Xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thủy công cho các nhà máy thủy điện trên cơ sở tích hợp công nghệ và phương pháp hiện đại

Xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thủy công cho các nhà máy thủy điện trên cơ sở tích hợp công nghệ và phương pháp hiện đại

Ngày giao đề tài luận văn: 30-03-2006

Ngày hoàn thành luận văn:28-12-2006

PLC Bộ điều khiển khả trình (Programmable logic controller)

STEP7 Chương trình lập trình điều khiển cho PLC họ Siemens

WINCC Chương trình cơ sở cho lập trình giao diện giám sát và điều khiển VXL Hệ vi xử lý bao gồm bộ xử lý trung tâm MC, bộ nhớ, bus

CPU Khối xử lý trung tâm

OPC Phần mềm liên kết thiết bị điều khiển (Open Connectivity)

OS Trạm vận hành

ATS Bộ chuyển nguồn tự động (Auto Transfer Switch)

UPS Bộ cấp nguồn liên tục (Uninterruptible Power Supply)

TI Biến dòng (Current transformer)

TU Biến áp đo lường (Voltage transformer)

HMI Hệ thống giao diện người – máy (Human Machine Interface)

IDE Môi trường phát triển tích hợp (Integrated Developer Environment)

PC Máy tính cá nhân (Personal Computer)

SP Giá trị điểm đặt (Set Point)

PV Giá trị quá trình (Process Value)

DB Khối dữ liệu (Data Block)

IM Mô đun cho mở rộng rack (Interface Module)

I/O Kết nối vào/ra (input/output)

DCS Hệ thống điều khiển phân tán (Distributed control system)

SCADA Hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu (Supervisory

Control And Data Acquisition)

- Cơ sở khoa học, tính mới và tính thực tiễn 1

- Phương pháp nghiên cứu và cấu trúc lụân văn 2

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 3

1.1 Khái quát về hệ thống điều khiển thiết bị thuỷ công nhà máy

thuỷ điện

3

1.1.1 Hệ thống điều khiển các cửa van cung đập tràn 4

1.1.2 Hệ thống điều khiển các cửa nhận nước 8 1.1.3 Các thiết bị đo lường chính trong hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công 11

1.1.4 Hệ thống thuỷ lực, điện và điều khiển 17

1.2 Tóm tắt về sự phát triển công nghệ và phương pháp điều khiển

hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công

17

1.2.1 Hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công trên Thế giới 17

1.2.2 Tình hình nghiên cứu, tích hợp hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí

thuỷ công trong nước

21

1.2.3 Giải pháp cho sản xuất hệ thống điều khiển trong nước 23

Chương 2: Lựa chọn giải pháp tích hợp hệ thống 26

2.1.1 Sơ đồ khối chức năng trạm điều khiển tại chỗ 26

2.1.2 Sơ đồ khối chức năng trạm điều khiển từ xa 29

2.1.6 Tính toán thiết kế trạm điều khiển từ xa 47

2.2 Lựa chọn tích hợp cấu hình và thiết bị phần cứng 49 2.2.1 Các thiết bị đảm bảo nguồn động lực 49 2.2.2 Cấu hình phần cứng các trạm điều khiển tại chỗ 50 2.2.3 Cấu hình phần cứng trạm điều khiển từ xa 53

2.3 Lựa chọn phần mềm cơ sở cho lập trình điều khiển và giám sát 56 2.3.1 Lựa chọn phần mềm cho lập trình điều khiển 56 2.3.2 Lựa chọn phần mềm cho lập trình giao diện điều khiển, giám sát và

thu thập xử lý dữ liệu

60

Chương 3: Xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị cơ

khí thuỷ công cho nhμ máy thuỷ điện a-vương

65

3.1.1 Hệ thống điện – thuỷ lực và các yêu cầu điều khiển cửa van 65 3.1.2 Hệ thống đo lường, bảo vệ và các yêu cầu điều khiển hệ thống 71 3.1.3 Thu thập, xử lý dữ liệu và truyền thông 72

3.2 Xây dựng thuật toán điều khiển hệ thống các cửa van cung đập

tràn

73

3.2.1 Thuật toán cho các trạm điều khiển tại chỗ 73 3.2.2 Thuật toán và liên động cho trạm điều khiển từ xa 75

3.3 Lập trình điều khiển cho các cửa van cung đập tràn 77

Phô lôc

1 C¸c h×nh ¶nh vÒ hÖ thèng thiÕt bÞ c¬ khÝ thuû c«ng T§ AV−¬ng

2 B¶n vÏ thiÕt kÕ c¬ b¶n tr¹m ®iÒu khiÓn t¹i chç

3 B¶n vÏ thiÕt kÕ c¬ b¶n tr¹m ®iÒu khiÓn tõ xa

4 Ch−¬ng tr×nh PLC ®iÒu khiÓn tr¹m t¹i chç

5 Ch−¬ng tr×nh PLC ®iÒu khiÓn tr¹m tõ xa

B 2.1 Tính tham số PID tối ưu sai lệch tĩnh nhỏ nhất - Java Applets 36

B 2.3 Thời gian và bộ nhớ yêu cầu của PLC 45

B 2.4 Tính công suất tiêu thụ DC của hệ PLC 46

B 2.5 Bảng kê yêu cầu thiết bị giao diện điều khiển 49

B 2.6 Công suất tiêu thụ của các thiết bị động lực 50

B 2.7 Tính toán thiết bị PLC điều khiển của trạm tại chỗ 51

B 2.8 Tính công suất tiêu thụ nguồn DC trạm tại chỗ (W) 53

B 2.9 Tính chọn thiết bị PLC trạm điều khiển từ xa 54

B 2.10 Yêu cầu bộ nhớ chương trình và thời gian đáp ứng của

PLC tại trạm điều khiển từ xa

54

B 2.11 Tính công suất tiêu thụ nguồn DC trạm từ xa (W) 55

H 1.1

H 1.2 Sơ đồ hệ thống thuỷ lực chuẩn cho nâng hạ cửa van cung 06

H 1.3 Sơ đồ tổng thể hệ thống điều khiển cửa van cung 07

H 1.6 Một số kiểu dáng của thiết bị giám sát trạng thái 12

H 1.10 Hình dáng đầu đo mức dùng phương pháp đo chênh áp 15

H 1.11 Các kiểu dáng đầu dò rađa, siêu âm, bộ điều khiển cho hệ thống

đo mức nước

16

H 2.1 Sơ đồ tổng thể hệ thống điện, thuỷ lực hệ thống nâng hạ cửa van

trạm điều khiển tại chỗ - hệ thống cơ khí thuỷ công

27

H 2.2 Sơ đồ khối trạm điều khiển tại chỗ cho hệ thống điều khiển thuỷ

lực nâng hạ cửa van – hệ thống cơ khí thuỷ công

30

H 2.3 Sơ đồ khối trạm điều khiển từ xa cho hệ thống điều khiển thuỷ lực

nâng hạ cửa van – hệ thống cơ khí thuỷ công

31

H 2.4 Góc dịch chuyển và lực tác dụng của hệ van cung 33

H 2.5 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển cửa van cung 34

H 2.7 Đặc tính thời gian- dòng điện của rơ le nhiệt và động cơ điện 39

H 2.8 Bố trí đèn cảnh báo và các công tắc vận hành trạm ĐK tại chỗ 42

H 2.9 Lực nâng, hạ của xi lanh thuỷ lực và hướng tác dụng của dầu

thuỷ lực

43

H 2.10 Giao diện chọn phương thức kết nối với PLC họ S7-200 57

H 2.11 Chọn ngôn ngữ hiển thị lập trình cho S7-200 dùng Microwin 58

H 2.14 Lựa chọn kiểu kết nối với PLC trong WinCC-V6.0-SP2 60

H 2.15 Thiết lập giao diện giám sát và điều khiển trong WinCC-V6.0 61

H 2.16 Xây dựng giao diện giám sát và điều khiển dùng WinCC 62

H 2.17 Thiết kế thu thập lưu trữ dữ liệu trong WinCC-V6.0 62

H 2.18 Thiết kế trang in ấn trong WinCC-V6.0 63

H 3.1 Sơ đồ thuật toán hoạt động của trạm điều khiển tại chỗ 74

H 3.2 Sơ đồ thuật toán hoạt động của trạm điều khiển từ xa 76

H 3.3 Gọi Subroutine đếm xung và truyền dữ liệu vào bộ đếm 77

H 3.5 Nhấn F1, tìm các tham số của bộ đếm HSC 79

H 3.7 Cấu hình kết nối và điều khiển hệ thống 83

H 3.8 Cấu hình chi tiết phần cứng của thiết bị PLC trạm điều khiển

từ xa

84

H 3.9 Thiết lập cấu hình phần cứng trạm điều khiển từ xa 85

H 3.10 Các khối chức năng sử dụng trong chương trình 88

H 3.11 Đặc tính xả tràn cho lập trình điều khiển trạm từ xa 89

H 3.12 Thao tác lập trình hàm FC9-Tính đặc tính xả tràn 89

H 3.13 Tạo Project mới và tạo kết nối PLC từ WinCC 91

H 3.14 Màn hình chính giao diện giám sát và điều khiển tại đập tràn

Công trình thuỷ điện A-Vương

91

H 3.15 Thanh công cụ thoát khỏi chương trình điều khiển 92

H 3.17 Giao diện vào thông số tính đặc tuyến xả tràn 93

H 3.19 Xây dựng các trang HTML sử dụng Microsoft FrontPage 95

H 3.21 Kết quả chạy file help.exe liên kết đến các trang help 96

H 3.22 Thiết kế bảng thu thập và xử lý dữ liệu 97

H 3.23 Thiết kế trang báo cáo cho các cửa riêng biệt 98

H 3.24 Thiết kế trang giao diện báo cáo chung cho hệ thống 99

Mở đầu

1 Cơ sở khoa học, tính mới và tính thực tiễn

- Hiện nay việc nghiên cứu chế tạo và phát triển các thiết bị điều khiển, tự động hoá đã phát triển rất cao cả trong nước cũng như trên Thế giới Các thiết bị điều khiển như PLC, các máy CNC, các thiết bị sử dụng DSP, các máy tính điều khiển PCI, PXI đã trở thành những sản phẩm thương mại phổ biến tại khắp các thị trường trong và ngoài nước Những cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế cũng như các công cụ phần mềm để mô phỏng, tính toán, điều khiển cũng hết sức phong phú và

đa dạng như Matlab, Labview, WinCC, Với các điều kiện khoa học và công nghệ cơ sở hiện nay, hoàn toàn cho phép chúng ta thực hiện tốt việc thiết lập, xây dựng những hệ thống điều khiển hiện đại, có quy mô lớn và đáp ứng những yêu cầu công nghệ phức tạp

- Việc nghiên cứu áp dụng và chế tạo thành công các hệ thống điện, điều khiển cho điều khiển các hoạt động của nhà máy thuỷ điện đã được thực hiện nhiều bởi các hãng sản xuất thiết bị điều khiển và tích hợp hệ thống trên Thế giới Tuy nhiên

do nền tảng công nghệ chế tạo thiết bị điều khiển trong nước còn hạn chế, nên các nhà sản xuất cũng như các cơ sở nghiên cứu trong nước đến nay vẫn chưa có khả năng đảm bảo cung cấp các hệ thống thiết bị điều khiển đồng bộ cho các nhà máy thuỷ điện có công suất từ 10 MW trở lên Do đó đề tài nghiên cứu này có tính tiên phong phục vụ các kế họach nội địa hoá các hệ thống thiết bị đồng bộ phục vụ cho ngành điện nói riêng và ngành công nghiệp trong nước nói chung

- Việc xây dựng hệ điều khiển các nhà máy thuỷ điện nói chung và các thiết bị cơ khí thuỷ công nói riêng có một ý nghĩa thực tiễn hết sức cấp bách Theo chiến lược phát triển ngành Điện Việt nam đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết định 176/2004/QĐ-TTG ngày 5/10/04, thì "trong 20 năm tới sẽ xây dựng hầu hết các nhà máy thuỷ điện tại những nơi có khả năng xây dựng Dự kiến đến năm 2020 tổng công suất các nhà máy thuỷ điện đạt 13.000-15.000 MW" Như vậy chúng ta sẽ phải xây dựng khoảng 46 nhà máy thuỷ điện có công suất lớn hơn

50 MW và khoảng 100 nhà máy thuỷ điện có công suất đến 50 MW

- Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài còn được khẳng định trong quyết định phê duyệt danh mục các nhiệm vụ khoa học và công nghệ thuộc Dự án khoa học và công nghệ số 2512/QĐ-BKHCN ngày 22/9/05 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ Đề tài số 4 có tên là "Nghiên cứu, thiết kế, tích hợp, lắp đặt và vận hành hệ thống điều khiển tổ máy turbin thuỷ lực và nhà máy thuỷ điện Đaskrông"

do Viện nghiên cứu Cơ khí - Bộ Công nghiệp chủ trì Trong đó hệ điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công là một phần trong nội dung thực hiện của đề tài

2 Mục đích và nhiệm vụ của luận văn

- Làm chủ được các cơ sở lý thuyết cũng như thực tiễn cho phép thiết kế, tích hợp và lập trình hệ thống điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công cho các nhà máy thuỷ điện

- Xây dựng, thiết lập được các thuật toán điều khiển và hệ thống điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công trên cơ sở những phần cứng và phần mềm cơ sở có sẵn tại thị trường Việt nam

- Vận dụng cho xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công nhà máy thuỷ điện A-Vương - Đà Nẵng – Việt Nam

- Nâng cao năng lực thiết kế tích hợp hệ thống điều khiển cho các nhà máy thủy

điện nói riêng và các hệ thống tự động hoá các dây chuyền sản xuất công nghiệp nói chung

3 Phương pháp nghiên cứu và cấu trúc luận văn

Để đạt được những mục tiêu đề ra, việc nghiên cứu khái quát kinh nghiệm từ những công trình thuỷ điện trong và ngoài nước để xây dựng cơ sở lý thuyết và tích hợp, chế tạo với điều kiện cơ sở, thiết bị trong nước hiện nay là phương pháp có hiệu quả và tin cậy nhất Vì vậy nội dung luận văn được chia thành ba chương chính, chương 1 nêu những nghiên cứu khái quát về hệ thống cơ khí thuỷ công trong và ngoài nước, chương 2 sẽ đưa ra những cơ sở lý thuyết tính toán, lựa chọn thiết bị cho thiết kế, tích hợp hệ thống, chương 3 là nội dung áp dụng cho xây dựng hệ thống

điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công trong thực tế

Chương 1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1 Khái quát về hệ thống điều khiển thiết bị thuỷ công nhà máy thuỷ điện

Những năm gần đây (từ năm 2002 đến nay) được sự quan tâm phát triển ngành cơ khí, điện, chế tạo trong nước của Đảng và Nhà nước ta, các đơn vị chế tạo trong nước đã đảm bảo được các công việc từ thiết kế đến cung cấp trọn gói các hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công ở mọi quy mô Điều này đã được khẳng định theo kết quả kiểm tra công tác thiết kế, chế tạo thiết bị cơ khí thuỷ công của liên danh nhà thầu MIE-NARIME-VINAINCON của Bộ Công nghiệp tại trang: http://irv.moi.gov.vn/ sodauthang/tintucthoisu/2006/1/15713.ttvn

Hệ thống các thiết bị cơ khí thuỷ công được đánh giá là hệ thống rất quan trọng

và chiếm tỷ trọng giá trị cao trong các công trình thuỷ điện Những thành công bước

đầu trong việc cung cấp toàn bộ hệ thống từ thiết kế đến chế tạo các thiết bị cơ khí thuỷ công cho các nhà máy thuỷ điện Plêi-Krông, Buôn-Kuốp, của các đơn vị trong nước đã đặt niềm tin vững chắc cho Chính phủ về khả năng cung cấp hoàn chỉnh các hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công cho các nhà máy thuỷ điện lớn trong nước Điều này thể hiện trong cuộc họp đầu tháng 2/2006 do Bộ Công nghiệp chủ trì, được đăng tải trên trang: http://irv.moi.gov.vn/sodauthang/sukienvande/2003/3 /15573.ttvn về việc chuẩn bị cho chế tạo thiết bị nhà máy thuỷ điện Sơn La

Hệ thống điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công là một phần rất quan trọng và không thể thiếu được trong việc cung cấp các hệ thống đồng bộ Sự hoạt động an toàn, tin cậy và hiệu quả của toàn bộ hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công phụ thuộc phần lớn vào sự an toàn, tin cậy của hệ thống điều khiển

Tại hầu hết các công trình thuỷ điện hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công luôn bao gồm hệ thống các cửa nhận nước và hệ thống các cửa van cung xả tràn Ngoài ra tuỳ vào đặc điểm và quy mô cụ thể của mỗi công trình có thể có thêm các hệ thống cửa xả sâu, hệ thống cửa van đập điều hoà, hệ thống van côn xả đáy Hệ thống điều khiển luôn bao gồm việc đảm bảo điều khiển hoàn toàn, tin cậy mọi hoạt động của các thiết bị trong phạm vi và hệ thống các thiết bị đo lường, cảnh báo và bảo vệ

Trong khuôn khổ của luận văn, chúng ta sẽ đi vào nghiên cứu các hệ thống cơ bản trong hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công là cửa nhận nước, cửa đập tràn và hệ thống các thiết bị đo lường

1.1.1 Hệ thống điều khiển các cửa van cung đập tràn

Hệ thống các cửa van cung đập tràn có chức năng tích nước, xả nước và điều tiết mức nước trong hồ chứa cho công trình thuỷ điện Số lượng các cửa xả, lưu lượng xả cũng như các thông số về kích thước mỗi cửa xả phụ thuộc vào quy mô và các điều kiện cụ thể của mỗi công trình Mỗi công trình thuỷ điện có thể có từ 2 đến 12 cửa xả tràn Có thể thiết kế các cửa xả tràn theo kiểu phẳng hay kiểu vòng cung, song vì các đặc tính chịu lực và đảm bảo độ bền theo yêu cầu mà hầu hết các công trình thuỷ điện trong nước hiện nay đều sử dụng các cửa van xả tràn có dạng vòng cung

và được gọi là các cửa van cung H 1.1 thể hiện hình dạng, vị trí và kết cấu cơ khí của một cửa van cung

