Điều khiển nhà máy sản xuất điện năng phần 2

Phần III: HỆ DCS TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỒT THAN CHƯƠNG 9.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA HÊ DCS CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐÓT THAN Giới thiệu chung nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện hoạt động nguyên lý chuyên hoá lượng nhiệt từ đốt cháv nhiên liệu hừu thành quav tuabin, chuyên thành lượng điện Nhiệt dằn tới Tuabin qua môi trường dẫn nhiệt nước Nhiệt cung câp nhiều lượng điện phát lớn ngược lại Điện áp phát đầu cực máy phát đưa qua hệ thông trạm biến áp nâng áp tới cấp điện áp thích hợp trước hồ vào lưới điện quốc gia Các thành phần q trình chun hố lượng nhà máy nhiệt điện bao gồm: ♦ Trạm biên áp: Trạm biên áp thực nâng điện áp từ đâu cực máy phát lẽn điện áp cao đẽ đáp ứng yêu cầu truyền tải điện ♦ Máy phát: Máy phát thực chuyên đòi lượng từ sang điện nãng ♦ Tuabin: Tuabin thực chuyên đôi lượng từ nhiệt sang nãng ♦ Lò hơi: Thực chuyên đôi lượng sơ cấp (dầu than) thành nhiệt năng, chuyền nước thành nước Ngoài thành phần chính, nhà má\ nhiệt điện chứa hệ thống phụ trợ hồ trợ cho thành phần như: ♦ Hệ thống cấp liệu ♦ Hệ thông nước tuần hồn ♦ Hệ thống quạt gió ♦ Hệ thống phân tích ♦ Hệ thơng điện nhà máv ♦ Hệ thống thuỷ khí ♦ Hệ thống trạm bom ♦ Hệ thông lọc bụi tĩnh điện ♦ Máv phát Diesel ♦ Hệ thống xử lý nước 197 https://tieulun.hopto.org ♦ Hệ thống bảo vệ Các thành phần nhà máy hoạt động thơng qua hệ thống tích họp hoạt động cua thành phần với nhau, hệ thống hệ thống điều khiên giám sát tích họp (ICM S) nhà máy Mỗi hệ thống có trạm điều khiên riêng tích họp hệ thống (ICMS).Trẻn Hình 9-1 mơ tả phối cảnh nhà máy nhiệt điện đốt than 9.2 Hệ thống giám sát điều khiển tích họp ICMS Hệ thống giám sát điều khiên tích họp (ICM S) bao gồm hai hệ thống: Hệ thống giám sát điều khiển tồ máy (UCMS), hệ thống giám sát điều khiển trạm (SCMS) 9.2.1 Hệ thống UCMS Hệ thống UCMS kết họp việc điều khiên giám sát thành phần sau: - Tuabin lò hoi - Điều khiền lò - Khời động phụ trợ lò - Hệ thống nuớc làm mát trạm bom nước làm mát - Ngưng cấp nhiệt - Các điều khiên tuabin bao gồm ghép nối với hệ thống điều khiên thuy lực số (D-EI1G) tuabin - Chạy mồi tuabin tự động - Bảo vệ lò - Bao vệ tuabin - Lọc bụi tĩnh điện (ESP) - Hệ thống khử lưu huỳnh (FGD) kẻt họp khử nước thạch cao khử đá vôi - Các hệ thống điện - Các ghép nối đóng cắt điện role báo vệ - Các liên kết nối tiếp khác dùng giao thức truyền thông công nghiệp, Modbus - Hệ thống máy phát thiết bị đóng cắt trung cao - Ghép nơi với mạng SCADA trung tâm điều độ quỏc gia Hệ thơng UCMS có q trinh xử lý vào/ra, chức giao tiêp người máv (HMD, xứ lý hiên thị, hiên thị thu thập liệu, lưu trữ liệu, truv cập dừ liệu dừ liệu khứ xử lý báo cáo q trình, tiện ích đặt cấu hình vịng điều khiên, sơ' liệu tập trung bao trì kỹ thuật 198 https://tieulun.hopto.org ■ chử a xỉ Hình 9-1 Toàn cảnh nhà máy nhiệt điện đốt than 199 https://tieulun.hopto.org Hệ thống ICMS có khả thơng tin với trung tâm phân phôi điện vùng quôc gia thông qua mạng SCADA và/hoặc đường truyền Phase Line Carrier đẻ điều khiên tụ đỏng máy phát giám sát từ xa Ngày hệ thống UCMS xây dựng từ hệ thống điều khiên phân tán (DCS) dựa vi xử lý phần mềm phan cứng đại 9.2.2 Hệ thống giám sát điều khỉển trạm phụ SCMS Hệ thống SCMS kết họp việc điều khiên giám sát trạm sau: - Hệ thống nước thài - Xử lý nước - Hệ thống born xả chất thải - Hệ thống cấp than - Các máy thủy lực - Các máy nén khí - Hệ thống trạm điện - Khu chứa dầu - Bơm nước phịng chơng cháy nơ - Panel báo cháy cố - Hệ thống máy phát Diesel - Các ghép nối đóng cat điện role bao vệ - Các liên kết nối tiếp khác dùng giao thức truyền thông công nghiệp, Modbus - Trạm bơm nước làm mát c w Hệ thống SCMS có trình xu lý vào/ra chức giao tiếp người máy (HM1) xử lý hiển thị, hiển thị thu thập dừ liệu, lưu trừ dừ liệu, truy cập dừ liệu dừ liệu khứ, xử lý cố, báo cáo q trình, tiện ích đặt cấu hình vịnc điêu khiên, sơ dừ liệu tập trung bảo trì kỹ thuật Hệ thống SCMS phải hệ thống DCS có H M I thông qua việc sử dụng điều khiên dạng DCS PLC phân tán 9.3 Các yêu cầu chức phần cứng hệ thống 9.3.1 Cấu trúc hệ thống a) Giới thiệu Hệ thống 1CMS gồm chức điều khiển giám sát trình, hiên thị canh báo tính tốn, ghi liệu, lưu trữ lấy liệu, chức khác khâu máy phát, chức phụ trọ' khác tất trạm nhà máy Khi có cỏ xảy hệ thông UCMS SCMS hệ thống khơng làm anh hường tó i hệ thống khác 200 https://tieulun.hopto.org Kha dự phịng cua hệ thốrm có thê ('.)• đầu vào/ra môđun xử lý vào/ra điều khiên, đường truyền dừ liệu giao tiếp người máv khơi ngn cấp Các phân cứng thường sử dụng ị' dạng môđun đồng đẻ giam thiêu thiết bị ròi rạc dụng cụ kiêm tra giảm thời gian đào tạo đẻ vận hành bao dường máy móc thiết bị hệ thống b) Các thành phần UCMS SCMS M ồi hệ UCMS SCMS có thành phản ban sau: Các điều khiên trình M ỗi điều khiên trình mồi hệ UCMS SCMS bao gồm phần tử Cặp bus dừ liệu cục (1 cho dự phòng) xử lý với môđun vào/ra Cặp phan cứng truyền thông (1 cho dự phòng) nối với cặp đường truyền dừ liệu tốc độ cao cua hệ ICMS Cặp diẻu khiên xu K ( I cho dụ phịng) Các mơđun vào/ra số tương tụ với kha dự phòng Các thiết bị ghép nối có thê giao tiếp hai chiều cặp đường truyền tốc độ cao với PLC Cặp phần cứng điều khiên, ngn câp cho vào/ra giám sát mạch bao vệ Các môđun đặc biệt, dụng cụ cho việc lấp đặt Cặp đường truyền dừ liệu tôc độ cao nối với thành phần 1CMS Các trạm cho lập trình/ kỹ thuật Các trạm giao tiếp người máy HM I trang bị hình hiên thị (V D U ) bàn phím, bóng lán chuột nút ấn/bộ hiên thị Các thành phần liên quan tới máy tính đặc biệt khác như: Phần mềm lưu trữ truv nhập dừ liêu lảu dài Bộ xử lý lưu trừ truy nhập liêu lâu dài Hệ thống canh báo báo lồi Hẻ thống ban tin Các cơng gatewav, câu truyền thịng, chuvỏn đôi giao thức, máv in 9.3.2 Hệ thống điều khỉển phụ trọ Mỗi hệ thống điêu khiên phụ hệ thống vi điều khiên Các điêu khiên bao gôm du dung lượng nhó' yêu cầu khối xu K trung tâm phai đáp ứng chức điêu khiên tuân tự môđun theo yêu cầu quét đau vào giao tiêp trực tuvẻn yêu cầu phản mẻm khác Mỗi điều khiên đặt câu hình bơi phản mém clniân cỏ thuật tốn điêu khiên q trình, chức logic tính tốn cho điều khiên mỏđun tuân tự Mồi điêu khiên cài đặt câu hình riêng dam nhiệm nhiệm vụ cụ thẻ 201 https://tieulun.hopto.org Mỗi điêu khiên cỏ khả dừng hoạt độna cách an tồn cỏ tính hệ thơng kill mât nguồn câp.Tự khởi động lại có nation trờ lại cỏ thẻ đặt sau : Các điêu khiên vịng kín câp nation tự độna Các điêu khiên vịna kín cap nation băna ta \ Các điều khiên có thẻ ị' trạng thái bật tẳt đóna mờ lưu aiừ trạng thái vị trí thời Các điều khiên có phản mềm kiêm tra riêng đẻ aiám sát liên tục chức nâng hoạt động cua điều khiên Bộ nhớ cỏ hai loại: loại nhớ chi cỏ thê đọc nhưna cỏ thẻ ahi lại băna điện (như EPROM) loại ghi/đọc ngẫu nhiên (RAM) RAM có nation riêng đẻ bảo tồn dừ liệu nan Các nhó' ln kiêm tra (như phươna pháp CRC ) đẻ dò lỏi 9.3.3 Các yêu cầu dự phòng cho hệ thống Hệ thốna thiết kế phai dam bào cho có lỗi xảy phân từ hoạt độna phan tử dự phịng (ở phần tron a nhà máy) có thê đảm nhiệm nhiệm vụ điêu khiên giám sát Các vêu cầu cân dụ phòng là: Các thiết bị dự phòng cho hệ thốne mạna nhà máy Khi phần tử trực tuyến bị lồi nhiệm vụ phân tử chuyên sang phần tử dự phòng cách tự độna Khi thiết bị dự phịng, đĩa nhớ trạm vặn hành làm việc trờ lại sau bị lỗi khơna kết nối với mạna thiẻt bị trực tuvẻn sè phai cập nhật tự độna thôn a số thiêt bị làm việc trờ lại trước thiêt bị làm việc Cỏ thề dừna tạm thời bàna tay chức nãna chuvẻn đỏi tự độna tới thiết bị dự phòna đê phục vụ cho cơng tắc bảo trì Mọi chức năna điều khiên bảo vệ cho điều khiên trình phai đặt điều khiên mà khơna dựa vào hệ thơng truvên thơng đê vịna lặp tồn phân trun độna riẽna sè vân ơn định hoạt độna xảv cỏ đườna truyên liệu tôc độ cao Mọi thành phân cua đườna truvền dừ liệu tốc độ cao phải dự phịng đẻ đảm bao khơna dừ liệu làm gián đoạn nhiệm vụ điều khiên Bất kì hoán đỏi nhiệm vụ cho phần tư dự phòna băng tav tự động đêu phai báo tới tât trạm vận hành Khi xay lồi điều khiên và/hoặc đườnạ truyẻn liệu aiừa điều khiên \à môđun vào/ra đầu phai có kha năna lưu aiá trị trước có 'là bị đặt vào vùna aiá trị đầu an toàn Khi đường truvền diều khiên trạm vận hành bị điêu khiên vân hoạt động ôn định mà không bị gián đoạn 9.3.4 Bảng điều khiên giao tiếp ngưòi máy Được sử dụng cho tât cà trạm cục (thuộc hệ SCMS) trim a tâm dieu khiên nhà máy: hệ thống aiao tiếp người máv dùng đẻ vận hành đóna càt (thuộc hệ UCMS) hệ thơng ESP/FGD (thuộc hệ UCMS) Bảng điều khiên điên hình cho aiao tiếp người máv kèm theo 202 https://tieulun.hopto.org thiết bị VD U ( thiết bị hiên thị), phân cứng máy tính giao tiẻp người máy bàn phím, dự phịng ngn điện UPS ( cho riêng mỏi thành plìân) Hệ thơng giao tiêp người má> phai đặt phịng dieu khiên cima với phản círna cua điêu khiên khác Hệ thơng giao tiẻp người-máy cùna thưịng trana bị nút ân băna tay/tự động sè cho phép chuyên thành điều khiên bầna tay môđun tinh trạna khân câp cỏ sụ cỏ sửa chừa, bao dường 9.3.5 Đưòng truyền liệu tốc độ cao Hệ thông phái bảo vệ cách li aiừa đường truyền dừ liệu tốc độ cao nôi hệ UCMS đè dam bảo việc truyền tin UCMS không bị anh hường lẫn M ỗi hệ thống UCMS phải nối với cặp đường truyền dừ liệu cao tốc (một cho dự phịng) thơng qua cặp module truyền thơng tốc độ cao(một cho dự phòna) Mọi thành phân đường truyền cao tốc đêu phai có dự phịng, cho phép trun thông tin thành phần hệ DCS như: trạm vận hành, môđun đâu vào/ra điêu khiên trình, thiêt bị ngoại vi khác Các đưịng trun ln phải kiêm tra tính tồn vẹn cua thơng tin bàng cách ghi lại bảt kì lỗi xay tới trạm vận hành có thê lưu lại Đường truvẽn dừ liệu thiẻt kê đẻ có thẻ kêt nơi ngừng kẻt nơi tới bât kì thành phân mạng cách dề dàng nhanh chóng, đồng thời khơng anh hường tới thành phản cịn lại mạng Khi có lỗi xảv bât kì bọ điêu khiên nút mạng đường truyền sê không làm ánh hường tói tính tồn vẹn cua ca mạng không ảnh hường tới việc truyẻn thông giừa nút mạng khơng bị lỏi Hệ thịng mạng phải két hợp chặt chè việc dị lỏi cơng nghệ xứ lý lôi việc truyẻn thông tự dộng phát lại bàn tin có lỏi chuyên sang mạng dự phòng 9.3.6 Các cầu nối gatew ay Các gateway chuvỏn đỏi giao thức đê cỏ thẻ kêt nơi với bát kì hệ thống PLC với hệ ỈCMS M ôi đường truyền liệu cao tốc UCMS có thê kịt nịi với đường truvên dừ liệu cao tốc SCMS Thông thường yêu cầu dự phòng cầu nòi gateway đẻu phải có phần tư dự phịng kèm ì Các rêu càu chức nâng rờ giám sát Các yêu câu chức giám sát thiẻt kê cung câp cài đặt thực thi việc sãp xép bố trí hệ thống đường trujen dừ liệu tốc độ cao hệ thống sè thực chức sau: a Có kha truv nhập dừ liệu từ nhánh ICMS với thành phân tương ứng qua hệ thông bus b Kha truy nhập dừ liệu nhà máy trạm đô hoạ từ hình vận hành thịng qua hệ thơng câu nơi dự phịng Đẻ bảo thao tác khơng cua người vặn hành thành phản khác ngăn chặn, tính sau cần phai thực hiện: 203 https://tieulun.hopto.org a Sẽ khơng thể huv bị hình vận hành dừ liệu từ hệ thống điêu khiên tỏ máy nàv tới hệ thống điều khiên tô máykhác ngược lại khiđiêu khiênhoặc giám sát b Sè khơng thẻ huỳ bị hình vặn hành trạm dừ liệu từ bât kì hệ thông điêu khiên tỏ máy ngược lại điều khiên giám sát Truyền thông từ ICMS lới hệ thông điêu khiên khác Các Gateway phần cứng phân mềm chuyên đôi giao thức lảp đặt đẻ hệ thông đường truyền tốc độ cao có thê ghép nối giưa UCMS với SCMS theo danh sách sau: a Hệ thông lưu trừ chuvên dảu nặng b Hệ thống bom xả xi c Hệ thống điều khiên xử lý nước cảp d Hệ thống điều khiên xử lý nước thai e Hệ thống điều khiên thuỷ lực f Hệ thống điều khiên khí nén g Hệ thống điều khiên câp than Các Gateway cho phép truy ền dừ liệu theo hai hướng tới từ hệ thơng điẽu khiên thơng qua kết nối nối tiếp tốc độ cao Các mạng thông tin cáu nôi, hub router Hiện mạng thông tin dựa trẽn Ethernet IEEE 802.3 dùng TCP/IP thường sư dụng cho hệ thống thông tin UCMS SCMS Các mạng khác nôi với thông qua cồng Hub Ethernet nối tới Router hệ thống Ghép noi ghi liệu hat trữ lâu dài với hệ thông ICMS Bộ xử lý ghi dừ liệu lưu trữ lâu dài nối với hệ thống đường truyền dừ liệu tốc dộ cao UCMS SCMS thơng qua cặp đầu nối có dll' phịng qua gateway có thẻ đáp ứng yêu câu truy cập quét, ghi dừ liệu trình từ điêu khiên ICMS Bộ ghi dừ liệu dam bào dừ liệu có giá trị trạm kỹ thuật trạm vặn hành 9.3.7 Các đầu vào/ra Các đầu vào/ra thường phải chuân hóa theo chuân ghép nôi với ICMS Các đâu vào/ra thường sử dụng ò' dạng mỏđun hạn chế tối da thành phân rời rạc đẻ thuận tiện cho bao trì thay Các mơđun vào/ra cỏ thể có tính linh hoạt tháo, lap ray nguồn cấp Hệ thống tự động phát môđun thêm vào hệ thống tự động đưa ché độ làm việc Mỗi mỏđun vào/ra có nguồn câp với mạch