Cấp thứ hai: là cấp điều khiển phân xưởng thực hiện việc điều khiển các quá trình công nghệ và thực hiện việc kết nối các bộ điều khiển, thiết bị điều khiển logic khả trình PLC, thiết bị
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN HỆ ĐIỀU KHIỂN DCS NGÀNH : ĐIỀU KHIỂN VÀ TĐ HOÁ MÃ SỐ : 1233 TRƯƠNG XUÂN HỮU Người hướng dẫn khoa học : PGS VÕ MINH CHÍNH HÀ NỘI 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205233361000000 Lời cam đoan Em xin cam đoan luận văn tốt nghiệp đề tài: “ Nghiên cứu phát triển hệ điều khiển DCS” em tự thực hướng dẫn PGS.Võ Minh Chính Các số liệu kết đề tài hoàn toàn trung thực Để hoàn thành luận văn này, em sử dụng tài liệu tham khảo ghi bảng tài liệu tham khảo, khơng sử dụng tài liệu khác Nếu có chép em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Người thực Trương Xuân Hữu Mục Lục Trang Lời cam đoan Lời nói đầu Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị CHƯƠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN 1.1 Tổng quan tự động hóa q trình sản xuất hệ điều khiển 1 1.1.1 Tự động hóa q trình sản xuất 1.1.2 Sự đời phát triển hệ thống điều khiển 1.1.3 Điều khiển tập trung điều khiển phân tán 1.2 Cấu hình hệ DCS 1.2.1 Cấp chấp hành - cảm biến 1.2.2 Cấp điều khiển 10 1.2.3 Cấp vận hành, giám sát huy 10 1.3 Một số cấu trúc hệ DCS phổ biến 10 1.3.1 Cấu trúc hệ DCS YOKOGAWA 10 1.3.2 Cấu trúc hệ DCS ABB 11 CHƯƠNG HỆ THỐNG DCS XÂY DỰNG TẠI DÂY CHUYỀN 13 CÔNG TY CỔ PHẦN NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠi CHÍ LINH HẢI DƯƠNG 2.1 Tổng quan nhà máy 13 2.1.1 Giới thiệu chung DC2 Công ty CP Nhiệt Điện Phả Lại 13 2.1.2 Công nghệ sản xuất điện nhà máy nhiệt điện 14 2.1.3 Chu trình nhiệt nhà máy nhiệt điện 15 2.2 Tổng quan hệ thống DCS 17 2.2.1 Tổng quan 17 2.2.2 Phân cấp hệ thống 17 2.2.2.1 Cấp quản lý giám sát chung 18 2.2.2.2 Cấp giao diện vận hành (HIS) 18 2.2.2.3 Cấp điều khiển 20 2.2.2.4 Cấp chấp hành 20 2.2.3 Mạng truyền thông hệ thống 20 2.2.3.1 Mạng Ethernet 20 2.2.3.1 Mạng Vnet 20 2.2.4 Các phần tử khác hệ thống 21 2.2.5 Các thiết bị đo lường 22 2.2.6 Cơ cấu chấp hành 25 2.3 Cấu trúc chi tiết phần cứng hệ thống DCS 25 2.3.1 Trạm giao diện người máy (HIS) 26 2.3.2 Trạm điều khiển khu vực (FCS – Field Control Station) 30 2.3.2.1 Cấu hình PFCS 30 2.3.2.2 Cấu hình LFCS kiểu rack treo 36 2.3.2.3 Mạng vào/ra từ xa (RIO Bus Network) 43 2.3.3 Các kiểu mô đun vào/ra 44 2.3.3.1 Nest AMN11 cho mô đun vào/ra tương tự 45 2.3.3.2 Nest AMN32 cho mô đun vào/ra số 46 2.3.3.3 Nest AMN33 cho mô đun thông tin 48 2.3.3.4 Nest AMN51 cho Card thông tin 49 2.3.4 Busconvertor 50 2.4 Phần mềm CENTUM CS3000 51 2.4.1 Tổng quan System View 51 2.4.2 Định nghĩa Project 52 2.4.2.1 Project 52 2.4.2.2 Project thời 52 2.4.2.3 Project định nghĩa người sử dụng 53 2.4.2.4 Quản lý Project 53 2.4.3 Tập lệnh CS3000 CHƯƠNG XÂY DỰNG DỰ ÁN 54 55 3.1 Trình tự tiến hành 55 3.2 Nghiên cứu tổng quan hệ thống khói gió 55 3.3 Mục tiêu phương thức, thiết bị điều khiển hệ thống khói gió 56 3.3.1 Điều chỉnh lưu lượng gió 56 3.3.2 Điều chỉnh áp lực buồng đốt 56 3.3.3 Bảo vệ, liên động 57 3.4 Thống kê đầu vào 57 3.5 Lựa chọn phần cứng hệ thống 58 3.5.1 Lựa chọn FCS 58 3.5.2 Lựa chọn modul vào 58 3.6 Xây dựng phần mềm điều khiển 59 3.6.1 Tạo dự án 59 3.6.2 Xây dựng đồ hoạ 59 3.6.3 Xây dựng trang điều khiển 63 3.7 Chỉnh định thông số điều chỉnh PID CHƯƠNG MÔ PHỎNG, VẬN HÀNH, GIÁM SÁT 4.1 Mô – Test Function 4.1.1 Thủ tục khởi động q trình mơ 72 76 76 76 4.1.2 Các chức cửa sổ q trình mơ 77 4.1.3 Thủ tục khỏi q trình mơ 77 4.1.4 Kiểm tra tình tự làm việc quạt khói số 1: 1MBC-FN003 78 4.1.5 Kiểm tra tình tự làm việc quạt gió số 1: 1MBA-FN1 80 4.2 Vận hành giám sát 4.2.1 Vào số liệu 81 81 4.2.1.1 Thao tác từ hộp thoại Data Entry 82 4.2.1.2 Chuyển đổi hạng mục số liệu 83 4.2.1.3 Thao tác từ hộp thoại vận hành INC/DEC 84 4.2.2 Thay đổi chế độ khối 85 4.2.3 Xử lý thông báo 86 Kết luận 88 Tài liệu tham khảo 89 Phụ lục A Phụ lục B Danh mục bảng biểu Bảng 2.1 – Số vùng vị trí cơng tắc Bảng 2.2 – Số trạm vị trí cơng tắc Bảng 3.3 – Các thành phần PFCS Bảng 2.4 – Các loại Nest mô đun vào/ra Bảng 2.5 – Các mô đun lắp Nest AMN11 Bảng 2.6 – Chi tiết nối dây mô đun vào/ra tương tự Bảng 2.7 – Các mơ đun lắp Nest AMN32 Bảng 2.8 – Các mơ đun lắp Nest AMN33 Bảng 2.9 – Các Card lắp Nest AMN51 Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Sơ đồ phân cấp hệ thống điều khiển tự động hóa trình sản xuất Hình 1.2 Cấu hình tiêu biểu hệ thống DCS Hình 1.3 Cấu trúc tổng quát hệ thống DCS hãng YOKOGAWA Hình 1.4 Cấu trúc tổng quát hệ thống DCS hãng ABB Hình 2.1 Sơ đồ q trình chuyển hố lượng Hình 2.2 Sơ đồ chu trình nhiệt nhà máy nhiệt điện Hình 2.3 Sơ đồ tổng quan hệ thống điều khiển DCS Hình 2.4 Cấu trúc hệ thống đo lường kỹ thuật số Hình 2.5 Cấu hình hệ thống CS3000 Hình 2.6 Panel phía trước card giao diện V net Hình 2.7 Vị trí DIP switches VF701 Hình 2.8 Các cơng tắc DIP để đặt địa trạm Hình 2.9 Các cơng tắc DIP để đặt số vùng Hình 2.10 Các cơng tắc DIP để đặt số trạm Hình 2.11 Cấu trúc phần cứng PFCS Hình 2.12 Khối nguồn Hình 2.13 Khối xử lý processor Hình 2.14 Khối pin Hình 2.15 Khối ghép nối bus điều khiển Hình 2.16 Cấu hình LFCS kiểu rack treo Hình 2.17 Khối nguồn LFCS Hình 2.18 Khối pin LFCS Hình 2.19 Card giao diện RIO Bus Hình 2.20 Khối ghép nối V net Hình 2.21 Khối ghép nối RIO Bus Hình 2.22 Khối giao diện ngồi Hình 2.23 Khối quạt Hình 2.24 Mạng RIO Bus Hình 2.25 Cấu hình khối vào/ra Hình 2.26 Mặt ngồi Nest AMN11 Hình 2.27 Mặt ngồi Nest AMN32 Hình 2.28 Nối dây mơ đun số Hình 2.29 Khối hàng kẹp TE32 Hình 2.30 Chi tiết nối dây TE32 Hình 2.31 Mặt ngồi nest AMN33 Hình 2.32 Mặt ngồi Nest AMN51 Hình 2.33 Cấu hình hệ thống sử dụng Bus Converter Hình 2.34 Cấu hình Bus Converter (ABC11D) Hình 2.35 Cửa sổ System View Hình 2.36 Cấu trúc Project Hình 3.1 Hệ thống khói gió lị Hình 3.2 hệ thống gió lị Hình 3.3 Hệ thống khói lị Hình 3.4 Đặc tính dao động, khơng bám theo giá trị đặt (SV) Hình 3.5 Đặc tính biên giới ổn định, dao động với chu kì nhỏ Hình 3.6 Đặc tính dao động, ổn định theo giá trị đặt (SV) Hình 4.1 Cửa sổ q trình mơ Hình 4.2 Hộp thoại khỏi q trình mơ Hình 4.3 Trình tự khởi động quạt khói số Hình 4.4 Trình tự làm việc quạt gió Hình 4.5 Hình vẽ gọi hộp thoại vào số liệu (Data Entry) Hình 4.6 Hình vẽ ví dụ hộp thoại vào số liệu Hình 4.7 Hình vẽ gọi hộp thoại thay đổi hạng mục số liệu Hình 4.8 Hình vẽ hiển thị hộp thoại thay đổi hạng mục số liệu Hình 4.9 Hình vẽ lựa chọn hạng mục số liệu Hình 4.10 Hình vẽ thay đổi tên hạng mục số liệu Hình 4.11 Hình vẽ gọi hộp thoại vận hành INC/DEC Hình 4.12 Hình vẽ ví dụ hộp thoại vận hành Hình 4.13 Hình vẽ gọi hộp thoại vận hành thay đổi chế độ khối Hình 4.14 Hình vẽ ví dụ hiển thị hộp thoại thao tác thay đổi chế độ khối Hình 4.15 Hình vẽ nút bấm cửa sổ thông báo hệ thống