- giao diện điều khiển Thu thập, xử lý và l − u
G Từ đó ta đ− ợc biểu thức đặc tr − ng của các mômen lực tác động là:
2.2.3. Cấu hình phần cứng trạm điều khiển từ xa
Nh− phần tính toán thiết kế cho trạm điều khiển từ xa đã nêu trong mục 2.1.6, phần này chúng ta sẽ tính toán lựa chọn các thiết bị cho tích hợp phần cứng trạm điều khiển từ xa với 03 cửa xả, t−ơng ứng là 03 trạm điều khiển tại chỗ.
- Tr−ớc hết phần thiết bị động lực đảm bảo cung cấp nguồn điều khiển cho trạm điều khiển từ xa chỉ là phần nguồn điều khiển, không có các thiết bị tiêu thụ nguồn cho các thiết bị quá trình công nghệ, khi áp dụng các phần tính chọn đã nêu trong các mục 2.1.4 và 2.2.1 chúng ta chọn áptômát cấp nguồn loại MCCB-380V-50A là đủ cho hệ thống điều khiển này.
Stt Tên môđun Số l−ợng P tiêu thụ Tổng P
01 CPU 01 20 20
02 Counter - - -
03 Digital input (8 DI) 05 2 10
04 Digital output (8 DO) 03 2 6
05 Profibus Module 01 2,5 2,5
06 Analog input (4AI/1AO) 01 2 2
07 M7E 01 3,36 3,36
08 Encorder 02 1,2 2,4
09 Lamp 30 1 30
Tổng công suất tiêu thụ nguồn DC-24 V là (W): 76,26 Dòng điện yêu cầu của bộ nguồn DC là (A): 3,2 Bảng 2.8: Tính công suất tiêu thụ nguồn DC trạm tại chỗ (W)
- Các thiết bị của khối vận hành và hiển thị chúng ta cũng chọn nh− trong phần lựa chọn thiết bị cho trạm điều khiển tại chỗ.
- Để lựa chọn thiết bị điều khiển lập trình PLC, chúng ta phải lập bảng tính trên cơ sở các số liệu của trạm tại chỗ (B 2.7) nh− sau:
- Chúng ta lập bảng tính các thông số kỹ thuật yêu cầu của thiết bị PLC trạm điều khiển từ xa theo B 2.2 và B 2.3, sẽ đ−ợc B 2.10. Thiết bị PLC đáp ứng đ−ợc những yêu cầu này có rất nhiều, tuy nhiên lý do lựa chọn PLC của hãng Siemens đã đ−ợc nêu rõ trong mục 2.2.2, nên tại đây chúng ta sẽ chọn PLC là loại CPU 315- 2DP. PLC này thuận tiện cho truyền thông Profibus từ trạm điều khiển từ xa đóng vai trò một trạm chủ (master) với các trạm điều khiển tại chỗ đóng vai trò là các trạm tớ (slave).
Stt Tên thiết bị Kiểu ĐK Input Output Counter Timer
01 Trạm ĐK tại chỗ số 1. - 72 40 16 19
02 Trạm ĐK tại chỗ số 2. - 72 40 16 19
03 Trạm ĐK tại chỗ số 3. - 72 40 16 19
04 Điều khiển ATS - 7 4 2 2
05 ĐK còi báo động Trực tiếp 3 2 1 1
06 Hệ thống đo mức n−ớc Analog 3 4 4 4
07 Các cảnh báo khác, dự phòng
30 30 20 20
Tổng số: 259 160 75 84
Bảng 2.9: Tính chọn thiết bị PLC trạm điều khiển từ xa
Bảng 2.10:Yêu cầu bộ nhớ ch−ơng trình và thời gian đáp ứng của PLC tại trạm điều khiển từ xa.
Thời gian:
Thời gian quét đầu vào 10,000.0 (μs) Thời gian quét đầu ra 10,000.0 (μs) Thời gian ch−ơng trình 11,940.0 (μs) Thời gian truyền thông 48,000.0 (μs) Thời gian khác 10,000.0 (μs) Tổng: 89,940.0 (μs) Bộ nhớ: Bộ nhớ tổng 1105 words Khác 200 words Tổng cộng: 1305 words
- Nh− bảng tính toán B 2.10 thì tổng thời gian trễ tác động cho điều khiển toàn hệ thống, tính cả trễ truyền thông, xử lý ... là 90 ms. Khoảng trễ này là chấp nhận đ−ợc trong hệ thống điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công. Bộ nhớ ch−ơng trình và bộ nhớ dữ liệu yêu cầu cho hệ thống khoảng 3 Kbytes. CPU 315 sử dụng thẻ nhớ ch−ơng trình, dữ liệu và có nhiều loại dung l−ợng khác nhau. Đối với hệ thống này, chúng ta chọn thẻ nhớ 128 Kbytes là có thể đáp ứng mọi nhu cầu l−u trữ, lập trình điều khiển ... cho toàn hệ thống.
- Việc tính công suất tiêu thụ nguồn một chiều, cũng đ−ợc tính nh− ở mục 2.1.5 và 2.2.2. Chúng ta lập bảng tính công suất tiêu thụ nguồn DC cho trạm điều khiển từ xa nh− B 2.11. Căn cứ vào các thông số yêu cầu từ bảng tính, ta chọn bộ nguồn một chiều loại 24 V-10 A là đủ yêu cầu.
- Những nguồn điều khiển sử dụng nguồn liên tục UPS gồm có hệ thống PLC, công suất 216,48 W; nguồn cấp cho thiết bị hiển thị và đo mức n−ớc hồ là 2x50 W;
Bảng 2.11:Tính công suất tiêu thụ nguồn DC trạm từ xa (w)
Stt Tên môđun Số l−ợng P tiêu thụ Tổng P
01 CPU 01 08 8
02 Counter-8Input channel 01 5 5
03 Digital input (32 DI) 09 6,5 58,5
04 Digital output (32 DO) 05 5 25
05 Digital output (16 DO) 01 5 5
06 Analog input (8AI) 01 1,3 1,3
06 Analog output (4AO) 02 3 6
06 IM modules 02 2 4
07 M7E 03 3,36 10,08
08 Encorder 03 1,2 3,6
09 Lamp 90 1 90
Tổng công suất tiêu thụ nguồn DC-24 V là (W): 216,48 Dòng điện yêu cầu của bộ nguồn DC là (A): 9,2
nguồn cấp cho máy tính điều khiển, máy in và màn hình giao diện khoảng 250 W. Vậy tổng công suất của bộ nguồn liên tục cho trạm điều khiển từ xa là:
216,48 W + 2x50 W + 250 W = 566,48 W
Để duy trì hệ thống trong 24 giờ thì bộ nguồn UPS đòi hỏi phải có công suất l−u điện là: 566,48 W x 24 h = 13.595,52 Wh
Nh− vậy chúng ta phải chọn bộ nguồn liên tục UPS có dung l−ợng là 15kwh cho hệ thống trạm điều khiển từ xa.
- Việc chọn máy tính cho hệ thống điều khiển và thu thập xử lý số liệu phụ thuộc nhiều vào yêu cầu của phần mềm cơ sở. Để đảm bảo vận hành ổn định, tin cậy của hệ thống điều khiển trong công nghiệp thì ngoài việc đảm bảo cấu hình đáp ứng yêu cầu nó còn phải có độ bền và ổn định làm việc cao, nên máy tính công nghiệp sẽ luôn đ−ợc lựa chọn. Nh− đã lựa chọn thiết bị PLC tại các mục trên là của hãng Siemens, để hệ thống làm việc t−ơng thích và thuận lợi cho việc mua sắm thiết bị, ta cũng chọn máy tính điều khiển do hãng Siemens sản xuất và cấu hình máy có mã hiệu: 6AG4011-2CA11-2KX0, sẽ đáp ứng đ−ợc các yêu cầu đặt ra với phần mềm cơ sở cho lập trình điều khiển giám sát hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công. Cấu hình của máy này đ−ợc mô tả: SIMATIC RACK PC IL 43; INTERFACES: 1X GBIT; LAN (RJ45); 1X SERIAL (COM1); PENTIUM 4 551-(3.4 GHZ, 800 MHZ FSB, 1024 GB SLC, HAT, EM64T) ; 120 GBYTE HDD SATA; INTERNAL 512 MBYTE DDR2 SDRAM .
- Thông th−ờng màn hình điều khiển hiện nay cho điều khiển và giám sát hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công là loại LCD-21 Inch, vừa tiết kiệm năng l−ợng, vừa rộng và thuận tiện cho ng−ời vận hành quan sát; nên để hoàn thiện việc lựa chọn thiết bị tại trạm điều khiển từ xa, chúng ta chọn màn hình vận hành cho hệ thống là loại màn hình công nghiệp LCD, 21 Inch.
2.3 Lựa chọn phần mềm cơ sở cho lập trình điều khiển và giám sát.