Nghiên cứu và chế tạo thiết bị IoT giám sát và thu thập dữ liệu từ xa bộ điều khiển tụ bù hạ áp

Bài viết "Nghiên cứu và chế tạo thiết bị IoT giám sát và thu thập dữ liệu từ xa bộ điều khiển tụ bù hạ áp" trình bày việc thiết kế, chế tạo thiết bị IoT thu thập dữ liệu của bộ điều khiển tụ bù hạ áp từ xa qua mạng viễn thông 4G. Thiết bị bao gồm mạch điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển STM32 giao tiếp với bộ điều khiển tụ bù DUCATI R8 qua chuẩn truyền thông Modbus RTU, và gửi dữ liệu lên server thông qua giao thức HTTP. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu và chế tạo thiết bị IoT giám sát và thu thập dữ liệu từ xa bộ điều khiển tụ bù hạ áp Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ IOT GIÁM SÁT VÀ THU THẬP DỮ LIỆU TỪ XA BỘ ĐIỀU KHIỂN TỤ BÙ HẠ ÁP Trần Trung Hiếu1, Ngô Đình Thanh1, Nguyễn Xuân Tiến2, Nguyễn Phúc Lê Huy1, Nguyễn Quang Tiến1 1 Khoa Điện, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng 2 Điện lực Chư Pah, Công ty điện lực Gia Lai Email: tthieu2k1@gmail.com ndthanh@dut.udn.vn xuantienpcgl@gmail.com nguyenlehuy681@gmail.com nguyentien12a12807@gmail.com Tóm tắt — Bài báo trình bày việc thiết kế, chế tạo bao gồm các vấn đề như chưa thể phát hiện kịp thời khi thiết bị IoT thu thập dữ liệu của bộ điều khiển tụ bù có hư hỏng do chỉ có thể kiểm tra định kỳ, tốn nhiều hạ áp từ xa qua mạng viễn thông 4G. Thiết bị bao nhân công trong công tác quản lý vận hành, vẫn có các gồm mạch điều khiển trung tâm sử dụng vi điều vụ tai nạn điện xảy ra do việc kiểm tra đo thông số trực khiển STM32 giao tiếp với bộ điều khiển tụ bù tiếp và hiện chưa có phần mềm quản lý theo dõi từ xa. DUCATI R8 qua chuẩn truyền thông Modbus RTU, Với những vấn đề cấp thiết như trên, việc yêu cầu một và gửi dữ liệu lên server thông qua giao thức HTTP. hệ thống IoT giám sát từ xa là phù hợp với nhu cầu thực Dữ liệu sẽ được trực quan hóa, lưu trữ, cập nhật theo tiễn, đảm bảo an toàn lao động, tiết kiệm thời gian và chi thời gian thực để có thể dễ dàng truy vấn và hiển thị phí cho việc quản lý có yêu cầu phải vận hành liên tục trên phần mềm quản lý. Hệ thống cho phép thu thập và hiệu quả. thông tin chất lượng điện năng như điện áp, dòng điện tiêu thụ, hệ số công suất cosφ, tần số, cũng như trạng thái của các tụ bù hạ áp, ... Việc ứng dụng công nghệ IoT giúp cán bộ nhân viên ngành điện có thể tiết kiệm được thời gian, công sức để theo dõi số liệu vận hành, kiểm tra định kì tại chỗ cũng như là có thể sửa chữa hư hỏng một cách kịp thời. Giải pháp này đảm bảo các tủ tụ bù có thể vận hành liên tục theo thời gian thực và đảm bảo hệ số công suất cosφ lớn hơn 0,9. Từ kết quả thực hiện được, dự án đã cho thấy đây là giải pháp có thể triển khai tại các nhà máy, các tủ bù hạ áp đang hoạt động và rất thuận Hình 1. Tình hình thực tế quản lý tụ bù tại điện lực Chư Pưh lợi trong việc thi công, lắp đặt, vận hành, dữ liệu 2021 được thu thập theo thời gian thực và có độ tin cậy cao. II. GIẢI PHÁP XỬ LÝ Việc giám sát chất lượng và quá trình hoạt động từ xa Từ khóa - Bộ điều khiển tụ bù, IoT, Chất lượng của hệ thống điều khiển tụ bù thông qua các thông số điện năng, Thu thập dữ liệu.. chất lượng điện năng như cosφ, công suất phản kháng, I. GIỚI THIỆU dòng điện, điện áp, trạng thái của tụ bù… sẽ giúp người quản lý vận hành đánh giá được chính xác chất lượng Trong một hệ thống điện, tụ bù được sử dụng với điện năng, đồng thời việc giám sát các thông số sẽ giúp mục đích bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosφ nhằm đảm bảo hiệu quả các hoạt động cảnh báo sớm được tình trạng tụ bù đó như thế nào để trên lưới điện. Chính vì thế, trên khắp nước ta hiện đang có kế hoạch khắc phục, xử lý sớm và chính xác nhất. Hệ có trên 100.000 tủ tụ bù các loại được sử dụng và hoạt thống giám sát thông số năng lượng của bộ điều khiển động liên tục mỗi ngày. Việc xảy ra những sự cố như hư hỏng tủ tụ bù sẽ làm tổn hao trên dây truyền tải điện, công suất phản kháng không được bù khi sụt áp, ảnh hưởng đến chi phí tiền điện. Hiện nay vẫn còn những khó khăn vướng mắc đang tồn tại việc quản lý nhiều tủ tụ bù hạ áp hàng tháng, ISBN 978-604-80-7468-5 31 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) tụ bù hạ áp từ xa thông qua mạng viễn thông 4G được chia ra làm 3 phần: Hình 3. Sơ đồ nguyên lý thiết bị Hình 2. Giải pháp thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu • Thu thập dữ liệu. • Xử lý và truyền dữ liệu. • Quản lý và trực quan hóa dữ liệu. Thu thập dữ liệu: Các thông số của tụ bù sẽ được bộ điều khiển tụ bù Ducati chuyển về module thu thập dữ liệu thông qua giao thức Modbus RTU. Các trạng thái của tụ bù sẽ được giám sát trực tiếp thông qua các tiếp điểm phụ của contactor. Phần xử lý và truyền dữ liệu: Dữ liệu sẽ được bóc tách, xử lý, đóng gói theo dạng Json và gửi lên Database thông qua giao thức HTTP bằng vi điều khiển STM32F407 và module Sim 7600E-H. Phần quản lý và trực quan hóa dữ liệu: Các thông số sẽ được gửi lên một cơ sở dữ liệu cập nhật thời gian thực, Hình 4. Sơ đồ nguyên lý mạch phần cứng dữ liệu lưu tại đây được truy vấn đến để hiển thị lên webserver và có thể được lưu trong một thời gian tương Thiết kế nguyên lý mạch phần cứng: đối tùy vào dung lượng dữ liệu cập nhật đến. Sơ đồ nguyên lý thiết bị giám sát Role tụ bù Ducati III. THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ...