Giáo trình hệ thống điều khiển phân tán (nghề sửa chữa thiết bị tự động hóa cao đẳng)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN (DCS) NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HĨA TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số:216/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) dịch biên soạn dành cho sinh viên hệ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) Trường Cao Đẳng Dầu Khí thuộc mơ đun chun ngành Các sinh viên nghề SCTBTĐH trước học môn học cần hồn thành mơn học sở điều khiển trình Nội dung giáo trình gồm 04 bài: Bài 1: Cơ hệ thống điều khiển phân tán Bài 2: Các thành phần hệ thống điều khiển phân tán Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phân tán (DCS) Bài 4: Vận hành DCS Tác giả chân thành gửi lời cám ơn đến đồng nghiệp khoa Điện – Tự Động Hóa giúp tác giả hồn thiện giáo trình Tuy nỗ lực nhiều, chắn khơng thể tránh khỏi sai sót, mong nhận ý kiến đóng góp để lần ban hành hoàn thiện Trân trọng cảm ơn./ Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2022 Tham gia biên soạn Chủ biên: ThS Phan Đúng ThS Đỗ Mạnh Tuân Ths Nguyễn Xuân Thịnh MỤC LỤC BÀI 1: CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN .1 1.1 Điều khiển phân tán 1.2 Lịch sử phát triển hệ thống điều khiển phân tán (DCS) 1.3 So sánh điều khiển phân tán (DCS) với hệ thống điều khiển khác .5 1.3.1 DCS so với PLC 1.3.2 DCS so với SCADA .6 1.3.3 Các hệ thống thiết bị an toàn BÀI 2: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN 10 2.1 Cấu trúc phần cứng 11 2.1.1 Các thiết bị trường 11 2.1.2 Các điều khiển .12 2.1.3 Bộ điều khiển I/O .14 2.1.4 Các ứng dụng điều khiển 14 2.1.5 Dư dự phòng .15 2.2 Máy chủ máy trạm 17 2.2.1 Chức máy chủ 17 2.2.2 Máy chủ phần mềm 19 2.2.3 Máy chủ sở liệu 20 2.2.4 Các máy chủ khác .21 2.2.5 Chức máy trạm 21 2.2.6 Trạm kỹ thuật (EW) 22 2.2.7 Các trạm vận hành (OW) 22 2.2.8 Các hệ điều hành máy chủ máy trạm .22 2.3 Mạng truyền thông DCS .23 2.3.1 Kết nối mạng 24 2.3.2 Fieldbus 25 2.3.3 Modbus .26 2.3.4 Profibus .27 2.3.5 Foundation Fieldbus 28 2.3.6 Các mạng mức cao 28 2.3.7 Các mạng Ethernet .29 2.3.8 Ethernet công nghiệp 31 2.4 Giao diện người - máy 32 2.4.1 Đồ họa trạm vận hành 33 2.4.2 Đồ họa trình 33 2.4.3 Đồ họa điều khiển tương tự 34 2.4.4 Các đồ họa điều khiển rời rạc .35 2.4.5 Các hình thơng tin định hướng 36 2.4.6 Hệ thống báo động 36 2.4.7 Các hiển thị điểm chi tiết 38 2.4.8 Các đồ thị xu hướng 39 2.4.9 Các đồ thị xu hướng lịch sử 40 BÀI 3: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN (DCS) .42 3.1 Tầm quan trọng bảo dưỡng .43 3.1.1 Lập biểu bảo dưỡng phòng ngừa 43 3.1.2 Lập hồ sơ lịch sử .44 3.1.3 Bảo dưỡng 45 3.2 Hiệu chuẩn sửa chữa 45 3.2.1 Hiệu chuẩn 45 3.2.2 Sửa chữa .45 3.2.3 Xử lý cố DCS 46 3.2.4 Các lỗi thiết bị trường 47 3.2.5 Các lỗi phận DCS 48 3.2.6 Các lỗi nguồn điện .48 3.2.7 Các lỗi điều khiển 49 