Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ♦♦♦♦ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG PHẦNMỀN ETAP REAL TIME TRONG QUẢN LÝ HỆ THỐNG ĐIỆN Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2022 Sinh viên.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ♦♦♦♦ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG PHẦN MỀN ETAP REAL-TIME TRONG QUẢN LÝ HỆ THỐNG ĐIỆN Sinh viên thực hiện: MSSV Nguyễn Hồng Phong 17142297 Nguyễn Hồng Long 18142327 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Điện - Điện tử GVHD: TS Nguyễn Nhân Bổn Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2022 Đồ án tốt nghiệp CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Phong Nguyễn Hồng Long MSSV: 17142297 MSSV: 18142327 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử Tên đề tài: Ứng dụng phần mền Etap Real-Time quản lý hệ thống điện Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Nhân Bổn NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Ưu điểm: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Nhược điểm: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ………………………………………………………………………………………………… Đánh giá loại: ………………………………………………………………………………………………… Điểm:……………….(Bằng chữ:………………………………………………………… ) Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) I Đồ án tốt nghiệp CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc *** -NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Phong MSSV: 17142297 Nguyễn Hồng Long MSSV: 18142327 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Nhân Bổn Ngày nhận đề tài: 16/03/2022 ĐT: 0903871443 Ngày nộp đề tài: 08/07/2022 Tên đề tài: Ứng dụng phần mềm ETAP Real-Time quản lý hệ thống điện Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Tài liệu hướng dẫn sử dụng ETAP Real-Time, tủ thiết bị EMS - Tài liệu huấn luyện cài đặt, sử dụng ETAP Real-Time, tủ thiết bị EMS Nội dung thực đề tài: - Tìm hiểu phần mềm ETAP Real-Time - Tìm hiểu phần mềm giám sát điều khiển - Triển khai thực hành Sản phẩm: Tài liệu hướng dẫn phần mềm ETAP Real-Time thực hành mơ hình Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Bộ môn Giảng viên hướng dẫn II Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình học tập hồn thành đồ án này, chúng em nhận nhiều hướng dẫn tận tình q báu thầy Với lòng biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, khoa Đào Tạo Điện - Điện tử tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đồ án Em xin cảm ơn TS Nguyễn Nhân Bổn hết lòng giúp đỡ, bảo ban, động viên tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy hội đồng chấm thi có góp ý để em hồn thiện luận văn cách tốt Cảm ơn anh chị khóa bạn giúp đỡ em nhiều trình tìm tài liệu để hồn thành đồ án Xin cảm ơn cơng ty ESEC, đặc biệt anh Hiệp cựu sinh viên anh Tuấn công ty ESEC dù bận rộn hỗ trợ nhiệt tình giúp chúng em có kiến thức thực tế vơ bổ ích giúp đồ án trở nên hoàn thiện Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn chúc sức khỏe đến q thầy cơ, anh chị Trân trọng kính chào! Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 07 năm 2022 Nguyễn Hoàng Phong Nguyễn Hoàng Long III Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Đề tài “Ứng dụng phần mềm ETAP Real-Time quản lý hệ thống điện” đề tài vừa nghiên cứu lý thuyết vừa ứng dụng vào mơ hình thực tế Ở ETAP Real-Time đóng vai trị vấn đề nghiên cứu chính, bên cạnh vấn đề cần nghiên cứu liên quan để hệ thống quản lý hệ thống điện phân phối hoàn thiện, logic Với tối ưu ETAP Real-Time thu thập số liệu từ hệ thống điện thông qua tiêu chuẩn giao tiếp chuẩn công nghiệp phổ biến Modbus RTU Modbus TCP/IP, sau mơ phỏng, phân tích, giám sát, vận hành trực tuyến hệ thống điện phân phối Để có tính vậy, ta cần xây dựng sở liệu MongoDB SQL để lưu trữ liệu liên kết chúng với máy chủ xây dựng sở liệu thiết bị thực tế quản lý ETAP SCADA Integrator để ETAP RealTime dễ dàng giao tiếp với thiết bị thu thập số liệu Ngồi đề tài cịn nghiên cứu tính mơ phỏng, cách thiết kế giao diện giám sát, vận hành, phân tích sinh động ETAP HMI Kết thực đề tài chạy ETAP Real-Time để thu thập đầy đủ số liệu Đã giám sát, vận hành trực tuyến hệ thống điện phân phối ETAP HMI WebRT IV Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan 1.1 Đặt vấn đề: 1.2 Mục tiêu đề tài: 1.3 Nội dung nghiên cứu: 1.3.1 Kết nối phần cứng nguyên lý điều khiển 1.3.2 Etap Real-Time 1.3.3 Phần mềm Etap 1.3.4 Scada Integrator .2 1.3.5 HMI 1.4 Những hạn chế 1.5 Bố cục Chương 2: Cơ sở lý thuyết 2.1 Giới thiệu Etap Real-Time 2.1.1 Tổng quan Etap Real-Time 2.1.2 Giám sát mô hệ thống điện (Power System Monitoring and Simulation) 2.1.3 Tích hợp hệ thống doanh nghiệp Etap (ETAP Enterprise System Integration) 2.2 ETAP Real-Time Server 2.3 Etap Scada Integrator 2.4 MongoDB 2.5 SQL SERVER 2.6 ETAP Real-Time Scada server 2.7 Etap HMI 2.8 HMI Designer .9 2.9 Các chuẩn giao tiếp truyền thông hỗ trợ ETAP 2.9.1 Truyền thông Modbus 2.9.1.1 Modbus RTU 10 2.9.1.2 Modbus TCP/IP 11 2.9.2 Giao tiếp Client/Server 11 V Đồ án tốt nghiệp 2.9.3 Giao tiếp OPC 12 2.9.3.1 Chuẩn giao tiếp OPC DA (Data Access) 12 2.9.3.2 Chuẩn giao tiếp OPC-UA 12 Chương 3: SƠ ĐỒ KẾT NỐI ETAP REAl-TIME VỚI THIẾT BỊ VÀ NGUYÊN LÝ THU THẬP DỮ LIỆU ĐIỀU KIỂN THIẾT BỊ CỦA ETAP REAl-TIME 16 3.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống ETAP Real-Time kết nối với mơ hình hệ thống điện 16 3.2 Sơ đồ kết nối ETAP Real-Time Server với PLC .16 3.3 Nguyên lý ETAP Real-Time thu thập liệu lượng từ đồng hồ đa 18 3.3.1 Sơ đồ kết nối PLC với đồ hồ đo lường đa 18 3.3.2 Nguyên lý ETAP Real-Time thu thập liệu từ đồ hồ đo lường đa 20 3.4 ETAP Real-Time điều khiển Contactor đóng cắt 25 3.4.1 Sơ đồ kết nối điều khiển đóng cắt Contactor 25 3.4.2 Nguyên lý ETAP Real-Time điều khiển đóng cắt Contactor .26 3.5 ETAP Real-Time thu thập trạng thái thiết bị 