- Mạng Ethernet công nghiệp (IE): là mạng phục vụ cho cấp quản lý và cấp phân xưởng để thực hiện truyền thông giữa các máy tính và các hệ thống tự động hóa. Nó phục vụ cho việc trao đổi một số lượng thông tin lớn, truyền thông trên một phạm vi rộng. Mạng IE sử dụng truyền thông ISO và TCP/IP nên các thành viên
SVTH: Đới Thành Chung Trang 75 trong mạng bình đẳng với nhau và các trạm không phải của SIEMENS cũng có có khả năng tich hợp vào mạng. Số lượng trạm được nâng lên 1024 trạm.
SVTH: Đới Thành Chung Trang 76
Chương 4: LẬP TRÌNH PLC VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT 4.1. Cấu hình hệ thống
4.1.1. Bộ điều khiển trung tâm S7 – 300
- Trên thực tế hệ thống cung cấp điện của nhà máy đạm Phú Mỹ đòi hỏi cấu hình của bộ nhớ chương trình và bộ nhớ điều khiển cho bộ điều khiển trung tâm tương đối lớn để có thể quản lý và xử lý thông tin.
- Nhưng do hạn chế về thời gian và kiến thức nên em chọn bộ điều khiển trung tâm CPU315-2DP số thứ tự 6ES7 315-2AH14-0AB0 có cấu hình khá phù hợp với hệ thống điều khiển này. Một bộ điều khiển trung tâm S7-315-2DP có chứa các phần tử sau:
+ 1 Module CPU 315-2DP có tích hợp 1 MPI/DP.
+ Bộ nhớ làm việc 256K.
Hình 45: Module CPU 315-DP
4.1.2. Các thiết bị vào/ra
- Trên Profibus của mạng truyền thông cần đặt thêm các Module vào/ra. Mục đích của các Module vào ra này là để kết nối các thiết bị cấp trường với bộ điều khiển trung tâm CPU. Trong hệ thống cung cấp điện của nhà máy đạm Phú Mỹ sử dụng giải pháp vào ra phân tán. Các thiết bị vào ra phân tán thông thường sử dụng trong hệ thống là ET200M.
- ET 200M là một thiết bị vào ra kiểu Module thuộc họ Simatic S7-300. Các thiết bị vào ra ET 200M được kết nối tới bộ điều khiển trung tâm PLC-S7 315-2DP, và được coi như là các trạm trên BUS trường.
SVTH: Đới Thành Chung Trang 77
Hình 46: Module ET200M
4.1.3. Cấu hình phần cứng trong STEP7 SIMATIC MANAGER
- Trong SIMATIC Manager chọn trạm SIMATIC S7-300 để cấu hình. Chọn menu Edit => Open Object. Sau đó thêm các ngõ vào/ra, cấu hình các module ET200M thông qua Profibus nhằm điều khiển các thiết bị phân tán ở xa trạm.
Hình 47: Kết nối phần cứng PLC
SVTH: Đới Thành Chung Trang 78
Hình 48: Kết nối truyền thông
4.1.4. Cấu hình phần cứng trong WinCC
- Trong WinCC Explorer → New → Single-User Project để khởi tạo chương trình.
- Tiếp tục chọn Tag Management Add new driver SIMATIC S7 Protocol Suite để tạo liên kết giữa PLC và WinCC. Sử dụng giao thức MPI để giao tiếp giữa PLC và WinCC. Sử dụng giao thức Profibus để giao tiếp giữa PLC và các module ET200M mở rộng.
Hình 49: Thiết lập truyền thông MPI & Profibus
- Xây dựng cơ sở dữ liệu: Tùy thuộc vào chương trình trong PLC mà ta đưa các biến cần giám sát lên màn hình WinCC hoặc đưa thêm các điều khiển vào WinCC trong trường hợp muốn can thiệp trực tiếp vào quá trình hoạt động của hệ thống.
SVTH: Đới Thành Chung Trang 79
Hình 50: Khai báo các biến điều khiển và giám sát
- Thiết kế màn hình giám sát: Chọn Graphics Designer => New picture. Sử dụng các chức năng Color Palette, Object Palette, Style Palette, Alignment Palette, Zoom Palette, Menu bar, Tool bar, Font Palette, Layer Palette…để thiết kế màn hình giám sát phù hợp với yêu cầu của công việc. Việc thiết kế màn hình giám sát cũng được yêu cầu bố trí một cách hợp lý sao cho thuận tiện cho việc giám sát, vận hành hệ thống.
SVTH: Đới Thành Chung Trang 80
4.2. Giao diện điều khiển và giám sát hệ cung cấp thống điện
- Các giao diện điều khiển và giám sát máy phát điện và hệ thống điện dùng để điều khiển hệ thống kích từ, điều khiển hòa đồng bộ, đóng cắt các máy cắt, dao cách ly. Các thông số giám sát như công suất, dòng điện, điện áp máy phát, dòng điện, điện áp kích từ, các trạng thái của các máy cắt và điện áp, dòng điện của hệ thống điện tự dùng.
SVTH: Đới Thành Chung Trang 81
Hình 53: Giao diện điều khiển và giám sát hệ thống cung cấp điện xưởng AMONIA
SVTH: Đới Thành Chung Trang 82
Hình 55: Giao diện điều khiển và giám sát hệ thống cung cấp điện dự phòng
SVTH: Đới Thành Chung Trang 83
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Qua một thời gian nghiên cứu và làm đồ án với đề tài:”Thiết kế hệ điều khiển và giám
sát cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy Đạm Phú Mỹ” em đã đạt được một số kết quả
sau:
- Hiểu được dây chuyền công nghệ của Nhà máy Đạm Phú Mỹ.
- Hiểu được nguyên lý hoạt động của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện. Từ đó nắm được cách vận hành một hệ thống điện cung cấp điện cho Nhà Máy.
- Nghiên cứu tìm hiểu về thiết bị điều khiển PLC S7-300. Sử dụng thành thạo phần mềm STEP7 để lập trình cho thiết bị điều khiển, cũng như việc kết nối thiết bị điều khiển với phần mềm WinCC để giám sát hệ thống. Việc này nhằm nâng cao chất lượng sử dụng điện cũng như đảm bảo sự an toàn hơn trong hệ thống cung cấp điện thông qua các cảnh báo trên màn hình giám sát.
Do hạn chế về kiến thức chuyên môn và thời gian tiếp xúc với chưa được nhiều nên đề tài chỉ dừng lại ở nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển và cung cấp điện cho Nhà máy Đạm Phú Mỹ. Để có thể phát triển hoàn thiện hơn nữa chúng ta có thể liên kết các Nhà máy trong khu vực để xây dựng một hệ điều khiển và giám sát thông minh cho một Khu Công Nghiệp. Nhằm tiết kiệm năng lượng cho các Nhà máy cũng như góp thêm phần tiết kiệm nguồn năng lượng của Quốc Gia.
Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng nhưng bài luận văn này cũng không thể tránh khỏi các thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo để bài luận văn này thêm tốt hơn.
SVTH: Đới Thành Chung Trang 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Phan Xuân Minh, Vũ Vân Hà, Nguyễn Doãn Phước – Tự động hóa với Simatic S7-300, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội
2. Hoàng Minh Sơn (2006), Mạng truyền thông công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
3. SIMATIC S7 Lập trình hệ thống, Trung tâm đào tạo tự động hóa SIEMENS, NXB Đà Nẵng.
4. Lập trình WinCC cho hệ thống Scada, Citres, NXB Hồ Chí Minh.
5. Bảo vệ rơ le và tự động hóa trong hệ thống điện, Nguyễn Hoàng Việt, NXB Trường Đại Học quốc gia TP Hồ Chí Minh.
6. Nhà máy điện và trạm biến áp (2009), PGS.Nguyễn Hữu Khái, NXB GDVN. 7. Giáo trình Hệ thống cung cấp điện, Trương Minh Tân, NXB Trường ĐH Quy
Nhơn.
8. W.Bolton – Programmable Logic Controllers