3.2.8 Các lỗi mạng 49 3.3 Có chuyên môn .50 3.3.1 Kiến thức thiết bị 50 3.3.2 Các kỹ sử dụng dụng cụ sửa chữa .51 3.4 An ninh DCS 51 3.4.1 Kiểm soát truy cập .51 3.4.2 Tấn cơng từ bên ngồi 52 3.4.3 Tấn công từ bên 53 BÀI 4: VẬN HÀNH DCS .55 4.1 Tìm hiểu q trình điều khiển dịng 56 4.2 Vận hành điều khiển lưu lượng tay (MAN MODE) .57 4.2.1 Xác định lưu lượng chảy qua đường ống vị trí mở van điều khiển .57 4.2.2 Ổn định lưu lượng chế độ điều khiển tay (MAN MODE) .59 4.3 Vận hành điều khiển lưu lượng chế độ tự động (AUT) .60 4.4 Các lỗi thường gặp cách khắc phục 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 Một hệ DCS tiêu biểu phận mức tạo thành cấu trúc tầng bậc Hình 1-2 Các trạm vận hành phịng điều khiển .5 Hình 1-3 PLC sử dụng cho điều khiển máy Hình 1-4 Mơ hình trạm SCADA Hình 2-1 Bộ điều khiển mơ đun I/O 12 Hình 2-2 Kênh điều khiển trình DCS 13 Hình 2-3 Bản vẽ logic số .16 Hình 2-4 Bản vẽ logic tương tự .17 Hình 2-5 Dãy RAID cải thiện độ tin cậy hiệu máy chủ 18 Hình 2-6 Trạm vận hành DCS .23 Hình 2-7 Trạm vận hành DCS hình tiêu biểu 23 Hình 2-8 Mẫu OSI cho mạng 24 Hình 2-9 DCS sử dụng Fieldbus, Modbus Profibus 27 Hình 2-10 Mạng fieldbus Foudation .28 Hình 2-11 Cáp mạng sợi quang .29 Hình 2-12 Hộp chuyển đổi Ethernet 30 Hình 2-13 Một điểm truy cập khơng dây 31 Hình 2-14 Các đầu nối Ethernet công nghiệp .31 Hình 2-15 Đồ họa trình trạm vận hành 34 Hình 2-16 Đồ họa điều khiển tương tự 35 Hình 2-17 Màn hình báo động .37 Hình 2-18 Màn hình điểm chi tiết 39 Hình 2-19 Hiển thị đồ thị xu hướng 40 Hình 3-1 Mạng cơng ty phức tạp 50 Hình 3-2 Kiểm sốt truy cập vật lý bước an ninh mạng .52 Hình 4-1 Sơ đồ P&ID điều khiển hệ thống lưu lượng 56 Hình 4-2 Sơ đồ vận chuyển dịng cơng nghệ hệ thống ống dẫn 57 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2-1 Một số mô-đun I/O 15 Bảng 4-1 Giá trị biến trình (lưu lượng) tương ứng với độ mở van khác .58 Bảng 4-2 Giá trị % độ mở van ổn định PV điểm khảo sát khác 60 Bảng 4-3 Bảng kết điều khiển chế độ tự động 61 Bảng 4-4 Các lỗi thường gặp cách khắc phục 62 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN (DCS) Tên mô-đun: Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) Mã mô-đun: AUTM63117 Thời gian thực mô-đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành: 29 giờ; Kiểm tra: 03 giờ) Số tín chỉ: 03 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ-đun: 3.1 Vị trí: Là mơn học chun ngành chương trình đào tạo Mơn học dạy sau học sinh học xong môn học thiết bị đo lường sở điều khiển q trình 3.2 Tính chất: Mơn học trang bị kiến thức hệ thống DCS bao gồm cấu trúc phần cứng, phần mềm, chức vận hành bảo dưỡng hệ thống Môn học phải học trước song song với với mơ đun điều khiển q trình nâng cao 3.3 Ý nghĩa vai trị mơ-đun: mơn học khoa học mang tính thực tế ứng dụng thực tiễn dành cho đối tượng người học chuyên ngành đo lường tự động hóa (Instrumentation) Mơ-đun đưa vào giảng dạy trường Cao Đẳng Dầu Khí từ năm 2018 đến Nội dung chủ yếu mô-đun nhằm cung cấp kiến thức kỹ thuộc lĩnh vực đo lường tự động hóa: (1) Trình bày cấu trúc hệ thống điều khiển phân tán; (2) Các thành phần cấu thành nên hệ thống điều khiển phân tán chức thành phần; (3) Các công việc cần thực tiến hành bão dưỡng hệ thống điều khiển phân tán; (4) Thực hành với nút lệnh, lệnh tập lệnh hệ thống mơ hình điều khiển phân tán Mục tiêu mơ-đun: - Về kiến thức: + A1 Trình bày định nghĩa DCS, mô tả lịch sử phát triển DCS khác biệt DCS hệ thống điều khiển khác; + A2 Xác định thành phần DCS; + A3 Mô tả công việc chung thực việc bảo dưỡng DCS; - Về kỹ năng: + B1 Sử dụng thục phím chức bàn phím chuyên dụng DCS Yokogawa; + B2 Gọi lệnh điều khiển DCS (sử dụng Centum VP – Yokogawa); + Về lực tự chủ trách nhiệm: - + C1 Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận công việc; + C2 Tuân thủ quy tắc an toàn vào nhà máy, xưởng thực tập; + C3 Có ý thức bảo quản thiết bị, vệ sinh an toàn lao động kỷ luật cao vận hành thiết bị Chương trình mơ-đun: 5.1 Chương trình khung: Thời gian học tập (giờ) Trong STT Mã MH/MĐ I Tên mơn học, mơ đun Số tín số Lý thuyết Thực hành/ thực tập/ thí nghiệm/ tập/ thảo luận Tổng Kiểm tra LT TH Các môn học chung bắt buộc 23 465 180 260 17 COMP64002 Chính trị 75 41 29 COMP62004 Pháp luật 30 18 10 COMP62008 Giáo dục thể chất 60 51 4 COMP62010 Giáo dục quốc phòng An ninh 75 36 35 2 COMP63006 Tin học 75 15 58 FORL66001 Tiếng Anh 120 42 72 SAEN52001 An toàn vệ sinh lao động 30 23 II Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề 79 1845 602 1170 43 30 II.1 Môn học, mô đun sở 20 375 196 159 15 AUTM52101 An toàn TĐH 45 14 29 1 ELEI53154 Điện kỹ thuật 60 28 29 10 AUTM53102 Điện tử 60 28 29 11 ELEI53011 Khí cụ điện 45 28 14 12 ELEI53110 Đo lường điện 60 28 29 Hình 3-1 Mạng cơng ty phức tạp Các lỗi mạng thường xuyên xảy với vấn đề dây cáp trục trặc hộp chuyển đổi mạng Tùy thuộc vào qui mơ mạng mối quan hệ với phần cịn lại mạng cơng ty, thay đổi thực phần khác mạng gây vấn đề khơng dự đốn trước mạng DCS Một lần nữa, hiểu biết cận biên nhân IT mạng cơng nghiệp dẫn đến vấn đề nâng cấp cấu hình mạng Hãy ln coi xét khả cố gắng theo dõi lỗi mạng bất ngờ bí hiểm 3.3 Có chuyên môn Nền tảng việc sửa chữa bảo dưỡng thiết bị đo lường – tự động hóa phải có kiến thức thiết bị cơng nghệ làm dịch vụ, kỹ cần thiết để vận hành thiết bị kiểm tra dụng cụ sửa chữa khả để tư lô-gic Trong trợ giúp kỹ này, bạn phải có truy cập tới ghi sửa chữa bảo dưỡng thiết bị trình (các hồ sơ lịch sử) tài liệu sản phẩm trợ giúp 3.3.1 Kiến thức thiết bị Để sửa chữa thiết bị nào, bạn cần phải có kiến thức chuyên sâu cách làm việc Nói cách khác, bạn cần phải biết lý thuyết hoạt động Một kiến thức hời hợt thiết bị khơng đủ Bởi có nhiều kiểu thiết bị dùng trình sản xuất, thu thập kiến thức thiết bị thách