28 3.5.1 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị để thu thập trạng thái thiết bị 28 3.5.2 Nguyên lý ETAP Real-Time thu thập trạng thái thiết bị 28 Chương 4: PHẦN MỀM ETAP 31 4.1 Tổng quan phần mềm ETAP 31 4.2 Thanh công cụ ETAP Real-Time .33 4.2.1 Kiểm soát truy cập bảng điều khiển 34 4.2.1.1 Chế độ giám sát online (Online Monitor Mode) 34 4.2.1.2 Chế độ ngoại tuyến (Offline Mode) 35 4.2.1.3 Trạng thái điều khiển bảng điều khiển 35 4.2.1.4 Thay đổi kết nối máy chủ 36 4.2.2 Kiểm soát máy chủ 36 4.2.2.1 Cài đặt máy chủ 36 4.2.2.2 Giám sát máy chủ (Server Monitor) 37 4.2.3 Khởi chạy trình quản lý cảnh báo cố 38 4.2.4 Chuyển đến chế độ giám sát Sys 39 4.2.5 Trang tổng quan dạng bảng phần tử chọn (Tabular Dashboard) 39 VI Đồ án tốt nghiệp 4.2.6 Mở tùy chọn hiển thị 40 Chương 5: ETAP SCADA INTEGRATOR 41 5.1 Giới thiệu ETAP SCADA Integrator 41 5.2 Khởi chạy Trình tích hợp SCADA (SCADA Integrator) 41 5.4.Thiết lập tính Alarm cảnh báo cố cho hệ thống 43 5.4.1 Tổng quan 43 5.4.2 Quản lý công cụ Home Alarm 45 CHƯƠNG 6: ETAP HMI 48 6.1.Tổng quan hệ thống ETAP HMI .48 6.2 Cấu trúc tệp .48 6.2.1 Trang HMI .48 6.2.2 Hình ảnh 48 6.2.3 Đồng hóa trang HMI thông qua Mongo 49 6.3.HMI Designer 49 6.3.1 Tổng quan 49 6.3.2 Thanh cơng cụ 50 6.4 ETAP HMI Viewer 54 6.4.1 Tổng quan 54 6.4.2 Truy cập ETAP HMI Viewer 54 Chương 7: THỰC HÀNH .56 7.1 Bài thực hành (Thực hành vẽ sơ đồ đơn tuyến lên phần mềm ETAP) 56 7.2 Bài thực hành (Liên kết giao tiếp thiết bị thực tế thiết bị phần mềm thơng qua chương trình ETAP SCADA Integrator) 67 7.2.1 Export File ETAP model để dử dụng ETAP SCADA Integrator Inport file vào ETAP SCADA Integrator 67 7.2.2 Tạo giao thức kết nối đến thiết bị thực tế, xây dựng liệu cho Device Modes 71 7.2.4 Thiết lập trạng thái cho ATS, CB, nút chuyển trạng thái điều khiển 75 7.2.5 Liên kết Devices model protocol vào Etap Component Commit Version .76 7.2.6 Chạy ETAP Real-Time để thu thập liệu 78 VII Đồ án tốt nghiệp 7.3 Bài thực hành (Thiết lập Alarm) 79 7.3.1 Xây dựng sở liệu cảnh báo Alarm 79 7.3.1.1 Chọn mức cảnh báo 79 7.3.1.2 Thêm âm cảnh báo 80 7.3.1.3 Tạo nhóm cảnh báo 80 7.3.2 Thiết lập tín hiệu với mức độ Alarm tương ứng 82 7.4 Bài thực hành (Thiết lập giao diện HMI) 84 7.4.1 Export File ETAP model để dử dụng ETAP HMI Designer Inport file vào ETAP HMI Designer 84 7.4.2 Chỉnh sửa thêm phần tử giám sát, điều khiển 87 7.4.3 Tạo Symbol cho ATS 92 7.4.4 Cấu hình taglink để liên kết với sở liệu thị số liệu thu 97 7.4.4.1 Cấu hình taglink cho sơ đồ đơn tuyến giám sát vận hành 97 7.4.4.2 Cấu hình taglink cho giao diện giám sát biểu đồ 115 7.4.5 Cấu hình file EtapHmiViewer để sử dụng ứng dụng HMI Viewer 121 7.5 Bài thực hành (Kết nối tủ phân phối với phần mềm ETAP Real-Time) 123 7.5.1 Kết nối PLC-S71200 phòng C301 với PC .123 7.5.2 Kết nối phần mềm ETAP_RT với tủ phân phối để điều khiển thu thập tín hiệu 130 7.6 Bài thực hành (Thiết lập giao diện WebRT) 131 7.6.1 Cấu hình tính 131 7.6.2 Định cấu hình dịch vụ thơng tin Internet 134 7.6.3 Định cấu hình ETAP RT .136 7.6.5 Chạy the Engineering Client 139 7.6.6 Khởi chạy trang web 142 Chương 8: KẾT LUẬN 144 8.1 Kết 144 8.1.1 Tìm hiểu kết nối phần cứng nguyên lý thu thập liệu điều khiển hệ thống điện ETAP Real-Time 144 8.1.2 Vẽ thiết kế hệ thống điện phân phối lên phần mềm ETAP 145 VIII Đồ án tốt nghiệp 8.1.3 Xây dựng sở liệu ETAP SCADA INTEGRATOR 146 8.1.4 Thiết lập hệ thống Alarm liệu từ ETAP SCADA Integrator 149 8.1.5 Xây dựng hệ thống ETAP HMI 150 8.1.6 Xây dựng giám sát WebRT 154 8.2 Đánh giá 154 IX Đồ án tốt nghiệp Hình 7.144: Chọn UA Server Bước 3: Trong UA Engineering Client, nhấp vào Connect Hình 7.145: Nhấp vào Connect UA Engineering Client Bước 4: Trên cửa sổ bật lên, để lại cài đặt mặc định nhấp vào nút OK Hình 7.146: Giao diện Server Configuration 140 Đồ án tốt nghiệp Bước 5: Trên cửa sổ bật lên, nhập mật xác thực cửa sổ bạn bấm OK Hình 7.147: Nhập mật Open Session Bước 6: Trong UA engineering client, phiên bắt đầu Nhấp chuột phải vào chọn Load Subscriptions Hình 7.148: chọn Load Subscriptions UA engineering client Bước 7: Điều hướng đến ETAP\WebRT\PSMSWebSvr\ chọn tệp session_info.xml nhấp vào Open Hình 7.149: Điều hướng đến tệp session_info.xml Bước 8: Khởi chạy ETUAWebServer.exe từ ETAP \ WebRT \ PSMSWebSvr \ Hình 7.150: Chạy ETUAWebServer.exe 141 Đồ án tốt nghiệp Hình 7.151: Giao diện OTI UA Web Server 7.6.6 Khởi chạy trang web Mở trình duyệt internet truy cập http://localhost/WebRT/ đăng nhập Hình 7.152: Giao diện đăng nhập WebRT Lưu ý: Hiện có Firefox 42.0 có cài đặt SivelLight hỗ trợ hiển thị trang web, https://taimienphi.vn/download-mozilla-firefox-trinh-duyet-web-23/42.0-phien-ban https://downloads.digitaltrends.com/microsoft-silverlight/windows 142 Đồ án tốt nghiệp Hình 7.153: Giao diện giám sát web Ôn tập: Tạo giao diện giám sát WebRT kết nối mạng cục với máy khác để giám sát trên chúng Lưu ý: Thay localhost IP máy chia sẻ, ví dụ IP phía 192.168.1.125 => 192.168.1.125/WebRT/ 143 Đồ án tốt nghiệp Chương 8: KẾT LUẬN 8.1 Kết 8.1.1 Tìm hiểu kết nối phần cứng nguyên lý thu thập liệu điều khiển hệ thống điện ETAP Real-Time Hiểu kết nối phần cứng ETAP Real-Time Server PLC PLC với thiết bị Hình 8.1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống ETAP Real-Time kết nối với mơ hình hệ thống lượng Phân tích ngun lý thu thập liệu điều khiển hệ thống lượng ETAP Real-Time Hình 8.2: Sơ đồ thu thập liệu đồ hồ đo lường cho ETAP Real-Time 144 Đồ án tốt nghiệp Hình 8.3: Sơ đồ nguyên lý điều khiển đóng cắt Contactor từ phần mềm ETAP RealTime Hình 8.4: Sơ đồ nguyên lý ETAP Real-Time thu thập trạng thái thiết bị 8.1.2 Vẽ thiết kế hệ thống điện phân phối lên phần mềm ETAP Hình 8.5: Sơ đồ đơn tuyến hệ thống điện phân phối hoàn thiện 145 Đồ án tốt nghiệp 8.1.3 Xây dựng sở liệu ETAP SCADA INTEGRATOR Xây dựng sở liệu để kết nối với thiết bị thực tế cho chế độ ETAP Real-Time Hình 8.6: Cơ sở liệu để giao tiếp ETAP Real-Time đồng hồ đo lường Hình 8.7: Cơ sở liệu để giao tiếp ETAP Real-Time thiết bị đóng cắt 146 Đồ án tốt nghiệp Hình 8.8: Cơ sở liệu để giao tiếp ETAP Real-Time ATS Hình 8.9: Thiết lập chế độ điều khiển cho tủ điện phân phối 147 Đồ án tốt nghiệp Hình 8.10: Thiết lập trạng thái điều khiển cho ATS Hình 8.11: Thiết lập trạng thái đóng cắt Thiết lập giao thức giao tiếp cho chế độ ETAP Real-Time cho mơ hình hệ thống điện phân phối 148 Đồ án tốt nghiệp Hình 8.12: Thiết lập giao thức giao tiếp Modbus để giao tiếp ETAP thiết bị thực Chạy chế độ ETAP Real-Time thu thập liệu từ mơ hình hệ thống điện phân phối Hình 8.13: Dữ liệu thu thập sau chạy Real-Time 8.1.4 Thiết lập hệ thống Alarm liệu từ ETAP SCADA Integrator Hình 8.14: Cơ sở liệu cho cảnh báo Alarm thiết bị 149 Đồ án tốt nghiệp Hình 8.15: Thiết lập mức cảnh báo Alarm Liên kết giao tiếp sở liệu thiết bị thu thập số liệu để so sánh giá trị cần theo dõi với mức cảnh báo Mô cảnh báo cố Alarm Hình 8.16: Mơ cảnh báo cố Alarm 8.1.5 Xây dựng hệ thống ETAP HMI Xây dựng giao diện giám sát điều khiển 150 Đồ án tốt nghiệp Hình 8.17: Giao diện giám sát điều khiển hệ thống điện phân phối hoàn chỉnh thiết kế ETAP HMI Designer 151 Đồ án tốt nghiệp Hình 8.18: Giao diện giám sát điều khiển hệ thống điện phân phối hoàn chỉnh chạy Real-Time 152 Đồ án tốt nghiệp Xây dựng giao diện giám sát biểu đồ Hình 8.19: Thiết kế giao diện giám sát hệ thống ETAP Designer Hình 8.20: Giao diện giám sát biểu đồ sau chạy Real-Time 153 Đồ án tốt nghiệp 8.1.6 Xây dựng giám sát WebRT Xây dựng giao diện giám sát Web Hình 8.21: Giao diện đăng nhập web Hình 8.22: Giao diện giám sát biểu đồ web 8.2 Đánh giá Các thiết lập, giao diện gần hoạt động bình thường Người vận hành vừa giám sát điều khiển thiết bị từ xa, ví dụ giám sát điện áp, dịng điện, công suất đồng hồ đo được, giám sát trạng thái thiết bị thiết bị đóng cắt ATS đóng cắt thiết bị đóng cắt từ xa Giao diện trực quan ETAP HMI Viewer WebRT giúp người vận hành dễ dàng giám sát hệ thống Nguyên lý làm việc khoa học Alarm Viewer giúp hệ thống tránh khỏi cố người thiết bị gây Hơn sở liệu thiết lập tiền đề để mở rộng hướng phát triển cho đề tài 154 ... Nguyễn Hoàng Long III Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Đề tài ? ?Ứng dụng phần mềm ETAP Real-Time quản lý hệ thống điện? ?? đề tài vừa nghiên cứu lý thuyết vừa ứng dụng vào mơ hình thực tế Ở ETAP Real-Time đóng... tính ETAP thời gian thực (ETAP Real-Time) hữu dụng ETAP, lý chúng em định chọn đề tài ? ?Ứng dụng phần mềm ETAP Real-Time quản lí hệ thống điện? ?? 1.2 Mục tiêu đề tài: Hiểu sơ đồ kết nối phần cứng hệ. .. hiểu kết nối phần cứng nguyên lý thu thập liệu điều khiển hệ thống điện ETAP Real-Time 144 8.1.2 Vẽ thiết kế hệ thống điện phân phối lên phần mềm ETAP 145 VIII Đồ án tốt nghiệp 8.1.3