V. CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.Cấu trỳc cỏc thành phần trong hệ thống
Hệ thống phần cứng được trỡnh bày dưới đõy bỏm theo cấu trỳc phõn cấp hệ thống (Hỡnh 12) và bao gồm cỏc thành phần sau:
Hệ thống trạm thiết bị chủ
Hệ thống trạm thiết bịđo phõn tỏn Hệ thống ghộp nối truyền thụng Cấu trỳc hệ thống trạm thiết bị chủ
Mụ hỡnh chung một trạm thiết bị chủ thụng thường đặt tại TT giỏm sỏt điều hành (Hỡnh 12) bao gồm cỏc thành phần chớnh sau:
Trạm thiết bị chủ điều khiển VIAG-MCSxx: là thiết bị giỏm sỏt và điều hành cỏc trạm thiết bị đo (cỏc trạm phõn tỏn). Thiết bị này phải hỗ trợ cỏc giao diện truyền thụng khỏc nhau tựy theo kết nối được chọn với cỏc trạm thiết bị đo cũng như khả năng giao diện với cỏc hệ thống khỏc (hiện cú hoặc phỏt triển sau này như hệ thống thu phỏt thụng tin vụ tuyến thu thập cỏc giỏ trị đo từ cỏc vị trớ đo di động, truyền qua mạng điện thoại nội bộ sử dụng modem, ...)
Mỏy tớnh chủ giỏm sỏt điều hành PC-Server: Sử dụng mỏy tớnh (I)PC và bộ phần mềm SIMATIC WinCC Server (cấu hỡnh thấp hơn sử dụng bộ phần mềm SIMATIC Protool Pro) phục vụ giao diện HMI. Mỏy tớnh chủ cũng làm nhiệm vụ lưu trữ cỏc số liệu và cung cấp số liệu cho cỏc mỏy tớnh khỏc được quyền truy cập tới cỏc dữ liệu đú thụng qua cỏc dịch vụ được thiết lập. Cấu hỡnh cú khả năng phỏt triển hỗ trợ hoạt động dự phũng (trường hợp sử dụng WinCC). Cỏc mỏy tớnh trạm Operator: Trong cấu hỡnh chuẩn sử dụng thờm cỏc mỏy tớnh
trạm kết nối với mỏy tớnh chủ PC-Server qua đường mạng cụng nghiệp (RS485 hoặc cỏp quang). Số lượng cỏc mỏy trạm tựy thuộc vào yờu cầu và bài toỏn quản lý thực ở mỗi khu mỏ hầm lũ.
Cấu hỡnh của trạm chủđược thiết kế theo 2 dạng sau:
PC-based + Communication Module: Sử dụng mỏy tớnh (I)PC kết hợp với module truyền thụng mạng cụng nghiệp và phần mềm điều khiển thời gian thực (mềm) làm cơ sở để xõy dựng trạm thiết bị chủ điều hành. Cấu hỡnh này cú chi phớ thấp hơn và thớch hợp cho thử nghiệm hệ thống cũng như cho cỏc mỏ cấp thấp cần trang bị hệ thống ban đầu.
PLC-based: Sử dụng PLC làm cơ sởđể xõy dựng hệ thống (Hỡnh 13). Hệ thống cú khả năng làm việc liờn tục, đảm bảo tớnh ổn định tuy nhiờn chi phớ cao hơn. Cấu hỡnh này thớch hợp cho cỏc mỏ cấp cao yờu cầu hệ thống phải làm việc an toàn hoặc cần tớch hợp nhiều chức năng khỏc nhau trong cựng một hệ thống.
Đề tài KC.03.04: Hệ thống SCADA phục vụ an toàn trong khai thỏc hầm lũ
VIELINA – Tel. (04) 7.164 855 40
Hỡnh 12 : Sơđồ tổng thể hệ thống SCADA phục vụ an toàn trong khai thỏc hầm lũ
LAN Mạng mỏy tớnh nội bộ (LAN) Network Link/conv. Cỏc hệ thống khỏc KHU VỰC HẦM Lề Profibus (RS 485 / FO) Trạm thiết bị đo 1 08 kờnh đo/điểm đo: 1. CH4 2. T ... 8. Tốc độ giú . . . Điểm đo 1 08 thụng số Điểm đo 16 08 thụng số Trạm thiết bị đo k R Kiểu truyền khỏc Trạm thiết bị đo m Trạm thiết bịđo n Cấu hỡnh hệ thống: . Tổng số trạm thiết bị đo: max. 8/16 . Sốđiểm đo/trạm: max. 16 . Số lượng thụng số đo/trạm: max. 8 TT GIÁM SÁT, ĐIỀU HÀNH RS 485 / FO PC Server Operators (option) R Trạm thiết bị chủ VIAG-MCSxx Kết nối mạng Profibus (RS485/FO) Kiểu truyền khỏc
Đề tài KC.03.04: Hệ thống SCADA phục vụ an toàn trong khai thỏc hầm lũ
VIELINA – Tel. (04) 7.164 855 41
Hỡnh 13 : Cấu hỡnh trạm thiết bị chủ giản đơn
Cấu trỳc hệ thống trạm thiết bị phõn tỏn
Mụ hỡnh chung thiết bị phõn tỏn cú thể phõn thành hai khối chớnh sau:
Phần đo và điều khiển cục bộ: cú cấu hỡnh phần cứng tựy thuộc vào loại thiết bị đo và cỏc thụng sốđo cụ thể của thiết bị đo. Đối với thiết kế hệ thống, cấu hỡnh phần cứng này khụng quan trọng. Tuy nhiờn trạm thiết bị phõn tỏn được xõy dựng cần hỗ trợ một số kiểu nối ghộp với cỏc đầu đo như nối ghộp trực tiếp hoặc thụng qua mạng cấp đầu đo, cơ cấu chấp hành (vớ dụ như mạng AS-I). Module giao diện mạng: đõy là khối tựy chọn, phụ thuộc vào dạng kết nối mà
hệ thống sử dụng để nối mạng khối đo và điều khiển cục bộ của trạm thiết bị phõn tỏn với trạm chủđiều hành.
Đặc điểm chung của trạm thiết bị đo phõn tỏn:
Số lượng điểm đo trờn một trạm: max. 16 điểm đo (mỗi điểm đo được hiểu là gồm nhiều kờnh đo cỏc loại thụng số giống và/hoặc khỏc nhau tại cựng một vị trớ quy ước về mặt quản lý)
Số lượng kờnh đo trờn một điểm đo: max. 8 kờnh (mỗi kờnh đo được hiểu là chỉ đo được một thụng số)
Số lượng loại thụng số đo trờn 1 trạm DP-Slave: max. 8 loại thụng số (khi đú mỗi kờnh đo trờn cựng một điểm đo sẽđo 1 loại thụng số khỏc nhau) Giao diện HMI: tại chỗ và hỗ trợ thụng qua thiết bị cầm tay (jack cắm) Hỗ trợ giao diện mạng liờn kết cỏc đầu đo (tựy chọn)
Hỗ trợ cỏc dạng truyền thụng với trạm chủ tựy vào ứng dụng cụ thể (như mạng Profibus, mạng thoại, vụ tuyến)
Nguồn điện: 127V và ắc quy dự phũng
Thiết bịđảm bảo cỏc tiờu chẩn về an toàn thiết bị điện trong hầm lũ.
TT GIÁM SÁT, ĐIỀU HÀNH
RS 485 / FO
PC-Server configuration: . PC-based control (WinAC) . WinCC/Protool Pro HMI software . Profibus CP5613 (DP-Master) Operators (option) Kết nối mạng Profibus (RS485/FO) Kiểu truyền khỏc R (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đề tài KC.03.04: Hệ thống SCADA phục vụ an toàn trong khai thỏc hầm lũ
VIELINA – Tel. (04) 7.164 855 42
Hệ thống ghộp nối truyền thụng
Hệ thống ghộp nối truyền thụng tựy theo mục đớch và yờu cầu sử dụng trong mỗi phõn cấp, tuy nhiờn hệ thống được thiết kế hỗ trợ cỏc kiểu truyền thụng cú thể phõn thành cỏc nhúm theo mụ hỡnh phõn cấp như sau:
Truyền thụng trong phõn cấp quản lý: sử dụng mỏy tớnh chủ PC-Server giao diện với tầng quản lý chung (cấp mỏ/cụng ty) qua mạng nội bộ LAN. Mỏy tớnh PC-Server sẽ là đầu mối để cung cấp cỏc thụng tin hiện thời và cỏc dữ liệu liờn quan khỏc cho cỏc mỏy/người sử dụng cú quyền truy cập được cấp.
Truyền thụng trong trung tõm giỏm sỏt, điều hành: truyền thụng ở đõy được hiểu là phục vụ cho phần mềm giỏm sỏt, điều hành, quản lý chung trờn PC- Server đối với cỏc hệ thống bờn dưới bao gồm thiết bị trạm chủ VIAG-MCSxx, cỏc mỏy tớnh trạm và cỏc hệ thống khỏc (hiện cú hoặc mở rụng sau này). Do tớnh chất làm việc với nhiều hệ thống thiết bị (đo lường, điều khiển) cú nguồn gốc khỏc nhau nờn cần thiết sử dụng một số chuẩn húa mạng thụng dụng để kết nối như:
Mạng Profibus: sử dụng (kết hợp) cỏc dạng mụi trường truyền cỏp điện (RS485) và cỏp quang (glass/plastic FO)
Mạng Ethernet cụng nghiệp: sử dụng cỏp đồng trục hoặc cỏp quang
Truyền thụng giữa trạm thiết bị chủ VIAG-MCSxx với cỏc trạm thiết bị đo: Yờu cầu truyền thụng trong phõn cấp này phải đảm bảo ổn định, liờn tục nhằm phỏt hiện trực tuyến những sự cố cú thể xảy ra ở mức thiết bị cũng như khả năng ứng dụng khỏc nhau tựy theo điều kiện thực tế tại mỗi mỏ hầm lũ. Do đú cỏc phương phỏp truyền thụng cần đa dạng và phự hợp với mụi trường lắp đặt dưới hầm lũ. Cỏc phương phỏp truyền thụng được hệ thống hỗ trợ gồm:
Mạng Profibus-DP: sử dụng mụi trường truyền cỏp quang (glass FO) và cỏp điện (RS485). Phần dõy cỏp mạng đi trong hầm lũ cần được bảo vệ trong ống thộp chống chỏy nổ và cú thể treo chạy song song cựng với cỏc loại cỏp điện khỏc trong hầm lũ.
Truyền thụng qua mạng điện thoại (nội bộ) dưới hầm lũ: sử dụng đường truyền RS232 nối với modem (cụng nghiệp) cho phộp lợi dụng đường dõy điện thoại nội bộđể kết nối trạm thiết bị đo với thiết bị chủ (đối với cỏc mỏ cú trang bị mạng thoại nội bộ).
Truyền khụng dõy: sử dụng loại modem khụng dõy cú thiết kế đặc biệt, chuyờn dụng phục vụ cho truyền thụng trong cỏc hầm lũ.
Truyền thụng qua mạng Profibus-DP sử dụng phương phỏp chuyển đổi giao thức tại chỗ: tại cỏc trạm thiết bị đo cú thể sử dụng đường truyền RS232 qua bộ chuyển đổi giao thức Profibus-DP/RS232 để kết nối tới trạm chủ. Ghi chỳ: Việc kết nối giữa trạm thiết bịđo vào mạng phải thụng qua cỏc bộ kết nối mạng tựy theo phương phỏp truyền thụng được chọn cũng như cú thể kết hợp cỏc phương phỏp truyền thụng trờn trong cựng một hệ thống.
Đề tài KC.03.04: Hệ thống SCADA phục vụ an toàn trong khai thỏc hầm lũ
VIELINA – Tel. (04) 7.164 855 43