thức không ngừng Tuy nhiên, vài nguồn để thu thập kiến thứ quản lý nhà máy thường tái tổ chức lại nhu cầu trợ giúp sử dụng họ Các nguồn sau cần sử dụng để thu thập kiến thức sản phẩm riêng • Các chương trình đào tạo dịch vụ nhà sản xuất • Các chương trình đào tạo dịch vụ tự học nhà sản xuất cung cấp Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phân tán Trang 50 • Tài liệu vận hành xử lý cố nhà sản xuất • Các kỹ thuật viên dịch vụ nhà sản xuất • Tài liệu đào tạo xuất độc lập (chẳng hạn tài liệu mô-đun này) 3.3.2 Các kỹ sử dụng dụng cụ sửa chữa Những nói việc có kiến thức thiết bị áp dụng để có kỹ kiến thức cần thiết để vận hành cơng cụ khí, điện điện tử sử dụng để sửa chữa thiết bị Đào tạo sử dụng dụng cụ phải theo đuổi rèn luyện hoàn hảo Các nguồn giống tồn để thu kỹ cần thiết kiến thức để vận hành công cụ sửa chữa 3.4 An ninh DCS Một thứ nối với mạng, tiềm cho điều khiển từ xa độc hại trở thành thực tế Về lý thuyết, thiết bị kết nối với internet kết nối với thiết bị khác Tương tự, việc đặt thiết bị vào mạng không dây mời khả truy cập từ xa, gây nhiễu tín hiệu nghe Đối với lý này, an ninh mạng tối quan trọng Với DCS an ninh đặc biệt quan trọng truy cập độc hại phá vỡ dịch vụ sống cịn, gây lỗi an tồn dẫn tới tổn thất tài nghiêm trọng Cơng ty bạn có biện pháp, luật lệ hướng dẫn để giữ an toàn cho hệ thống tối quan trọng Các ngành công nghiệp định, chẳng hạn ngành có làm việc với quản lý phát lượng có sách mà cơng ty thành viên phải tuân theo Trong biện pháp an ninh phiền phức cồng kềnh, chúng thường cần thiết khéo léo người cố gắng cản trở họ 3.4.1 Kiểm soát truy cập Tại mức nhất, thiết bị DCS, đặc biệt máy chủ máy trạm, yêu cầu phương tiện giữ người dùng trái phép ngồi Các nhà máy có q trình chỗ để ngăn ngừa truy cập trái phép Ví dụ, bạn phải qua điểm kiểm tra an ninh để vào nhà máy Viện Nghiên Cứu Quốc Gia Mỹ Về Các Tiêu Chuẩn Và Công Nghệ (NIST) có tiêu chuẩn mà xác định an ninh nhà máy Thẻ truy cập RFID hay mã khóa u cầu để vào phịng hay khu vực định (hình - 2) Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phân tán Trang 51 Hình 3-2 Kiểm sốt truy cập vật lý bước an ninh mạng ác máy chủ máy trạm quan trọng bảo vệ phương tiện vật lý (khóa phịng) phần mềm Để truy cập máy này, người dùng phải có tài khoản mật Các tài khoản người dùng xác định tập tin người dùng truy cập, ứng dụng chạy loạt hoạt động hoạt động từ xa phép Nhiều cơng ty địi hỏi người dùng phải có mật tương đối phức tạp thay đổi chúng đặt (mỗi 30, 60 hay 90 ngày) Trong mật phức tạp có đơi chút phiền tối, chúng khó khăn để đốn mật đơn giản Mật đừng hiển nhiên, chẳng hạn tên thành viên gia đình, ngày sinh ngày lễ kỷ niệm 3.4.2 Tấn cơng từ bên ngồi Giữ an ninh cho mạng nghề tồn thời gian Phịng IT nhân kết nối mạng chuyên biện pháp an ninh Có nhiều chiến lượ sử dụng để bảo vệ mạng Các tường lửa (firewall) tuyến phòng vệ Firewall ngăn chặn giao thức định khỏi vượt qua từ bên sang bên Nó cho phép hay từ chối địa mạng riêng khỏi vượt qua cách tư vấn danh sách trắng danh sách đen Firewall làm việc hợp lệ cấu hình xác, việc cài đặt cơng việc nghề IT Mã hóa cách để ngăn ngừa vấn đề an ninh Dữ liệu mã hóa giống vơ nghĩa giúp ngăn chặn gián điệp nghe Nó ngăn người dùng khỏi kiểm soát thiết bị DCS với công nghệ phi pháp, chẳng hạn thiết bị điện tử sách tay Về mặt trực quan tất truyền thơng khơng dây mã hóa Ngay công nghệ fieldbus bắt đầu sử dụng an ninh mạng Các giao thức fieldbus không dây chẳng hạn HART khơng dây sử dụng mã hóa để ngăn ngừa nghe truy cập trái phép Công nghệ khơng dây phải cấu hình chun gia để đảm bảo khơng tạo dựng theo cách mà an ninh bị yếu khơng có Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phân tán Trang 52 3.4.3 Tấn công từ bên Một mạng dễ công từ bên bên ngồi Một cách mà người dùng độc hại có truy cập phá vỡ hệ thống qua phần mềm độc hại Đây chương trình để có truy cập thơng qua phương tiện hồn tồn vơ tội, chẳng hạn email qua mở website Chúng xâm nhập hệ thống cách tiếp xúc với máy tính bị lây nhiễm thơng qua thiết bị nhớ USB ổ cứng xách tay Vì lý này, nhiều công ty hạn chế cho phép người dùng kết nối với thiết bị nhớ xách tay với máy DCS Tương tự, truy cập internet liên quan đến phương tiện truyền thông xã hội, website email bị cấm số máy Phần mềm chống phần mềm độc hại thường cài đặt để quét liên tục hệ thống quan trọng mạng, chẳng hạn máy chủ Các hãng phần mềm cho thuê gói an ninh để đóng tính dễ bị tổn thương biết Đây hồn tồn bình thường, đặc biệt hệ điều hành  TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 3: 3.1 Tầm quan trọng bảo dưỡng 3.2 Hiệu chuẩn sửa chữa 3.3 Có chun mơn 3.4 An ninh DCS  CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 3: Lý thuyết: Câu 1: Khi lập biểu bảo dưỡng phòng Câu 2: Cuối cùng, tất hiệu chuẩn phải _ ngừa, tư vấn a b c d Tập tin lịch sử Bộ mô Nhật kí giao thơng fieldbus Phịng IT a Thực theo tiêu chuẩn nhà b Thực tháng c Truy nguyên theo NIST d Thực trực tuyến Câu 3: Trước làm việc Câu 4: Một cách tốt để có chuyên ảnh hưởng trình chạy, bạn môn với thiết bị cần kiểm tra a Tháo dời ráp lại a Với phòng I/T b Kiểm tra thiết bị vỡ b Với người vận hành điều khiển c Cố gắng sửa chữa thiết bị c Sổ nhật ký không quan trọng Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phân tán Trang 53 d Tất nguồn điện d Tham gia chương trình đào tạo nhà sản xuất Câu 5: Điều ngăn giao thông không mong muốn khỏi mạng DCS? a b c d Một thiết bị nghe trọn gọn Một phân tích giao thức Một firewall Một phản xạ kế miền-thời gian Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phân tán Trang 54 BÀI 4: VẬN HÀNH DCS GIỚI THIỆU BÀI 4: Bài hướng dẫn sinh viên sử dụng phím chức bàn phím chuyên dụng DCS Yokogawa Cách vận dụng linh hoạt hàm chức trong tập lệnh hệ thống DCS Yokogawa MỤC TIÊUCỦA BÀI LÀ: Về kĩ năng: Sử dụng thục phím chức bàn phím chuyên dụng DCS Yokogawa; Gọi lệnh điều khiển DCS (sử dụng Centum VP – Yokogawa); PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực câu hỏi thảo luận tập (cá nhân nhóm) Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 4) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận tập tình theo cá nhân nhóm nộp lại cho người dạy thời gian quy định ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI Phòng học chun mơn hóa/nhà xưởng: phịng (DCS) Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu thiết bị dạy học khác Học liệu, dụng cụ, ngun vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, tài liệu liên quan, loại trang thiết bị bảo hộ cá nhân: giày cách điện, gang tay cách điện, sào cách điện, thang, nón bảo hộ, thẻ cảnh báo, băng barrier Các điều kiện khác: KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI Nội dung: Kĩ năng: Kiểm tra đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập Bài 4: Vận hành DCS Trang 55 + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: điểm kiểm tra Kiểm tra định kỳ lý thuyết/thực hành: 01 thực hành NỘI DUNG BÀI 4: Tìm hiểu q trình điều khiển dịng 4.1 Tìm hiểu thiết bị đo, điều khiển thiết bị điều khiển cuối sơ đồ vòng điều khiển lưu lượng theo vẽ sau: Hình 4-1 Sơ đồ P&ID điều khiển hệ thống lưu lượng Người vận hành phải đăng nhập vào hệ thống điều khiển: + + + + + Log in: ONUSER Chọn LAB1: Điều khiển lưu lượng Nhấp đúp chuột vào tab “LAB_SELECT” để chọn vào LAB mong muốn Mở cửa sổ FIC011 dạng Tuning nhấn nút lưu đồ thị Vào Tab “PATTERN” để xác định hướng di chuyển dịng cơng nghệ, từ đóng/mở van tay cho phù hợp (tham khảo hình 4-2) Bài 4: Vận hành DCS Trang 56 Hình 4-2 Sơ đồ vận chuyển dịng cơng nghệ hệ thống ống dẫn Yêu cầu: 4.2 Đọc ký hiệu vẽ nhớ lại cấu tạo, nguyên lý làm việc ưu điểm/nhược điểm thiết bị đo lường tự động hóa Xác định vịng điều khiển thành phần vịng điều khiển Đóng/mở van tay để dịng q trình chảy qua đường ống theo sơ đồ điều khiển (hình 4-2) Vận hành điều khiển lưu lượng tay (MAN MODE) CẢNH BÁO: bật bơm van điều khiển mở (tức giá trị MV > 0) 4.2.1 Xác định lưu lượng chảy qua đường ống vị trí mở van điều khiển Mục đích: kiểm tra hoạt động transmitter lưu lượng cách mở van điều khiển vị trí mong muốn QUI TRÌNH THỰC HIỆN: Bước 1: Thiết lập hệ thống điều khiển DCS (bật công tắc từ bảng điều khiển Plant Model sang DCS) Bước 2: Cài đặt điều khiển FIC011/FIC012 chế độ điều khiển tay (MAN) Bước 3: Nhập giá trị mở van điều khiển cách khai báo giá trị MV (MV > 0) Bước 4: Bật bơm P1/P2 Bài 4: Vận hành DCS Trang 57 Bước 5: Theo dõi giá trị transmitter (PV) hình điều khiển thiết bị đo Plant Model Chờ PV ổn định cách kiểm tra đồ thị đáp ứng PV Bước 6: Ghi kết PV vào bảng 4-1 % mở Stt van điều khiển (MV) 25 30 35 40 45 50 65 70 75 10 80 11 85 12 90 13 95 14 100 Giá trị transmitter PV (%) Trên HIS Ghi Tại Plant Model Bảng 4-1 Giá trị biến trình (lưu lượng) tương ứng với độ mở van khác Bài 4: Vận hành DCS Trang 58 4.2.2 Ổn định lưu lượng chế độ điều khiển tay (MAN MODE) Mục đích: Điều chỉnh độ đóng/mở van điều khiển tay để ổn định giá trị lưu lượng (PV) điểm khảo sát QUI TRÌNH THỰC HIỆN: Bước 1: Thiết lập hệ thống điều khiển DCS (bật công tắc từ bảng điều khiển Plant Model sang DCS) Bước 2: Cài đặt điều khiển FIC011/FIC012 chế độ điều khiển tay (MAN) Bước 3: Nhập giá trị khảo sát (SV), mở van điều khiển cách khai báo giá trị MV (MV > 0) Bước 4: Bật bơm P1/P2 Bước 5: Theo dõi giá trị transmitter (PV) hình điều khiển thiết bị đo Plant Model Chờ PV ổn định cách kiểm tra đồ thị đáp ứng PV Bước 6: Điều chỉnh MV PV ổn định giá trị khảo sát (PV ổn định SV) Lưu ý: thay đổi MV không 5% lần điều chỉnh Bước 7: Ghi giá trị PV MV vào bảng 4.2 Giá trị transmitter Stt Giá trị khảo sát % mở van SV (%) MV 25 30 35 40 45 50 65 Bài 4: Vận hành DCS PV (%) Trên HIS Ghi Tại Plant Model Trang 59 70 75 10 80 11 85 12 90 13 95 14 100 Bảng 4-2 Giá trị % độ mở van ổn định PV điểm khảo sát khác 4.3 Vận hành điều khiển lưu lượng chế độ tự động (AUT) định, có nghĩa P = 100%, I = 9999 giây D = giây Mục đích: Kiểm tra hoạt động vịng điều khiển lưu lượng chế độ tự động (Automatic Mode) Lúc thông số P, I D điều khiển tác động để ổn định hệ thống Người vận hành theo dõi, quan sát ghi kết vào bảng 4.3 QUI TRÌNH THỰC HIỆN: Bước 1: Thiết lập hệ thống điều khiển DCS (bật công tắc từ bảng điều khiển Plant Model sang DCS) Bước 2: Cài đặt điều khiển FIC011/FIC012 chế độ điều khiển tay (MAN) Bước 3: Nhập giá trị khảo sát (SV), mở van điều khiển cách khai báo giá trị MV (MV > 0) Bước 4: Bật bơm P1/P2 Bước 5: Theo dõi giá trị transmitter (PV) hình điều khiển thiết bị đo Plant Model Chờ PV ổn định cách kiểm tra đồ thị đáp ứng PV Bước 6: Điều chỉnh MV PV ổn định giá trị khảo sát (PV ổn định SV) Lưu ý: thay đổi MV không 5% lần điều chỉnh Bước 7: Kiểm tra giá trị P, I D điều khiển Nhập giá trị P, I D vào Bước 8: Chuyển điều khiển sang chế độ tự động (AUT) Bước 9: Tăng giá trị SV thêm 5% Bài 4: Vận hành DCS Trang 60 Bước 10: Theo dõi đáp ứng lưu lượng - biến trình (PV), độ mở van điều khiển - giá trị MV giá trị chênh lệch PV SV trình ổn định (OFFSET) Bước 11: Ghi kết vào bảng 4.3 Stt SV (%) % mở van MV 25 30 35 40 45 50 65 70 75 10 80 11 85 12 90 13 95 PID P (%) I (s) Kết AUT D (s) SV + 5% PV’ MV’ Offset Ghi 14 100 Bảng 4-3 Bảng kết điều khiển chế độ tự động Bài 4: Vận hành DCS Trang 61 Các lỗi thường gặp cách khắc phục 4.4 Stt Các lỗi thường gặp Nguyên nhân Cách khắc phục Không vận hành thiết bị Hệ thống chế độ MIMIC tab Không thay đổi thông số Không chọn Chọn “LAB_SELECT” thay đổi thông số LAB Chuyển công tắc MIMIC/DCS sang DCS không tác động đến hệ Đang chế độ Đăng nhập thống OFFUSER ONUSER Không đưa trạm vận hành (HIS) vào