bảo vệ riêng cho mồi đâu vào sơ Các mạch vào/ra hạn chế dịng đẻ bao vệ hệ thơng vào/ra khơng bị phá hịng ngăn mạch Khi có cố xảy dây dan thiẻt bị trường khơng ảnh hường đẻn đẻn sụ hoạt động đầu vào/ra khác / Các đáu vào tương tự 204 https://tieulun.hopto.org Các đầu vào tương tự bao gồm đầu vào tín hiệu dạng mV V -m A cặp nhiệt điện RTD Các đâu vào cua cặp nhiệt điện Các đầu vào nàv đẻ đo nhiệt độ đầu vào nà\ phai có dị ho mạch Các đáu vào dùng chung Tại đầu vào tới dụng cụ đo lường đàm báo: a Các tín hiệu đo lường khơng bị anh hưởng bời tín hiệu xung nhiễu thiết b ịfdò hở mạch cua cặp nhiệt điện b Các tín hiệu ICMS khơng bị anh hương dụng cụ tự điều chinh tắt không nối Kha chỏng nhiêu Các đầu vào tương tự thiết ké để có kha chống nhiều cao Độ xác Độ xác nhị hon 15% cua tồn dai giá trị đo lường ổ Bộ chuyên đỏi tương tự/sỏ Bộ chuyển đổi tương tự số phải có độ phân giai lơn báng 12 bit Các đầu vào xung Các đầu vào xung thiết kế đẻ dam bảo xung không bị đọc đâu vào xóa đếm xung Hệ thống đáu vào xung có thẻ đọc nhât 20 xung/ giây Đơng thời có kha chống nhiều đầu vào đẻ đàm bao độ tin cậ> cao Các đầu vào tiếp diêm 24VDC 48VDC có lọc đẻ bảo vệ phần cứng đau vào khỏi đóng cãt cua cac tiẻp diêm H Các đâu vào kiện tóc độ cao (SOE) Các đầu vào số tiếp điểm 24VDC 48 VDC thiết bị Phần cứng phần mềm thiết ké thích hợp đẻ đáp ứng nhiệm vụ cùa đâu SOE Hệ thống SOE phải giải kiện xảy vịng 1ms đơi với đâu vào hệ thống 5ms đầu vào khác hệ thơng Các đầu vào SOE có thề mơđun đầu vào loại thường đáp ứng yêu cầu loại môđun đặc biệt Hệ thống SOE sè tích họp với hệ thống ICMS ghi lưu trừ liệu lâu dài Hệ thống SOE chứa cổng vào/ra phân tán từ xa đẻ dùng cho hệ thống điều khiên phụ trạm 205 https://tieulun.hopto.org Các đâu tương tự Các đầu tương tự tín hiệu đầu chuẩn dòng 0(4) - 20 mA áp Tùy theo yêu cầu chun đơi số tương tự có độ phản giải 10-bit 12-bit lớn Tất cá đầu đêu phải đuợc bảo vệ khỏi cố ngắn mạch hờ mạch 10 Các đâu rơle Các đầu role dùng cho mạch điều khiên liên động vói câu thiêt bị khác Các đầu số nối với đèn LED chi thị trạng thái hoạt động Các tiêp điêm có thê đon kép thường đóng thường mờ 11 Các đâu sỏ Các đầu số thông thường yêu cầu đâu 24VDC 48 VDC chịu dòng 200mA liên tục M ỗi đầu có đèn LED thị trạng thái cách li quang 12 Bao vệ đâu vào/ra Các thiết bị ghép nối đầu vào/ra dược thiết kế đê tháo bo thay thẻ hịng hóc mà gây thành phần làm việc bị hòng Các đầu vào/ra số thường cách ly thông qua cách ly quang Các đâu vào sô tương tự thôn» thường sử dụng cho nhà máy điện phải có thê chịu điện áp nhât 250 V A C tín hiệu tải đắt hệ thống vòng phút M ọi kênh đầu vào /ra phải có cách ly chịu điện áp nhò nhât 1.500V 9.3.8 Bộ xử lý lưu trữ liệu Hệ thong máy tính thiết kẻ đẽ ghi lại chi tiét hoạt động cua tồn nhà máv đẽ hơ trợ đội ngủ ky thuật làm cơng tác phân tích đánh giá trình hoạt động nhà máv Hệ thống máv tính cho phép lưu trừ dừ liệu dựa trẽn việc sư dụng thành phan giám sát trạm giám sát mà khơng tham gia vào q trình điều khiên Bộ xử lv lưu trữ dừ liệu thực việc giám sát thời gian thực tất thành phân biên trình nhà máy có liên quan đến: Ghi dừ liệu cùa đầu vào yẻu cảu liên tục tới hệ thống máy tính Chun đơi tính tốn liên tục tất tính tốn q trinh biên hệ thông Cặp nhật hiên thị dừ liệu trẽn VDU ghi hiên thị sỏ theo chu ki theo yêu cầu Lưu trữ dừ liệu lâu dài truy nhập dừ liệu khứ tự động theo chu kì theo yêu câu máy in trạm chỗ hay từ xa Bộ xử K lưu trừ liệu thường có đặc diêm: Công nghệ vi xu lý Phân mềm hệ thống mở Đồng hồ thời gian thực có nguồn ni riêng Tài liệu trực tuvến cho tất phần mền hệ thống vận hành lưu CD-ROM 206 https://tieulun.hopto.org Các thiẻt bị ghép nôi mạn Si LAN Bàn điều khiển cua nsiười \ận hành gồm V l) l hàn phím, chuột \à phân cứng liên quan Các kiêm tra vẻ nguôn 9.3.9 Chép nối thiết hị nhà máy Ghép nôi tin hiệu cáp trường hộ điêu Gì Các tín hiệu vào/ra cắp trườn Si thường sấp \ếp phân chia thành khôi vào/ra riêng cho hệ thống UCMS SCMS Ghép nói tín hiệu cáp trường trạm Các vào/ra nối trục tiếp tới hệ thống vào/ra phản tán (các vào/ra ò' xa PLC trung tâm SCMS) Từ hệ thống vào/ra phản tán nàv sè ghép nối với ICMS thông qua hệ thịng đường truyền dừ liệu tơc độ cao Nếu chọn PLC với hệ thống SCV1S thi phai PLC loại đẻ dề đồng thuận tiện cho công tác đào tạo bao dườn Si thay thê Ghép nôi với role M ọi role phải mơđun hóa dề lăp dặt có thẻ lắp ray Ghép noi với cap châp hành Hệ thống 1CMS thực điêu khiên cấu chấp hành có gắn động Các trạm châp hành khối có liên quan phai tuân theo săp xép theo tiêu chuân chung bao gồm: Biên q trình Đầu vào cịng tấc giới hạn mơ Đầu vào cịng tắc giói hạn dóng Ch thị V Ị trí chàp hành Đầu vào cóng tăc mơmen mờ Đâu vào cơng tăc mơmen đóng Biến chấp hành Đầu vào SSR Đầu vào tải nhiệt Ghép nôi với động máy cát Hệ thống ICMS sè điều khiên đóng cát tảt ca dộng máy cãt 207 https://tieulun.hopto.org 9.4 Các yêu cầu chức phần mềm hệ thống 9.4.1 Hệ giám sát - vận hành Hệ giám sát - vận hành hệ thống đa nhiệm, nhiều người vận hành truy nhập theo thời gian thực, sử dụng giám sát thời gian thực dựa trẽn công nghệ phân niềm Hệ thons phai dira trẽn phần mềm tiêu chuân công nghiệp dựa trẽn cônẹ nghệ dùns ngav đỏng gói Hệ thống phần mềm đảm bảo thực chức năns sau: Quản lý mức ưu tiên bản, thực đa nhiệm chương trình lúc Quản lv thứ tự chi định thiết bị trực tuvến troné hệ thons ICMS Chuyên đồi máv in Bảo vệ, quàn lý file trực tuyến Quản lý ngàv đỏng hô thời sian thực Truy nhập hệ thôns bảo mặt file Các công cụ lưu trừ dừ liệu truy nhập lại dừ liệu khứ Các sờ cho tươne tác trực tuyến đẽ cài đặt cấu hình cho thiết bị ngoại vi thêm vào phần mềm Có thê tưong tác trực tuyến đê định dạng ô đĩa thiết bị lưu trữ liệu khác Tự động cài đặt, nhận biết phần mềm phần cứng 9.4.2 Yêu cầu biến hệ thống Các kiêu hiên Phần mềm chứa kiẻu biến sau: a Đầu vào tưong tự b Đầu vào xung c Đầu vào số d Đầu vào số tốc độ cao e Đầu vào/ra nối tiếp f Các tính tốn tốc độ cao: Kiểu tương tự Kiêu sơ g Tần số thực tính tốn h Tính tốn chuvên địi i Tính tốn q trình j Các biến trình k Các đầu số 208 https://tieulun.hopto.org I Các đâu tương tự Trong hệ ICMS nhà máy nhiệt điện phai có 100.000 tags, trạm vận hành phải cỏ 100.000 tag Tất tag truy nhập từ VDU hệ điều khiên thành phân trạm Tỏ chức sớ dừ liệu Ban ghi sò dừ liệu giúp cho khả định địa chi tag trẽn hệ thống 1CMS Cơ sờ dù' liệu ICMS sè phân bố để phần tử (mỗi điều khiên) trạm ICMS tụ quản lý Cơ sò liệu phát triên trẽn máy trạm lập trình kỹ thuật Việc cập nhật sờ dù’ liệu dược tải từ trạm kỹ thuật lập trình tới hệ thống riêng Đê đom giản việc bảo trì sờ dù liệu, dự liệu trẽn hệ thống nhò tri giống hệ thống lớn Các công cụ trực tuyến trạm lập trình kỹ thuật cho phép tạo sửa đồi sờ dừ liệu thơng qua chưotìg trình ứng dụng CO' sờ liệu Co' sớ liệu chứa tag thành phần kỹ thuật, thích Với so tag có thê bao gồm kí tự trạng thái nhiệm vụ sị' liệu Các kí tự nàv thê bên cạnh so tag hiên thị in ấn Mã hoá biến hệ thong M ọi biến hệ thống phải mã hoá lưu nhớ Cơng việc kiểm tra phải thực trước khí chuyên đôi giá trị, trạng thái quét tới thành phần kỷ thuật Các phép toán logic việc truyền liệu thực tự động phần cứng 1CMS xử lý lưu trữ liệu 9.4.3 Yêu cầu xử ỉý tín hiệu vào/ra Xừ /ý đâu vào tương tự Hệ thống thu thập dừ liệu có kha quét mồi đầu vào tương tự lâu vòng 500ms M ỗi vòng quét cập nhật giá trị theo thời gian thực thực lâu ls Các giá trị chất lượng kỹ thuật ghi lại sờ liệu hệ thống biến tồn cục bât kì ứng dụng Các chuyên đôi ADC sê kiểm tra định kì tính xác tự động bù khơng, hệ sô sai lệch cho phép 3% Khi vưọt giá trị cho phép này, phải có thơng báo lỗi phần cứng tới tât cà tag có liên quan Xử lý đâu vào xung Xử lý đâu vào xung liên quan tới đếm, đém đếm xung chuyển sang khối kỹ thuật Yêu câu tât đâu vào xung phải có khả đếm it 20 xung/ s Phản cứng phân mềm phải đảm bào khơng có xung bị đọc reset đêm xung Xứ lý đâu vào sô 209 https://tieulun.hopto.org Đầu vào số bao gồm đầu vào số nối tiếp với thời gian quét đâu vào nhò 50 ms Các giá trị ghi lại sở dũ' liệu hệ thống biến toàn cục bắt kì ứng dụng Các đầu vào kiện (SOE): Các đầu vào đọc ngất trạng thái đầu vào thay đỏi Hệ thống có khả xử lý thay đơi trạng thái đâu vào vòng nhò hon ms đau vào nhóm vòng nho 5ms đầu vào ó’ nhóm khác Các ghi kiện (SOE): Các tag kiện coi đầu vào trigger để ghi lại kiện Các trigger lựu chọn theo sườn lên theo sưòn xuống hai cho phù họp Khi có thay đơi trạng thái trigger thời gian thu thập, tag tương ứng phải ghi lại khoảng nho 5ms Cuối gian đoạn thu thập, ghi đuợc đóng lại có giá trị hiên thị in ân Bù trễ cho đau vào SOE Nhập giá trị băng tay Cho phép nhập giá trị từ bàn phím vào tag hệ thống Nhưng giá trị nhập vào phải kiêm tra tính hợp lệ cùa chúng Các đầu tương tự Các diêm đầu tương tự kết liên kẻt sô' dừ liệu từ q trình tính tốn đầu vào tương tự Tần số cập nhật giá trị đâu tương tự băng tần số đọc đầu vào tưong tự phép tính q trình tương tự Các đau số Các diêm đầu số kết liên kẻt co sở dừ liệu từ q trình tính tốn đâu vào số Tần số cập nhật giá trị đầu số tằn số đọc đầu vào số phép tính cùa trình số 9.4.4 Yêu cầu khả tính tốn xử lý Giới thiệu chung Các đầu vào cho q trình tính tốn đầu vào tương tự, đầu vào số, chuyên đôi kiêu biến tính tốn trung gian khác Hệ thống có khả thực phép tính sau: a Các tính tốn nhanh (tương tự phép logic) b Các tính tốn thi hành c Các tính tốn chuyền đơi Sơ lượng tính tốn điêu khiên Số lượng phép tính xác định ti lệ với số đầu vào/ra phản cứng Hệ thơng 1CMS điên hình bao gồm số lượng phép tính như: a Các tính tốn nhanh tương tự - 600 210 https://tieulun.hopto.org b Các tính tốn nharvhJomc - 200 c Các tính tốn thi hành tín hiệu tưng tự - 350 d Các tính tốn chun đơi ( tồng tất ca loại) -700 Tạo sứa đói tính tốn Tắt phép tính phải viết ngôn ngũ’ cấp cao theo chuân quôc tế đại M ọi giá trị cua tag xử lý có giá trị sử dụng tính tốn M ỗi tính tốn có nhắt 15 dịng mã lệnh với 80 kí tự trẻn dịng Tính xác phép tính sơ phải tuân theo định dạng chuân IEEE Các tính tốn cài đặt sửa đơi trực tuyến Các biến địa phưcmg chi dùng phép tính phép lưu giừ thực phép tính Các biến tồn cục hệ thống sê lưu giữ tag thông, thượng Các hàm toán học M ọi hàm toán học ngịn ngừ bậc cao có thẻ sử dụng tính tốn hệ thống phép tốn số học, logic, điều kiện Ngồi có nhóm hàm chuyên dụng khác như: trả giá trị tag, đặt giá trị tag, trạng thái cảnh báo tag, vùng canh báo tag Các tinh tốn logic nhóm Đẻ đơn giản việc định nghĩa phép tính, hệ thơng sử dụng chưong trình đê cho phép lựa chọn giá trị lớn nhất, nhỏ trung bình từ nhóm giá trị tương tự 32 bit biên tính toắn khác, chưong trình như: a Tính tốn giá trị lớn nhóm b Tính tốn giá trị nhị nhóm c Tính tốn giá trị trung bình Các tính tốn điêu khiên hao gồm cúc thuật điều khiên ban ■ Các điều chinh P1D tuyến tính ■ Các điều chinh phi tuyến 9.4.5 Yêu cầu xử lý sụ cố ì Các yêu cầu cua hệ thống canh háo hệ ỈCMS Hệ thống ICMS chứa hệ thống cảnh báo phai đặt cấu hình cho hệ thống cảnh báo Hệ thống thành phần thiết yếu hệ thống hiên thị vận hành ICMS đồng hành với hệ thống cua điều khiển cáp đường truyền liệu cao tốc Các mạch vòng điêu khiên nối tầng Điều khiên bù trước (feedforward) Điều khiên đa biến 211 https://tieulun.hopto.org Điều khiên thích nghi tự chinh Điều khiên tối ưu Điều khiển dự báo Bộ xử lý dừ liệu lâu dài khơng có vai trị hệ thơng cảnh báo ngồi việc ghi điẻm bị cố thành phần kiện hệ thống ICMS Hệ thống cảnh báo phải kêt hợp vêu cầu sau: a Khả thực chức cảnh báo sau điều kiện: Kiêm tra cảnh báo đầu vào tương tự số khoảng giới hạn bình thường trạng thái; Kiêm tra cảnh báo đầu tương tự số lựa chọn để xác định trường họp khẩn cấp; Theo dõi biến tương tự có cành báo xác định trạng thái các các b Khả thay đôi mức độ cảnh báo, điều chinh đèn cảnh báo theo yêu cầu cảnh báo Khà gồm: Khả hạn chế thông điệp cảnh báo, cảnh báo có mức ưu tiêp thâp phải ân mà không làm thay đôi cảnh báo hiên thị; Khả quay lại cảnh báo thông thường thiết lập lại thơng báo có mức ưu tiên thấp c Khả ghi lại tắt thông tin cảnh báo d Các điểm cố, cảnh báo phải ghi lại xử lý lưu trừ liệu lâu dài Kiêm tra giá trị giới hạn cùa hiên tương tự a Giới thiêu Với biến tương tự ghi nhớ dạng tag Các gỉới hạn cảnh báo cao/ thấp, độ rộng vùng làm việc có thê điều chinh độc lập cách sử dụng hàm thông số Tag Độ rộng vùng làm việc vùng cảnh báo thuộc giá trị thay đồi có ý nghĩa biến tương tự có liên quan Thơng thường, vùng làm việc cho tag riẽns có kích cờ giống Mỗi vùng đánh số tuỳ theo mức độ thâm nhập vào vùng cảnh báo để đảm bảo chi số vùng cao mức độ cảnh báo nguy hiểm hon Chi số vùng cảnh báo đánh số từ đến 99, chi số thể vùng hoạt động bình thường M ỗi biến tương tự có thê kí trạns thái "bình thường" "khân cấp" tag sử dụng chức thông so tag Thông tin chứa nhó' sử dụng cho kiểm, tra giới hạn cành báo b Theo dồi cành báo biến tưong tư Trong vùng cảnh báo biến tương tự kiểm tra quét M ỗi vòng quét, giá trị biên hiên thị V D U sê cập liên tục với số địa vùng cánh báo Ọuá trình kiêm tra ảnh hường tới tất bien tăng giảm eiá trị aiá trị năm vùng cảnh báo c Vùng chết 212 https://tieulun.hopto.org Đé hạn chế nhiều thông báo cành báo xuất biến tương tự dao động quanh giá trị giới hạn cảnh báo cân sử dụng vùng chẻt d Các thòng báo cành báo tương tư Bất kì biến tương tự có vùng cảnh báo hệ thống phần mềm phải xác định vùng cảnh báo biến, sau đưa trạng thái biến hiển thị thông báo cành báo tương ứng theo vùng chi số cảnh báo M ồi thông báo cảnh báo khác phân biệt bơi màu định dạng khác Kiêu thông báo cảnh báo cho biến tương tự phụ thuộc vào vùng chi sô Trạng thái hiên sỏ thay' đôi canh háo M ỗi biến số đầu vào số biến trạng thái lưu trừ nhớ theo điểm trạng thái cảnh báo sè phụ thuộc tương ứng vào trạng trạng thái V ó i biến số, đặt trạng thái ’’binh thường*’ "khân cấp” Các trạng thái chứa nhớ dùng cho công \ iệc kiêm tra trạng thái cảnh báo đưa thông báo canh báo tương ứng Sử dụng chức thơng sơ Tag có thẻ thay đơi phân loại cành báo sỏ kiêu thòng thưòng/khân cấp trạng thái canh báo bât kì thơng sỏ khác cỏ liên quan Canh háo cua hiên sơ: Khi có thay đồi trạng thái biên số có đãng kí trạng thái cảnh báo, phần mềm hệ thống phai kiểm tra tình trạng cua biên bình thường/khân cấp đưa thông báo hiên thị tưong ứng Kiểu thông báo cảnh báo có hai loại bình thường khẩn cấp 9.4.6 Yêu cầu đồng thòi gian M ỗi nhóm hệ thống cua hệ thơng 1CMS đẻu phai chửa đỏng hơ chủ dạo có nguồn riêng với thời gian cho phép sai lệch nhiều 30s/nãm Các xừ lý đồng hô hệ thông nho phai đồng thời gian với đồng hị chủ đạo nhóm 9.4.7 Lưu trữ lâu dài Giới thiệu Mục đích cua việc lưu trừ dừ liệu đẻ kiêm tra lý lịch hoạt động cua nhà máy thiẻt bị Điều sờ đẻ đưa định định hướng tương lai bao dường máv Người vận hành sử dụng dừ liệu đê xác định tình trạng hoạt động cua máy đẻ đưa sửa chừa bảo dưỡng giới hạn cho phép Người làm kỹ thuật sử dụng liệu đê kiêm tra hoạt động nhà máy tình trạng bình thường bát bình thường thời gian dài từ đưa phương án bảđ dường, thav đôi, nâng cảp thay đơi hoạt động theo u câu Có nhiều dừ liệu chứa nhiều thịng tin Việc xác định vùng có thẻ bâng phương pháp thống kẻ hoạt động trung bình Nhưng để xác định xác vấn đề điều kiện ngắn hạn cằn phải có lượng liệu dồi Do vậy, có hai dạng lưu trừ dừ liệu đẻ phân tích: a Phân tích dừ liệu thời gian dài 213 https://tieulun.hopto.org b Phân tích dừ liệu chi tiết Thù tục hru trữ liệu thông thường Sau quét xử lý đầu vào, dừ liệu tương tự lưu theo chu kì cờ Is theo giả trị đặt vào đệm nhớ RAM khỏng điện áp có thẻ lưu 48 Dừ liệu lưu đầu vào/ra cắp trường, đầu vào nôi tiêp L A N dừ liệu đường truyẻn tỏc độ cao, liệu trao đơi tất tính tốn xử lý Bộ đệm hiểu " Lưu trừ dừ liệu động" DSB sử dụng nguôn tài nguyên tất chương trình tính tốn cân sử dụng giá trị thời cua biển giá trị vòng 48 trước Nén liệu delta Việc nén liệu tưong tự thực trực tuyến liên tục hệ thống vận hành, liệu nén trữ vào file lưu trữ trình Phường pháp nén liệu thực có ý nghĩa theo phương pháp nén delta Lưu trữ nhanh Bộ lưu trữ liệu nhanh bao gồm đệm chứa tag dừ liệu tuông tự lưu ngày DSB theo dải quét cụ thê giữ trực tuyến hệ thống hoạt động bình thường lưu file ô đĩa cứng.Điều ứng dụng cho tất biến tưong tự hệ thống Lưu trữ dừ liệu kiện lâu dài (Event History Storage) Các kiện dùng cho thông báo cành báo tin kiện SOE phải kết hợp chặt chẽ ghi hệ thống lưu trừ dừ liệu Các danh sách kiện có thê tích hợp với Shift review lưu tách biệt với Bộ đệm Shift Review ổ đĩa cứng phai có dung lượng chứa 500.000 thông báo bao gồm loại thông báo sau: a Các báo động hệ thống trình b Các hướng dẫn vặn hành hệ thống c Các thông báo chất lượng tag d Cốc thông báo hệ thống như: cảnh báo hệ thống thông báo lỗi e Các thay đồi kỹ thuật vặn hành tói sờ liệu tạm thời lảu dài f Các thay đôi kỹ thuật vận hành tói diêm đặt Dung lượng cứng phải chứa nhât 30 tin tuân tự cùa kiện Nếu SOE Shift review tích hợp file khơng giới hạn sỏ lưọng file Nén dừ liệu Dữ liệu cần nén đê có the lưu giữ lâu dài thiết bị lưu trữ 214 https://tieulun.hopto.org 9.4.8 Yêu cầu truy nhập (lũ liệu khứ ¡.Giới íhiệu Các dừ liệu nhà máy riêng ghi lại thường xuyên, không cần thiết phai ghi trend riêng rẽ tới dừ liệu lưu trữ nhớ đệm Vì truy nhập dừ liệu có thê đơn gian việc lấy dừ liệu khôi file lưu trữ vêu cầu hiên thị in ân Bất kì u cầu truy nhập bói người sư dụng khơng cân xác định vị trí, cấu hình lưu trừ mức thấp cùa dừ liệu, chi cần khoảng thời gian cần thiết, so tag tiêu chuân tìm kiêm Tiêu chuchi lựa chọn Khi sử dụng hàm truy nhập dừ liệu cằn xác định phương pháp tiêu chuẩn tìm kiêm cho truy nhập cụ thẻ 9.4.9 Xử lý hiển thi Giới thiệu Các thiết bị 1CMS để thiết lập, chinh sửa hiên thị, xoá in ấn hiên thị V D U cho chức nàng điều khiên giám sát Việc đặt cấu hình cho hiên thị có thê hồn tồn thực cách trực tuyến không trực tuyến trạm vận hành kỹ thuật Các thông tin động cho hiển thị cặp nhật thường xuyên theo chu kì Is IĨTÌ đầu đọc có liên quan Định dạng hiển thị gồm hiên thị giờ, ngàv chi số phận tiêu đề Thòi gian cập nhặt liên tục hiên thị Hệ thống thông thường u cầu cho phép lớn có cửa sơ hình M cửa sổ có thề hiển thị đồ hoạ có thẻ đặt thay đơi kích cờ tuỳ theo người vận hành Các giao diện vận hành cho phép hiên thị cấu trúc dạng phân cắp Có bốn câp phù hợp với nhiệm vụ vặn hành nhu : hiên thị tông quan.hiẻn thị khu vực nhà máy, hiên thị điều khiển nhỏm hiển thị trạng thái vòng điều khiên cụ thể Các giao diện vận hành khơng cho phép người vận hành thav đơi câu hình, trạng thái truyền thông 1CMS Ghép nôi trạm vận hành ¡CMS M ỗi thành phần điều khiển giám sát từ bàn diều khiên cỏ hình V D U màu Bàn phím hình hiên thị VDU thực chức sau: a Thiết lặp chẻ độ vận hành phù họp với thành phân b Khỏi tạo điều khiên lựa chọn thiết bị c Cung cắp trạng thái giám sát q trình như: xem tơng quan, đồ hoạ mỏ phòng trạm điều khiên d Cung cảp hướng dân vận hành e Cung cấp danh sách canh báo cho thông tin bao dường f Cho phép người vận hành thao tác cấp từ trẽn tới cấp truyền động bàng tay tự động cho đẻu klìiẻn vịng kín hở https://tieulun.hopto.org g Hiên thị cảnh báo vê phân cứng trình h Cung cắp đồ thị giìra biến với thời gian (trend), giừa bien với (x-y piot) bảng biêu 9.4.10 Các tài nguyêr cho lập trình làm cơng việc kỹ thuật Giới thiệu Các chức nêu tài nguyên cho kỹ sư người lập trình trì hệ thống phải đồng thiết kế cách định dạng liệu việc Chức thông tin tag (TIF) Chức T1F công cụ đẻ thay đôi thông số CO’ sờ liệu đẻ phù hợp với tag ICMS Chức dùng đẻ thiết kế, chinh sửa, xố copy, xem xét tìm kiêm tag M ọi thơng số sị' dừ liệu cho tag hiên thị trẽn trang Tuy thuộc vào quyên truy cập mà có thẻ chì sơ thơng sị có thê thay đơi Các tag thiết lập theo đặc quyền nhà máy ghi sờ liệu hệ thống lạivàocơ Việc tạo tag tuỳ thuộc vào mức độ quyền hạn thao tác xác nhận cua người sử dụng Sau sửa đổi dừ liệu tag chấp nhặn tag sờ dừ liệu hệ thống tự động cập nhật Khơng cằn thiết phai xố tag khỏi động lại hệ thống đẻ thay đôi cập nhật sờ dừ liệu Các chức khởi tạo, xoá, tag chi thực thi bời kỹ sư có trách nhiệm M ọi thay đổi sò' liệu phải ghi lại theo thời diêm thay đổi, tag trường dừ liệu có liên quan, giá trị cù Sử dwig TIF Chức TI F có gíá trị sử dụng với người vặn hành chi với mục đích hiên thị cho phép người vận hành quan sát CO' sỏ' dừ liệu diêm Phục hỏi chức menu phục hôi Chức phục hồi sử dụng để thay đôi macro phục hồi định nghĩa thông số phù hợp với công việc phục hồi dừ liệu Chức menu phục hồi dùng đẽ hiên thị macro phục hồi có giá trị cho phép kích hoạt macro lựa chọn Chức nâng điều chinh cành háo Chức đế hiển thị, điều khiển điều chinh thông số liên quan tới vận hành hệ thống cảnh báo 216 https://tieulun.hopto.org ... phối cảnh nhà máy nhiệt điện đốt than 9 .2 Hệ thống giám sát điều khiển tích họp ICMS Hệ thống giám sát điều khiên tích họp (ICM S) bao gồm hai hệ thống: Hệ thống giám sát điều khiển tồ máy (UCMS),... Các thành phần nhà máy hoạt động thơng qua hệ thống tích họp hoạt động cua thành phần với nhau, hệ thống hệ thống điều khiên giám sát tích họp (ICM S) nhà máy Mỗi hệ thống có trạm điều khiên... tồ máy (UCMS), hệ thống giám sát điều khiển trạm (SCMS) 9 .2. 1 Hệ thống UCMS Hệ thống UCMS kết họp việc điều khiên giám sát thành phần sau: - Tuabin lò hoi - Điều khiền lò - Khời động phụ trợ