Tìm hiểu về điều khiển phân tán DCS đi sâu điều khiển DCS nhà máy điện hậu giang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 TÌM HIỂU VỀ ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN DCS ĐI SÂU ĐIỀU KHIỂN DCS NHÀ MÁY ĐIỆN HẬU GIANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÒNG - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 TÌM HIỂU VỀ ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN DCS ĐI SÂU ĐIỀU KHIỂN DCS NHÀ MÁY ĐIỆN HẬU GIANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Mạnh Hùng Ngƣời hƣớng dẫn: Th.S Đinh Thế Nam HẢI PHÒNG - 2017 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Mạnh Hùng – MSV : 1312102018 Lớp : ĐC1701- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Tìm hiểu điều khiển phân tán DCS sâu điều khiển DCS nhà máy điện Hậu Giang NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán Địa điểm thực tập tốt nghiệp : CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hƣớng dẫn : Đinh Thế Nam Thạc sỹ Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Toàn đề tài Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hƣớng dẫn : Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2017 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày tháng .năm 2017 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán hƣớng dẫn Đ.T.T.N Nguyễn Mạnh Hùng Th.S Đinh Thế Nam Hải Phòng, ngày tháng năm 2017 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lƣợng Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lƣợng vẽ ) Cho điểm cán hƣớng dẫn ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2017 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2017 Ngƣời chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển mạnh mẽ kinh tế nƣớc ta, nhu cầu sử dụng điện ngày cao, kéo theo tình trạng thiếu hụt điện Điện dạng lƣợng không tái tạo, nhƣng với nguồn nguyên liệu sẵn có, thời gian xây dựng nhanh, công nghệ kỹ thuật tiên tiến, hàng loạt nhà máy Hiện nay, nhà máy điện, mức độ tự động hóa ngày cao, hàng loạt nhà máy điện đƣợc xây dựng đƣa vào vận hành với mức độ tự động hóa cao, trang bị hệ điều khiển DCS đại hãng tiếng nhƣ: Yokogawa, ABB, Siemen, Với việc sử dụng hệ DCS cho nhà máy điện, cần 10 ngƣời cho ca vận hành nhà máy Các trình đƣợc giám sát điều khiển hoàn toàn từ xa phòng điều khiển trung tâm Xất phát từ thực tế đó, em xin tiến hành thiết kế đồ án tốt nghiệp với đề tài:”Tìm hiểu điều khiển phân tán DCS sâu điều khiển DCS nhà máy điện Hậu Giang 1” Thạc sĩ Đinh Thế Nam hƣớng dẫn Đồ án đƣợc thực bao gồm nội dung sau : Chƣơng : Giới thiệu chung nhà máy nhiệt điện quy trình sản xuất điện Chƣơng : Tổng quan hệ điều khiển phân tán DCS Chƣơng 3: Giới thiệu số hệ thống điều khiển DCS tiêu biểu cho nhà máy nhiệt điện Hậu Giang 1 CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Nhà máy nhiệt điện hoạt động nguyên lý chuyên hoá lƣợng nhiệt từ đốt cháy nhiên liệu hữu thành quay tuabin, chuyển thành lƣợng điện Nhiệt đƣợc dẫn tới Tuabin qua môi trƣờng dẫn nhiệt nƣớc Nhiệt cung cấp nhiều lƣợng điện phát lớn ngƣợc lại Điện áp phát đầu cực máy phát đƣợc đƣa qua hệ thống trạm