Thiết kế kỹ thuật bộ điều khiển giám sát cho trạm phát điện sự cố tàu thủy sử dụng vi điều khiển

B GIAO THễNG VN TI B GIO DC V O TO TRNG I HC HNG HI VIT NAM KS NGUYN HU HNG THIT K K THUT B IU KHIN GIM ST CHO TRM PHT IN S C TU THY S DNG VI IU KHIN LUN VN THC S K THUT HI PHềNG - 2012 B GIAO THễNG VN TI B GIO DC V O TO TRNG I HC HNG HI VIT NAM - - KS NGUYN HU HNG THIT K K THUT B IU KHIN GIM ST CHO TRM PHT IN S C TU THY S DNG VI IU KHIN LUN VN THC S K THUT M S: 60.52.60 CHUYấN NGNH: T NG HểA Ngi hng dn khoa hoc: PGS TS Nguyn Tin Ban HI PHềNG - 2012 LI CAM OAN Tụi xin cam oan ti: " Thit k k thut b iu khin giỏm sỏt cho trm phỏt in s c tu thy s dng vi iu khin " l cụng trỡnh nghiờn cu ca riờng tụi Cỏc s liu, kt qu nờu lun l trung thc v cha tng c cụng b bt k cụng trỡnh no khỏc Tụi xin cam oan rng cỏc thụng tin trớch dn lun u ó c ch rừ ngun gc Tỏc gi lun Nguyn Hu Hng i LI CM N Trong quỏ trỡnh thc hin ti lun tt nghip " Thit k k thut b iu khin giỏm sỏt cho trm phỏt in s c tu thy s dng vi iu khin " tụi cú c s giỳp rt nhiu ca thy hng dn, cỏc thy cụ giỏo khoa sau i hc v cỏc thy cụ giỏo khoa in - in t Trng i hc Hng hi Vit Nam v cỏc ng nghip Trc ht, tụi xin cm n sõu sc n thy giỏo PGS.,TS Nguyn Tin Ban, ngi ó trc tip hng dn v tn tỡnh giỳp tụi sut quỏ trỡnh nghiờn cu v thc hin ti Tụi xin chõn thnh cm n cỏc thy cụ giỏo khoa sau i hc v cỏc thy cụ giỏo khoa in - in t Trng i hc Hng hi Vit Nam to iu kin thun li giỳp tụi hon thnh lun ỳng thi gian quy nh Tỏc gi ó hon thnh bn lun v t c mc ớch ca ti Tuy nhiờn nng lc bn thõn cũn gii hn, ti liu tham kho cũn hn ch, thi gian dnh cho nghiờn cu cha c nhiu nờn chc chn bn lun s cũn thiu sút, rt mong tip tc c s úng gúp ý kin ca cỏc Thy, cụ v cỏc bn ng nghip Tụi xin chõn thnh cm n! ii MC LC Đề mục Trang Li cam oan i Li cm n ii Mc lc iii Danh mc cỏc ký hiu v t vit tt vi Danh mc cỏc hỡnh v ix M u 1 Tớnh cp thit ca ti Mc ớch ca ti i tng v phm vi nghiờn cu ca ti Phng phỏp nghiờn cu ca ti í ngha khoa hc v thc tin ca ti Chng Trm phỏt in s c tu thy 1.1 Gii thiu chung v trm phỏt s c trờn tu thy 1.1.1 Gii thiu chung 1.1.2 Nhim v v chc nng ca trm phỏt s c trờn tu thy 1.1.3 Yờu cu i vi trm phỏt tu thy 1.2 Cu trỳc trm phỏt s c tu thy 1.2.1 Cu trỳc chung ca trm phỏt s c 1.2.2 Diesel lm ng c s cp 1.2.3 Mỏy phỏt ng b 1.2.4 Bng in s c 12 1.3 Kt lun chng 13 Chng Cỏc h thng t ng trm phỏt in s c 14 2.1 H thng t ng n nh tc cho ng c s cp (diesel) 14 2.1.1 Khỏi quỏt chung 14 iii 2.1.2 Cỏc nguyờn tc xõy dng h thng t ng iu chnh tn s 15 2.1.3 Cỏc b iu tc c khớ - thy lc 17 2.1.4 B iu tc in t 22 2.2 H t ng iu chnh in ỏp cho mỏy phỏt ng b 24 2.2.1 Khỏi quỏt chung 24 2.2.2 Cỏc nguyờn tc xõy dng b t ng iu chnh in ỏp 25 2.3 H t ng iu khin v giỏm sỏt cho trm phỏt s c 30 2.3.1 Quỏ trỡnh kim tra s lm vic ca mỏy phỏt in s c ch bng tay 31 2.3.2 Mch kim tra in ỏp li in t bng in chớnh 32 2.3.3 Mch kim tra in ỏp mỏy phỏt in s c 32 2.3.4 Mch chuyn i gia in ỏp li in v in ỏp mỏy phỏt in 2.3.5 S mch in t ng ng diesel mt in ỏp li in chớnh 2.3.6 Mch dng diesel mỏy phỏt s c cú in ỏp li tr li 2.3.7 Mch dng diesel ỏp lc du bụi trn gim thp v nhit nc lm mỏt quỏ cao 33 34 36 37 2.3.8 Mch úng v ct ACB2 mỏy phỏt s c 37 2.3.9 Mch úng v ct ACB1 t bng in chớnh 38 2.4 Kt lun chng 39 Chng Thit k h thng iu khin giỏm sỏt cho trm phỏt in s c tu 40 3.1 iu khin v yờu cu iu khin 40 3.1.1 Cỏc i lng v thụng s phi iu khin 40 3.1.2 Nhng yờu cu thc hin iu khin, giỏm sỏt trm phỏt s c iv 41 3.2 Vn iu khin ng 42 3.2.1 Trng thỏi dng ca trm s c 42 3.2.2 Trng thỏi chun b ng 42 3.2.3 Trng thỏi ng thnh cụng 42 3.3 Vn giỏm sỏt v cnh bỏo 43 3.4 Vn an ton v bo v 43 3.5 Chn thit b cho h thng 44 3.5.1 t 44 3.5.2 Thit b trung tõm iu khin 45 3.5.3 Cỏc loi cm bin (Sensor) 51 3.5.4 Cỏc loi c cu chp hnh (Actuator) 52 3.6 Thit k phn cng h thng 53 3.6.1 H thng ngun cp mch iu khin 53 3.6.2 H thng hin th 53 3.6.3 H thng bn phớm 54 3.6.4 H thng kt ni truyn thụng vi mỏy tớnh 55 3.6.5 H thng o tớn hiu tng t 57 36.6 H thng vo s 58 3.6.7 Mch ghộp ni ca h thng iu khin giỏm sỏt 60 3.7 Thit k phn mm h thng 63 3.7.1 Lu thut toỏn hm chớnh 63 3.7.2 Lu thut toỏn hm t ng ng diesel li mt in 64 3.7.3 Lu thut toỏn hm bỏo ng v bo v diesel, mỏy phỏt 65 3.7.4 Lu thut toỏn hm dng diesel cú in ỏp li chớnh 66 3.7.5 Mó ngun b iu khin 66 3.8 Thit k, lp t mụ hỡnh vt lý 66 v 3.8.1 S nguyờn lý mch iu khin, giỏm sỏt 67 3.8.2 Thit k mch in 68 3.8.3 Ch to v lp rỏp mch 70 3.8.4 Lp t mch kt ni vi cỏc thit b vo 72 3.9 Th nghim v chnh nh 73 3.10 Kt lun chng 74 Kết luận kiến nghị 75 Kết luận 75 Kiến nghị 75 Tài liệu tham khảo 76 Ph lc 78 DANH MC CC CH VIT TT V Kí HIU E0 Sc in ng phn ng P Tng cụng sut tn hao mỏy PZ Cụng sut ly u ca mỏy phỏt T thụng ca phn ng (Stator) Hiu sut Gúc hp bi sc in ng v dũng in phn ng d T thụng phn ng dc trc kt T thụng cc t o T thụng rụto q T thụng phn ng ngang trc T T thụng tn t Gúc hp bi in ỏp v dũng in ti vi U 1CC, 2CC, 3CC bin thiờn in ỏp Cu chỡ bo v ACB1,2 Mỏy ct khụng khớ (Air Circuit Breaker) Actuator C cu chp hnh ADC Chuyn i tng t sang s (Analogto Digital Converter) ARM H vi iu khin (Acorn RISC Machine) AVR H vi iu khin bớt RICS (reduced instrction set computer) BD Bin dũng CC1, CC2 Cun úng, ngt ca ACB1, ACB2 Ckt CL, Cl1, Cl2 Cun dõy kớch t Chnh lu thnh phn xoay chiu const Ký hiu l khụng thay i cost H s cụng sut ph ti CPU Central Processor Unit l x trung tõm CT1,CT2 Cụng tc t s v Cụng tc t s DTD B t tc EEPROM B nh(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory) ET Sc in ng tn Ed, Eq Sc in ng phn ng dc trc, ngang trc f Tn s dũng in mỏy phỏt Fkt Sc t ng kớch t Fd, Fq Sc t ng phn ng dc trc, ngang trc G1, G2, G3 Mỏy phỏt in chớnh s 1, 2, 3( Vit tt Generator) vii G4 Mỏy phỏt in s c; GPR Thanh ghi chung (General Purpose Register) I Dũng in ti ICSP Vit tt In Circuit Serial Programming Id Thnh phn dũng in dc trc Im Dũng in nh mc Ii Thnh phn dũng in dũng ti to Ikt Dũng in kớch t Iq Thnh phn dũng in ngang trc IR Dũng in ti thun tr Iu Thnh phn dũng in in ỏp to K Khõu khuch i Kp, Kd, Kn Cỏc khõu phn hi KS, K Cụng tc ng, cụng tc LCD Mn hỡnh hin th (Liquid Crystal Display) LED ốn it phỏt quang (Light Emitting Diode) M Mụ men n Tc quay roto (Vũng/phỳt) p S cp cc PC B m chng trỡnh (Program Counter) PH Khõu phn hi PIC B iu khin ghộp ni thit b ngoi ( Peripherial Interface Controller) PORT I/O Cng vo/ra PSP Cng giao tip song song (Parallel Slave Port) R in tr viii #bit SW1 = 0x08.0 #bit SW2 = 0x08.1 #bit SW3 = 0x08.2 #bit SW4 = 0x08.3*/ /* #bit SW1 = 0x08.4 #bit SW2 = 0x08.5 #bit SW3 = 0x08.6 #bit SW4 = 0x08.7 #bit SW5 = 0x08.0 #bit SW6 = 0x08.1 #bit SW7 = 0x08.2 #bit SW8 = 0x08.3*/ int16 x; int16 y; int8 xx; int8 yy; int8 time_blink=0; int8 status=0; int8 time=0; int8 time_er=0; int8 timerx=0; int1 ON_OF=0; int1 Blink=0; int8 X1,X2,X3; int8 Y1,Y2,Y3; int8 led_index=0; int8 digit; int8 dem=0; int1 dem1=0; byte const DIGITS[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; const int8 U_LUOI_LOW =20; const int8 U_LUOI_OK = 60; const int8 U_MPHAT_LOW = 20; const int8 U_MPHAT_OK = 60; void display(void); #int_timer1 void interrupt_timer1() { 79 disable_interrupts(int_timer1); set_timer1(60000); dem++; if((dem%100)==0) { dem1++; if(dem1==0) {set_adc_channel(0); delay_us(10); xx=read_adc(); x=xx*2;} else {set_adc_channel(1); delay_us(10); yy=read_adc(); y=2*yy;} } if(Status==1) { if(time_blink330)&&(y330)&&(x