DCS Training nhà máy nhiệt điện Phả lại

Nhà máy nhiệt điện phả lại PX Tự động - Điều khiển ====== o0o ====== Tài liệu đào tạo Hệ thống điều khiển DCS (Dành cho kỹ s lập trình - Phân xởng SCTĐĐK) Nhóm biên soạn: Phạm Ngọc Thắng Phạm Văn Ninh Ngời hiệu đính: Nguyễn Văn Thuỷ NM điện Phả Lại Mục lục Mục lục Nội dung Phần I Trang Giới thiệu tổng quan hệ thống điều khiển DCS nhà máy điện Phả Lại Phần II I II III Phần III I II 10 Cấu hình phần cứng CENTUM CS3000 Cấu hình hệ thống HIS Human Interface Station Trạm điều khiển khu vực (FCS) Cấu hình vào/ra Mạng vào/ra từ xa (RIO Bus Network) Các kiểu Nest mô đun vào/ra Kết hợp Nest vào/ra mô đun vào Phần cứng khác Bus Converter Bộ lặp quang (Optical Bus Repeater) Phần mềm CENTUM CS3000 Cấu hình phần mềm hệ thống Tổng quan System View Khởi động System View Định nghĩa Project Các chức điều khiển điều chỉnh Khối thị tín hiệu vào (PVI) Khối thị đầu vào với báo động độ lệch (PVI-DV) Khối điều khiển (PID) Tác động điều khiển khối đặt tay (MLD) Khối đặt tải tay với thị đầu vào (MLD-PVI) Khối đặt tải với công tắc AUT/MAN (MLD-SW) Khối điều khiển động (MC-2, MC-3) Khối đặt tỷ lệ (RATIO) Khối giới hạn tốc độ (VELLIM) Khối phân phối tín hiệu điều khiển nối tầng (FOUT) PX: Sửa chữa Tự động điều khiển 5 25 25 26 33 33 33 35 36 36 36 37 38 50 50 51 53 61 63 65 73 82 84 88 NM điện Phả Lại III 10 IV V VI Phần IV Phần V I II Các chức tính toán Các khối tính toán số học Khối chức đoạn đờng thẳng thay đổi (FUNC-VAR) Khối thời gian trễ mở (OND) Khối tính toán chung (CALCU) Khối công tắc lựa chọn cực, vị trí (SW-33) Khối công tắc lựa chọn cực, vị trí (SW-91) Khối lựa chọn số liệu dạng số (DSW-16) Khối đặt liệu (DSET) Khối đặt liệu với thị đầu vào (DSET-PVI) Khối đặt liệu lợt (BDSET-1L) Các chức điều khiển logic trình tự Các khối đo lờng công tắc (SIO-XX) Khối thời gian (TM) Khối đếm phần mềm (CTS) Khối biểu thức quan hệ (RL) Khối bảng trình tự (ST16, ST16E) Thiết lập sơ đồ điều khiển Kết nối vào/ra Tạo sơ đồ điều khiển điều chỉnh Tạo cửa sổ đồ hoạ (Graphic) Khởi động chơng trình tạo Graphic Vẽ chỉnh sửa cửa sổ Graphic Bảo dỡng hệ thống Bảo dỡng PFCS/LFCS Bảo dỡng thiết bị vào/ra Bảo dỡng BCV (Bus Converter) Bảo dỡng lặp tín hiệu quang (Optical Bus Repeater) Hệ thống thu thập lu trữ liệu (PI) Cấu trúc thiết bị phần cứng Sơ đồ tổng quan hệ thống PI Chức nhiệm vụ thiết bị Cấu trúc phần mềm PX: Sửa chữa Tự động điều khiển Mục lục 94 94 95 98 100 106 107 107 109 110 111 114 114 117 120 121 123 134 134 137 143 143 144 161 161 184 193 199 206 206 206 207 210 NM điện Phả Lại III Sơ đồ luồng liệu Các phơng thức thu thập, xử lý liệu Các gói phần mềm xử lý, thu thập liệu Các phần mềm truy xuất thông tin để hỗ trợ phân tích hệ thống Thủ tục cài đặt gói phần mềm hệ thống PI Sử dụng PI việc phân tích hệ thống Bảo dỡng, sửa chữa Kiểm tra hàng ngày Thêm/bớt tín hiệu PX: Sửa chữa Tự động điều khiển Mục lục 210 211 213 213 218 223 237 237 240 NM điện Phả Lại Tài liệu DCS Phần i Giới thiệu tổng quan hệ thống điều khiển DCS nhà máy điện Phả Lại Các trình công nghệ nhà máy đợc điều khiển hệ thống điều khiển phân tán DCS (gồm lò thiết bị phụ nh bơm cấp, máy nghiền ), hệ thống điều khiển PLC (gồm hệ thống xử lý nớc, nớc thải, than, lọc bụi, khử lu huỳnh ) hệ thống điều khiển MarkV để điều khiển Tuabin, máy phát Tất hệ thống đợc nối với hệ thống DCS qua đờng truyền liệu tốc độ cao, tạo thành mạng điều khiển phân cấp Ngời vận hành vận hành nhà máy thông qua giao diện vận hành Ngời - Máy (HIS) hệ thống DCS đặt phòng điều khiển trung tâm, thông qua hình máy tính PC hay Panel điều khiển chỗ Hệ thống điều khiển DCS dây chuyền nhà máy điện Phả Lại hệ thống điều khiển CS3000 hãng YOKOGAWA cung cấp Hệ thống DCS đợc chia làm phần: - Phần : Điều khiển khối - Phần : Điều khiển khối - Phần : Điều khiển phần chung Các phần đợc liên kết với Bus Converter cho giao diện HIS mạng điều khiển phần chung điều khiển đợc tổ máy, nhng HIS tổ máy điều khiển đợc tổ máy khác Mặt khác, BUS Converter cách ly điện mạng điều khiển tổ máy phần chung Hệ thống DCS đợc phân thành cấp: - Cấp quản lý, giám sát - Cấp giao diện vận hành - Cấp điều khiển - Cấp chấp hành Cấp quản lý giám sát: Giám sát toàn trình hoạt động nhà máy, gồm: - SUPERVISORS PC : Giám sát chung PX: Sửa chữa Tự động điều khiển NM điện Phả Lại Tài liệu DCS - HISTORIAN : Là máy tính có dung lợng lớn dùng để lu trữ thông tin vận hành nhà máy, sử dụng phần mềm quản lý liệu PI (Plant Information) Các HISTORIAN lấy thông tin từ FCS thông qua OPC SERVER, từ ghi SOE - OPC SERVER máy tính quản lý truyền liệu qua giao thức mạng khác nhau, từ FCS qua VNET đến OPC SERVER qua mạng ETHERNET đa đến HISTORIAN phần có máy OPC SERVER , cho thu nhập tín hiệu tơng tự , cho tín hiệu số - EWS (Engineering WorkStation): Trạm thực công việc kỹ thuật nh : + Phân quyền cho trạm giao diện + Lập sửa đổi chơng trình cho trạm điều khiển khu vực + Backup/Restore Cấp giao diện vận hành (HIS): - Gồm 10 trạm giao diện HIS kiểu hình kép cho khối khối khối trạm - Phần chung có trạm giao diện Giao diện HIS thực chất máy tính với bàn phím đợc thiết kế riêng cho việc điều khiển nhà máy Các máy tính chạy hệ điều hành WindowsNT có cài đặt phần mềm điều khiển CENTUM CS3000 Trên hình vận hành cung cấp tất sơ đồ công nghệ, thông số vận hành, cửa sổ điều khiển, điểm đặt, đồ thị, báo động Cấp điều khiển: Thực điều khiển trình nhà máy, khối có 12 trạm điều khiển LFCS trạm PFCS Phần chung có trạm điều khiển kiểu LFCS trạm PFCS Việc xử lý tính toán hệ thống DCS đợc thực thông qua FCS Trên FCS có khối vi xử lý, khối thông tin liên lạc, khối nguồn khối vào/ra Tín hiệu liên lạc vi xử lý khối vào/ra đợc thực thông qua đờng truyền liệu RIO BUS có tốc độ truyền tin 1Mb/s Cấp chấp hành: Bao gồm toàn thiết bị hai khối hệ thống điều khiển khác nh: - Hệ thống điều khiển Mark V PX: Sửa chữa Tự động điều khiển NM điện Phả Lại Tài liệu DCS - Các trạm điều khiển PLC - Các trạm điều khiển chỗ - Các cấu chấp hành khác Hệ thống DCS gồm có mạng: - Mạng Ethernet - Mạng Vnet Mạng Ethernet: Hệ thống mạng Ethernet dùng để kết nối thông tin thiết bị cấp giám sát cấp giao diện vận hành sử dụng giao thức truyền tin TCP/IP Các hệ thống điều khiển PLC đợc nối với hệ thống DCS thông qua mạng Ether net sử dụng cáp đồng trục cáp quang Mạng Vnet: Mạng Vnet sử dụng để kết nối trạm điều khiển FCS với FCS với giao diện HIS Mạng sử dụng giao thức truyền tin Token passing với thời gian truyền tin 100m/s tốc độ truyền tin 10Mb/s Các phần tử hệ thống: - SOE (Sequence of Event): Là hệ thống thu thập số liệu trình tự kiện, sau đợc gửi hệ thống PI ms quét lần Mỗi khối có ghi - YNT511D-V khuyếch đại tín hiệu dùng cáp quang, đợc sử dụng để truyền thông tin xa Việc sử dụng lặp truyền thông tin qua cáp quang với khoảng cách lớn Với YNT511D-V khoảng cách lớn truyền 4Km - Dual RS422/485 Modbus hệ thống liên lạc nối tiếp dự phòng kép thông qua cổng RS422/485 hệ thống DCS với hệ thống điều khiển phụ trợ khác nh Mark V, PLC - HUB System HUB ghép nối mạng Ethernet theo kiểu hình Hệ thống điều khiển DCS đợc trang bị với độ tin cậy cao hệ thống dự phòng kép cho tất phận xử lý, thông tin liên lạc, nguồn cung cấp - Master Clock đồng hồ thời gian chuẩn lấy tín hiệu từ vệ tinh để đặt thời gian chuẩn cho hệ thống điều khiển Tại phòng điều khiển trung tâm ngời vận hành lựa chọn chế độ điều khiển AUT MAN Với chế độ điều khiển thông PX: Sửa chữa Tự động điều khiển NM điện Phả Lại Tài liệu DCS số tình trạng thời thiết bị truy cập từ nơi: Giao diện vận hành HIS phòng điều khiển trung tâm giao diện vận hành chỗ Nói tóm lại, hệ thống điều khiển dây chuyền nhà máy điện Phả lại hệ thống điều khiển phân cấp dựa sở vi xử lý có tốc độ cao Hệ thống đảm bảo việc điều khiển nhà máy cách an toàn, xác, có hiệu cao Ngoài chức điều khiển, hệ thống DCS có khả lu trữ lâu dài nh truy cập thông số tình trạng nhà máy việc vận hành, bảo dỡng nhà máy đạt hiệu cao PX: Sửa chữa Tự động điều khiển NM điện Phả Lại Tài liệu DCS Phần II Cấu hình phần cứng CENTUM CS3000 I-Cấu hình hệ thống Hệ thống CS3000 bao gồm: HIS (Human Interface Station) dùng để điều khiển chức vận hành giám sát, FCS (Field Control Station) thực chức điều khiển, mạng điều khiển (V net) kết nối trạm Các chức khởi tạo, định nghĩa hệ thống làm việc HIS máy tính PC sử dụng cho mục đích chung Hình 2.1 Cấu hình hệ thống CS3000 HIS Human Interface Station 1.1 Card giao diện V net Card giao diện V net (VF701) card truyền thông đợc lắp đặt máy tính PC Card VF701 có cổng để hỗ trợ cho việc truyền tin dự phòng kép Chức vận hành giám sát thực đợc PC nhờ việc lắp đặt VF701 với phần mềm kèm kết nối cáp V net với card VF701 1.1.1 Panel phía trớc card giao diện V net ă Đèn RCV: Đèn sáng nhận tín hiệu ă Đèn SND: Đèn sáng có tín hiệu đợc gửi PX: Sửa chữa Tự động điều khiển NM điện Phả Lại Tài liệu DCS ă Đầu nối BNC: Đầu nối đợc sử dụng để kết nối cáp tín hiệu điều khiển tới VF701 Nó cần để nối đầu nối chữ T với đầu nối BNC Hình 2.2 - Panel phía trớc card giao diện V net 1.1.2 Đặt địa V net trạm Địa V net trạm đợc định nghĩa kết hợp số Domain (vùng) số Station (trạm) Các công tắc DIP switches dùng để đặt số vùng số trạm đợc đặt bo mạch in VF701 (xem hình vẽ) Hình 2.3 - Vị trí DIP switches VF701 Nếu cần thiết, đặt số vùng số trạm nh sau: PX: Sửa chữa Tự động điều khiển Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System Ví dụ: Đối tợng áo Thuộc tính là: Chất liệu vải, màu sắc, kiểu dáng, Cũng nh cấu điều khiển van (valve) bao gồm giá trị tín hiệu đa điều khiển độ mở van (MV), giá trị tín hiệu độ mở thực van(PV) Để rõ tín hiệu ta viết: TênĐốiTợng.ThuộcTính (Cáiáo.Len Màu xanh ) VanCấp.Độ mở (1FWS-ZI1141-2.PV) Các thuộc tính đợc trình bày rõ phần DCS Có thể định nghĩa thuộc tính khác nh màu hiển thị, kiểu đờng hiển thị, màu chữ, màu nền, Sau click nút OK, hình hiển thị Trend tín hiệu Book xuất hiện: Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 227 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System + Hiển thị dạng biểu đồ cột: - Kích chuột vào công cụ vẽ - Rê chuột thành khung chữ nhật khung hiển thị, xuất bảng định nghĩa: - Chọn PI SERVER: HST0163 (Domain 1) - Nhập Tagname: 1MBS-LI105.PV (Giá trị trung bình mức bao hơi) Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 228 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System - Click OK Kích chuột vào nút : - Kích phải chuột lên khung chữ nhật vừa vẽ\ Format Color (Định dạng màu hiển thị) - Trên khung hình thể giá trị động số liệu theo dạng biểu đồ cột: Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 229 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System + Hiển thị giá trị số động: Sử dụng nút công cụ: + Tạo nút lệnh liên kết tới trang khác chơng trình khác: Sử dụng nút công cụ: Ví dụ muốn chạy chơng trình Shift Events Report ổ đĩa C, ta nhập đờng dẫn : Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 230 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System C:\HelpSoft\Data\U1-Shift Events Report.xls" 6.2 Truy xuất số liệu PI- DataLink: 6.2.1 Khởi động kết nối : - Khởi động chơng trình Microsoft excel Nếu cha thấy xuất menu PI menu ngang ta thực bớc sau: - Tools\Addin - Chọn \Pipc\excel\pipc32, OK - Trên menu excel xuất thêm trình đơn PI + Kết nối với PI SERVER - Từ trình đơn PI\ Connection - Khi cài đặt PI DataLink phải PI SEVER cần kết nối đến, muốn thêm vào danh sách Server name, click lên nut Add - Chọn PI Server danh sách Server Name\ kích vào nút Connect\ Set as Default\ Close Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 231 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System 6.2.2 Trích lọc liệu: Nhập thông số cần thiết vào bảng tính: Thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc, khoảng thời gian lấy mẫu, tag name thông số kỹ thuật cần lấy mẫu: + Vào menu PI\ Sampled Data nhập địa thông số phần + Click OK để lấy số liệu Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 232 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System 6.3 Shift Events Report: Nh giới thiệu phần trớc, chơng trình viết Macro excel với mã Visual Basic + Khởi động chơng trình cách kích kép chuột lên tệp tin có tên Shift Events report.xls + Lựa chọn loại báo động cần lấy mục Event Type Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 233 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System + Click chuột lên nut Get Events, liệu đợc thu thập vào bảng bên cạnh + Click chuột lên nut Export Events để xuất liệu bảng tính Excel Cũng xin đợc giới thiệu gói chơng trình đợc phân xởng TĐ ĐK nhà máy điện Phả lại phát triển thêm chức Lọc liệu để giúp cho việc điều tra cố đợc dễ dàng nhanh Với giao diện TagFillter để xử lý liệu sau Export Để trích lọc liệu theo ý muốn, theo vùng thiết bị theo kiện Kết việc trích lọc đợc trình bày khung cửa sổ riêng biệt xuất bảng tính excel Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 234 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System Thứ tự bảo vệ tác động dẫn đến ngừng khối 6.4 EventView: 6.4.1 Khởi động đăng nhập: Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 235 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System - Chạy tệp chơng trình EV.exe máy tính cài đặt EventView - Chọn Data Source: - Nhập User ID (Định danh ngời sử dụng), Password (Từ khoá ) 6.4.2 Sử dụng tiện ích chơng trình: Sau đăng nhập thành công, bảng tác vụ xuất hiện, ngời sử dụng chọn tác vụ Ví dụ muốn truy cập thông báo báo động quan trọng, chon mục AlarmLog: Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 236 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System - Các thông báo báo động quan trọng đợc hiển thị: III Bảo dỡng- sửa chữa hệ thống: Kiểm tra hàng ngày: ã Kiểm tra % sử dụng CPU NT Task Manager Nếu 100% có nghĩa hệ thống có vấn đề Nếu CPU 100% thời gian dài, kiểm tra kích cỡ File dới (Có thể làm việc từ máy tính khác thông qua mạng ethernet) Trên máy PI Historian Server: x:\Pi\Data\pieventq.dat , thờng kích cỡ file khoảng KB, vợt hệ thống lu trữ có vấn đề ã Kiểm tra trạng thái OPC Server, có tín hiệu báo OPC shutdown có nghĩa dịch vụ OPC bị ngừng hoạt động Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 237 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System ã Sử dụng Control Panel Remote Access để kiểm tra dịch vụ PISOE PI-TEXT xem có chạy không (running), không phải khởi động lại tay ã Kiểm tra log file, nh HISmsg.txt, TimeSynch.log, để biết đợc tình trạng phần ứng dụng PI Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 238 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System ã Có thể sử dụng chơng trình PI Check Healthy để kỉêm tra tình trạng hệ thống PI ã Kiểm tra dịch vụ HISMSG PI Client có chạy dịch vụ ( Phả lại:HIS0142, 0146 cho khối 1, HIS0242, 0246 cho khối 2, HIS0345 &HIS0347 cho phần chung) Nếu không phải chạy lại Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 239 Hệ thống thu thập lu trữ liệu Plant information System Thêm/ bớt tín hiệu: Cơ sở liệu PI đợc xây dựng bảng tính Excel, tag name tất tín hiệu đợc chữa bảng tệp tin: Tag Database.xls Ví dụ: Cho khối 1, bảng sở liệu đợc lu HST0163 (PI Server for Unit 1) Mỗi bảng (Sheet) tệp tin (WorkBook) nguồn sở liệu cho chức PI, ví dụ Sheet2 có tên Source S (SER) sử dụng cho PI-SOE Chúng ta sửa đổi tag name, sửa đổi thông số, nh độ lệch trình exception test, Compression test, thêm xoá tag name bảng, ghi lại thay đổi Px Sửa chữa - Tự động điều khiển 240 Tài liệu tham khảo CS3000 Vol1, Vol2 YOKOGAWA ElectronicBook YOKOGAWA CS3000 DCS Operation and Maintenance training course YOKOGAWA PI Historian installation Vol19, Book8 OSI SOFTWARE, INC Hathaway Sequential Events Recorder Vol19, Book5 YOKOGAWA PI Historian ProcessBook, DataLink Vol19, Book7 OSI SOFTWARE, INC ... 237 240 NM điện Phả Lại Tài liệu DCS Phần i Giới thiệu tổng quan hệ thống điều khiển DCS nhà máy điện Phả Lại Các trình công nghệ nhà máy đợc điều khiển hệ thống điều khiển phân tán DCS (gồm lò...NM điện Phả Lại Mục lục Mục lục Nội dung Phần I Trang Giới thiệu tổng quan hệ thống điều khiển DCS nhà máy điện Phả Lại Phần II I II III Phần III I II 10 Cấu... tâm, thông qua hình máy tính PC hay Panel điều khiển chỗ Hệ thống điều khiển DCS dây chuyền nhà máy điện Phả Lại hệ thống điều khiển CS3000 hãng YOKOGAWA cung cấp Hệ thống DCS đợc chia làm phần: