Hệ thống điều khiển điện tử nhằm tự động hoá các hoạt động của máy móc theo yêu cầu người sử dụng. Nó cho phép khởi động, dừng máy, vào tải, nhả tải cho máy theo chế độ bằng tay hoặc tự động từ các vị trí tại chổ hoặc từ xa. Hệ thống điều khiển bao gồm thiết bị tự động, các phần tử điều khiển được lắp đặt trong các hệ thống (Turbomachinery) có cả hệ thống điện. Các phần tử điều khiển là các thiết bị điện, cơ - điện tử và cơ – điện - thuỷ lực cơ bản. Cấu thành chính của hệ thống điều khiển gồm:
Hình 3.14: Sơ đồ hệ thống điều khiển.
Cảm biến (sensor) các loại như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và mức của chất lỏng và chất khí. Cảm biến vị trí, tốc độ, độ rung, nhiệt độ của kết cấu kim loại. Các tín hiệu vào (input) ở mức tương tự (analog) hoặc tín hiệu số (digital). Tín hiệu ra được chuyển đổi và truyền đến bộ điều khiển trung tâm PLC hoặc thiết bị điều khiển với sự hỗ trợ của các bộ truyền (Transmitter, Proximiter), thiết bị bảo vệ cơ cấu chấp hành (safety barrier) hoặc các thiết bị tín hiệu khác.
Hình 3.15: Cảm biến (sensors).
Hệ thống điều khiển PLC5 – AB (Programmable Logic Controller – Allen Bradley) với ngôn ngữ “Relay Logic Ladder” là dạng sơ đồ mạch điện được viết theo
kiểu bậc thang. Là hệ thống chính để nhận và xử lý tín hiệu rồi truyền lệnh điều khiển toàn bộ các hoạt động liên quan đến quá trình làm việc của động cơ.
Hệ thống điều khiển thể hiện các chức năng cơ bản về quá trình, điều khiển, bảo vệ và hiển thị. Chức năng quá trình giám sát và điều khiển các phần tử logic trong hệ thống. Các phần tử logic là các sự kiện rời rạc (on/off, open/close, start/stop, yes/no) đi cùng với công tắc (switch), van điện từ (solenoid), rơle và các thiết bị so sánh. Chuỗi giám sát các hệ thống, các cảm biến, tiến hành tính toán logic, đưa ra quyết định và các thứ tự hoạt động cho các cấu thành riêng rẽ trong hệ thống. Các phần tử quá trình làm cơ sở cho việc khởi động, dừng và vào tải thiết bị.
Chức năng điều khiển giám sát và điều khiển sự hoạt động của các phẩn tử tương tự (analog) trong hệ thống. Các phần tử tương tự là các hoạt động liên tục (tốc độ, dòng điện, áp suất và nhiệt độ) cùng với các bộ phận chấp hành (actuator) và các bộ chuyển đổi (converter). Các phần tử điều khiển dùng ổn định, điều chỉnh trạng thái, đáp ứng tức thời trong quá trình hoạt động bình thường, giới hạn điều khiển cơ - thuỷ lực trong quá trình khởi động, dừng máy và vào tải.
Chức năng bảo vệ giám sát giới hạn hoạt động và bảo vệ sự cố cho các cấu thành. Tức là giám sát tình trạng hoạt động, so sánh với giới hạn đặt trước để thông báo lỗi của hệ thống. Các phần tử bảo vệ ngăn ngừa sự cố cho thiết bị khi thực hiện quá trình hoặc ở chế độ làm việc ổn định. Điều khiển dự phòng giúp bảo vệ thiết bị khi bộ điều khiển chính sự cố, bôi trơn cho các thiết bị cơ khí và khoá chế độ điều khiển bình thường.
Chức năng hiển thị giúp phục hồi thông tin hoạt động của hệ thống đến người vận hành. Nó thu nhận thông tin yêu cầu người vận hành, thu nhận tình trạng, dữ liệu, phục hồi hiển thị cấp thông tin qua người vận hành, hiển thị giao diện và ghi vào đĩa cứng. Một vài dữ liệu được được cung cấp trực tiếp bởi các hiển thị tương tự và số.
Điều khiển sơ cấp là bộ vi xử lý và cung cấp điều khiển, quá trình và các chức năng bảo vệ. Điều khiển dự phòng (back up) dạng rơle (relay-based) sẽ bảo vệ hệ thống khi điều khiển sơ cấp lỗi. Panel điều khiển dạng công tắc điện để vận hành và hiển thị các chế độ. Tổ máy turbine bao gồm thiết bị tự động, các tình trạng hoạt động đầu vào và các thiết bị điều khiển, tiếp nhận đầu ra từ điều khiển sơ cấp và dự phòng.
*Các bộ phận chính:
Hình 3.16: Màn hình hiển thị khi tuốc bin chưa làm việc.
Hình 3.17: Màn hình hiển thị khi tuốc bin làm việc.
Màn hình hiển thị là một tổ hợp của màn hình và máy tính. Trên màn hình, thợ vận hành có thể quan sát các tình trạng làm việc của toàn trạm tuốc bin, thay đổi kiểu vận hành ( tự động hoặc bằng tay), thay đổi các hằng số vận hành ( Kvals) và các
chức năng điều khiển máy in. Thực đơn vận hành sẽ được hiển thị khi được cấp nguồn.
2) Bộ điều khiển chương trình ( Programmable Logic Controller)
Bộ điều khiển chương trình (PLC) là một bộ vi xử lý đơn tuyến. Nó được nối với các mô đun I/O và các mô đun khác thông qua một thiết bị trung gian. PLC thực hiện tất cả các công việc điều khiển cần thiết dựa trên thông tin nhận được từ mô đun vào ( Input Module). Các điều khiển chủ yếu là thực hiện các chu trình, các so sánh và điều khiển tỷ lệ và các chức năng bảo vệ.