Để điều khiển việc nâng, hạ cửa van cung ta có thể dùng hai dạng kết cấu điều khiển cơ bản là dùng tời điện để kéo và hạ cửa van hoặc dùng hệ thống xi lanh thuỷ lực để nâng, hạ cửa van

Hệ thống nâng hạ cửa van cung sử dụng tời điện thì kết cấu cơ khí phải đảm bảo việc đồng tốc giữa hai nửa của cửa van Để thực hiện việc này tại một số công trình

Hình 1.1: Vị trí, hình dạng và kết cấu cửa van cung xả tràn

thuỷ điện sử dụng một động cơ truyền động, có trục gắn cứng để kéo đồng thời cả hai nửa của van Hệ thống giám sát và điều khiển độ mở cửa van trong trường hợp này không có gì đặc biệt Tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà có thể có bộ đo và hiển thị góc mở liên tục hoặc có thể chỉ dùng các công tắc chỉ báo trạng thái vị trí cửa từ 4

đến 6 cấp Thực tế cho thấy việc điều khiển nâng hạ cửa van cung bằng tời điện thì cấu trúc hệ thống điều khiển tương đối đơn giản Tuy nhiên nó có một số nhược

điểm như sau:

- Phải bảo trì hệ thống cáp thường xuyên

- Hệ thống tời điện khi khởi động nâng cửa van sẽ phải khởi động động cơ trong trạng thái đầy tải gây ảnh hưởng đến nguồn điện chung

- Việc điều khiển độ mở cửa van cung tới vị trí điểm đặt có độ sai lệch lớn Ngày nay việc chế tạo và ứng dụng các hệ thống thuỷ lực vào các công đoạn đòi hỏi độ ổn định chính xác làm việc cao với tải trọng lớn như là một điều tất yếu Hệ thống điều khiển nâng hạ các cửa van cung xả tràn cho các nhà máy thuỷ điện cũng vậy Tải trọng làm việc rất lớn (tải trọng nâng cửa van cung khoảng 250 tấn) và độ chính xác yêu cầu điều khiển cỡ mm so với toàn dải nâng khoảng từ 7 đến 10 mét

Do vậy hệ thống điều khiển nâng hạ các cửa van cung đập tràn phổ biến sử dụng hiện nay là hệ thống nâng hạ bằng xi lanh thuỷ lực Hệ thống nâng hạ các cửa van cung bằng thuỷ lực thường sử dụng là hệ thống có 02 xi lanh thuỷ lực nâng hạ đồng thời hai bên sườn của cửa van cung Do kết cấu đặc thù của van cung mà phần cơ khí chế tạo đảm bảo độ cứng, tránh xô lệch giữa hai bên cửa nên không cần có bộ phận đồng bộ hai xi lanh khi khoảng vượt cửa van cung nhỏ hơn 10 mét Trong trường hợp bề rộng cánh cửa van cung lớn từ 15 mét trở lên thì hệ thống thuỷ lực cần phải bổ sung bộ điều chỉnh đồng bộ việc nâng hạ hai nửa van để tránh các hiện tượng xô lệch trong quá trình nâng hạ cửa H 1.2 là sơ đồ hệ thống thuỷ lực nâng hạ cửa van cung, có sử dụng 02 bộ đồng bộ thuỷ lực giữa hai xi lanh

Ngoài ra do các yêu cầu về an toàn tuyệt đối trong việc đảm bảo vận hành các cửa van cung, nhất là khi có yêu cầu xả lũ, mà hệ thống điều khiển nâng hạ cửa van cung bằng thuỷ lực luôn được trang bị thêm một bơm thuỷ lực vận hành bằng tay và một bộ lọc dầu di động Mỗi cửa van cung thường được trang bị 02 chốt treo van

cung trong chế độ mở hoàn toàn trong thời gian dài Vì vậy hệ thống điều khiển cửa van cung phải bao hàm cả việc điều khiển và giám sát các chốt cơ khí

Hệ thống điều khiển các cửa van cung xả tràn cho các nhà máy thuỷ điện luôn

đòi hỏi phải có hệ thống điều khiển nhóm và có cổng truyền thông cho phép người vận hành có thể kiểm tra, điều khiển được hệ thống từ trung tâm điều khiển nhà máy Do vậy khi xây dựng hệ thống điều khiển các cửa van cung chúng ta phải quan tâm không những chi tiết hệ điều khiển thuỷ lực từng cửa, mà còn cả số cửa van

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống thuỷ lực chuẩn cho nâng hạ cửa van cung

q= 40Cc P= 2,5 MPa

12.11 12.10

P=1 MPa P 12.4

13.7

6.6 13.3 13.4 12.6 6.7

12.12 7.9 6.8

MD-2.2

P=19 MPa P=19,5 MPa

U 13.6 Rp1.2

14.4 7.5 15.3 14.3 P

16.2

5.5 15.4

YB1

St.x Ix St

7.7 S XL450x250x7.350St

P=0,3 MPa 4.4

MAGN

Sol.k T3

4.6 P

4.5 U Rf1

P=0,5 MPa Rf2 U 5.6

P 1.7 P 5.2

5.3

MD-1-1 8.5

M3 N= 3,5 Kw 1.5

1.4

n= 1450 V/Ph

Trạm lọc FU 3.3 1.6 2.3

12.7 6.3

13.5 12.2

P 12.3 P=0,3 MPa

13.2 12.5 13.1 6.4 6.5

12.8 16.1

12.9

14.2 P=19,5 MPaP=19 MPa P 7.3 15.1 14.1

13.5

U Rp1.1

MD-2.1 5.4 15.2 XL450x250x7.350St

Rp1

U

7.1

P Rp2

DSHG-06 b

B

A

T2

B T A P 11.1 Sol.a

T2 8.3 Sol.b 8.4

P= 250Bar q= 76 Cc 6.1 4.1 5.1 Rt U

L Rl2.1 U 12.1

8.1

N= 30 Kw n= 1450 V/Ph 6.2

8.2

T 9.1

T1 T

7.2 13.8 U P=3 MPa

Dy1 1/4"

Dy1"

Dy1/2"

trong mỗi dự án, số các tín hiệu và phương thức đòi hỏi vận hành từ hệ thống điều khiển nhóm Thực chất của việc xây dựng hệ thống điều khiển nhóm (điều khiển từ xa) là việc tích hợp một hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) Việc xây dựng hệ thống điều khiển các cửa van cung đập tràn ngoài việc phải

đáp ứng việc điều khiển theo điểm đặt của người vận hành, còn phải giám sát, tính toán giá trị mức nước trong hồ chứa và điều khiển tự động nâng hạ các cửa van một cách tự động theo một chu trình, thuật toán đặt sẵn

Trong chu trình vận hành tự động bình thường của hệ thống các van cung đập tràn thường căn cứ vào hai số liệu vào cơ bản, một là số khoảng chia toàn dải vận hành của van từ 4 đến 6 cấp tuỳ theo chiều cao làm việc của cửa van Hai là lưu lượng xả ứng với các giá trị mức nước thực tế trong hồ chứa, bảng giá trị này cũng

do người vận hành nạp vào chương trình xả tự động của cửa van Thuật toán xử lý,

thuỷ lực

Xi lanh Van cung

Tín hiệu

điều khiển

Tín hiệu trạng thái

Dầu thuỷ lực

Xung báo vị trí và các công tắc hành trình

Trạm điều khiển từ xa

Tín hiệu

đo lừơng

Tín hiệu giao tiếp,

điều khiển

Thiết bị đo mức nứơc

Hình 1.3: Sơ đồ tổng thể hệ thống điều khiển cửa van cung

tính toán ra chiều cao xả tại một thời điểm nào đó cho mỗi cửa sẽ phụ thuộc vào tốc

độ tăng hoặc giảm của giá trị mức nước trong hồ và điều chỉnh độ mở cửa theo các tham số điều khiển tự động của bộ PID H 1.3 chỉ ra một sơ đồ khái quát các thiết bị

và sự liên hệ của hệ thống điều khiển cửa van cung xả tràn

1.1.2 Hệ thống điều khiển các cửa nhận nước

Các cửa nhận nước trong các công trình thuỷ điện thường có chiều sâu làm việc thấp hơn so với cửa xả tràn, áp lực nước tác động lên cửa khi nhà máy hoạt động là không có (khi tổ máy phát điện hoạt động thì cửa nhận nước phải mở để nhận nước vào đường ống áp lực) Do đó kết cấu cơ khí của van vận hành cửa nhận nước thường là dạng cửa phẳng H 1.4 thể hiện kết cấu cơ khí một cửa van phẳng vận hành cửa nhận nước

Hình 1.4: Kết cấu cơ khí cửa van phẳng cửa nhận nước

Trong đó phần kết cấu để nâng hạ cửa van cũng như trong trường hợp điều khiển cửa van cung, có thể áp dụng được cả hai phương pháp nâng hạ bằng tời điện hoặc bằng hệ thống xi lanh thuỷ lực

Cửa van vận hành cửa nhận nước có hai tác dụng chính là mở nước vào đường ống áp lực, đến tuabin và đóng vai trò là van sự cố, sẽ đóng khẩn cấp ngăn nước vào khoang máy khi có sự cố Về số lượng và kích thước của cửa tuỳ thuộc vào quy mô của mỗi công trình thuỷ điện, tuy nhiên hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công chiếm một tỷ trọng lớn trong các nhà máy thuỷ điện Trọng lượng của các cửa nhận nước cần phải nâng hạ cũng rất lớn Nếu như hệ thống quá lớn, đòi hỏi kích thước cửa rất lớn, thì người ta thường chia ra thành nhiều cửa nhỏ sao cho lưu lượng tính toán vẫn

đảm bảo mà không phải nâng hạ những cửa van quá lớn Do vậy trọng lượng của các cửa van vận hành này chỉ dao động từ 200 tấn đến 300 tấn và chiều cao vận hành cũng thường từ 7 đến 10 mét

Hệ thống điều khiển các cửa nhận nước cũng luôn cần giám sát trạng thái đóng hoặc mở cửa và cũng đòi hỏi phải điều khiển và giám sát được từ hệ thống điều khiển nhóm (điều khiển từ xa) và liên động điều khiển, giám sát được chúng từ trong phòng điều khiển trung tâm nhà máy theo yêu cầu phát điện sản xuất Cũng như hệ thống điều khiển van cung đập tràn, hệ thống điều khiển nâng hạ các cửa nhận nước cũng đòi hỏi việc điều khiển và giám sát trạng thái của 02 chốt treo cơ khí cho mỗi cửa van

Trong trường hợp hệ thống nâng hạ cửa van phẳng sử dụng tời điện hay cầu trục chân dê thì việc quan trọng trong hệ thống điều khiển là đảm bảo công suất nâng hạ

và giám sát bảo vệ khi cửa đã nâng hoặc đóng đến vị trí giới hạn Điều hệ trọng nhất

đối với hệ thống điều khiển này là phải đảm bảo khả năng đóng được cửa van trong mọi trường hợp để đảm bảo an toàn cho người và tổ máy khi có sự cố bên trong nhà máy

Khi sử dụng hệ thống nâng hạ cửa van phẳng cửa nhận nước bằng xi lanh thuỷ lực, thì thường tại cửa nhận nước người ta chỉ sử dụng một xi lanh thuỷ lực kết nối với móc nâng tại điểm giữa cửa van Trong trường này, hệ thống điều khiển cửa

U LL L

U TH2 T

PL P PH P

Tuy nhiên hệ thống thuỷ lực không cần sử dụng thiết bị đồng bộ thuỷ lực như

đối với nâng hạ cửa van cung, nhưng bổ sung van hạ cửa tự trọng H 1.5 thể hiện sơ

đồ thuỷ lực của hệ thống nâng hạ cửa van phẳng cửa nhận nước

Chu trình vận hành nâng hạ cửa van phằng cửa nhận nước sẽ đơn giản hơn so với van cung Các van vận hành này thường chỉ làm việc trong hai trường hợp là mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn Nhưng một điều chú ý quan trọng đối với hệ thống

điều khiển cửa nhận nước là khi nâng (mở) cửa van phải thực hiện mở làm 2 bước Bước thứ nhất là mở cửa đến một vị trí đặt trước trong một khoảng thời gian để cho nước từ phía thượng lưu vào trong khoang buồng tuabin đến khi đạt được sự cân bằng áp lực giữa trong và ngoài đường ống áp lực Bước thứ hai là nâng cửa nhận nước đến vị trí giới hạn trên trong trạng thái không có sự chênh áp trước và sau cửa Khi có yêu cầu đóng cửa vì một lý do nào đó, thì trong mọi trường hợp người vận hành đều có thể tháo chốt, hạ cửa van nhờ tự trọng (nhưng phải điều khiển giữ hạ từ

từ tránh xốc, va chạm quá mạnh làm hỏng kết cấu cửa van và hỏng kết cấu chịu lực)

1.1.3 Các thiết bị đo lường chính trong hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công

Như khái quát trong các phần trên, hệ thống các thiết bị đo lường chính phục vụ cho việc giám sát và điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công đóng một vai trò hết sức quan trọng Việc đảm bảo sự hoạt động chính xác, ổn định của cả hệ thống điều khiển phụ thuộc rất nhiều vào sự ổn định và chính xác của các thiết bị đo lường Chúng ta có thể khái quát các thiết bị đo lường trong hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công thành 03 nhóm thiết bị đo lường chính theo tính năng của chúng như sau:

- Nhóm 1: Các thiết bị giám sát trạng thái vị trí dạng ON/OFF như các công tắc hành trình, các công tắc áp suất, các công tắc giới hạn nhiệt độ, các công tắc báo mức Trong hệ thống các thiết bị cơ khí thuỷ công sử dụng rất nhiều các thiết bị giám sát dạng này Kiểu dáng của chúng hết sức đa dạng tuỳ vào kết cấu cơ khí và

vị trí gá lắp chúng H 1.6 chỉ ra một số kiểu dáng của các thiết bị giám sát dạng này Tuy nhiên xét về phần điện điều khiển, thì chúng hoàn toàn giống nhau là đưa các

- Nhóm 2: Là nhóm các thiết bị đo lường độ mở của các cửa van cung cũng như

độ mở của các cửa van phẳng

Để đo lường và hiển thị độ mở của các cửa van cung cũng như cửa van phẳng người ta có nhiều phương pháp đo tuỳ vào yêu cầu cụ thể của dự án, sự phát triển của khoa học kỹ thuật Nhưng về nguyên lý người ta thường dùng hai cách đo cùng hai loại thiết bị chủ yếu Một là dùng thiết bị sensor đo góc mở, tín hiệu đo góc được trả về hệ thống là dạng 4-20mA Thiết bị này có ưu điểm là nó cho phép hiển thị trực tiếp góc mở của cửa, tín hiệu đo lường trả về hệ thống là dạng chuẩn 4-20 mA Tuy nhiên nó có nhược điểm là cấp độ chính xác của nó không cao vì bán kính cong

Hình 1.6: Một số kiểu dáng của thiết bị giám sát trạng thái

Hình 1.7: Cặp tiếp điểm của thiết bị giám sát trạng thái

của cửa van rất lớn nên một góc rất nhỏ tương ứng với lượng mở lớn Điểm nữa là giá thành của thiết bị này rất cao và phải phụ thuộc rất lớn vào các phần cơ khí gá lắp Nó cũng khó khăn hơn trong việc xử lý và thu thập trực tiếp qua đường bus hay không đảm bảo an toàn dữ liệu bằng việc truyền tín hiệu số (0,1) Một điểm quan trọng nữa là sẽ rất khó khăn trong việc hiển thị độ mở của cửa van phẳng gây sự không đồng bộ khi chúng ta tích hợp một bộ điều khiển chuẩn cho phép khả năng

điều khiển và giám sát cả cửa van phẳng và cửa van cung H 1.8 là hình ảnh về thiết

bị đo góc mở và cung và thiết bị phát xung quay (encorder)

Hai là phương pháp đo độ mở cửa van cung, van phẳng dùng thiết bị phát xung (encoder) Thiết bị này rất thích hợp cho việc dùng để giám sát độ mở của các cửa van cung cũng như các cửa van phẳng Dùng encoder chúng ta có thể đo trực tiếp độ

mở của các cửa van một cách chính xác vì các encoder hiện nay có độ phân giải rất cao trong khi độ dịch chuyển trên toàn dải của van là rất lớn (7-10 mét), điều này cho phép chúng ta có thể giám sát và hiển thị độ mở của các cửa van này cỡ mm Một ưu điểm của encoder là việc trả về các tín hiệu dạng xung cho bộ điều khiển, nên tránh được nhiều sai số Ngày nay nhờ công nghệ chế tạo thiết bị phát triển mà các hãng sản xuất đã cho ra thị trường những encoder cho phép kết nối trực tiếp bằng các bus truyền thông công nghiệp như profibus, modbus đến bộ điều khiển

và như vậy có thể loại bỏ hoàn toàn các nhiễu công nghiệp Một ưu điểm quan trọng

Hình 1.8: Thiết bị đo góc và phát xung Encoder

nữa là việc dùng encoder cho phép chúng ta chế tạo các hệ thống điều khiển cửa van cung cũng như cửa van phẳng cho các công trình thuỷ điện thành dạng môđun chuẩn H 1.9 chỉ ra sơ đồ dạng xung ra của một bộ encoder

Tuy nhiên nhược điểm của việc sử dụng encoder cho giám sát độ mở của các cửa van là chúng ta phải hiệu chỉnh, tính toán số xung tổng trong toàn dải và số xung thực tế để hiển thị được giá trị độ mở hiện thời theo góc mở hoặc theo chiều cao mở Việc tính toán này sẽ thực hiện một cách dễ dàng khi chúng ta sử dụng các

bộ điều khiển khả trình PLC

- Nhóm 3: Là nhóm các thiết bị đo mức nước trong hồ chứa

Có nhiều phương pháp đo mức nước trong hồ chứa nước như phương pháp đo chênh áp, phương pháp đo siêu âm hay phương pháp đo dùng rada Như vậy tuỳ theo yêu cầu cụ thể của từng dự án mà ta dùng các phương pháp đo khác nhau Tuy nhiên dù đo bằng phương pháp nào, thì tín hiệu mức nước đo được trả về hệ thống

điều khiển đều là dạng liên tục (4-20 mA), có thể một vài thiết bị hiện đại có bộ chuyển đổi số và tích hợp mô đun truyền thông, cho phép trả giá trị đo được về hệ thống qua bus truyền thông

Đối với thiết bị đo mức sử dụng sensor đo chênh áp thì trên thị trường hiện nay

có nhiều hãng sản xuất cung cấp được các thiết bị có độ chính xác cao Thiết bị này cho phép đấu nối tín hiệu dòng kiểu 2 dây, vì vậy có thể nối với nhiều kiểu bộ hiển thị và điều khiển trả tín hiệu về bộ điều khiển lập trình H 1.10 là hình ảnh về thiết

bị đầu đo kiểu chênh áp và đồng hồ đo và hiển thị Bộ hiển thị này cho phép trả giá

Hình 1.9: Sơ đồ xung ra của một bộ encoder

Xung A

Xung B

Xung Z

trị đo được về bộ điều khiển theo nhiều cách khác nhau như dòng điện 4-20 mA;

điện áp 0-10 VDC; qua cổng RS232; RS485; dạng dữ liệu BCD và nó còn có các tiếp điểm cảnh báo trả về phù hợp theo yêu cầu của người sử dụng

Phần tiếp theo của thiết bị đo mức nước trong hồ chứa, người ta có thể dùng thiết bị rada hay thiết bị siêu âm Dải đo yêu cầu trong hệ thống thiết bị thuỷ công trong khoảng từ 0 đến 100 mét Đối với các thiết bị đo mức dạng này thì khoảng cách đo cho phép là rất lớn, tuy nhiên giá thành cao hơn so với thiết bị đo kiểu chênh áp và độ chính xác cũng không cao bằng Tuy nhiên vì nó được chế tạo bằng các thiết bị công nghệ cao nên có độ ổn định và khả năng làm việc dài hạn tương đối tốt và theo yêu cầu cụ thể người ta vẫn dùng nhiều lọai thiết bị này cho hệ thống giám sát mức nước của các công trình thuỷ điện Về nguyên lý thì việc đo mức bằng các loại sóng rada hay siêu âm đều xác định khoảng cách nhờ việc nhận lại sóng phản xạ của đầu dò, do vậy nó sẽ bị ảnh hưởng bởi các góc phản xạ (mặt nước hồ nhấp nhô) Việc dùng các thiết bị đo mức này cần phải quan tâm nhiều đến việc lắp

đặt và tuân thủ các yêu cầu lắp đặt của nhà sản xuất để giảm các sai số trong phép

đo H 1.11 thể hiện hình dáng các kiểu đầu dò rada do hãng Endress+Hauser sản xuất Với những thiết bị đo mức này, thì việc đảm bảo dữ liệu đo được và truyền về

bộ điều khiển là tương đối cao Ngoài thiết bị đo mức nước bằng rada thì người ta cũng dùng thiết bị đo mức nước bằng siêu âm với các tính năng tương tự như việc

Hình 1.10: Hình dáng đầu đo mức dùng phương pháp đo chênh áp

dïng thiÕt bÞ rada H 1.11 còng chØ ra mét ®Çu dß siªu ©m vµ bé ®iÒu khiÓn do h·ng Siemens s¶n xuÊt ®−îc dïng trong hÖ thèng thiÕt bÞ c¬ khÝ thuû c«ng thuû ®iÖn Sªsan4

H×nh 1.11: C¸c kiÓu d¸ng ®Çu dß ra®a, siªu ©m, bé ®iÒu khiÓn

Cho hÖ thèng ®o møc n−íc

1.1.4 Hệ thống thuỷ lực, điện và điều khiển

Như khái quát trong các mục 1.2.1 và 1.2.2 về hệ thống điều khiển các cửa van cung đập tràn và các cửa van phẳng cho cửa nhận nước, chúng ta thấy rằng việc điều khiển nâng hạ các cửa van có thể thực hiện được nhờ hai kiểu cơ bản là dùng tời

điện và dùng hệ thống xi lanh thuỷ lực

- Hệ thống thuỷ lực cho điều khiển nâng hạ các cửa van được thể hiện trên các hình H 1.2 và 1.5 Trong đó đáng chú ý có hai kiểu là việc dùng hai xi lanh thuỷ lực cho điều khiển cửa van cung với các bộ đồng bộ giữa hai xi lanh và việc dùng một xi lanh cho điều khiển các cửa van phẳng Trong mọi trường hợp sử dụng thì hệ thống luôn bao gồm bộ bơm lọc dầu và bơm tay cho phép nâng hạ cửa khi hệ thống điều khiển bị sự cố Thiết bị đo lường sử dụng trong hệ thống thuỷ lực cho hệ thống cơ khí thuỷ công bao gồm các thiết bị đo mức, nhiệt độ dầu, áp suất, thuộc nhóm 1 như đã nêu trong mục 1.2.3

- Hệ thống điện và điều khiển hệ thống thuỷ lực nâng hạ các cửa van ngoài việc

đảm bảo vận hành, giám sát hệ thống nâng hạ thuỷ lực, nó còn bao gồm hệ thống phân phối nguồn điện, bộ chuyển nguồn ATS và máy phát điện dự phòng cung cấp cho hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển ngoài việc đảm bảo các chức năng vận hành nâng hạ cửa van, bảo vệ nó còn phải thực hiện được chế độ tính toán, lưu trữ các trạng thái vận hành, giá trị mức nước trong hồ chứa và tự động điều khiển nâng hạ các cửa van đảm bảo đúng quy trình xả lũ đối với các van cung đập tràn và việc đóng, mở cửa nhận nước khi sự cố tổ máy Đối với hệ thống điện và điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công trong các nhà máy thuỷ điện luôn đòi hỏi phải trang bị

hệ thống còi báo động cảnh báo lũ cho nhân dân những vùng hạ lưu nhằm đảm bảo

an toàn dân sinh trong quá trình xả lũ của nhà máy

1.2 Tóm tắt về sự phát triển công nghệ và các phương pháp điều khiển hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công

1.2.1 Hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công trên Thế giới

a) Sự phát triển công nghệ và hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công

Mặc dù việc phát minh và ứng dụng năng lượng của nguồn điện nói chung và nguồn năng lượng thuỷ điện nói riêng đã có từ rất sớm (từ trước những năm 1900), nhưng kể từ năm 1970 trở về trước khi kỹ thuật máy tính, vi mạch còn chưa phát triển thì hầu hết các hệ thống điều khiển tự động cũng như hệ thống điều khiển thiết

bị cơ khí thuỷ công đều hết sức thô sơ Việc điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công chỉ đơn giản là việc nâng hoặc hạ các cửa van và thường được sử dụng là các tời quay tay và về sau là các tời điện Kể từ khi chiếc máy tính cá nhân đầu tiên IBM650 được tung ra thị trường năm 1960 bởi hãng IBM, thì cũng là lúc cuộc cách mạng về công nghệ điều khiển tự động nổ ra và phát triển Chỉ từ sau những năm

1970 khi công nghệ chế tạo các thiết bị điều khiển tự động công nghệ cao phát triển, thì hệ thống điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công mới có những thay đổi lớn Việc đòi hỏi phải điều khiển chính xác, nhanh cũng như các yêu cầu về nâng cao chất lượng điện năng và giảm giá thành sản xuất trong các nhà máy điện đặt ra càng cấp bách, việc nghiên cứu ứng dụng các hệ thống điều khiển thuỷ lực, tự động hoá cho điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công là một xu hướng tất yếu

Ngày nay trên Thế giới có rất nhiều nhà sản xuất đầu tư nghiên cứu và cung cấp cho thị trường các loại xi lanh thuỷ lực có lực nâng và khoảng di chuyển rất lớn Hệ thống điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công sử dụng thuỷ lực đem lại sự làm việc chính xác, an toàn cho các cửa van và cho phép tích hợp điều khiển tự động ở mức cao Các hệ thống điện điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công cũng dựa trên cơ sở của công nghệ tự động hoá mà phát triển phù hợp

Các nước tiên tiến đã có những bước phát triển rất cao trong lĩnh vực tự động hoá với những hãng hàng đầu thế giới như là Siemens, ABB, Yokogawa, Honeywell, Mitsubishi, Invensys, Wonderware, Yamatake Và theo các mức độ ứng dụng thì các hệ thống tự động hoá cũng được phân loại thành một số mức gồm có bộ điều khiển vòng kín loop-control, bộ điều khiển khả trình (PLC), bộ điều khiển lai (hybrid-control), bộ điều khiển phân tán (DCS) cùng với các hệ thống giao diện người máy (HMI), các hệ thống điều khiển giám sát, thu thập và quản lý dữ liệu (SCADA), các hệ thống điều khiển kiểu PCI, PXI, là những loại máy tính dùng cho

điều khiển, có tích hợp các I/O và có chức năng như các máy PC

Bộ điều khiển vòng kín (loop-control) thường được sử dụng cho các ứng dụng nhỏ, bao gồm 1 hoặc 2 vòng kín Đặc điểm đơn giản dễ sử dụng, tốc độ xử lý và đáp ứng điều khiển thời gian thực cao, giá thành thấp, lập trình và hiển thị nằm ngay trên

bộ điều khiển

Bộ điều khiển PLC thường tập trung sử dụng cho các ứng dụng điều khiển logic,

đồng thời nó cũng được tích hợp các môđun tín hiệu tương tự cho phép điều khiển các vòng lặp tương tự

Bộ điều khiển lai là giải pháp tích hợp giữa loop control và PLC Tuy nhiên khả năng xử lý của bộ điều khiển lai mạnh hơn nhiều, có thể sử dụng cho các bài toán

điều khiển có độ phức tạp cao, hay cho một dây chuyền sản xuất cỡ trung bình Nhiều bộ điều khiển lai có thể được tích hợp với nhau để giải quyết những bài toán lớn cho cả nhà máy

Hệ thống điều khiển phân tán DCS là giải pháp điều khiển toàn diện cho toàn nhà máy, với khả năng xử lý lớn, rất phức tạp Hệ thống điều khiển phân tán DCS không chỉ dừng với vai trò điều khiển, mà còn liên kết chặt chẽ với hệ thống thông tin, hệ thống cơ sở dữ liệu hay các bài toán quản lý, điều khiển chất lượng

Hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA) Xét về cấu trúc phần cứng, hệ thống điều khiển SCADA gần giống với hệ thống điều khiển DCS Có vài điểm phân biệt DCS và SCADA là: Hệ thống DCS là hệ thống điều khiển thiên

về điều khiển quá trình (Process), còn hệ thống SCADA là hệ thống điều khiển thiên

về sự kiện (Event) Về ý nghĩa này, thì hệ SCADA sẽ ưu tiên tác dụng và phản ứng với các sự kiện thay đổi của quá trình, còn DCS sẽ tác dụng trực tiếp và điều khiển quá trình Tuy nhiên do mức độ phát triển rất mạnh của công nghệ thông tin, thì hai

hệ thống này đã tiến gần với nhau và chúng ta rất khó phân biệt rạch ròi giữa chúng Các hệ thống máy tính điều khiển (PCI, PXI) hiện tại vẫn còn mới đối với thị trường Việt nam Tuy nhiên với những tính năng giao diện cao, dễ dàng cho phép chúng ta thiết lập mạng điều khiển nhiều cấp độ, hy vọng một thời gian nữa chúng

sẽ được ứng dụng rộng rãi thay cho các hệ thống chỉ dùng PLC

Để xây dựng hệ thống điều khiển cho các thiết bị cơ khí thuỷ công người ta áp dụng tất cả các loại hệ thống điều khiển kể trên Các bộ điều khiển loop, hybrid,

PLC thường được sử dụng cho các thiết bị tại hiện trường Còn các hệ thống DCS, SCADA được sử dụng cho các bộ điều khiển nhóm hoặc hệ thống điều khiển nhà máy Tuy nhiên tuỳ vào quy mô công suất và các yêu cầu cụ thể của từng dự án mà chúng được áp dụng với những cấu trúc và quy mô khác nhau

b) Những phương pháp điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công

Những phương pháp áp dụng cho điều khiển hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công cũng như áp dụng cho các hệ thống điều khiển khác, nó phải phù hợp với sự phát triển công nghệ và những yêu cầu đáp ứng của thiết bị cụ thể Khi công nghệ VXL chưa phát triển thì các hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công chỉ áp dụng phương pháp

điều khiển trực tiếp, người vận hành phải trực tiếp quay (hoặc dùng tời điện) nâng hoặc hạ cửa theo yêu cầu xả lũ Từ sau những năm 1970, đặc biệt là khi công nghệ chế tạo các thiết bị thuỷ lực phát triển và áp dụng vào nâng hạ các cửa van thuỷ

điện, thì các phương pháp điều khiển mới được áp dụng và có chiều hướng ngày càng phong phú, đa dạng

Do yêu cầu thực tế đặt ra cho hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công ngày càng cao, đòi hỏi phải áp dụng các phương pháp điều khiển tự động có chất lượng cao, ổn định, chính xác trong vận hành, có khả năng điều khiển tập trung cao Điều tất yếu xảy ra là cuộc cạnh tranh giữa các hãng sản xuất cung cấp thiết bị về công nghệ và phương pháp điều khiển Có rất nhiều các phương pháp điều khiển tự động

được nghiên cứu áp dụng cho điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công như phương pháp

điều khiển bền vững (robust control), điều khiển thích nghi (adaptive control), điều khiển dự đoán (predictive control), điều khiển tối ưu (optimal control), điều khiển thông minh (intelligent control),…Vì hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công có thời gian nghỉ làm việc và hằng số thời gian rất lớn, do vậy các phương pháp điều khiển tự

động tối ưu, điều khiển thích nghi không phát huy hiệu quả và do đó ít được sử dụng [21] Những phương pháp thường được sử dụng hiện nay là phương pháp điều khiển bền vững, hệ thống này luôn tính toán điểm đặt của quá trình và điều khiển đạt độ sai lệch tĩnh nhỏ nhất Phương pháp điều khiển dự đoán là một trong những phương pháp được ưu chuộng vì thực chất của phương pháp này kết hợp 03 thành phần là dự báo, tối ưu trong dải làm việc và cập nhật phản hồi trực tiếp Các hệ thống điều

khiển thông minh sử dụng các phương thức tính toán điều khiển hiện đại như điều khiển mờ (fuzzy), hệ điều khiển cấu trúc nơron,… cũng đang được nghiên cứu áp dụng cho điều khiển tại một số hệ thống cơ khí thuỷ công trong các nhà máy thuỷ

điện lớn, mức độ điều khiển tập trung cao Việc áp dụng các phương pháp điều khiển thông minh đòi hỏi phải có bộ điều khiển cấu hình mạnh, nên nó chỉ áp dụng

được đối với những hệ thống có mức độ điều khiển tập trung cao

1.2.2 Tình hình nghiên cứu, tích hợp hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công trong nước

Trong những năm vừa qua nước ta đã có rất nhiều nhà máy thuỷ điện được xây dựng với công suất từ 10 MW đến 2400 MW Hệ thống tự động hoá điều khiển sử dụng trong các nhà máy này tương đối đồng bộ và hiện đại, được cung cấp bởi các hãng nổi tiếng Hầu hết các dự án này có hệ thống tự động hoá được mua trọn bộ của nước ngoài bao gồm từ phần cứng thiết bị điều khiển, các tủ điện, tủ rơle,… đến công tác kỹ thuật lập trình tích hợp hệ thống và đào tạo chuyển giao công nghệ Chi phí rất lớn do giá nhân công nước ngoài cao, chi phí đi lại vận chuyển sinh hoạt cao, hơn nữa cho đến khi nhà máy đi vào sản xuất, chi phí bảo dưỡng sửa chữa hàng năm cũng rất lớn do trong nước không chủ động nắm được thiết kế, chương trình nên thời gian dừng máy lâu do phải đợi chuyên gia từ nước ngoài sang

Mặc dù tiềm lực đội ngũ khoa học kỹ thuật trong nước là rất lớn, song do mặt bằng công nghệ chế tạo các thiết bị điện, tự động hoá còn thấp so với khu vực Mặt khác chúng ta chưa thật sự đánh giá đúng mức tầm quan trọng của việc tích hợp hệ thống, nên đa phần áp dụng hình thức chìa khoá trao tay

Những năm gần đây do nhận thức được tầm quan trọng của việc đẩy mạnh sản xuất, tích hợp trong nước Chính phủ đã quan tâm và tạo điều kiện cho ngành cơ khí,

tự động hoá trong nước phát triển và đặc biệt là việc thiết kế chế tạo các hệ thống cơ khí thuỷ công theo cơ chế 797 Thực tế đã cho thấy rằng không nhất thiết chúng ta phải sản xuất được các thiết bị công nghệ cao, các thiết bị đo lường … vẫn có thể cung cấp được các sản phẩm thiết bị đồng bộ với tỷ lệ nội địa hoá ngày càng tăng Xét riêng về việc thiết kế tích hợp các hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công trong nước thì hầu hết các nhà máy thuỷ điện đã vận hành từ năm 2000 trở về

Vì liên danh MIE-NARIME-VINAINCON là đơn vị trong nước đầu tiên được thực hiện việc thiết kế, chế tạo các thiết bị cơ khí thuỷ công cho một số nhà máy thủy điện từ năm 2002, nên chưa có một tài liệu chính thức nào công bố tỷ lệ nội địa hoá của thiết bị điện, điều khiển sản xuất trong nước cho các hệ thống này Theo

đánh giá chủ quan của tác giả, người trực tiếp thực hiện các hợp đồng phần điện, tự

