Tài liệu Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy phát điện Phả Lại 2 docx

Báo cáo thực tập tốt nghiệp Tìm hiểu phần đo lường điều khiển nhà máy nhiệt điện Phả Lại PHẦN I PHẦN ĐO LƯỜNG CỦA QUÁ TRÌNH NƯỚC CẤP, HƠI NƯỚC VÀ NƯỚC NGƯNG Đây trình khép kín bổ xung thêm nước vào trình để bù tổn thất nước nước: lượng nước bổ xung trước hết phụ thuộc vào lượng nhiệt cung cấp cho hộ tiêu thụ nhiệt bên lượng nước ngưng hộ tiêu thụ nhiệt trả lại nhà máy điện, vào lượng nước xả lò hơi, vào tổn thất rò rỉ nước Đối với nhà máy điện ngưng hơi, lượng nước bổ sung vào lò thường vào khoảng 5-7 l/s hay 22-25 m3/h, 100 MW Nước cấp bổ sung xử lý phương pháp giới hoá học để khử tạp chất vô hữu cơ, sau hâm nóng đưa vào q trình Sau qua tuabin (biến nhiệt thành năng) nước vào bình ngưng, nước ngưng lại thành nước tạo chân khơng bình ngưng Nước ngưng bơm nước ngưng bơm trở lại q trình khép kín q trình nước cấp, nước nước ngưng Tại người ta có thiết bị đo : - Đo tốc độ Đo độ di trục Sau qua tuabin (biến nhiệt thành năng) nước vào bình ngưng, nước ngưng lại thành nước tạo chân khơng bình ngưng Nước ngưng bơm trở lại q trình khép kín q trình cấp nước, nước nước ngưng Tại bình ngưng có thiết bị đo như: - Đo mức - Đo độ chân không - Tại bơm ngưng phải đo độ rung bơm để kiểm tra q trình làm việc khí Nước cấp khử khí (tức nước ngưng nước bổ sung) tập trung bể chứa (đặt bình khử khí) bơm tiếp qua tiết kiệm để vào lò Và qua gia nhiệt vào bao Tại thiết bị người ta phải đo: - Áp suất - Đo mức Bao lò hơi: Có van để điều chỉnh qua đường ống để sinh Báo cáo thực tập tốt nghiệp Áp suất làm việc 189,4 kg/cm2 Nhiệt độ làm việc 360 C Đường kính bên 1830mm Độ dầy 182mm Độ dài 14100mm Tại bao người ta dặt senor (Tranmistor) để đo: - Nhiệt độ - Đo mức - Đo áp suất - Đo lưu lượng Tất đại lượng đo được qui chuẩn ÷ 20 mA chuyền trung tâm xử lý HỆ THỐNG DCS TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI Hệ thống DCS nhà máy nhiệt điện Phả Lại hệ thống Centum CS3000 hãng Yokogawa (Nhật Bản) Hệ thống DCS nhà máy bao gồm có domain (khối): Domain 1: Phụ trách tổ máy Domain 2: Phụ trách tổ máy Domain 3: Phụ trách phần chung nhà máy phần điện, phần sản xuất H2, hệ thống nén khí… Các domain liên hệ với thông qua bus converter BVC, kiểu ABC-11D Số lượng, cấu trúc, mơ hình mạng, chức hai khối hoàn toàn giống nhau, khác địa khối Mơ hình phân cấp Cấp điều hành sản xuất Chức năng: Giám sát hoạt động toàn nhà máy Bao gồm: máy PC: Supervisor PC1 (sup1) Supervisor PC2 (sup2) Vị trí: Đặt tồ nhà hành (Admin building) Các máy tính HISTORIAN, khối có máy Vị trí : Đặt phịng lập trình Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mỗi khối có máy HISTORIAN đặt phịng lập trình Các máy tính HISTORIAN có dung lượng lớn để lưu trữ thông tin vận hành nhà máy Đó hệ thống quản lý liệu PI (Plant Information System) có cài đặt OSI Các máy HISTORIAN nhận thông tin tất Tag-name từ FCS gửi lên tất thông tin từ hệ thống SOE (Sequence Of Event) đưa tới Cấp vận hành giám sát Chức năng: Giám sát, vận hành thiết bị công nghệ sản xuất điện Bao gồm: Các trạm giao diện người-máy HIS Vị trí: - Đặt phịng điều khiển trung tâm ( 24 HIS) - Đặt trạm điện 220kV ( HIS: 0342 0343) - Đặt trạm sản xuất Hydro (1 HIS 0344) Trên tất HIS cài đặt phần mềm Centum CS3000 Các HIS giám sát hoạt động tồn nhà máy để vận hành người quản trị mạng phân quyền cho máy Ngồi cịn có HIS 0349 Technician PC, máy tính kỹ thuật , có chức trạm giao diện người máy khác Nó có nhiệm vụ nhận tín hiệu đồng hồ thời gian từ Master Clock để phân phối cho thiết bị khác để đồng thời gian Trong trường hợp cần tách trạm để kiểm tra, sửa chữa người quản trị mạng có quyền phân lại quyền thao tác cho trạm Người vận hành lấy liệu từ HISTORIAN để đưa đến HIS Trên khối liệu có HIS có cài phần mềm PI để đọc liệu từ HISTORIAN Sở dĩ cần có hai HIS (PI Client) để dự phịng cho Các trạm kỹ thuật EWS Các trạm kỹ thuật đặt phịng kỹ sư lập trình, khối có trạm EWS cài phần mềm Centum CS3000 giống trạm giao diện người máy đảm nhiệm công việc kỹ thuật Chức năng: - Phân quyền cho trạm giao diện HIS - Thực việc lập trình, theo dõi làm việc nhà máy, thực sửa đổi chương trình cho trạm điều khiển khu vực Các PC hệ thống Mark V Báo cáo thực tập tốt nghiệp Được đặt phịng điều khiển trung tâm Ở khối có trạm giao diện PC ( viết tắt Interface) Đó máy PC theo dõi hoạt động hệ thống tua bin-máy phát ( hệ thống Mark V điều khiển), hình giao diện DOS Các trạm MMI hệ thống phụ (PLC) Được đặt trạm hệ thống phụ Ở hệ thống phụ PLC giám sát hệ thống DCS thông qua Modbus hệ thống phụ thường điều khiển trực tiếp trạm thông qua máy tính MMI ( có cài đặt giao diện Citect) Cấp điều khiển Chức năng: Tự động điều khiển thiết bị theo chương trình nạp sẵn thông số đặt từ cấp Bao gồm: Các trạm điều khiển trường FCS Các FCS chủ yếu thuộc loại LFCS, đáp ứng với yêu cầu hệ thống số lượng đầu vào/ra lớn Ngồi cịn có PFCS chủ yếu để nối với hệ thống phụ Các trạm điều khiển trường phân tán theo chức khối Hệ thống PLC Trong nhà máy, hệ thống PLC nối với hệ thống DCS thông qua card đặt FCS (loại Compact Type FCS) Hệ thống GE Mark V Đây hệ thống dùng để điều khiển tua bin, khối có tủ Mark V Hệ thống Mark V nối từ FCS 0101(ở khối 1) FCS0201 (ở khối 2) Việc truyền thông giao diện vận hành Panel điều khiển MarkV thực phương thức kết nối mạng Stage Link hệ thống điều khiển Trong cấu hình đơn giản nó, Stage Link nối Panel điều khiển tuabin Mark V tới máy tính đơn qua đoạn đơn Tuy nhiên tơpơ cách truyền thơng mở rộng phù hợp với nhiều máy tính /hoặc nhiều Panel điều khiển Ví dụ giao diện người vận hành đơn cấu hình để phát lệnh nhận liệu từ Mark V điều khiển tuabin khí/hơi Hơn nữa, nhiều máy tính xâm nhập tới Stage Link-mỗi máy tính liên lạc với nhiều Panel điều khiển Theo cách này, Stage Link cung cấp Báo cáo thực tập tốt nghiệp tăng cường tính linh hoạt việc thiết lập hiệu truyền thông mà đáp ứng với vùng riêng biệt cần thiết Stage Link thiết kế đặc biệt để thực việc cần thiết điều khiển tuabin theo địa việc downloading, uploading phần mềm Mark V máy tính , phát lệnh, quản lý báo động việc giám sát Giao diện hệ thống điều khiển DCS tới Mark V thông qua liên kết truyền thông riêng tới máy tính , điển hình việc sử dụng giao thức Modbus Cấp chấp hành Bao gồm thiết bị đo lường, chuyển đổi truyền tín hiệu, ví dụ như: Các trạm điều khiển chỗ (các trạm điện tự dùng nhà máy : trạm 6,6kV, 400V) - Các van khí như: MBS-CV0123, MBS-CV0143 - Các van điện : MBC-DMP0105, MBC-DMP0106 - Các van thuỷ lực như: FWS-HYV174… PHẦN II I - NHIỆM VỤ THƯ Đồng hồ trường học làm công việc sau: − Đo đếm hiển thị đồng hồ đồng hồ − Báo chng cho đồng hồ lớp − Báo nhiệt độ cho lớp học − Làm việc chế độ 24 − Có phím ấn để khởi động đồng hồ đặt chế độ cho • khởi động lại máy chạy: run stop • đặt lại Báo cáo thực tập tốt nghiệp lập chuông đánh chuông vào : 5÷ tiết /ngày 10÷12 tiết/ngày ⇔10÷12 lần kéo chuông /ngày Kiểu đánh chuông − Hiển thị số − Chịu nhiệt độ (0÷70°) độ ẩm với khí hậu thay đổi (85÷90%) − Ngồi em muốn thiết kế thêm hệ thống loa đến lớp học, đồng hồ trường học cải tiến thành đồng hồ cho quan, nhà máy, xí nghiệp Với kiểu chng lập trình có âm sắc khác theo ý muốn người dùng • Đồng hồ trường học có tính sau: - Từ đồng hồ mẹ truyền cho đồng hồ khắp trường - Đường truyền từ đồng hồ mẹ đến đồng hồ gồm dây (hai dây nguồn hai dây liệu ),phạm vi truyền bán kính trăm mét - Đồng hồ mẹ báo xác với sai số nhỏ 1/10-4 Với sai số sau tháng đồng hồ có sai số 1phút lúc ta nên đặt lại phút - Đồng hồ mẹ đồng hồ thị thời gian nhiệt độ LCD, đèn LED - Đồng hồ mẹ đặt trung tâm trường đồng hồ đặt lớp học hành lang khu giảng đường Mỗi lớp học có chng khu giảng đường có nhiều chng đồng hồ mẹ điều khiển việc đánh chuông lớp học khu giảng đường cách đồng thời xác - Phương thức truyền từ đồng hồ mẹ đến đồng hồ phương thức truyền tin theo kiểu đồng bít Đây chế độ truyền tin phổ thông, liệu truyền xác mà khơng cấn protocol - Nguồn cung cấp cho đồng hồ mẹ nguồn xoay chiều 220V Nguồn cung cấp cho đồng hồ lấy từ đồng hồ mẹ lấy từ nguồn nơi đặt đồng hồ - Đồng hồ sử dụng linh kiện phổ biến thị trường, lắp đặt sửa chữa thay dễ dàng II - ĐO NHIỆT ĐỘ SỬ DỤNG ĐẦU ĐO LM335 Để đo nhiệt độ xác cần phải có đầu đo đặc biệt đầu đo LM335 đầu đo sử dụng rộng rãi Vi mạch LM335 loại sensơ đo nhiệt độ hãng National Semiconductor chế tạo Loại sensơ tích hợp dạng vi mạch có độ xác 10C Hoạt động đầu đo giống điốt Zener hai cực, điện áp đánh thủng tương ứng với nhiệt độ tuyệt đối 10mV/0K Trở kháng động đầu đo hoạt Báo cáo thực tập tốt nghiệp động vùng dòng 400 μ A ÷ 5mA nhỏ Ω Trở kháng nhỏ điện áp lối tuyến tính ưu điểm loại đầu đo LM335 Các thông số kĩ thuật vi mạch : − Định thang trực độ Kelvin − Tín hiệu lối 10mV/0K − Độ xác 10C − Dịng hoạt động vùng từ 400 μ A ÷ 5mA − Điện áp nguồn ni : ÷18V − Dải làm việc : • Chế độ liên tục từ : -400C ÷1000C • Chế độ khơng liên tục: 1000C÷1250C Vi mạch LM335 đóng vỏ IC dạng TO-92 có ba chân Hai chân cung cấp nguồn 2, đầu lấy chân số Chân số dùng để hiệu chỉnh điện áp đầu III - PHƯƠNG PHÁP CHỌN THIẾT BỊ VÀ SỬ DỤNG MẠCH Có nhiều cách để chọn thiết bị khác cách thiết kế lắp đặt mạch khác Ta biết với tính sử dụng có nhiều họ vi mạch khác thiết bị lại thích hợp với nhu cầu sử dụng điều kiện định Lựa chọn thiết bị đòi hỏi phải hiểu rõ chất cách sử dụng thiết bị, quan trọng kinh nghiệm thực tế Và lời giải hay thử nghiệm thành công lớp người trước lựa chọn thiết bị sử dụng ta nên tham khảo ý kiến người Thiết kế mạch sử dụng mạch cần quan tâm đến nhiều yếu tố phân bố thiết bị cho đồng tránh khỏi yếu tố gây ảnh hưởng đến thiết bị nhiễu tác động mơi trường để thiết bị đạt yêu cầu đặt với sai số IV - PHƯƠNG PHÁP GHÉP NỐI CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG Để ghép nối thiết bị sử dụng ta nên xác định rõ đâu phần điều khiển (ví dụ vi điều khiển) tồn hệ thống từ định cách điều Báo cáo thực tập tốt nghiệp khiển thiết bị bên việc định vùng làm việc cho phận hay điều khiển cổng Quan trọng ghép nối ta cần phải cho thiết bị hoạt động với phần điều khiển không bị xung đột lẫn Các phận ghép nối với phận hoạt động cách nhịp nhàng tránh việc hoạt động cấm khác DIEU KHIEN ADC LCD VXL EN CHAN R/W CHAN CHAN 10 P3.0 RS(D/C) CHAN CHUONG LOA CHAN 11 P3.1 CHAN 15 P3.5 START ALE CHAN (P1.3) CHAN P1.5 CHAN 14 P3.4 ENABLE CHAN (P1.4) DIEU KHIEN RTC PHIM RETURN(1) C B A (P1.0) (P1.1) (P1.2) 1 1 +(3) 0 -(4) 1 OK(5) CS _ CHAN 28 (P2.7) FUNC(2) IRQ _ CHAN 13 ( INT1) V - SƠ ĐỒ KHỐI Báo cáo thực tập tốt nghiệp Bàn phím Real time clock DS12887 Khối đo nhiệt độ Hiển thị LCD Khối biến đổi ADC Khèi vi xö lÝ 89C52 Khối báo chuông Mạch truyền tin Đồng hồ LED VI - MẠCH NGUN LÍ : Khi có nguồn cung cấp vi xử lí hoạt động đọc số liệu thu thời gian từ DS12887 nhiệt độ từ ADC0809 Sau số liệu đưa hiển thị hình LCD LED đồng thời kéo chng báo thời gian Thơng tin truyền từ đồng hồ mẹ sang đồng hồ khuếch đại nhiều lần đảm bảo dòng truyền lớn Giao tiếp với người sử dụng thơng qua bàn phím để đặt thời gian phút giây, ngày tháng năm đặt chế độ đánh chuông báo thời gian VII - CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG GỒM CÓ: − Điện trở − Tụ điện − Biến áp , biến trở − IC ổn áp 7805,7912,7812 Báo cáo thực tập tốt nghiệp − IC ADC0809, 74LS148, 4011, LM335, OP07, 4094 − DS12887, 89C52, LCD, LED − phím bấm, Reset KHỐI CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SỐ ADC0809 Khối biến đổi A/D có nhiệm vụ chuyển giá trị điện áp đầu vào thành giá trị số để đưa lên vi xử lý tính tốn sau hiển thị giá trị nhiệt độ.Khối biến đổi A/D ADC0809 vi mạch kênh,8 bit có sai số 0.4% nên chấp nhận nhiệt độ cần đo khơng u cầu cách xác Bộ biến đổi ADC0809 biến đổi A/D kênh làm việc hoàn toàn độc lập với để lựa chọn, đầu song song tương thích với TTL điều đáng quan tâm tiêu thụ dòng điện vi mạch không đáng kể ( cỡ 300μA ) Thời gian biến đổi nhanh :100μs a Các thơng số kỹ thuật ADC0809: - Khơng địi hỏi điều chỉnh điểm '0' - Quét động kênh logic địa - Dải tín hiệu lối vào analog từ ÷ 5v điện áp nguần ni +5v - Tất tín hiệu tương thích với TTL - Độ phân giải bits - Sai số bit lượng tử - Thời gian biến đổi 100μs - Dòng tiêu thụ : 0.3μA - Ghép nối tương thích với VXL - Nhiệt độ làm việc : -550C ÷ 1250C Sơ đồ chân ADC0809: ADC0809 26 27 28 12 16 25 24 23 22 11 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 REF+ REFA0 A1 A2 ALE OE START VCC D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 EOC CLK 17 14 15 18 19 20 21 10 10 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Tín hiệu giữ nhịp dùng cho biến đổi A/D tạo từ bên dẫn đến chân clock (giải tần hoạt động ADC0809 từ 200KHz ÷ 1MHz ) Điện áp so sánh đưa qua tầng lặp lại điện áp để đến chân Vref+ ,chân có điên trở lối vào cỡ 2.5kΩ Tám kênh vào analog đưa vào tám đầu vào IN0 ÷ IN7 , việc lựa chọn kênh mẫu bít lối vào địa A,B,C xác định Bảng lựa chọn : C B A Lối vào kích hoạt 0 In0 0 In1 In2 1 In3 0 In4 1 In5 1 In6 1 In7 Nguyên lý: Đưa xung dương vào chân START để kích hoạt Qua mẫu bit lối vào địa A, B, C xác định kênh chọn đồng thời chốt lại địa Trong q trình biến đổi AD chân EOC mức LOW sau khoảng thời gian 100μs kết thúc trình biến đổi chân EOC chuyển thành HIGH báo kết thúc trình biến đổi Kết trình biến đổi đứng đường dẫn từ D0 ÷ D7 nằm đệm (buffer) Khi OE = bắt đầu trình đọc liệu từ D0 ÷ D7 vào thiết bị khác b Hoạt động mạch đo điện áp: Tín hiệu sau qua mạch lặp đưa vào kênh ADC_0809 Tín hiệu xung Clock 500Khz cho ADC tạo từ mạch dao động thạch anh Chân Refferen+ 11 Báo cá thực tập tốt nghiệp áo (16) AD nố với điện áp +5V tươ ứng với 256 mức Tín hiệu di ( DC ối ơng i igital D0D7 từ ADC Port củ 89C52 V điều khiể 89C52 đọc liệu từ Port Vi ển ẽ vào, ADC điều khiển bằn hai bit P C u ng P1.2và P1.3 89C52 ADC p phải khoảng 100 để biến đổi k 0μs Ngoài đ ADC biế đổi giá trị điện áp giá trị s phải có xu Start, để ến số ung xung đ phát từ cổng P vi xử lí kh cần đọc g trị nhiệt độ a P1.2 x hi giá Đồ thị hoạ động ADC s ạt sau: hiệt xử át xung cổng Đây x g xung cho Khi cần đọc nh độ vi x lí phá x phép ADCđ liệu p đọc u.Sau có xung Start ADC s đọc li biến đổ đưa ó t iệu, ổi r chốt bit đầu Thời gian để ADC bi đổi 120ns Như vậy,sau kh phát iến hi xung Start vi xử lí phải đợi 12 x í t 20ns sauđó phát xung OE cổ P1.3 lúc l liệu từ đầu ADC vi xử lí 2 DS12887 12 Báo cáo thực tập tốt nghiệp DS12887 10 11 CS RST MOT AS DS R/W SQW 18 14 17 15 23 19 IRQ 13 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 Chức đồng hồ thời gian thực (Real Time Clock – RTC) : hoạt động tất vùng RAM, thời gian vùng nhớ để báo alarm lưu giữ mà không cần quan tâm đến mức điện áp vào Khi có Vcc cung cấp cho DS12887 đạt đến mức cao 4,25 V thiết bị đựoc truy cập sau 200ms, điều chạy Oscillotor bên Thời gian cho phép hệ thống đạt trạng thái ổn định sau cấp nguồn Nếu điện áp vào Vcc