làm việc chức Chưa equalize khởi nguồn\đăng vào động nhập Centum\đăng nhập ONUSER\equalize) Bảng 4-4 Các lỗi thường gặp cách khắc phục - Không vận hành thiết bị; khắc phục: chuyển công tắc MIMIC/DCS sang DCS, đăng nhập user vận hành (ONUSER) Bật bơm van trước/sau bơm đóng, lỗi làm hỏng bơm; khắc phục: nhắc học sinh phải coi lại độ mở van vị trí van Khơng thay đổi thông số; khắc phục: phải đăng nhập user vận hành (ONUSER) Không đưa trạm vận hành vào làm việc chức năng; khắc phục: yêu cầu sinh viên thực đầy đủ bước đưa trạm vận hành vào làm việc (khởi động nguồn\đăng nhập Centum\đăng nhập ONUSER\cân hóa)  TĨM TẮT NỘI DUNG BÀI 4: 4.1 Tìm hiểu q trình điều khiển dịng 4.2 Vận hành điều khiển lưu lượng tay (MAN MODE) 4.3 Vận hành điều khiển lưu lượng chế độ tự động (AUT) 4.4 Các lỗi thường gặp cách khắc phục  CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 4: Lý thuyết: Bài 4: Vận hành DCS Trang 62 Câu 1: DCS thứ bậc, có nghĩa phân Câu 2: Một đầu nối với mạng biết tán điều khiển a b c d Các mạng Các lớp Các fieldbus Các thiết bị trường a b c d Xa lộ RS485 Máy chủ Drop Câu 3: Kiểu thông thường hệ điều Câu 4: Thông báo số thông hành cho chương trình máy chủ máy báo sau hệ thống DCS, PLC trạm DCS hành gì? SCADA đúng? a b c d UNIX® RTOS microsoft® RT-11 a Sự khác biệt chúng khơng lớn trước b Chúng phục vụ chức tương tự có chút chung c Các hệ DCS SCADA thay nhiều SCADA d SCADA tùy thuộc vào điều khiển khí nén, cịn DCS PLC điện tử Câu 5: Phân bố I/O quan trọng vài Câu 6: Đối với độ tin cậy hiệu làm mô-đun drop khác gọi việc tốt hơn, máy chủ thường sử dụng nhiều ổ cứng gọi a b c d Dư RAID phân vùng truyền thẳng a b c d Dãy RAID Ngân hàng SCSI Các gói SATA Các chuỗi EIDE Thực hành: Câu 1: Vận hành điều khiển lưu lượng chế độ MAN MODE theo quy trình hệ thống mơ hình DCS Yokogawa Câu 2: Vận hành điều khiển lưu lượng chế độ AUT MODE theo quy trình hệ thống mơ hình DCS Yokogawa Bài 4: Vận hành DCS Trang 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu nước: Yokogawa Việt Nam, 2021, tài liệu nội “Centum VP installation, operation and maintenance”, Yokogawa Vietnam Co, Ltd [1] Tài liệu nước ngoài: NCCER, 2016, Instrumentation Level 4, third edition, published by PEARSON Tài liệu tham khảo Trang 64 ... VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN .1 1.1 Điều khiển phân tán 1.2 Lịch sử phát triển hệ thống điều khiển phân tán (DCS) 1.3 So sánh điều khiển phân tán (DCS) với hệ thống điều khiển. .. học sở điều khiển trình Nội dung giáo trình gồm 04 bài: Bài 1: Cơ hệ thống điều khiển phân tán Bài 2: Các thành phần hệ thống điều khiển phân tán Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phân tán (DCS)... Bảng 4-3 Bảng kết điều khiển chế độ tự động 61 Bảng 4-4 Các lỗi thường gặp cách khắc phục 62 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN (DCS) Tên m? ?-? ?un: Hệ thống điều khiển phân