ĐO THỜI GIAN THỰC CÁC TÍN HIỆU, XỬ LÍ, HIỂN THỊ VÀ LƯU TRỮ TÍN HIỆU CỦA HỆ THỐNG SCADA

yên đề của báo cáo thực tập tốt nghiệp. Được sự đồng ý của khoa và nhà trường phân công về thực tập nhận thức tại “Trung tâm điều độ hệ thống điện Thành Phố Hà Nội” trong thời gian thực tập, tham quan học hỏi em đã tìm hiểu và nắm vững được thực tế công việc của người kĩ sư. Qua đó em đã xác định được vai trò và trách nhiệm trong các lĩnh vực và trong cuộc sống công việc của mình..Mục đích của việc thực tập và làm việc tại trung để giúp chúng em hiểu rõ cấu tạo, chức năng hoạt động, tầm quan trọng của công ty với hệ thống điện Việt Nam và đối với tình hình kinh tế, chính trị, an ninh của quốc gia. Việc thực tập và làm việc thực tế tại công ty cũng giúp cho sinh viên nhận thấy cấu tạo phức tạp của nhà máy so với lí thuyết, hệ thống điều khiển tự động, các quy trình làm việc, các số liệu hoạt động hàng ngày cũng giúp ích cho sinh viên trong các môn học trên lớp. Việc tham gia trạm điện giúp cho sinh viên hiểu biết về các phân tử trong hệ thống điện, tác dụng và hoạt động của toàn bộ hệ thống điện..Sau 1 tháng thực tập tại “Trung tâm điều độ hệ thống điện Thành Phố Hà Nội” được sự quan tâm giúp đỡ của lãnh đạo và sự hướng dẫn tận tình của cán bộ nhân viên trong công ty, đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thực tập nhận thức theo đúng yêu cầu của nhà trường đề ra. Khái niệm SCADA SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu, nói một cách khác là một hệ thống hỗ trợ con người trong việc giám sát và điều khiển từ xa, ở cấp cao hơn hệ điều khiển tự động thông thường. Để có thể điều khiển và giám sát từ xa thì hệ SCADA phải có hệ thống truy cập, truyền tải dữ liệu cũng như hệ giao diện người – máy (HMI – Human Machine Interface).

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA - - BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Thời gian (12/08/2019-13/09/2019) CHUYÊN ĐỀ: ĐO THỜI GIAN THỰC CÁC TÍN HIỆU, XỬ LÍ, HIỂN THỊ VÀ LƯU TRỮ TÍN HIỆU CỦA HỆ THỐNG SCADA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: PHẠM THỊ THÙY LINH NHÓM 3: PHẠM NGỌC TUYỀN PHẠM NGỌC HIẾU TRẦN QUANG HUY CAO TẠ TUẤN KIỆT PHẠM HẢI LONG ĐẶNG HUY QUYẾT LỚP: D10_CNTĐ_CLC Hà Nội, 09/2019 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn “ Trung tâm điều độ hệ thống điện Thành Phố Hà Nội ”và đặc biệt cô giáo Phạm Thị Thùy Linh tận tình giúp đỡ chúng em nhiều trình thực tập thời gian qua , tạo điều kiện cho chúng em tham quan sở vật chất chuyến thực tế trạm để chúng em tham khảo thực chuyên đề báo cáo thực tập tốt nghiệp Được đồng ý khoa nhà trường phân công thực tập nhận thức “Trung tâm điều độ hệ thống điện Thành Phố Hà Nội” thời gian thực tập, tham quan học hỏi em tìm hiểu nắm vững thực tế công việc người kĩ sư Qua em xác định vai trò trách nhiệm lĩnh vực sống cơng việc Mục đích việc thực tập làm việc trung để giúp chúng em hiểu rõ cấu tạo, chức hoạt động, tầm quan trọng công ty với hệ thống điện Việt Nam tình hình kinh tế, trị, an ninh quốc gia Việc thực tập làm việc thực tế công ty giúp cho sinh viên nhận thấy cấu tạo phức tạp nhà máy so với lí thuyết, hệ thống điều khiển tự động, quy trình làm việc, số liệu hoạt động hàng ngày giúp ích cho sinh viên môn học lớp Việc tham gia trạm điện giúp cho sinh viên hiểu biết phân tử hệ thống điện, tác dụng hoạt động toàn hệ thống điện Sau tháng thực tập “Trung tâm điều độ hệ thống điện Thành Phố Hà Nội” quan tâm giúp đỡ lãnh đạo hướng dẫn tận tình cán nhân viên cơng ty, đến em hồn thành nhiệm vụ thực tập nhận thức theo yêu cầu nhà trường đề Trong báo cáo chúng em trình bày tóm tắt, sơ lược kiến thức hiểu biết thời gian thực tập trung tâm tìm hiểu tài liệu Do thời gian có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận đóng góp bảo chân thành cán nhân viên công ty thầy (cơ) giáo mơn để chúng em có thêm kinh nghiệm để chúng em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… TP.Hà Nội, ngày…tháng … năm2019 Cán hướng dẫn Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 3 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… TP.Hà Nội, ngày…tháng … năm2019 Giáo b hướng dẫn Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh MỤC LỤC PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG SCADA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN HIỆN NAY VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.1 1.2 KHÁI NIỆM, VAI TRÒ HỆ THỐNG SCADA……………………………….6 1.1.1 Khái niệm SCADA……………………………………………………… 1.1.2 Cấu trúc hệ thống SCADA……………………………………7 1.1.3 Vai trò hệ thống SCADA…………………………………………… NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG SCADA……………………………………… 1.2.1 Chức giám sát……………………………………………………… 1.2.2 Chức điều khiển…………………………………………………… 10 1.2.3 Chức quản lý lưu trữ…………………………………………… 10 1.2.4 Tính thời gian thực………………………………………………….10 1.2.5 Bảo mật hệ thống SCADA ……………………………………………….10 PHẦN II: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG SCADA HÀ NỘI 2.1 CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CHÍNH CỦA TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ HÀ NỘI 2.1.1 Nhiêm vụ chính……………………………………………………………13 2.2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG SCADA……………….……… 13 2.2.1 Sơ đồ cấu trúc phần cứng………………………………………………….13 2.2.2 Chức phần tử…………………………………………….14 2.3 CẤU TRÚC PHẦN MỀM CỦA HỆ THỐNG SCADA……………………….17 2.3.1 Hệ quản trị sở liệu thời gian thực…………………………… ……17 2.3.2 Các phần mềm hệ thống SCADA/DMS trung tâm……… …17 2.3.3 Các phần mềm bên thứ ba hệ thống…………………………………17 2.4 GIAO DIỆN HMI, THAO TÁC TRÊN MÀN H HMI…………………… …18 2.4.1 Giao thức IEC60870-5-101…………………………………………… …18 2.4.2 Giao thức IEC 870 - -101 RCS 210/PCU400………………… …19 2.4.3 Giao thức IEC 60870-5-104…………………………………………….…21 2.4.4 Giao thức IEC 61850……………………………………………………… 22 2.5 CÁC TIÊU CHUẨN TRUYỀN THÔNG VÀ CẤU TRÚC TRYỀN THÔN 2.5.1 Giới thiệu chung……………………………………………………… …25 2.5.2 Công nghệ phần cứng…………………………………………… ………25 2.5.3 Các kỹ thuật thiết kế HMI…………………………………………………26 2.5.4 Cấu trúc module HMI trung tâm điều khiểu………………… ….……26 2.5.5 Các chức module HMI…………………………… ……27 PHẦN III: CHUYÊN ĐỀ 3.3 CHUYÊN ĐỀ ĐO LƯỜNG TÍN HIỆU THỜI GIAN THỰC, XỬ LÍ TÍN HIỆU, HIỂN THỊ TÍN HIỆU VÀ LƯU TRỮ TÍN HIỆU …………………… ……31 3.1.1 Tính thời gian thực…………………………………………… ……31 3.2.1 Truyền tải ,và xử lý tín hiệu……………………………………………… 31 3.3.1 Thu thập hiển thị tín hiệu…………………………………….…………32 Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh 3.4.1 Lưu trữ liệu…………………………………………………….………34 PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG SCADA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN HIỆN NAY VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.1 KHÁI NIỆM, VAI TRÒ HỆ THỐNG SCADA 1.1.1 Khái niệm SCADA SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition là hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu, nói cách khác hệ thống hỗ trợ người việc giám sát điều khiển từ xa, cấp cao hệ điều khiển tự động thông thường Để điều khiển giám sát từ xa hệ SCADA phải có hệ thống truy cập, truyền tải liệu hệ giao diện người – máy (HMI – Human Machine Interface) SCADA giúp người vận hành nhanh chóng khác phục cố phịng ngừa cố hệ thống điện an toàn xác tin cơng tác điều độ cơng tác vận hành trạm giám sát điều khiển thu thập tình trạng hoạt động thiết bị điện hệ thống MBA, MC … theo cấp 1.1.2 Cấu trúc hệ thống SCADA Cấu trúc chung hệ thống SCADA/DMS gồm thành phần chính: Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống SCADA - Trung tâm điều khiển (Control Center): Bao gồm máy tính chủ nối với qua mạng LAN thời gian thực (Real-time LAN) cấu hình đơn kép để đảm bảo độ tin cậy an tồn Các máy tính chủ bao gồm: SCADA/DMS Server bao gồm hệ thu thập liệu (Data Acquisition Server) nối với máy tính đầu cuối để liên lạc thơng qua kênh truyền tin (Communication Links) với thiết bị đo xa RTU (Remote Terminal Unit) đặt phân tán nhiều nơi trạm, nhà máy + Historian Server: Máy chủ lưu trữ liệu khứ + Application Server: Máy chủ thực ứng dụng tác vụ SCADA/DMS + Workstations: Phục vụ thao tác xây dựng cở sở liệu vận hành - Kênh thông tin (Communication Links): Cung cấp đường truyền thông để phục vụ liên lạc trung tâm điều khiển với thiết bị đầu cuối RTU Kênh thông tin bao gồm nhiều thiết bị phức tạp có cấu hình đường truyền khác với cách thức truyền tin khác Kênh thông tin sử dụng cáp quang, vi ba, tải ba + Cấu trúc kênh truyền multildrop, point to- point loop + Dạng kênh truyền thường leadline V35 dialup 64k, internet, sử dụng vệ tinh - Thiết bị đầu cuối RTU (Remote Terminal Unit)/Gateway RTU: Là thiết bị đầu cuối đặt trạm điện nhà máy điện có nhiệm vụ thu thập dạng tín hiệu khác tuỳ thuộc vào thực tế yêu cầu người sử dụng Bao gồm các tín hiệu số DI (digital input) trạng thái máy cắt, dao cách ly , tín hiệu tương tự AI (analog input) điện áp, dịng điện, cơng suất , tín hiệu cảnh báo, cố SI (single input) Sau xử lý RTU/Gateway gửi chúng trung tâm điều khiển Ngược lại, RTU nhận lệnh điều khiển xa DO (digital ouput), AO (analog ouput) từ trung tâm gửi đến truyền lệnh điều khiển đối tượng bên ngồi (đóng cắt máy cắt, tăng giảm nấc phân áp ) trả lời u cầu khác RTU thiết bị có tính mở cao, dễ dàng mở rộng, sử dụng nhiều dạng giao thức truyền tin khác IEC 870-5-101, 104, DNP , nối vào hệ thống khác, hiển thị in báo cáo chỗ Gateway thiết bị đầu cuối có nhiệm vụ thu thập dạng tín hiệu khác tuỳ thuộc vào thực tế yêu cầu người sử dụng, nhiên Gateway có nhiều modul khác cần lập trình cho modul đó, để thu thập, điều khiển giám sát đối tượng hệ thống điện 1.1.3 Vai trò hệ thống SCADA Trong việc quản lý điều hành hệ thống điện, hệ thống SCADA đóng vai trị Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh quan trọng, giúp cho Kỹ sư điều hành HTĐ nắm bắt xử lý xác, theo sát diễn biến hệ thống điện SCADA giúp người vận hành nhanh chóng khác phục cố phịng ngừa cố hệ thống điện an tồn xác tin công tác điều độ cơng tác vận hành trạm giám sát điều khiển thu thập tình trạng hoạt động thiết bị điện hệ thống MBA, MC … theo cấp Các thiết bị điện Trong hệ thông điện có nhiều thiết bị điện cần giám sát, điều khiển thu thập số liệu, MBA, MC, ĐD để đảm bảo vận hành liên tục, an toàn, tin cậy SCADA trạm giúp người vận hành trạm trực tiếp thao tác thiết bị điện, giám sát toàn thiết bị điện trạm, mà qua scada (máy tính) dễ dàng giám sát điều khiển thiết quan trọng trạm Như vậy, vận hành an tồn hệ thống cải thiện tính tin cậy, xác nhiều ưu việt khác cho người vận hành Trong hệ thống SCADA/DMS, thiết bị đầu cuối (RTU, Gateway) phần tử quan trọng có nhiệm vụ thu thập phản ánh tình trạng thiết bị tham gia hoạt động HTĐ Nó cơng đoạn đầu ti n tồn q trình xử lý thơng tin hệ thống SCADA/DMS Chất lượng hệ thống SCADA/DMS phụ thuộc nhiều vào khả hoạt động liên tục, ổn định tính xác thiết bị đầu cuối RTU/PLC, số trạm điện, nhà máy điện chưa có Scada trạm thay vào trung tâm giám sát, điều khiển thu thập cao lấy trạng thái hoạt động thiết bị trạm trung tâm để giám sát điều khiển thu thập qua đường thông tin viễn thông * Hệ thống viễn thông có nhiệm vụ truyền tải thơng tin thu thập từ thiết bị đầu cuối từ trạm điện hay nhà máy điện gửi trung tâm điều khiển Hệ thống trung tâm, có chức giám sát, điều khiển, thu thập số liệu kiết xuất báo cáo theo yêu cầu, liên kết liên trung tâm khác để chia sẻ thông tin tính tốn tốn hệ thống điện 1.2 Nhiệm vụ hệ thống SCADA Hệ thống Giám sát, điều khiển Thu thập liệu (SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition) trang bị Trung tâm điều độ Hệ thống điện có chức sau: 1.2.1 Chức giám sát - Giám sát việc thay đổi thị: Có thể chọn đối tượng cho việc giám sát, cảnh báo bắt đầu tình trạng thay đổi (Mở- Đóng) - Giám sát giá trị tương tự: Có thể chọn đối tượng lúc tạo lập thông số Với đối tượng chọn khai báo giá trị cận dưới, báo động bắt đầu giá trị nhập vào nằm ngồi phạm vi giới hạn - Khi có cảnh báo dòng nhắc VDU, ngày, giờ, tên trạm, đối tượng cảnh báo Đối tượng cảnh báo hình xuất loé sáng, giá trị tương tự thị với mầu khác nhau, chng bắt đầu báo động Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh - Tất kiện ngẫu nhiên hay kiện thao tác HTĐ hệ thống SCADA ghi lại theo thứ tự thời gian xuất in máy in kiện Sự kiện cảnh báo: + Sự kiện sinh phát có thay đổi trạng thái đối tượng hệ thống điện S.P.I.D.E.R Việc xử lý kiện khởi tạo nhiều hoạt động như: ghi kiện vào máy in vào danh sách kiện, cảnh báo liên tục chưa nhận biết, cảnh báo âm + Cảnh báo có hai dạng: - Cảnh báo thoáng qua liên quan tới đối tượng mà khơng xác định trạng thái bình thường xuất chuyển đổi tự phát từ trạng thái sang trạng thái khác Nó bị loại bỏ khỏi danh sách nhận biết Ngược lại, cảnh báo liên tục bị loại bỏ indication đo lường trở lại trạng thái bình thường phải xóa tay - Cảnh báo liên tục liên quan đến đối tượng mà xác định trạng thái xuất chuyển đổi đối tượng (giá trị trạng thái) sang điều kiện khơng bình thường Hình 1.2 Một dạng giám sát hệ SCADA ngành điện 1.2.2 Chức điều khiển Lệnh điều khiển từ hệ thống SCADA trung tâm điều độ thông qua k nh truyền gửi đến RTU (Remote Terminal Unit - Thiết bị đầu cuối) (hoặc SAS, DCS), lệnh điều khiển là: + Lệnh đóng cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa (open/close) + Lệnh điều khiển tăng giảm (Raise/Lower) + Lệnh điều khiển thay đổi giá trị đặt (Setpoint) - Tất thao tác điều khiển ghi lại phần ghi kiện Trên VDU điều độ viên biết đối tượng điều khiển SCADA Điều chỉnh đầu phân áp máy biến áp Sau thao tác khoảng giây điều độ viên biết kết Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Trạng thái công tắc Tại chỗ- Từ xa (Local - Remote) Bằng tay- Tự động (ManualAuto) hệ SCADA hiển thị - Điều độ viên cảnh báo từ hệ thống SCADA lệnh làm việc cho đối tượng bị khoá điều khiển (một đối tượng bị khoá đánh dấu đặc biệt VDU) Tuỳ thuộc vào quan điểm thiết kế mà hệ thống SCADA thiết bị đầu cuối hay trạm tự động nhà máy, thực lênh điều khiển dạng bước lệnh hay hai bước lệnh 1.2.3 Quản lý lưu trữ liệu - Dữ liệu từ trạm biến áp nhà máy điện chia làm loại chính: - Dữ liệu trạng thái: trạng thái máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, khoá điều khiển từ xa/tại chỗ v.v ; cảnh báo bảo vệ; - Dữ liệu đo lường: Công suất tác dụng MW, phản kháng MVAr, điện áp, dòng điện, vị trí nấc biến áp v.v, điện kWh, kvarh v.v - Các liệu trạng thái từ rơ le trung gian đưa vào đầu vào số RTU, liệu tương tự từ cuộn thứ cấp máy biến dòng điện điện áp đưa vào biến đổi (tranducer), đầu biến đổi đưa vào vỉ đầu vào tương tự RTU Tại RTU liệu số hố thơng qua kênh truyền (giao thức) gửi trung tâm điều độ 1.2.4 Tính thời gian thực Giá trị tính tốn lấy từ giá trị thu thập tự động, giá trị nhập tay giá trị tính tốn trước.Việc tính tốn thực theo công thức cho trước.Các giá trị xử lý lưu CSDL giống liệu thu thập tự động tay mà đảm bảo ý nghĩa thời gian thực Ví dụ cần thu thập liệu U, P tính tốn S, I, cos… 1.2.5 Bảo mâ ̣t ̣ thống SCADA Công nghệ tường lửa Firewall Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 10 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Thông tin theo hướng từ thiết bị đầu cuối (RTU) tới Central Station thường thông số đo RTU thu thập từ thiết bị vật lí (như tần số, điện áp, dịng điện, cơng suất…) thơng tin theo hướng ngược lại thường lệnh điều khiển hoạt động thiết bị vật lí Có tài liệu đặc tả giao thức này: - IEC 870-5-1 (Transmission Frame Formats) IEC 870-5-2 (Data Link Transmission Services) IEC 870-5-3 (General Structure Of Application Data) IEC 870-5-4 (Definition And Coding Of Information Elements) IEC 870-5-5 (Basic Application Functions) Các đặc tính truyền thơng Cấu hình mạng IEC 870-5-101 hỗ trợ cấu trúc mạng sau: - Point - to – point - Multiple point - to – point - Party line - Redundant line Cấu trúc byte liệu IEC870-5-101 giao thức không đồng bộ, với cấu trúc ký tự gồm: - Stop bit - Start bit - Parity bit (Even) - bit liệu 2.4.2 Giao thức IEC 870 - -101 RCS 210/PCU 400 Giới thiệu chung Các chức q trình xử lý truyền thơng sử dụng IEC 870-5-101 thực PCU – phần RCS 201/PCU 400 PCU thực thi giao thức IEC 870-5- 101 theo chiều xuống giao thức RSP (Remote Server Protocol) theo chiều ngược lại, mô tả Hệ thống hỗ trợ truyền thông đối xứng không đối xứng Tốc độ truyền thông giống cho chiều điều khiển chiều giám sát giao thức IEC 870-5-101 cho phép tốc độ truyền thông khác chiều khác Thu thập liệu Việc thu thập liệu thực theo phương pháp vấn vịng (Polling) có loại trừ Các nguyên tắc để kiểm soát liệu phát lỗi trình truyền tin - Trạm chủ phát lệnh hỏi vòng liệu loại cách định kì - Trạm thứ cấp phát lệnh hỏi vòng liệu loại tin trả lời có bit Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 19 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh ACD=1 - Trong q trình hỏi vịng liệu, tin trả lời trạm thứ cấp thơng báo có liệu loại phía chủ phát lệnh hỏi vịng liệu loại phía thứ cấp thơng báo khơng cịn liệu loại Các lệnh xử lí (Process commands) Process commands lệnh gây ảnh hưởng tới hoạt động thiết bị phía trạm thứ cấp Dạng lệnh bao gồm lệnh điều khiển (control command), điều chỉnh (regulating command) lệnh li n quan tới đặt lại giá trị đặt (setpoint) Lệnh thay đổi tham số (parameter command) "Parameter change command" lệnh sử dụng để thay đổi giá trị ngưỡng điểm đo analog Trạm điều khiển nạp tham số trình khởi động Trong chế độ hoạt động bình thường việc thay đổi tham số khởi tạo cần thiết Lệnh thay đổi tham số thực thông qua hội thoại SEND / CONFIRM Lệnh tổng kiểm tra (General interrogation) Chương trình ứng dụng hệ SCADA khởi tạo lệnh tổng kiểm tra nhằm thu nhận giá trị trạng thái điểm đo thời hệ thống Thông thường lệnh thực khởi động lại hệ thống, khởi động lại RTU, sau chu kì định sau có gián đoạn li n hệ trạm chủ trạm thứ cấp Bản tin trả lời lệnh chứa liệu điểm đo dạng Digital Input Analog Input Lệnh RESET Lệnh RESET cho phép hệ máy chủ thực khởi động lại thiết bị đo xa RTU Lệnh thực nghi ngờ RTU hoạt động khơng tin cậy Phía RTU cần khoảng thời gian xác định để phát tin trả lời Khi lệnh RESET phát phía trạm điều khiển dừng phát yêu cầu hỏi vòng liệu (polling) ngừng phát yêu cầu khác thu tin trả lời kết thúc khoảng thời gian định trước (timeout) Kết nối với RTU bị gián đoạn thực lệnh Khi lệnh reset thực RTU coi trạng thái hỏng phía máy chủ định kì phát y u cầu hỏi vòng trạng thái kết nối Khi nhận tin trả lời RTU coi trở lại trạng thái hoạt động bình thường hội thoại khởi tạo kết nối thực Lệnh yêu cầu xác định thời gian trễ truyền Thực hội thoại trễ thời gian nhằm xác định khoảng thời gian cần thiết truyền tin tới RTU Khoảng thời gian tính bù lại tin đồng thời gian gửi tới RTU Sau gửi lệnh nhằm xác định khoảng thời gian trễ phía RTU hỏi vịng liệu khoảng thời gian 55 s Hội thoại đồng thời gian cho phép ứng dụng SCADA hệ máy chủ thực đồng thời gian cho RTU theo thời gian chung Nhờ so sánh thời gian kiện xảy theo thời gian hệ thống giám sát Hội thoại đồng thời gian phải thực sau thực hội thoại xác định thời gian trễ 2.4.3 Giao thức IEC 60870-5-104 Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 20 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Giới thiệu chung IEC 60870-5-104 (gọi tắt IEC104) giao thức giao thức IEC 60870-5 Các đặc tính IEC104 kết hợp tầng ứng dụng IEC101 chức vận chuyển cung cấp giao thức TCP/IP Với giao thức TCP/IP, nhiều dạng kết nối mạng sử dụng X.25, FR (Frame Relay), ATM (Asynchronous Transfer Mode) and ISDN (Integrated Service Data Network) Cấu trúc giao thức Mỗi trạm điều khiển xa phù hợp với tiêu chuẩn IEC104 có giao diện vận chuyển Internet lớp ứng dụng lớp bên Giao diện lớp thấp xác định ti u chuẩn Internet thích hợp Ví dụ, chúng bao gồm Transmission Control Protocol (TCP) tuân theo RFC 2200 Các phi n RFC tương thích cập nhật, thay theo thời gian Cấu trúc tin Định nghĩa APCI (Application Protocol Control Information) Một số thông tin điều khiển ứng dụng (APCI) th m vào đơn vị liệu dịch vụ ứng dụng (ASDU) để có đơn vị liệu dịch vụ ứng dụng (APDU)) thích hợp với lớp vận chuyển Bởi giao diện tầng vận chuyển (TCP interface) giao diện hướng luồng liệu, khơng định nghĩa chế start, stop cho IEC101 ASDU Do vậy, APCI thêm vào để xác định start stop ASDU, APCI bao gồm ký tự đánh đấu start luồng liệu (1 byte, giá trị = 68H), byte xác định chiều dài APDU, trường điều khiển Bảo vệ chống mát trùng lặp tin Số thứ tự gửi N(S) số thứ tự nhận N(R) tăng dần cho APDU cho hướng gửi/nhận Trạm gửi tăng dần N(S) trạm nhận tăng dần N(R) Trạm nhận xác nhận APDU số APDU trả N(R) số APDU thích hợp mà nhận Trạm gửi giữ APDU số APDU đệm nhận trở lại N(S) trạm gửi N(R) mà xác nhận hợp lệ cho số thứ tự nhỏ số tự tự nhận Sau trạm gửi xóa khỏi đệm APDU hợp lệ gửi xác Trong trường hợp truyền liệu dài theo chi hướng, tin S format gửi hướng ngược lại để xác thực APDU trước tràn nhớ đệm time out Phương thức sử dụng cho hướng Sau thiết lập kết nối TCP, N(S) N(R) đặt giá trị Thủ tục kiểm tra Kết nối truyền thông không sử dụng trạng thái mở, định kỳ kiểm tra theo hướng cách gửi APDU với TESTFR=act Trạng thái kết nối xác nhận việc trạm nhận gửi tin TESTFR=con Cả trạm nhận trạm phát khởi tạo thủ tục kiểm tra sau chu kỳ thời gian khơng có liệu truyền Điều khiển truyền nhận start/stop STARTDT (Start Data Transfer) STOPDT (Stop Data Transfer) sử dụng trạm chủ (ví dụ trạm A) để điều khiển việc truyền liệu từ trạm khách Khi có nhiều kết nối mở trạm, thời điểm có kết nối sử dụng để truyền liệu Chức STARTDT STOPDT tránh mát liệu chuyển kết nối để truyền liệu STARTDT STOPDT sử dụng với kết nối Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 21 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh trạm để điều khiển lưu lượng kết nối Khi kết nối truyền liệu thiết lập, liệu từ trạm khách không tự động cho phép truyền (STOPDT trạng thái mặc định kết nối thiết lập) Khi trạng thái này, trạm khách không gửi liệu nào, ngoại trừ chức điều khiển không đánh số xác nhận Trạm chủ phải kích hoạt việc truyền liệu cách gửi STARTDT Nếu STARTDT không xác nhận, kết nối bị đóng trạm chủ Bất kỳ liệu treo trạm khách gửi sau STARTDT STARTDT/STOPDT chế cho phép trạm chủ kích hoạt/hủy chiều giám sát Trạm chủ gửi lệnh giá trị đặt chí khơng nhận xác nhận kích hoạt Mỗi địa TCP bao gồm địa IP số cổng Mỗi thiết bị kết nối vào mạng LAN có địa IP IEC104 định nghĩa cổng ti u chuẩn 2404 Trạm chủ (controlled station) sử dụng cổng 2404 tất trường hợp, cho cổng nghe thiết lập kết nối Trạm khách sử dụng cổng khác, cấp phát giao thức TCP 2.4.4 Giao thức IEC 61850 Substation configuration language (SCL): Ngơn ngữ cấu hình trạm (SCL) dựa ngôn ngữ XML để miêu tả thiết bị IEDs quan hệ chúng.Nó nhắm tới để miêu tả trạm tất kết nối chúng SCL sử dụng để để cấu hình IEC61850 Các kết cấu liệu (tổ chức liệu) thường dùng để định nghĩa SCL file.SCL thay đổi công cụ định nghĩa IEC61850 client server devide Intellengent Electronic Device (IEDs): Trong phạm vi Substation Automation System (SAS), IEDs dùng để giám sát điều khiển thiết bị trạm biến áp Trong trường IEC61850, IED thông thường thiết bị giao tiếp chuẩn IEC 61850 Report: Report tin không định trước gửi tới Sever Kích hoạt gửi report xảy event khơng định trước Nó kích hoạt có thay đổi biến nằm dataset Sự gửi nhận Report kích hoạt khối RCB (Report control block) IEC 61850 phân định trạng thái Buffer unbuffer Trong trạng thái unbuffer, tin bị đường truyền tới thiết bị giám sát bị Trong trạng thái Buffer, liệu lưu lại khoảng thời gian gửi lại có tín hiệu kết nối trở lại Trong IEC61850 có quy ước Buffer time, khoảng thời gian mà có thay đổi tín hiệu sau tin gửi tới đích cụ thể Data set: Data set IEC 61850 danh sách biến quan sát chuyển đổi với cách hiệu Nó định nghĩa SCL files định nghĩa MMS client theo MMS protocol Dataset dùng để định nghĩa biến biến đổi thông qua dịch vụ read write, reporting… Goose: Generic orient object substation event chuẩn định nghĩa IEC61850-7-2 IEC61850-8-1 cho giao tiếp Substation Automatic Systems Đây chuẩn giao tiếp yêu cầu trạm có từ IEDs trở lên Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 22 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Một tin Goose kích hoạt có thay đổi thuộc tính liệu, tất thành viên Data lưu vào Buffer gửi đến IEDs Các IEDs mạng biết tin gửi tới tiếp nhận đọc liệu đó.Thơng thường tin gửi với khoảng thời gian cố định từ IED xác định tín hiệu có bị hay đường truyền có bị hay khơng Hình 2.4 Thời gian cho tin Goose Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 23 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Thông thường T0 khoảng thời gian chờ mà data truyền khơng có thay đổi tín hiệu giá trị Khi có tín hiệu thay đổi, tin Goose gửi với khoảng thời gian lập lại T1,T2… hết thời gian chờ T0 Hình 2.4 Thời gian cho tin Goose Control: Chúng ta thiết lập biến điều khiển trạng thái điều khiển hai bước lệnh Data model: Đây ứng dung 61850 xây dựng nút logic chứa đựng cài đặt giá trị Time and time synchronization: Việc động thời gian IEC 61850 quan trọng cho ứng dụng điều khiển giám sát 2.5 Giao diện HMI, thao tác hình HMI 2.5.1 Giới thiệu chung Giao diện HMI hiểu phần tạo kết nối người dùng chương trình giám sát, điều khiển hệ thống, trình ứng dụng khác HMI cho phép giám sát điều khiển hệ thống điện, truy xuất tới thông tin lưu trữ sở liệu cách đơn giản dễ tiếp cận… Hình 2.5 Giao điện HMI trạm biến áp MY DINH 110kv 2.5.2 Công nghệ phần cứng Công nghệ phần cứng cho hình giao diện HMI ngày phát triển với tính ưu việt hỗ trợ tối đa cho người sử dụng: - Khả hỗ trợ hiển thị nhiều hình giúp việc hiển thị đầy đủ rõ Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 24 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp - GVHD:Phạm Thị Thùy Linh ràng Công nghệ Touch Screen Smart Pen Các ứng dụng quản lý thơng số hiển thị hình Monitor Manager Hỗ trợ đầy đủ cổng giao tiếp truyển thông, âm 2.5.3 Các kỹ thuật thiết kế HMI Công nghệ phần cứng HMI phát triển kéo theo kỹ thuật thiết kế HMI phát triển đa dạng than thiện với người sử dụng: Một vài kỹ thuật thiết kế HMI thông dụng sử dụng hệ thống điện: - Đa cửa sổ, cho phép người dung tùy biến menu bar /icons /symbols /color /help online/message over mouse /… Định nghĩa loại đồ, vẽ cần hiển thị Trung tâm điều khiển,… Zoom, pan, switching, jump page, frame Map graphics, tabuler (filter, searching, sort,…) Drag & Drop: Kéo thả 01 tín hiệu từ Tabuler sang Trending Symbol/template based graphical editing: Cho phép người dung tạo biểu tượng DNC: Hiển thị màu sắc cho picture Event/ Alarm/ SOE/ Tage note Logfiles/ Caputer/ Screen shot/ Record Trend and history trend Play back – Replay/ Study mode Chart Analyze and Report (Application and Add on Excel) Caculate U, I, P, Q… Webbased Toolbar/ Favorites/ Quickview/ Navigates Export/ Import to CSV, XML View/ Edit/ Query data 2.5.4 Cấu trúc module HMI Trung tâm Điều khiển Module HMI Trung tâm Điều khiển tạo liên kết thân thiện người dùng chức giám sát, điều khiển, trình ứng dụng khác hệ thống Các hình giao diện phân thành lớp, vào sâu thông tin cung cấp chi tiết đáp ứng nhu cầu vận hành hệ thống Đầu vào module HMI HMI cho phép truy xuất tới thông tin lưu trữ sở liệu thời gian thực (RTDB) sở liệu khứ (HIS) cách đơn giản thân thiện sử dụng menu theo kiểu Microsoft Windows, đáp ứng chức trung tâm giám sát vận hành từ xa Quá trình xử lý module HMI Module HMI xây dựng với đặc điểm sau: - Xây dựng theo cấu trúc “menu” Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 25 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh - Các biểu tượng (icons) thiết kế chuẩn mực “look-and-feel” với màu sắc theo qui định hệ thống điều độ - Dễ dàng thao tác theo kiểu “point-and-click” - Cửa sổ “popup” cho phép người dùng dễ dàng thực thao tác - Giao diện xây dựng đa cửa sổ theo cấu trúc tuân thủ tiêu chuẩn, đồng theo mẫu sử dụng hệ thống điện Việt Nam Toàn liệu, khả giám sát tình trạng thiết bị y u cầu thao tác vận hành chế độ khác thực module HMI Thơng tin trạng thái, đo lường, cảnh báo hiển thị giao diện đồ họa HMI thông qua hệ thống biến làm trung gian (hay gọi tag) Ngược lại, tương tác người dùng với hệ thống truyền qua biến đối tượng đồ họa HMI Mỗi tương tác tương ứng với trình chạy đoạn mã, thủ tục, (cịn gọi script) phía giao diện HMI Đầu module HMI Đầu module HMI bao gồm trình ứng dụng bao gồm chức giúp người dùng quản lý hoạt động hệ thống điều khiển 2.5.5 Các chức module HMI Chức quản lý truy nhập hệ thống Tất lệnh đưa vào truy xuất liệu kiểm tra thông qua mức người dùng mã hoạt động tương ứng để đảm bảo an toàn bao gồm: - Quản lý User‟s name mật - Quản lý mức truy nhập cho phép tương ứng với User‟s nam - Gắn User‟s name cho tất thao tác sau truy cập Hệ thống cung cấp loại quyền user đây: - Nhân viên vận hành (Operator): Nhân viên vận hành có quyền truy nhập tất thông tin thu từ hệ thống quyền giám sát, thực lệnh điều khiển, đặt biển cảnh báo, biển cấm truy xuất hệ thống liệu khứ, chạy trình ứng dụng Tuy nhiên thay đổi cấu hình thơng số phần mềm bị giới hạn Kỹ sư hỗ trợ vận hành (Operations Support Engineers): Họ phép chạy trình ứng dụng giám sát, phân tích điều hành Vì kỹ sư trợ giúp vận hành có khả truy nhập hệ thống trình ứng dụng off-line hệ thống Họ phép truy nhập xử lý liệu khứ từ HIS SQL/ODBC hay giao diện khác cung cấp HIS Các Kỹ sư hỗ trợ vận hành không phép điều khiển thiết bị điều kiện vận hành bình thường - Kỹ sư bảo dưỡng hệ thống (System Maintenance Engineers): Mức user phép thâm nhập vào tất thành phần hệ thống, chức hệ thống ngoại trừ việc thao tác trực tiếp tới thiết bị thứ hệ thống điện Giám sát đảm bảo tính xác tồn thông số vận hành hệ thống dịng điện, điện áp, cống suất, tần số, vị trí nấc máy biến áp.Giám sát trạng thái phần tử đóng cắt hệ thống Đó trạng thái đóng/mở máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa… Chức điều khiển - Điều khiển máy ngắt dao cách ly có kiểm tra linh động Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 26 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp - GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Điều khiển nấc phân áp OLTC, điều khiển hệ thống làm mát máy biến áp Nhập trạng thái thiết bị tay tự động theo thực tế liệu nhận Nhập thông số đo lường tay tự động theo thực tế liệu nhận hình điều khiển thiết bị mức ngăn Hình 2.6 Màn hình điều khiển thiết bị mức ngăn Chức giám sát Giám sát cố xảy lưới thiết bị, cảnh báo cố âm thanh, màu sắc thơng báo mà hình hiển thị, ghi lại chuỗi kiện, cố xảy xác định chuẩn đốn cố Giám sát thơng số vận hành, trạng thái tình trạng hoạt động thiết bị lưới điện sơ đồ toàn hệ thống sơ đồ chi tiết trạm biến áp Giám sát dịng cơng suất hệ thống khu vực Giám sát mạng truyền tin hệ thống Thông số vận hành giám sát theo đồ thị, bao gồm đồ thị thời gian thực đồ thị khứ Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 27 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Hình 2.7 Màn hình hiển thị, giám sát liệu trạng thái đo lường Chức cảnh báo quản lý cảnh báo Cảnh báo theo thời gian thực cảnh báo khứ phân loại rõ ràng đáp ứng công tác giám sát vận hành Lọc, phân loại cảnh báo theo lựa chọn người dùng Phát tín hiệu chng/cịi tương ứng mức độ quan trọng tín hiệu cảnh báo Xác nhận cảnh báo lưu vào liệu khứ In danh sách cảnh báo máy in định dạng file khác Truy cập lại liệu cảnh báo khứ theo tiêu chí lọc khác Chức báo cáo quản lý báo cáo Tạo loại báo cáo theo mẫu thay đổi thông số cần báo cáo theo nhu cầu: - In báo cáo giấy xuất ứng dụng văn phòng excel, text, pdf,… Báo cáo quản lý dễ dàng truy xuất theo nhu cầu cần thiết Báo cáo thêm, xóa, sửa đổi Báo cáo thống kê tải đường dây, máy biến áp, điện áp cái, dễ dàng tùy biến ứng dụng văn phòng excel theo điều chỉnh người dùng Báo cáo tổng công suất P/Q tổn thất công suất EVN HANOI Chức đặt quản lý biển báo Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 28 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Đặt, gỡ bỏ thể hình biển báo với mức khác cho thiết bị vận hành Hình 2.8 Màn hình quản lý biển báo SCADA hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu thời gian thực, tính thời gian hệ thống cần thiết quan trọng Các yêu cầu hệ thống: - Độ nhạy nhanh: tốc độ truyền thơng tinh hữu ích phải đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu trao đổi liệu giải pháp cụ thể Tính tiền định: Dự đoán trước thời gian phản ứng tiêu biểu thời gian phản ứng chậm với yêu cầu trạm Độ tinh cậy, kịp thời: đảm bảo tổng thời gian cần cho việc vận chuyển liệu cách tin cậy trạm nằm khoảng xác định Tính bền vững: có khả xử lý cố cách thích hợp để khơng gây thiệt hại thêm cho tồn hệ thống Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 29 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh PHẦN III: CHUYÊN ĐỀ ĐO LƯỜNG THỜI GIAN THỰC CÁC TÍN HIỆU, XỦ LÍ TÍN HIỆU, HIỂN THỊ TÍN HIỆU, VÀ LƯU TRỮ TÍN HIỆU CỦA HỆ THỐNG SCADA 3.1 Đo lường thời gian thực 3.1.1 Tính thời gian thực SCADA hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu thời gian thực, tính thời gian hệ thống cần thiết quan trọng Sự hoạt động bình thường hệ thống kỹ thuật nói chung, hệ thống điện nói riêng làm việc thời gian thực không phụ thuộc vào độ xác, đắn kết đầu ra, mà phụ thuộc vào thời điểm đưa kết Một hệ thống có tính thời gian thực khơng thiết phải có phản ứng thật nhanh mà quan trọng phải có phản ứng kịp thời yêu cầu, tác động bên ngồi Như hệ thống truyền tin có tính thời gian thực phải có khả truyền tải thông tin cách tin cậy kịp thời với u cầu đối tác truyền thơng Do tính thời gian thực hệ thống giám sát, điều khiển phụ thuộc vào nhiều hệ thống thơng tin sử dụng hệ thống đó, ví dụ hệ thống Bus trường Để đảm bảo tính thời gian thực, hệ thống Bus phải có đặc điểm sau: 1, Độ nhạy nhanh: Tốc độ truyền thơng tin hữu ích phải đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu trao đổi liệu giải pháp cụ thể 2, Tính tiền định: Dự đốn trước thời gian phản ứng tiêu biểu thời gian phản ứng chậm với yêu cầu trạm 3, Độ tin cậy, kịp thời: Đảm bảo tổng thời gian cần cho việc vận chuyển liệu cách tin cậy trạm nằm khoảng xác định 4, Tính bền vững: Có khả xử lý cố cách thích hợp để khơng gây thiệt hại thêm cho tồn hệ thống 3.2 Xử lí tín hiệu 3.2.1 Truyền tải ,và xử lý tín hiệu Dữ liệu truyền tải hệ SCADA dạng liên tục (analog), dạng số (digital) hay dạng xung (pulse) Dữ liệu truyền tải hệ SCADA thể dạng số gọi trường Dữ liệu (data field) Dữ liệu dạng số hình thành từ dạng tín hiệu logic (on/off), tín hiệu analog dịng/áp, tín hiệu xung tốc độ cao, Giao diện sở để vận hành thiết bị đầu cuối hình giao diện đồ họa GUI (Graphical User Interface) dùng để hiển thị toàn hệ thống điều khiển giám sát thiết bị hệ thống Tại thời điểm, liệu thị dạng hình ảnh tĩnh, Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 30 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh liệu thay đổi hình ảnh thay đổi theo Trong trường hợp liệu hệ thống biến đổi liên tục theo thời gian, hệ SCADA thường thị trình thay đổi liệu hình giao diện đồ họa (GUI) dạng đồ thị Một ưu điểm lớn hệ SCADA khả xử lý lỗi thành cơng hệ thống xảy cố Nhìn chung, có cố hệ SCADA lựa chọn cách xử lý sau: • Sử dụng liệu cất giữ RTU: hệ SCADA có RTU có dung lượng nhớ lớn, hệ thống hoạt động ổn định liệu lưu vào nhớ RTU Do đó, hệ thống xảy lỗi RTU sử dụng tạm liệu hệ thống hoạt động trở lại bình thường • Sử dụng phần cứng dự phòng hệ thống: hầu hết hệ SCADA thiết kế thêm phận dự phịng, ví dụ hệ thống truyền thông hai đường truyền, RTU đôi hai máy chủ…do vậy, phận dự phòng đưa vào sử dụng hệ SCADA có cố hoạt động offline (có thể cho mục đích bảo dưỡng, sửa chữa, kiểm tra…) 3.3 Hiển thị tín hiệu 3.3.1 Thu thập hiển thị tín hiệu Từ phân cấp quản lý hệ thống điều khiển giám sát thu thập số liệu yêu cầu chung hệ thống SCADA nêu trên, hệ thống SCADA cần có cấu sau:  Trạm thu thập liệu trung gian: Là khối thiết bị vào đầu cuối từ xa RTU (Remote Terminal Units) khối (bộ) vi điều khiển logic lập trình PLC (Programmale Logic Controllers) có chức giao tiếp với thiết bị chấp hành (cảm biến cấp trường, hộp điều khiển đóng cắt van chấp hành…)  Trạm điều khiển giám sát trung tâm: hay nhiều máy chủ trung tâm (Central host computer server)  Hệ thống truyền thông: bao gồm mạng truyền thông công nghiệp, thiết bị viễn thông thiết bị chuyển đổi dịng kênh có chức truyền liệu cấp trường đến khối điều khiển máy chủ  Giao diện người – máy HMI (Human – Machine Interface): Là thiết bị hiển thị trình xử lý liệu để người vận hành điều khiển trình hoạt động hệ thống Theo thành phần, có chế thu thập liệu sau: Trong hệ SCADA, trình thu thập liệu thực trước tiên q trình RTU qt thơng tin có từ thiết bị chấp hành nối với chúng Thời gian để thực thi nhiệm vụ gọi thời gian quét bên Các máy chủ quét RTU (với tốc độ chậm hơn) để thu thập liệu từ RTU Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 31 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh Để điều khiển, máy chủ gửi tín hiệu yêu cầu xuống RTU, từ cho phép RTU gửi tín hiệu điều khiển trực tiếp xuống thiết bị chấp hành thực thi nhiệm vụ Trong trình truyền tải liệu, liệu dạng liên tục (anlog), dạng số (digital) hay dạng xung (pulse) Giao diện sở để vận hành thiết bị đầu cuối hình giao diện đồ họa GUI (Graphical User Interface) dùng để hiển thị toàn hệ thống điều khiển giám sát thiết bị hệ thống Tại thời điểm, liệu thị dạng hình ảnh tĩnh, liệu thay đổi hình ảnh thay đổi theo Trong trường hợp liệu hệ thống biến đổi liên tục theo thời gian, hệ SCADA thường hiển thị trình thay đổi liệu hình giao diện đồ họa GUI dạng đồ thị Một ưu điểm lớn hệ SCADA khả xử lý lỗi thành cơng hệ thống xảy cố Nhìn chung, có cố, hệ SCADA lựa chọn cách xử lí sau: • Sử dụng liệu cất giữ RTU: hệ SCADA có RTU có dung lượng nhớ lớn, hệ thống hoạt động ổn định, liệu lưu vào nhớ RTU Do đó, hệ thống xảy lỗi RTU sử dụng tạm liệu hệ thống hoạt động trở lại bình thường • Sử dụng phần cứng dự phòng hệ thống: hầu hết hệ SCADA thiết kế thêm phận dự phịng, ví dụ hệ thống truyền thông hai đường truyền, RTU đôi hai máy chủ… Các phận dự phòng đưa vào sử dụng hệ SCADA có cố hoạt động offline (có thể cho mục đích bảo dưỡng, sửa chữa, kiểm tra…) Giao diện người-máy (HMI) cửa sổ vận hành hệ thống giám sát. Nó trình bày thông tin nhà máy cho nhân viên vận hành đồ họa dạng sơ đồ bắt chước, biểu diễn sơ đồ nhà máy kiểm soát, trang ghi nhật ký kiện báo động. HMI liên kết với máy tính giám sát SCADA để cung cấp liệu trực tiếp để điều khiển sơ đồ bắt chước, hiển thị cảnh báo biểu đồ xu hướng. Trong nhiều cài đặt, HMI giao diện người dùng đồ họa cho người vận hành, thu thập tất liệu từ thiết bị bên ngoài, tạo báo cáo, thực báo động, gửi thông báo, v.v Các sơ đồ mô bao gồm đồ họa đường biểu tượng sơ đồ để thể yếu tố quy trình, bao gồm ảnh kỹ thuật số thiết bị xử lý phủ lên biểu tượng hoạt hình Hoạt động giám sát nhà máy nhờ HMI, với nhà khai thác lệnh sử dụng trỏ chuột, bàn phím hình cảm ứng. Ví dụ, biểu tượng máy bơm cho người vận hành biết máy bơm chạy biểu tượng đồng hồ đo lưu lượng cho thấy lượng chất lỏng mà bơm qua đường ống. Người vận hành tắt bơm từ mơ cách nhấp chuột chạm vào hình. HMI hiển thị tốc độ dòng chảy chất lỏng ống giảm theo thời gian thực Gói HMI cho hệ thống SCADA thường bao gồm chương trình vẽ mà người vận hành Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 32 D10 CNTĐ_CLC Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD:Phạm Thị Thùy Linh nhân viên bảo trì hệ thống sử dụng để thay đổi cách thể điểm giao diện. Các biểu diễn đơn giản đèn giao thơng hình, đại diện cho trạng thái đèn giao thông thực tế trường phức tạp hình nhiều máy chiếu đại diện cho vị trí tất thang máy tịa nhà chọc trời tất đồn tàu đường sắt 3.4 Lưu trữ liệu lưu trữ liệu khứ theo chu kỳ 10 giây phút, phút tùy vào dung lượng nhớ nhu cầu sử dụng liệu Thời gian lưu trữ máy chủ UDW vào khoảng năm hệ thống SCADA/DMS – EVNHANOI sử dụng thêm nhớ SAN Trên thực tế hệ thống Network Manager gồm hai máy chủ UDW chạy theo chế độ Redundancy, với UDW map 3.5TB dung lượng lưu trữ SAN Khi liệu lưu trữ lưu data hai ổ liệu khai báo SAN Hiện liệu lưu trữ phân thành kiểu sau: Tín hiệu đo lường: lưu 10 phút lần với tất tín hiệu 1s/lần với tín hiệu có thay đổi giá trị lớn 2% Tín hiệu trạng thái: có thay đổi trạng thái Khi liệu bị đầy Reset hồn lại dung lượng cho hệ thống Hiên liệu lưu vào nhiều ổ cứng lên đến 13TB Tài liệu tham khảo : - - Sách SCADA – Hệ thống điều khiển giám sát thu thaaoj liệu SCADA hệ thống điện (PGS.TS PHẠM VĂN HÒA CB) Link nguồn : https://www.ebookbkmt.com/2016/08/sach-scan-he-thong-ieu-khiengiam-sat.html Tài liệu giao thức truyền thơng tập đồn điện lực Việt Nam EVN Link nguồn : https://www.evn.com.vn/d6/news/Ung-dung-giao-thuc-IEC-60870-5104-cho-giai-phap-truyen-thong-cua-he-thong-SCADA-6-8-13208.aspx Tài liệu cán hướng dẫn ,Phùng Khắc Thanh số tài liệu ghi chép q trình thực tập Ngồi chúng em cịn tham khảo them số tài liệu Internet khác … Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 33 D10 CNTĐ_CLC ... ĐỀ ĐO LƯỜNG THỜI GIAN THỰC CÁC TÍN HIỆU, XỦ LÍ TÍN HIỆU, HIỂN THỊ TÍN HIỆU, VÀ LƯU TRỮ TÍN HIỆU CỦA HỆ THỐNG SCADA 3.1 Đo lường thời gian thực 3.1.1 Tính thời gian thực SCADA hệ thống điều khiển... 2.5.5 Các chức module HMI…………………………… ……27 PHẦN III: CHUYÊN ĐỀ 3.3 CHUYÊN ĐỀ ĐO LƯỜNG TÍN HIỆU THỜI GIAN THỰC, XỬ LÍ TÍN HIỆU, HIỂN THỊ TÍN HIỆU VÀ LƯU TRỮ TÍN HIỆU …………………… ……31 3.1.1 Tính thời gian. .. thập liệu thời gian thực, tính thời gian hệ thống cần thiết quan trọng Sự hoạt động bình thường hệ thống kỹ thuật nói chung, hệ thống điện nói riêng làm việc thời gian thực không phụ thuộc vào độ