây ST - Ở vị trí TR: Dùng để đo điện áp dây TR - Ở vị trí RN: Dùng để đo điện áp pha RN - Ở vị trí SN: Dùng để đo điện áp pha SN - Ở vị trí TN: Dùng để đo điện áp pha TN Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 46 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Khóa luận tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Huy Lê Tấn Đạt 4.12 Biến dịng Hình 4.18 Biến dịng 50/5A Thơng số kỹ thuật: - Tên: Biến dòng CT 50/5A - Tỉ số biến dòng: 50/5A - Công suất: 5VA - Điện áp: 600V - Tần số: 50 - 60 Hz 4.13 Đèn báo Hình 4.19 Đèn báo led AD16-22DS Thơng số kĩ thuật: - Dịng làm việc: