Xây dựng hệ thống cảnh báo lỗi của nhà máy thủy điện đồng nai 3 từ hệ thống điều khiển AC800xA của ABB

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN CẢNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẢNH BÁO LỖI CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI TỪ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AC800xA CỦA ABB Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 60.52.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS LÊ THỊ TỊNH MINH Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu, xây dựng riêng tơi Các số liệu, kết chương trình xây dựng luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Văn Cảnh TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH, TIẾNG VIỆT XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẢNH BÁO LỖI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI DỰA TRÊN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AC800xA CỦA ABB Học viên: NGUYỄN VĂN CẢNH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 6052020 Khoá: K33 Trƣờng Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt –Thủy điện chiếm tỉ lệ lớn tổng sản xuất điện nƣớc ta hệ thống điều khiển nhà máy điện định lớn đến việc vận hành phát điện hiệu Theo đó, nhà máy Thuỷ điện Đồng Nai đƣợc thiết kế hệ điều khiển AC800xA ABB đƣợc đƣa vào vận hành từ năm 2010 Tuy nhiên trình vận hành bộc lộ hạn chế thời gian khởi động tổ máy chƣa đảm bảo tính linh hoạt thị trƣờng điện Luận văn đề xuất xây dựng chƣơng trình cảnh báo lỗi cho chu trình khởi động tổ máy nhà máy thủy điện Cụ thể tiến hành xây dựng giao diện giám sát lỗi xuất trình khởi động tổ máy Nhờ đó, ngƣời vận hành can thiệp điều khiển giám sát chu trình, mà hệ thống chƣa có, giảm thời gian xử lý lỗi chu trình Abstract - Hydroelectricity takes a large proportion of the total electricity production in Vietnam Distributed Control Systems (DCS) in power plant have decided for efficient operation and generation in which DCS of the Dong Nai Plant has used AC800xA of ABB since 2010 However, with the developpement of electricity market currentely, the process of DCS operation has some limitations on starting time and unflexibility in fault eliminations This thesis proposes fault warning interfaces for the starting generation program at Dong Nai hydropower plant In detailed, interfaces would be shown faults’ position as occurring during the startup program well as provided a fast robustic way overcoming unreal faults As a result, the operators can intervene and control the startup program of generations more efficient and economic MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH, TIẾNG VIỆT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Tên đề tài Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài Bố cục đề tài CHƢƠNG TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 1.1 Vị trí nhà máy Thủy điện Đồng Nai 1.2 Chức nhiệm vụ 1.3 Các hạng mục cơng trình 1.4 Thông số hệ thống thiết bị nhà máy 1.5 Tổng quan hệ thống điều khiển nhà máy Thủy điện Đồng Nai 1.5.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển mở AC800xA PGP 1.5.2 Mục tiêu điều khiển .5 1.5.3 Các đối tượng điều khiển nhà máy Thủy điện Đồng Nai .5 1.5.4 Các thông số hệ thống hệ thống 1.5.5 Cấu trúc hệ thống điều khiển 1.6 Các chế độ vận hành TÓM TẮT CHƢƠNG CHƢƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỔ MÁY CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 10 2.1 Giới thiệu phần cứng hệ thống điều khiển tổ máy nhà máy Thủy điện Đồng Nai 10 2.2 Giới thiệu phần mềm hệ thống điều khiển 11 2.2.1 Giới thiệu phần mềm điều khiển logic Compact Control Builder 5.0 (CBM) 11 2.2.2 Cấu trúc phần mềm giám sát Power Generation Portal PGP 17 2.2.3 Phần mềm PGP Display Buider 18 2.2.4 Phần mềm ứng dụng cài đặt hệ thống System Setup 19 2.2.5 Phần mềm ứng dụng Start Power Generation Portal 20 TÓM TẮT CHƢƠNG 21 CHƢƠNG CHU TRÌNH KHỞI ĐỘNG TỔ MÁY TẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 22 3.1 Giới thiệu chu trình khởi động tổ máy nhà máy thủy điện Đồng Nai 22 3.2 Giới thiệu chu trình từ dừng sang phát cơng suất (STOP to GEN) 22 3.3 Đánh giá chu trình khởi động 25 3.4 Đề xuất xây dựng chƣơng trình cảnh báo lỗi bổ sung cho chu trình khởi động tổ máy 26 3.5 Các bƣớc tiến hành xây dựng chƣơng trình cảnh báo lỗi 27 TÓM TẮT CHƢƠNG 31 CHƢƠNG XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH CẢNH BÁO LỖI CHO CHU TRÌNH KHỞI ĐỘNG TỔ MÁY 32 4.1 Chƣơng trình khởi động van 32 4.1.1 Tầm quan trọng bước khởi động van 32 4.1.2 Các lỗi hệ thống ảnh hưởng đến chu trình 33 4.1.3 Xây dựng giao diện chương trình cảnh báo lỗi van 34 4.1.4 Chương trình điều khiển logic 36 4.1.5 Cài đặt hệ thống .37 4.2 Chƣơng trình cảnh báo lỗi mở chốt khóa cánh hƣớng (lock sevor) 37 4.2.1 Tầm quang trọng chu trình mở chốt khóa cánh hướng .37 4.2.2 Các lỗi xuất tronng chu trình mở khóa sorvo chốt cánh hướng 39 4.2.3 Xây dựng giao điện điều khiển cảnh báo chu trình mở khóa secvor cánh hướng .40 4.2.4 Viết chương trình điều khiển cho hệ thống mở chốt khóa secvor cánh hướng .41 4.2.5 Cài đặt hệ thống 42 4.3 Xây dựng chƣơng trình khởi động hệ thống điều tốc 43 4.3.1 Chức nhiệm vụ hệ thống điều tốc, chương trình khởi động 43 4.3.2 Các lỗi hệ thống ảnh hưởng đến chu trình 43 4.3.3 Xây dựng chương trình cảnh báo lỗi chu trình khởi động hệ thống điều tốc .44 4.3.4 Chương trình logic sử dụng chương trình CMB 45 4.3.5 Cài đặt hệ thống 46 4.4 Kết thực tế kết nối chƣơng trình lên hệ thống điều khiển khởi động tổ máy47 TÓM TẮT CHƢƠNG 49 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC QUYẾT Đ NH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT CBM DEC DN DS LCU LD ES FBD GW PGP SFC ST OS : Control Buider Module : Dong Fang Electric Company : Đồng Nai : Data Base Historian Station : Local Control Unit : Ladder Diagram : Engineer Workstation : Function Block Diagram : Getway : Power Generation Portal : Sequential Function Chart : Stration Text : Operation Station DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 3.1 Khởi tạo file sở dự liệu 30 4.1 Bảng tên biến miêu tả biến 37 4.2 Biến 02 FC bƣớc mơt khóa chốt servor cánh hƣớng 42 4.3 Biến chƣơng trình khởi động điều tốc 46 4.4 Điều kiện logic cho bƣớc mở van 48 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 Tên hình Trang Cấu trúc hệ thống hệ thống điều khiển AC800M Sơ đồ điều cấu trúc hệ thống điều khiển Nhà máy Đồng Nai Sơ đồ cấp điều khiển Cấu trúc điều khiển trạm LCU Các phần chƣơng trình điều khiển phần mềm Compact Control Builder Phần thƣ viện phần mềm Compact Control Builder Chƣơng trình điều khiển phần mềm Compact Control Builder Các ngơn ngữ chƣơng trình Ví dụ mục khai báo biến cho chƣơng trình lập trình Phần lập trình Code pane (FBD pane) Phần thiết bị điều khiển Controller Thanh công cụ chứa lệnh cắt dán Thanh công cụ chứa đối tƣơng Thanh công cụ chứa thƣ viện Một giao diện chƣơng trình đƣợc khởi tạo phần mềm Display builder Phần mềm cài đặt hệ thống System setup 10 bƣớc chu trình từ Stop to Gen Chƣơng trình thuật tốn bƣớc mở van 02 bƣớc ngƣời vận hành can thiệp vào chƣơng trình Các bƣớc thực xây dựng chƣơng trình Trang giao diện alarm minh họa Thuộc tính Dynamics Cách tạo thuộc tính cho nút điều khiển theo mục script Cách khởi tạo hàm chức khai báo biến hàm hàm chức Cập nhật lại sở liệu Hình minh họa van cấp nƣớc áp lực Lƣu đồ bƣớc 02 mở van Giao diện giám sát chƣơng trình mở van a Biểu tƣợng điều khiển; b Biểu tƣợng cảnh báo; c Biểu tƣợng cảnh báo Giao diện phần điều khiện Giao diện phần cảnh báo lỗi FC pVave2p FC sigbool FC sigbolIOin 10 13 14 15 15 16 16 17 18 18 18 19 19 23 25 26 27 27 28 28 29 30 32 33 34 34 35 35 36 36 36 Số hiệu 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 Tên hình Servo điều khiển cánh hƣớng nƣớc Khóa servo điều khiểu khiển cánh hƣớng Lƣu đồ thực mở khóa servo cánh hƣớng Chƣơng trình cảnh bảo mở khóa sorvo cánh hƣớng Sơ đồ thuật tốn mở khóa servo cánh hƣớng Function Block sử dụng chƣơng trình Sơ đồ thuật tốn điều khiển chƣơng trình khởi động điều tốc Chƣơng trình cảnh báo khởi đồng hệ thống điều tốc Sơ đồ thuật toán chƣơng trình khở động điều tốc Hình function điều khiển chƣơng trình Chƣơng trình chạy hệ thống điều khiển tổ máy số Trang 38 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 ... GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỔ MÁY CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI Hệ thống điều khiển tổ máy nhà máy Thủy điện Đồng Nai đƣợc giới thiệu mô tả chƣơng này, hệ thống điều khiển tổ máy đƣợc cấu... TẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI CHƢƠNG 4: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH CẢNH BÁO LỖI CHO CHU TRÌNH KHỞI ĐỘNG TỔ MÁY 3 CHƢƠNG TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 1.1 Vị trí nhà máy Thủy điện Đồng Nai Nhà. .. Thông số hệ thống thiết bị nhà máy Các thông số hệ thống thiết bị nhà máy đƣợc thiết kế nhƣ phụ lục 1.5 Tổng quan hệ thống điều khiển nhà máy Thủy điện Đồng Nai Hệ thống điều khiển nhà máy đƣợc