động hoá thì chúng ta đạt được tỷ lệ nội địa hoá từ 50% đến 60% bằng cách tính hiệu giá trị hợp đồng trừ đi tổng giá trị các thiết bị nhập khẩu và các chi phí phụ Giá trị sản xuất trong nước các thiết bị điện điều khiển nằm ở việc thiết kế, tích hợp chế tạo, lập trình điều khiển và giám sát hệ thống trên cơ sở những thiết bị nhập khẩu như đo lường, PLC, phần mềm cơ sở … Trong các hệ thống điều khiển tự động thì giá trị phần thiết kế, phần mềm điều khiển phù hợp với yêu cầu công nghệ chiếm

tỷ lệ đến 40% tổng giá trị của hệ thống đồng bộ Như vậy việc thiết kế tích hợp các

hệ thống điện, tự động hoá trong nước có ý nghĩa rất to lớn, mặc dù chúng ta không chế tạo được các thiết bị điện tử, đo lường đòi hỏi yêu cầu công nghệ cao nhưng chúng ta vẫn hoàn toàn chủ động trong việc cung cấp các hệ thống điều khiển với trình độ tự động hoá tiên tiến mà vẫn giữ tỷ lệ sản xuất nội địa cao

Phương pháp điều khiển các hệ thiết bị cơ khí thuỷ công hiện nay thường chỉ dùng phương pháp điều khiển bền vững Tuy nhiên để đạt được mức độ khái quát cho áp dụng nhiều loại hệ thống điều khiển cơ khí thuỷ công khác, một vài đơn vị trong nước đã ứng dụng phương pháp điều khiển dự đoán, cụ thể của bộ điều khiển

tự động này là bộ điều khiển PID vòng kín với một bộ tham số tối ưu Bộ tham số tối

ưu sẽ bù trừ được hằng số thời gian rất lớn của đối tượng và đặc biệt hơn là nó áp dụng được trên các bộ PLC cỡ nhỏ hiện nay Việc ứng dụng các bộ điều khiển thông minh cho điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công sẽ là xu hướng phát triển vì nó có khả

bộ các thiết bị điện, điều khiển như PLC, các thiết bị đóng cắt, các thiết bị đo lường

đạt tiêu chuẩn quốc tế Do đó việc chọn giải pháp thiết kế tích hợp và lập trình điều khiển để có thể cung cấp ra thị trường những hệ thống điều khiển đồng bộ chất lượng cao là giải pháp tốt nhất hiện nay Nếu chúng ta hoàn toàn làm chủ được các việc từ thiết kế, tích hợp, lập chương trình điều khiển và đưa hệ thống vào vận hành

ổn định trên cơ sở đáp ứng đầy đủ các yêu cầu công nghệ đặt ra thì tỷ lệ sản xuất trong nước đã có thể tính là trên 50%

1.3 Đặt vấn đề nghiên cứu

Qua việc tóm tắt trong các mục 1.1 và 1.2, chúng ta thấy rằng việc xây dựng và tích hợp thành công hệ thống điều khiển bằng nguồn lực và thiết bị trong nước áp dụng cho điều khiển các nhà máy thuỷ điện nói chung và hệ thống các thiết bị cơ khí thuỷ công nói riêng là một việc hết sức cấp bách hiện nay Những chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước nhằm nâng cao năng lực thiết kế, chế tạo các hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công là hoàn toàn đúng đắn, thiết thực đối với việc phát triển nguồn điện trong nước hiện nay

Để hưởng ứng các chủ trương, chính sách đúng đắn của Đảng và Nhà nước ta nhằm đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, đề tài nghiên cứu trong luận văn này có mục tiêu nhằm cụ thể hoá và xây dựng các cơ sở lý thuyết cũng như thực tế để tiến tới việc chúng ta hoàn toàn làm chủ quá trình thiết kế, tích hợp và chế tạo được hệ thống điều khiển áp dụng cho các công trình thuỷ điện đã và đang xây

dựng trong nước Tuy nhiên mục tiêu đó vượt ra khỏi khuôn khổ của một luận văn thạc sỹ ngành tự động hoá, nó bao hàm nhiều vấn đề lớn trong việc thực hiện một hệ thống điều khiển cho nhà máy thuỷ điện như hệ thống điều tốc, hệ thống kích từ, hệ thống hoà đồng bộ, hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công, hệ thống phân phối và truyền tải điện Do lượng thời gian cũng như kinh phí trong khuôn khổ nghiên cứu của luận văn hạn chế, nên đề tài sẽ tập trung sâu vào việc nghiên cứu thiết kế, xây dựng

và tích hợp hệ thống điều khiển cho các thiết bị cơ khí thuỷ công trong nhà máy thuỷ điện, đây là một hệ thống hết sức quan trọng và không thể thiếu trong các nhà máy thuỷ điện Nó chiếm tỷ trọng lớn (cỡ 30%) trong tổng mức đầu tư thiết bị cơ

điện trong mỗi nhà máy và việc hiện thực vấn đề này đã có cơ sở khẳng định bởi việc cung cấp các thiết bị đồng bộ cơ khí thuỷ công cho các công trình thuỷ điện trong nước của liên danh nhà thầu MIE-NARIME-VINAINCON đã và đang thực hiện tại các công trình thuỷ điện như Buôn- Kuốp, Plêi-Krông, A-Vương, Sêsan4, Buôn-Tua-Srah,

Những nội dung chủ yếu đề cập trong các chương sau sẽ nêu chi tiết về các giải pháp, lựa chọn tích hợp hệ thống cũng như toàn bộ những cơ sở lý thuyết, thực tế xây dựng hệ điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công cho các công trình thuỷ điện trong nước Nội dung trong chương 3 sẽ cụ thể hoá các vấn đề bằng việc áp dụng thiết kế, tích hợp và lập chương trình điều khiển cho hệ thống điều khiển các cửa van cung cho công trình thuỷ điện A-Vương tại Thành phố Đà Nẵng – Việt nam

1.4 Kết luận chương 1

Ngày nay sự phát triển của công nghệ chế tạo và ứng dụng các thiết bị điều khiển công nghệ cao là một yêu cầu tất yếu trong xã hội Sự phát triển của công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin những năm gần đây đã làm thay đổi rất lớn

về quan điểm và phương pháp trong ngành điều khiển

Hoà nhập với xu thế chung của sự phát triển khoa học công nghệ ngày nay, việc ứng dụng, kết hợp các lợi thế của mỗi phương pháp trong ngành điều khiển để đạt

được những mục đích và lợi ích ngày càng cao cho con người và xã hội luôn được sự quan tâm của các nhà Lãnh đạo tại mỗi Quốc gia Đất nước ta đang bước vào giai

đoạn đẩy mạnh công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, thì những yêu cầu về việc ứng dụng những thành tựu khoa học của các nước phát triển nhằm phát triển nền công nghiệp trong nước càng trở lên cấp bách hơn bao giờ hết Đề tài nghiên cứu xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị cơ khí thuỷ công cho các nhà máy điện trên cơ

sở tích hợp công nghệ và phương pháp điều khiển hiện đại sẽ đáp ứng những đòi hỏi cấp bách đó trong giai đoạn hiện nay

Việc phát triển nguồn lực khoa học trong nước để tiến tới chúng ta có thể làm chủ được các công nghệ tích hợp và chế tạo các hệ thống thiết bị đồng bộ phục vụ cho các nhu cầu phát triển của ngành công nghiệp trong nước là một chủ trương lớn của Đảng và Nhà nước ta trong giai đoạn hiện nay Việc nghiên cứu thiết kế chế tạo

hệ thống điều khiển nhà máy thuỷ điện nói chung và hệ thống điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công nói riêng nhằm phát triển nguồn điện trong nước hiện nay được sự quan tâm đặc biệt của toàn xã hội Nhờ những chế độ chính sách thể hiện sự quyết tâm của Đảng và Nhà nước ta bằng cơ chế 797 áp dụng cho việc cung cấp và chế tạo thiết bị thuỷ điện trong nước mà trong những năm gần đây đã cho thấy triển vọng và phương hướng phát triển khoa học công nghệ, chế tạo cung cấp các hệ thống thiết bị

đồng bộ trong nước là rất lớn và sẽ là hướng phát triển tất yếu hiện nay

Qua một vài công trình cung cấp thiết kế, chế tạo hệ thống thiết bị đồng bộ hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công của các đơn vị trong nước đặc biệt là liên danh nhà thầu MIE-NARIME-VINAINCON hay NARIME-VINAINCON-COMA tại các công trình Plêi-Krông (Gia Lai), A-Vương (Đà Nẵng), Sêsan4 (Tây Nguyên), chúng

ta hoàn toàn khẳng định được khả năng cung cấp các hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công cho các công trình thuỷ điện với mọi quy mô Điều này còn được khẳng định trong cuộc họp các đơn vị chế tạo trong nước chuẩn bị cho việc chế tạo và cung cấp

hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công cho công trình thuỷ điện lớn nhất trong nước hiện nay – thuỷ điện Sơn La Nội dung cuộc họp tháng 2/2006 do Bộ Công nghiệp chủ trì

được đăng tải trên trang: http://irv.moi.gov.vn/sodauthang/sukienvande/2003/3/ 15573.ttvn

Những nội dung trình bày trong luận văn này sẽ khẳng định những điều như đã

đề cập trên đây

Chương 2 Lựa chọn giải pháp tích hợp hệ thống

2.1 Cơ sở tính toán, thiết kế chung

2.1.1 Sơ đồ khối chức năng trạm điều khiển tại chỗ

Như đã phân tích trong mục 1.2, chúng ta thấy rằng trong hầu hết các hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công sử dụng trong nước hiện nay thường dùng hệ thống thuỷ lực cho điều khiển nâng hạ các cửa van cung Còn hệ thống điều khiển nâng hạ các cửa van phẳng cho cửa nhận nước có thể dùng cả hai phương pháp điều khiển bằng thuỷ lực và điều khiển bằng tời điện hay cầu trục chân dê Tuy nhiên để có thể chế tạo được các hệ thống điều khiển có thể đáp ứng cho cả hệ thống các van cung và các van phẳng, người ta dùng hệ thống điều khiển thuỷ lực vì nó đáp ứng được các tiêu chuẩn, yêu cầu điều khiển hệ cơ khí thuỷ công và có thể chế tạo thành dạng chuẩn hoá thiết bị cơ khí thuỷ công do các đơn vị trong nước chế tạo Vì vậy trong phần này chúng ta sẽ quan tâm đến các hệ thống điều khiển nâng hạ cửa van cung

và cửa van phẳng dùng hệ thống điều khiển thuỷ lực

Trước hết, để làm rõ chức năng của thiết bị điều khiển trạm tại chỗ, chúng ta xét sơ đồ tổng thể của hệ thống điện, thuỷ lực và các thiết bị cơ khí cho hệ thống điều khiển cửa van như trên H 2.1 Trong đó: trạm điều khiển tại chỗ sẽ nhận nguồn động lực từ tủ phân phối đặt tại phòng điều khiển nhóm (điều khiển từ xa) trên đập để cấp nguồn điện cho các bơm dầu, các động cơ chốt treo, động cơ bơm lọc dầu và hệ thống điều khiển trạm tại chỗ Các động cơ bơm dầu được khởi động hoặc dừng bởi các tín hiệu điều khiển của người vận hành hay của hệ thống tự động PLC, cung cấp dầu áp lực cho hệ thống các van phân phối dầu đến các xi lanh thuỷ lực Các xi lanh thuỷ lực này được kết nối cơ khí để nâng hoặc hạ cửa van theo yêu cầu điều khiển Ngoài ra tại tất cả các công đoạn, đều có các tín hiệu đo lường, cảnh báo gửi về trạm

điều khiển tại chỗ và từ xa để đảm bảo an toàn vận hành hệ thống

Như ở H 2.1, thì ngoài trạm điều khiển tại chỗ được mô tả chi tiết như trên H 2.2, thì hệ thống còn có các khối chức năng sau:

Hình 2.1: Sơ đồ tổng thể hệ thống điện, thuỷ lực hệ thống nâng hạ cửa van

trạm điều khiển tại chỗ - hệ thống cơ khí thuỷ công

- Khối “Bồn dầu & Bơm dầu” thông thường sẽ bao gồm 01 bồn chứa dầu và 02 bơm dầu trong đó 01 bơm hoạt động còn 01 bơm trong trạng thái dự phòng Để đảm bảo cho hệ thống vận hành an toàn, tin cậy, đối với bồn dầu luôn được trang bị các thiết bị báo mức dầu và đo nhiệt độ dầu trong bồn Đối với các bơm dầu, sẽ có các tín hiệu trạng thái của từng bơm, tình trạng dòng, áp khi vận hành, áp suất đầu ra áp lực, đôi khi động cơ bơm dầu còn được trang bị cảm biến đo nhiệt độ của động cơ

- Khối “Van thuỷ lực & Xi lanh thuỷ lực”: Bình thường hệ thống van thuỷ lực chia ra thành 02 cặp van cơ bản là van nâng và van hạ, ngoài ra còn có van không tải, khi hệ thống không vận hành, thì van không tải luôn luôn mở cho dầu áp lực trả

về bồn chứa Khi một trong hai cặp van nâng và hạ hoạt động, thì van không tải

đóng lại, ngăn không cho dầu áp lực trở về bồn để tăng áp và đưa sang xi lanh thuỷ lực tạo lực nâng hay hạ xi lanh Xi lanh thuỷ lực là loại làm việc hai chiều Nếu áp lực dầu phía dưới cao, nó sẽ tạo ra lực nâng xi lanh cùng cửa van cung Khi áp lực phía trên và phía dưới van cân bằng thì nó sẽ dừng lại để giữ cửa ở vị trí làm việc

Do đặc điểm của dầu thuỷ lực không chịu nén, nên khi lượng dầu trong xi lanh cố

định, thì cửa không thể hạ xuống được Các thiết bị đo lường cơ bản trong khối này bao gồm các công tắc trạng thái của các van, các công tắc áp suất đường dầu, các công tắc giới hạn của xi lanh Trong một số trường hợp khi sử dụng bộ đo góc quay của ổ trục xi lanh, thì còn có tín hiệu tương tự trả về góc mở của cửa van cung Ngoài ra trong kết cấu của khối này có thể còn có thêm môđun đồng bộ giữa hai xi lanh khi chiều rộng cửa van lớn hơn 10 mét

- Khối van cung hoặc van phẳng: là phần kết cấu cơ khí chặn nước chính Việc dịch chuyển lên hay xuống của nó được xi lanh thuỷ lực tác động để kéo hay hạ làm

đóng hay mở cửa van Phần thiết bị đo lường của nó chủ yếu là đo lường vị trí, các công tắc giới hạn mức mở cửa Ngoài ra khi dùng thiết bị mã hoá (encoder) để giám sát độ mở cửa van, thì kết cấu cơ khí của nó sẽ cho phép gắn thêm thiết bị quay này vào hệ thống dịch chuyển của cửa van

- Khối “Chốt treo & Bơm lọc dầu”: Là khối phụ, chốt treo thường có một động cơ dẫn động có đảo chiều, gắn với hộp số để đóng và nhả chốt cơ khí khi cửa van

dừng một thời gian dài tại hạn vị trên của cửa Thông thường mỗi một cửa van có 02 chốt cơ khí Còn thiết bị bơm lọc dầu bao gồm một bơm lọc và một màng lọc, tác dụng của nó nhằm loại bỏ những tạp chất trong dầu do quá trình vận hành và bụi bẩn tạo ra, đảm bảo cho hệ thống thuỷ lực vận hành an toàn Các tín hiệu đo lường của khối này bao gồm những công tắc trạng thái của bơm và của bộ lọc, tình trạng của van lọc và trạng thái của các chốt treo cơ khí

Sơ đồ khối chức năng của trạm điều khiển tại chỗ được thể hiện trên H 2.2 Trong đó chúng ta có thể mô tả các khối chức năng của nó như sau:

- Khối thiết bị đóng cắt và bảo vệ nguồn động lực: gồm các thiết bị như áp tô mát, công tắc tơ, rơle nhiệt, cấp nguồn cho các động cơ, các thiết bị điều khiển trong hệ thống và đảm bảo các chức năng bảo vệ ngắn mạch, quá tải, quá áp của các thiết bị Khối này sẽ nhận các tín hiệu điều khiển từ các người vận hành qua các công tắc vận hành và từ thiết bị điều khiển PLC qua hệ thống các rơle điều khiển

- Khối các công tắc vận hành: bao gồm các nút ấn, đèn tín hiệu, các đồng hồ hiển thị trạng thái của cả hệ thống Nó có chức năng nhận các tín hiệu của người vận hành cho điều khiển hệ thống và chức năng giao diện người-máy

- Khối PLC và hệ thống điều khiển bao gồm các bộ PLC, chương trình điều khiển và các rơle điều khiển dùng cho việc giao tiếp, kết nối với các thiết bị điều khiển, nhận các giá trị đo lường và các tín hiệu điều khiển của người vận hành Khối này có chức năng điều khiển tự động hệ thống theo chương trình đặt sẵn, bảo vệ và cảnh báo, giao tiếp truyền thông với hệ thống điều khiển từ xa (điều khiển nhóm)

- Khối cầu đấu có chức năng là các điểm nối động lực và điều khiển đến các phần nguồn, hệ thống thuỷ lực, phần điều khiển và phần trạm từ xa

- Khối thuỷ lực và phần cửa van đã được mô tả chi tiết như ở trên

2.1.2 Sơ đồ khối chức năng trạm điều khiển từ xa

Các khối chức năng của trạm điều khiển từ xa (điều khiển nhóm) vẫn phải đảm bảo các chức năng vận hành và điều khiển như trạm điều khiển tại chỗ Vì vậy các khối chức năng cơ bản của nó cũng giống như các khối chức năng của trạm điều khiển tại chỗ Tuy nhiên nó có khác biệt ở khối PLC và điều khiển so với trạm điều khiển tại chỗ là đối với trạm tại chỗ thì phần điều khiển và chương trình chỉ đảm bảo