biến áp nâng áp tới cấp điện áp thích hợp trƣớc hoà vào lƣới điện quốc gia Các thành phần trình chuyển hoá lƣợng nhà máy nhiệt điện bao gồm: ♦ Trạm biên áp: Trạm biến áp thực nâng điện áp từ đầu cực máy phát lên điện áp cao để đáp ứng yêu cầu truyền tải điện ♦ Máy phát: Máy phát thực chuyển đổi lƣợng từ sang điện ♦ Tuabin: Tuabin thực chuyển đổi lƣợng từ nhiệt sang ♦ Lò hơi: Thực chuyển đổi lƣợng sơ cấp (dầu than) thành nhiệt năng, chuyển nƣớc thành nƣớc Ngoài thành phần chính, nhà máy nhiệt điện chứa hệ thống phụ trợ hỗ trợ cho thành phần nhƣ: ♦ Hệ thống cấp liệu ♦ Hệ thống nƣớc tuần hoàn ♦ Hệ thống quạt gió ♦ Hệ thống phân tích ♦ Hệ thống điện nhà máy Sau quét xử lý đầu vào, liệu tƣơng tự đƣợc lƣu theo chu kì cỡ 1s theo giá trị đặt vào đệm nhớ RAM không điện áp lƣu 48 Dữ liệu đƣợc lƣu đầu vào/ra cấp trƣờng, đầu vào nối tiếp LAN dừ liệu đƣờng truyền tốc độ cao, liệu trao đổi tất tính toán xử lý Bộ đệm đƣợc hiểu nhƣ " Lƣu trữ liệu động" DSB, đƣợc sử dụng nguồn tài nguyên tất chƣơng trình tính toán cần sử dụng giá trị thời biển giá trị vòng 48 trƣớc 3, Nén liệu delta Việc nén liệu tƣơng tự thực trực tuyến liên tục hệ thống vận hành, liệu đƣợc nén đƣợc trữ vào file lƣu trữ trình Phƣơng pháp nén liệu đƣợc thực có ý nghĩa theo phƣơng pháp nén delta 4, Lưu trữ nhanh Bộ lƣu trữ liệu nhanh bao gồm đệm chứa tag liệu tƣơng tự lƣu ngày DSB theo dải quét cụ thể giữ trực tuyến hệ thống hoạt động bình thƣờng lƣu file ổ đĩa cứng Điều ứng dụng cho tất biến tƣơng tự hệ thống 5, Lưu trữ liệu kiện lâu dài (Event History Storage) Các kiện dùng cho thông báo cảnh báo tin kiện SOE phải đƣợc kết hợp chặt chẽ đƣợc ghi hệ thống lƣu trữ liệu Các danh sách kiện đƣợc tích hợp với Shift review đƣợc lƣu tách biệt với Bộ đệm Shift Review ổ đĩa cứng phải có dung lƣợng chứa 500.000 thông báo, bao gồm loại thông báo sau: ● Các báo động hệ thống trình ● Các hƣớng dẫn vận hành hệ thống ● Các thông báo chất lƣợng tag ● Các thông báo hệ thống nhƣ: cảnh báo hệ thống thông báo lỗi ● Các thay đổi kỹ thuật vận hành tới sở liệu tạm thời lâu dài 77 ● Các thay đổi kỹ thuật vận hành tới điểm đặt Dung lƣợng ổ cứng phải chứa đƣợc 30 tin kiện Nếu SOE Shift review đƣợc tích hợp file không giới hạn số lƣọng file 6, Nén liệu Dữ liệu cần đƣợc nén để lƣu giữ lâu dài thiết bị lƣu trữ 3.1.3.8 Yêu cầu truy cập liệu khứ 1, Giới thiệu Các liệu nhà máy riêng đƣợc ghi lại thƣờng xuyên, không cần thiết phải ghi trend riêng rẽ tới liệu lƣu trữ nhớ đệm Vì thế, truy nhập liệu đơn giản việc lấy liệu khỏi file lƣu trữ yêu cầu hiển thị in ấn Bất kì yêu cầu truy nhập ngƣời sử dụng không cần xác định vị trí, cấu hình lƣu trữ mức thấp dừ liệu, cần khoảng thời gian cần thiết, số tag tiêu chuẩn tìm kiếm 2, Tiêu chuẩn lựa chọn Khi sử dụng hàm truy nhập liệu cần xác định phƣơng pháp tiêu chuẩn tìm kiếm cho truy nhập cụ thể 3.1.3.9 Xử lý hiển thị 1, Giới thiệu Các thiết bị ICMS để thiết lập, chỉnh sửa, hiển thị, xoá in ấn hiển thị VDU cho chức điều khiển giám sát Việc đặt cấu hình cho hiển thị hoàn toàn thực cách trực tuyến không trực tuyến trạm vận hành kỹ thuật Các thông tin động cho hiển thị đƣợc cập nhật thƣờng xuyên theo chu kì 1s lớn đầu đọc có liên quan Định dạng hiển thị gồm hiển thị giờ, ngày, số phận tiêu đề Thời gian đƣợc cập nhật liên tục hiển thị Hệ thống thông thƣờng đƣợc yêu cầu cho phép lớn có cửa sổ hình Mỗi cửa sổ có thề hiển thị đồ hoạ đặt thay đổi kích 78 cỡ tuỳ theo ngƣời vận hành Các giao diện vận hành cho phép hiển thị cấu trúc dạng phân cấp Có bốn cấp phù hợp với nhiệm vụ vận hành nhƣ : hiển thị tổng quan,hiển thị khu vực nhà máy, hiển thị điều khiển nhóm hiển thị trạng thái vòng điều khiển cụ thể Các giao diện vận hành không cho phép ngƣời vận hành thay đổi cấu hình, trạng thái truyền thông ICMS 2, Ghép nối trạm vận hành ICMS Mỗi thành phần đƣợc điều khiển giám sát từ bàn điều khiển có hình VDU màu Bàn phím hình hiển thị VDU thực chức sau: Thiết lập chế độ vận hành phù hợp với thành phần Khởi tạo điều khiển nhƣ lựa chọn thiết bị Cung cấp trạng thái giám sát trình nhƣ: xem tổng quan, đồ hoạ, mô phòng trạm điều khiển Cung cấp hƣớng dẫn vận hành Cung cấp danh sách cảnh báo cho thông tin bảo dƣỡng Cho phép ngƣời vận hành thao tác cấp từ tới cấp truyền động tay tự động cho đìêu khiển vòng kín hở Hiển thị cảnh báo vê phần cứng trình Cung cấp đồ thị biến với thời gian (trend), biến với (x-y plot) bảng biểu 3.2 ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN 3.2.1 Phạm vi chức Chức điều khiển sở • Phƣơng pháp điều khiển vòng kín (PID, MPC, Fuzzy) với yêu cầu công nghiệp nhƣ chuyển chế độ Manual/Automatic trơn tru, Anti-Reset-Windup • Điều khiển logic, khóa liên động Chức điều khiển cao cấp 79 • Điều khiển mẻ, điều khiển công thức • Điều khiển thích nghi, bền vững, tối ƣu • Điều khiển chuyên gia Chức điều khiển giám sát • Chất lƣợng giao diện đồ họa • Khả lập báo cáo tự động • Cơ chế quản lý xử lý kiện, cố • Hỗ trợ ActiveX-Control OPC • Hỗ trợ giao diện sở liệu ODBC • Chức Web 3.2.2 Cấu trúc hệ thống thiết bị thành phần • Cấu trúc vào/ra phân tán hay vào/ra tập trung • Cấu trúc cấp điều khiển • Cấu trúc cấp điều khiển giám sát • Các chủng loại thiết bị hỗ trợ • Các hệ thống mạng truyền thông đƣợc hỗ trợ (đặc biệt bus trƣờng liên quan tới chủng loại thiết bị trƣờng hỗ trợ) 3.2.3 Tính mở • Khả tự mở rộng hệ thống • Lựa chọn thiết bị nhà cung cấp khác • Hỗ trợ chuẩn công nghiệp (COM, OPC, ActiveX-Control, MMS, IEC, ) 80 3.2.4 Phát triển hệ thống Cấu hình hệ thống • Đơn giản, hƣớng đối tƣợng • Khả phát triển hệ thống cách xuyên suốt • Cấu hình tham số hóa thiết bị mạng truyền thông dễ dàng qua phần mềm từ trạm kỹ thuật Lập trình điều khiển • Đơn giản, hƣớng đối tƣợng • Các ngôn ngữ lập trình chuyên dụng (FBD, SFC, ST, ) • Các ngôn ngữ lập trình bậc cao (C/C++, BASIC) • Lập trình giao tiếp ngầm hay • Khả tự mở rộng thƣ viện chức (thông qua ngôn ngữ lập trình bậc cao) 3.2.5 Độ tin cậy tính sẵn sang • Cơ chế dự phòng • Khả bảo mật 3.2.6 Giá thành chi phí Chi phí ban ₫ầu • Chi phí thiết kế hệ thống • Chi phí phần cứng • Chi phí phần mềm công cụ • Chi phí phát triển phần mềm ứng dụng • Chi phí triển khai, đƣa vào vận hành • Chi phí đào tạo, chuyển giao công nghệ Chi phí vận hành • Chi phí bảo trì, bảo dƣỡng thiết bị phần mềm • Chi phí thiết bị thay • Chi phí dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật 81 • Chi phí dừng hệ thống xảy cố 3.3 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN TIÊU BIỂU 3.3.1 PCS7 Siemens SIMATIC PCS hệ thống điều khiển trình SIEMENS Nó kết trình phát triển tích hợp hệ thống từ kinh nghiệm hệ thống trƣớc nhƣ TELEPERM M, SIMATIC S7, SIMATIC S5 PCS đƣợc phát triển dựa sở sản phẩm họ SIMATIC Các thành phần bản: ● Các trạm điều khiển: SIMATIC S7-400 ● Trạm vận hành IPC + OS Software (WinCC) ● Trạm kỹ thuật: IPC+OS Engineering (SIMATIC Manager, CFC, SFC, SCL, NETPRO, HARDWARECONFIG ) ● Vào phân tán: ET200M + S7-300 I/O module ● Bus trƣờng: Profibus-DP ● Bus hệ thống: Industrial Ethernet – Profibus FMS ● Các trạm BATCH/IT: IPC + Phần mềm bổ xung Hình 3-1: Cấu trúc hệ PCS7 82 SIMATIC PCS kết hợp chức hệ thống điều khiển trình với dòng sản phẩm SIMATIC, chúng đƣợc thiết kế làm việc nhƣ mối quan hệ đồng hệ thống Điều đƣa đến lợi sau : • Khi thành phần làm việc kết hợp, chúng làm việc theo cách thống nhất, phù hợp với tính dòng sản phẩm SIMATIC • SIMATIC PCS cung cấp hỗ trợ tốt có cho việc cấu hình hệ thống cho nhiệm vụ tự động hoá trình Những tính đặc biệt hệ thống PCS 7: • Đồng hoá thời gian • Kiểm tra hoạt động chuẩn đoán tất thành phần hệ thống • Chiến thuật khởi động khởi động lại toàn hệ thống hay riêng thành phần độc lập • Có khả dự phòng cho tất thành phần • Các hệ thống báo cáo, ghi chép, lƣu trữ • Quản lý truy cập thông qua việc quản trị ngƣời dùng • SIMATIC PCS sử dụng tất phạm vi điều khiển trình • Chỉ cần nhập liệu vào lần • Khả bị lỗi • Tốn công sức thời gian cho việc lập trình, sửa chữa, chạy thử, bảo trì hệ thống • Tính mở PCS sử dụng công nghệ phổ thông, chuẩn hoá quốc tế nên khả phối ghép với hệ thống , thiết bị khác không bị hạn chế bề rộng chiều sâu Mạng truyền thông lựa chọn giao thức: Industrial Ethernet, Fast Industrial Ethernet, PROFIBUS, AS-i, HART PCS hỗ trợ sử dụng công nghệ giao diện phần mềm chuẩn nhƣ DDE-trao đổi liệu động (Dynamic Data Exchange), OLE (Object Linking 83 and Embedding), ActiveX, ODBC kết nối sở liệu mở rộng (Open DataBase Connection), OPC (OLE for Process Control) 3.3.2 Centum CS1000/CS3000 Yokogawa Các thành phần hệ thống: ● Trạm giao diện người máy (HIS): Sử dụng làm giao diện vận hành, giám sát thực chức kỹ thuật Xây dựng máy tính công nghiệp cộng với Windows 2000 (Service pack trở lên) Windows XP (Service Pack trở lên) ● Trạm điều khiển trường (FCS – Field Control Station): thiết bị thực nhiệm vụ điều khiển trình ● Trạm kỹ thuật (ES – Engineering Station): Chứa toàn công cụ để cấu hình hệ thống ● Hệ thống Bus: + Bus điều khiển: Vnet + Bus hệ thống: Ethernet Hệ thống tổ hợp công nghệ với tính ƣu việt nhƣ: • Môi trƣờng mở, độ linh hoạt, độ bền hệ thống cho tối ƣu hoá toàn doanh nghiệp, • Môi trƣờng vận hành tối ƣu, phần cứng cập nhật tới công nghệ nhất, • Giá thành sở hữu thấp nhất, lợi nhuận tăng cao • Các chức thiết kế kỹ thuật tối ƣu 84 Hình 3-2: Sơ đồ khối hệ thống CS3000 3.3.3 PlantScape Honeywell Hình 3-3: Hệ điều khiển Plantscape Honeywell 85 Đặc điểm hệ thống: Plantscape giải pháp điều khiển trình kỹ thuật hãng Honeywell Nó thiết lập tiêu chuẩn hệ thống điều khiển lai theo cấp bậc, khả vận hành mềm dẻo dễ dàng Phần quan Plantscape hệ điều hành Window2000 dựa kiến trúc Client-Server Plantscape có đặc điểm sau: ● Hệ điều hành Windows Server với nhiệm vụ nhƣ lƣu trữ liệu, cảnh báo, báo động, giao diện ngƣời máy ● Công nghệ Web dùng cho giao diện ngƣời máy tạo nên độ tin cậy, thuận tiện, vận hành từ xa, giao diện ngƣời máy dựa file HTML theo chuẩn công nghiệp ● Bộ điều khiển lai hỗ trợ khả điều khiển tích hợp xác ● Các công cụ hƣớng đối tƣợng thuận tiện dễ dàng xây dựng Các phần tử bản: ● Các trạm điều khiển: Bộ điều khiển C200 ● Trạm vận hành IPC+ Wins2000 Windows Server + giao diện Web ● Trạm kỹ thuật: IPC + Tool ● Vào ra: Chassis Series A (CIOM-A), Rail Series A (RIOM- A) Rail Series H (CIOM- H) cho môi trƣờng khắc nghiệt ● Bus trƣờng: ControlNet, Foundation FieldBus ● Bus hệ thống: Control Net, LAN 86 KẾT LUẬN Sau thời gian tháng làm đồ án với hƣớng dẫn tận tình thầy giáo: Ths Đinh Thế Nam Em hoàn thành đề tài đƣợc giao: “Tìm hiểu điều khiển phân tán DCS sâu điều khiển DCS nhà máy điện Hậu Giang 1” Trong đồ án em tìm hiểu giải vấn đề sau: - Giới thiệu chung nhà máy nhiệt điện quy trình sản xuất điện - Tổng quan hệ điều khiển phân tán DCS - Giới thiệu số hệ thống điều khiển DCS tiêu biểu cho nhà máy Quá trình thực đồ án giúp em củng cố lại kiến thức mà học Ngoài qua trình tìm hiểu thực tế bên để hoàn thành đồ án giúp em có thêm kiến thức thực tế quý báu Mặc dù cố gắng nhận đƣợc giúp đỡ thầy Thạc sĩ Đinh Thế Nam thầy cô giáo môn Nhƣng với lƣợng kiến thức thời gian có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp từ thầy cô giáo để đồ án em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Hải Phòng, ngày… tháng… năm 2017 Sinh viên 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Duy Bình, Phạm Quang Đăng, Phạm Hồng Sơn, Hệ Điều Khiển DCS cho nhà máy sản xuất điện (2013), Nhà xuất khoa học- kỹ thuật TS Hoàng Minh Sơn, Hệ thống điều khiển phân tán (2003), Nhà xuất Bách Khoa Hoàng Minh Sơn, Mạng truyền thông công nghiệp (2006), Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Thƣ viện số Đại học dân lập Hải Phòng http://tailieu.hpu.edu.vn/ Cộng đồng chia sẻ tài liệu http://123doc.org 88 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SÔNG HẬU 1.3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG 1.3.1 Vai trò điện hệ thống lƣới điện 1.3.2 Quy trình sản xuất điện nhà máy nhiệt điện CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN DCS 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN 2.1.1 Sự đời phát triển hệ thống điều khiển 2.1.2 Hệ thống điều khiển với cấu trúc điều khiển phân tán (DCS) 10 2.2 CẤU TRÚC CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 11 2.2.1 Cấu trúc thành phần 12 2.2.2 Mô hình phân cấp 13 2.2.2.1 Cấp chấp hành 14 2.2.2.2 Cấp điều khiển 14 2.2.2.3 Cấp điều khiển giám sát 15 2.2.3 Cấu trúc điều khiển 15 2.2.3.1 Điều khiển tập trung 15 2.2.3.2 Điều khiển tập trung với vào/ra phân tán 16 2.2.3.3 Điều khiển phân tán 17 2.2.3.4 Điều khiển phân tán với vào/ra phân tán 19 2.3 2.3.1 CÁC THÀNH PHÂN CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN 20 Cấu hình 20 2.3.1.1 Trạm điều khiển cục 20 2.3.1.2 Bus trƣờng trạm vào từ xa 22 2.3.1.3 Trạm vận hành 24 2.3.1.4 Trạm kỹ thuật công cụ phát triển 26 2.3.1.5 Bus hệ thống 26 2.3.2 Phân loại hệ DCS 28 2.3.2.1 Các hệ DCS truyền thống 28 2.3.2.2 Các hệ DCS PLC 29 2.3.2.3 Các hệ DCS PC 33 2.3.3 2.4 2.4.1 Các vấn đề kỹ thuật 34 TÍNH SẴN SÀNG VÀ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC HỆ ĐKPT 35 Đặt vấn đề 35 89 2.4.2 Cơ chế dự phòng 36 2.4.3 Cơ chế an toàn 37 2.4.4 Cơ chế khởi động lại sau cố 37 2.4.5 Bảo mật 37 2.4.6 Bảo trì 37 2.5 CHỨC NĂNG CỦA HỆ DCS 38 2.5.1 Chức điều khiển 38 2.5.2 Chức vận hành giám sát hệ thống (chức SCADA) 41 2.6 TRUYỀN THÔNG TRONG HỆ DCS 44 2.6.1 Giới thiệu chung 44 2.6.2 Giao thức mạng (Network Protocol) 46 CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS TIÊU BIỂU CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN HẬU GIANG (SÔNG HẬU ) 57 3.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA HỆ DCS CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 57 3.1.1 Hệ thống giám sát điều khiển tích hợp ICMS 57 3.1.2 Các yêu cầu chức phần cứng hệ thống 59 3.1.2.1 Cấu trúc hệ thống 59 3.1.2.2 Hệ thống điều khiển phụ trợ 60 3.1.2.3 Các yêu cầu dự phòng cho hệ thống 61 3.1.2.4 Bảng điều khiển giao tiếp ngƣời máy 62 3.1.2.5 Đƣờng truyền liệu tốc độ cao 62 3.1.2.6 Các đầu nối Gateway 63 3.1.2.7 Các đầu vào/ra 64 3.1.2.8 Bộ xử lý lƣu trữ liệu 67 3.1.2.9 Ghép nối thiết bị nhà máy 67 3.1.3 Các yêu cầu chức phần mếm hệ thống 68 3.1.3.1 Hệ giám sát – vận hành 68 3.1.3.2 Yêu cầu biến hệ thống 69 3.1.3.3 Yêu cầu xử lý tín hiệu vào/ra 70 3.1.3.4 Yêu cầu khả tính toán xử lý 72 3.1.3.5 Yêu cầu xử lý cố 73 3.1.3.6 Yêu cầu đồng thời gian 76 3.1.3.7 Lƣu trữ lâu dài 76 3.1.3.8 Yêu cầu truy cập liệu khứ 78 3.1.3.9 Xử lý hiển thị 78 3.2 ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN 79 3.2.1 Phạm vi chức 79 3.2.2 Cấu trúc hệ thống thiết bị thành phần 80 90 3.2.3 Tính mở 80 3.2.4 Phát triển hệ thống 81 3.2.5 Độ tin cậy tính sẵn sang 81 3.2.6 Giá thành chi phí 81 3.3 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN TIÊU BIỂU 82 3.3.1 PCS7 Siemens 82 3.3.2 Centum CS1000/CS3000 Yokogawa 84 3.3.3 PlantScape Honeywell 85 KẾT LUẬN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 91 ... : Nguyễn Mạnh Hùng – MSV : 13 1 210 2 018 Lớp : ĐC17 01- Ngành Đi n Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Tìm hiểu đi u khiển phân tán DCS sâu đi u khiển DCS nhà máy đi n Hậu Giang NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung... tài: Tìm hiểu đi u khiển phân tán DCS sâu đi u khiển DCS nhà máy đi n Hậu Giang 1 Thạc sĩ Đinh Thế Nam hƣớng dẫn Đồ án đƣợc thực bao gồm nội dung sau : Chƣơng : Giới thiệu chung nhà máy nhiệt đi n... HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 90 01: 2008 TÌM HIỂU VỀ ĐI U KHIỂN PHÂN TÁN DCS ĐI SÂU ĐI U KHIỂN DCS NHÀ MÁY ĐI N HẬU GIANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐI N TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh