(TIỂU LUẬN) hệ thống điều khiển giám sát lò hơi trong nhà máy nhiệt điện

TR NGĐ IH CBÁCHKHOAHÀN B MÔN K Ỹ THU I VI NĐI N T ĐO VÀ TIN H C CÔNG NGHI P ***** BÁO CÁO H TH NG ĐI U KHI N VÀ GIÁM SÁT Lọ H I TRONG NHÀ MÁY NHI T ĐI N Giáo viên h ng d n: ThS Nguy n Tu n Ninh Sinh viên: Võ Tá Hoàng SHSV: 20093469 L p: KSCLC - K54 - THCN – HÀ– N Iọ2013 ệ – Võ Tá Hoàng 20093469 Tin h c công nghi p – KSCLC K54 Page Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện M CL C M Đ U Ch ng NGHIÊN C U T 1.1 V 1.2 trí n i h C u t o n i h i Ch ng THI TL P CÁC BI 2.1 Thu t toán u n n i h i 2.1.1 Tự động c p nước nồi 2.1.2 Tự động đốt lò 2.1.3 Tự động trì áp su t 2.1.4 Tự động kiểm tra, báo động, b o vệ nồi 2.1.5 Thiết lập hệ thống biến lệnh 2.2 Tính tốn ựla ch n thi t k h th ng giám sát, u n n i 2.2.1 DI (Digital Input) ON/OFF 2.2.2 DO (Digital Output) ON/OFF 2.2.3 AI (Analog Input) 2.3 Thi t l p h 2.4 Quy trình ho t đ ng c a h th ng n i h  Đặc điểm nồi  Quy trình hoạt động ý tư n 2.5 Ch THI TK Xây d ựng lu • Với điều khiển mực nước: • Với điều khiển áp su t: ng MÔ PH FREELANCE Võ Tá Hoàng – 20093469 – Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện 3.1 L p trình FBD 11 3.1.1 Các khối quan trọng chương trình 11 3.1.2 Lắp ghép khối để có chương trình điều khiển .13 3.2 Thi t k giao di n Digivis 16 K T LU N 17 Tài li u tham khảo 17 Võ Tá Hoàng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Page Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện M ĐU Ngày t ự động hóa điều khiển r t trọng công nghi ệp, c i thiện hiệu qu cho trình ns xu t Các hệ thống điều khiển giám sát giúp cho việc qu n lý, giám sát vận hành m ột hệ thống an toàn, đ m b o ch t lượng đầu gi m chi phí Trong mơn h ọc Hệ thống điều khiển giám sát, em học kiến thức hệ thống điều khiển giám sát công nghiệp trạm điện, biết cách thiết kế hệ thống phần mềm công nghi ệp Freelance hãng ABB Và để hiểu rõ môn h ọc, em chọn đề tài “ Thiết kế mô ph ỏng điều khiển giám sát ồin nhà máy nhiệt điện phần mềm Freelance hãng ABB” Nồi thiết bị r t quan trọng hệ thống nhà máy nhiệt điện nên việc giám áts điều khiển r t cần thiết yêu cầu độ xác, an tồn cao Em xin c m ơn thầy thầy Nguyễn Tu n Ninh giúp đỡ lý thuy ết hệ thống điều khiển giám sát cách sử dụng phần mềm Freelance để em thực đề tài Dù cố gắng hoàn thành đề tài m ột cách ốit ưu nh t, hạn chế th i gian thực trình độ b n thân nên tập lớn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nh ận góp ý c thầy để có th ể hồn thiện tập lớn Võ Tá Hồng – 20093469 – Tin học cơng nghiệp – KSCLC – K54 Page Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện Ch ng NGHIÊNC UT NGQUANV N IH I 1.1 V trí n i h i nhƠ máy nhi t n Nồi thiết bị giúp đưa nhiệt trình đốt cháy cho nước đến nước đun nóng thành Nhiên liệu dùng để đốt nồi dầu Nước nóng ho ặc nước tác động áp sut truyền nhiệt sang quy trình khác Khi nước chuyển thành hơi, thể tích tăng lên kho ng 1600 lần, tạo áp ựlc r t mạnh Vì nồi cần ph i giám sát điều khiển cách cẩn thận Hơi nước nồi với áp sut cao sử dụng để sinh công làm quay tua bin phát điện nhà máy nhiệt điện Nồi thiết bị ứng dụng r t nhiều công nghi ệp cu ộc sống, s dụng để làm quay tua bin nhà máy nhiệt điện, nồi sử  Trong xư ng giặt c nhà máy may Hệ thống nồi n u rượu Hệ thống bếp n u ăn công nghiệp Mạng lưới sư i m tòa nhà lớn, kháchạ n,s nhà hàng  Hệ thống xông hơi, matxa ụngtrongnhiềulĩnhvựckhácnhư:    d Hình 1.1: Sơ đồ nhà máy nhiệt điện Võ Tá Hoàng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện 1.2 Cutonihi Hệ thống nước c p: c p nước cho nồi tự động điều chỉnh nhằm đáp ứng nhu cầu nồi  Hệ thống hơi: thu gom kiểm sốt lị sinh Một hệ thống dẫn tới vị trí cần sử dụng   Hệ thống nhiên liệu: gồm thiết bị tạo nhiệt đốt nòng lò Hệthốngnồihơibaogồm: Ta nghiên ứcu loại nồi cụ thể n ồi ống nước Đối với lò ống nước, nước c p qua cácống vào buồng đốt, đun nóng dầu cháy chuyển thành nóng áp su t cao bay lên Bộ phận buồng đốt: có nhi ệm vụ phun dầu thành sương vào buồng đốt để tăng trình cháy Em thiết kế với vịi phun có trang b ị biến áp đánh lửa   Bộ phận trao đổi nhiệt: nơi trao đổi nhiệt để biến nước thành bão hịa Do ống chế Cácbộphậnchínhtrongsơđồdướiđây: tạo để có di ện tích tiếp xúc lớn nh t kh h p thụ nhiệt t ốt nh t • Bộ phận quạt thơng gió: để c p khơng khí đốt cháy làm q trình đốt tốt • Bộ phận c p nước: sử dụng máy bơm để cung c p đầy đủ nước cho nồi trành cho m ực nước nồi gi m th p gây cháy nồi Sử dụng bơm bơm để dự phịng • Hệ thống điều khiển đốt nồi: Điều khiển trình đốt PLC Hình 1.2: Nồi ống nước Võ Tá Hồng – 20093469 – Tin học cơng nghiệp – KSCLC – K54 Page Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện Ch ng THI T L PCÁCBI NC AH KHI N GIÁM SÁT N 2.1 O O O O TH NG U I H ĐI I Thu t toán u n n i h i Hệ thống điều khiển nồi thực chức điều khiển sau: Chức tự động c p nước cho nồi Chức tự động đốt lò Chức tự động điều chỉnh áp su t nồi Chức tự động kiểm tra báo động b o vệ nồi 2.1.1 Tự đ ng c p n c n i h i Nh chức tự động c p nước mà m ực nước nồi giữ mức độ nh t định, không x y ựs cố cháy nồi mức nước nồi th p bị tràn m ức nước nồi cao Để thực chức cần dùng bơm c p nước (một bơm làm việc m ột bơm dự trữ) Mức nước nồi giữ mức hmin < h < hmax 2.1.2 Tự đ ng đ t lò Giai đoạn chuẩn bị đốt Khi điều kiện sau đ m b o tiến hành đốt: • Mức nước nồi ph i đ m b o đủ mạch tự động hay c p nước tay thực hiên • Quạt gió ph i đ m b o khơng có s ự cố  • Toàn b ộ phần tử hệ thống ph i đ m b o khơng có s ự cố  Giai đoạn đốt Giai đoạn thực theo chương trình định trước Phát ệnhl đốt : Bằng cách bật công t ắc n nút điều khiển tự động để c p nguồn cho mạch phía sau, thiết bị chương trình hoạt động   Quạt thơng gió kho ng 30 giây địnhbithiếtbịchươngtrình.Cácbước q trình đốt lị: Võ Tá Hồng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Page Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện • M cửa hợp lý • Biến áp đánh lửa hoạt động, dầu mồi dầu đốt hâm nóng đến nhi•ệt độ cần thiết phun vào lị T bắt đầu kiểm sốt hoạt động Tại x y q trình cháy khơng cháy  Nếu cháy thành cơng: kết qu q trình đốt lị ng ọn lửa xu t hiện, qua phần tử c m biến nhận lửa qua rơ le quang điện ph n hồi để ngắt điện áp đánh lử  ằng đèn b ng điề ể Nếu không thành cơng: T ự động dừng đốt lị T phun dầu để cắt dầu vào buồng đốt, tắt biến áp đánh lửa a.Báocháythànhcông bu n 2.1.3 Tự đ ng trì áp su t h i Trong trình vận hành n ồi hơi, áp su t thông s ố r t quan trọng cần điều khiển, yêu ầuc đặt ph i trì áp su t nằm trạng thái cho phép P P P max < P

hmin điện áp cao, đánh lửa đốt lò 3) Nếu P < Pmax m ực nước h < hmin điện áp 0, tắt lửa đốt lị  Võ Tá Hồng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Page 10 Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện Ch ng THI T K MÔ PH NG H TH NG GIÁM SÁT N IH IB NGPH NM M FREELANCE 3.1 L p trình FBD ng ch ng trình 3.1.1 Các quan tr Khối Constant module CSTRE (Block → Constant → REAL constant ): tạo số thực khơng đổi, có tác dụng làm v ận tốc nước ch y vào bình t van V1 nước gi m đốt nóng Cịn có tác d ụng làm tăng gi m áp sut lị Hình 3.2: Khối CSTRE Khối đếm Analog CT_ANA (Block → Analog → Counter with analog input): Cộng dồn giáịtrđầu vào IN đưa CTC Nh dùng để đo mức nước bình mức áp su t th i  Hình 3.3: Khối Analog CT_ANA Phần tử MUX (Block → Standard → Switcher → MUX ): để chọn nhiều luồng liệu dùng để chọn tăng dòng ch y gi m mức nước để chọn tăng gi m áp su t  Võ Tá Hoàng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Page 11 Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện Hình 3.4: Phần tử MUX  Khối Flip Flop (Block → Standard → Switcher →Flip flop ): để đ o giá trị chọn luồng phần tử MUX mực nước tăng cao h > hmax mực nước gi m th p h < hmin Hình 3.5: Khối Flip flop Hình 3.6: B ng trạng thái Flip flop   Các khối logic b n: And, Or, Not… Các khối tính tốn, so sánh: khối trừ, so sánh… Hình 3.7: Các khối b n Võ Tá Hoàng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Page 12 Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện 3.1.2 L p ghép đ có đ c ch ng trình u n Từ phân tích chương hiểu biết khối nêu trên, em lập trình cho đề tài c sau: Hình 3.8.a: Sơ đồ lập trình FBD cho mức nước Hình 3.8.b: Sơ đồ lập trình FBD cho mức áp su t Hình 3.8.c: Sơ đồ lập trình FBD cho dịng ch y qua ống đun nóng Võ Tá Hồng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Page 13 Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện Hình 3.8.d: Sơ đồ lập trình FBD tạo lửa tự động Hình 3.8.e: Sơ đồ lập trình FBD tạo tín hiệu c nh báo Võ Tá Hồng – 20093469 – Tin học cơng nghiệp – KSCLC – K54 Page 14 Hệ thống điều khiển giám sát lị nhà máy nhiệt điện Hình 3.8.f: Sơ đồ lập trình FBD tạo khóa vịi nước tự động Hình 3.8.g: Sơ đồ lập trình FBD tạo nút điều chỉnh chế độ Auto/Manual Hình 3.8.h: Sơ đồ lập trình FBD tạo lửa lị nung Võ Tá Hồng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Page 15 Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện 3.2 Thi t k giao di n Digivis Để quan sát điều khiển hệ thống lò hơi, ta thiết kế giao diện đồ họa trực quan sau: Võ Tá Hoàng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Page 16 Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện K TLU N Từ kiến thức q trình học mơn H ệ thống giám sát điều khiển s ự hướng dẫn thiết kế phần mềm Freelance thầy môn K ỹ thuật đo tin học công nghi ệp, em tìm hiểu thêm để hồn thành t ập lớn Qua đây, em hiểu quy trình hoạt động lị nhà máy nhiệt điện nói riêng quy trình cơng nghi ệp nói chung Ph ần bi ết cách thiết kế hệ thống điều khiển giám sát theo cáchối ưut nh t bi ết sử dụng phần mềm Freelance hàng ABB Em xin chân thành c m ơn! Tài li u tham khảo [1] ThS Nguyễn Tu n Ninh, Bài gi ng Hệ thống điều khiển, giám sát [2] Tài li ệu hướng dẫn lập trình phần mềm Freelance hãng ABB [3] Prof Dr H Kirrmann, SCADA Operator Interface interface homme machine [4] Một số tài li ệu khác internet Võ Tá Hoàng – 20093469 – Tin học công nghiệp – KSCLC – K54 Page 17 ... Page Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện Ch ng THI T L PCÁCBI NC AH KHI N GIÁM SÁT N 2.1 O O O O TH NG U I H ĐI I Thu t toán u n n i h i Hệ thống điều khiển nồi thực chức điều khiển. .. K54 Hệ thống điều khiển giám sát lò nhà máy nhiệt điện 1.2 Cutonihi Hệ thống nước c p: c p nước cho nồi tự động điều chỉnh nhằm đáp ứng nhu cầu nồi  Hệ thống hơi: thu gom kiểm sốt lị sinh Một hệ. .. lý, giám sát vận hành m ột hệ thống an toàn, đ m b o ch t lượng đầu gi m chi phí Trong mơn h ọc Hệ thống điều khiển giám sát, em học kiến thức hệ thống điều khiển giám sát công nghiệp trạm điện,