- Xuất LPG từ bồn ra xe bồn được thực hiện bằn g2 phương pháp xuất:
CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT KHO CHỨA LPG
4.2.1 Các thành phần của hệ thống
1 Trạm vận hành
* Một máy tính đặt tại trung tâm điều khiển được cài đặt hai gói phần mềm đó là phầm mềm lập trình (Step7) và phần mềm giám sát ( WinCC). Bên trong máy tính được gắn thêm Card CP1616 để kết nối máy tính vào mạng Ethernet..
* Gói phầm mềm giám sát WinCC6.0
Simatic WinCC cung cấp các chức năng SCADA hoàn chỉnh chạy trong môi trường Window 2000/XP cho tất cả các ngành công nghiệp- Từ các hệ thống đơn giản một người sử dụng cho đến các hệ thống phân tán nhiều người sử dụng cú cỏc trạm chủ dự phòng và giải pháp sử dụng cho toàn bộ nhà máy sử dụng Webclient. WinCC là nơi trao đổi thông tin toàn nhà máy, tích hợp theo chiều dọc.
Các chức năng WinCC:
- Hiển thị giao diện người sử dụng theo tiêu chuẩn Windows : Bao gồm các đối tượng đồ họa có thể lập trình và các đối tượng riêng cho từng dự án, cú cỏc hộp thoại vào ra bằng chữ và số, hiển thị đồ họa và văn bản cũng như các đồ thị dạng vộctơ, cỏc hình ảnh động từ thư viện biểu tượng HMI, đồ thị cột, đồ thị có xu hướng phóng to thu nhỏ, các đối tượng riêng của dự án được lấy ra từ các đối
- Cảnh báo và thông báo: Các thông báo bit và các thông báo tương tự cũng như các quá trình phát tín hiệu cảnh báo theo sự kiện với SIMATIC S7, đáp ứng các trả lời và hiển thị thông báo sự kiện.
- Thông báo và lưu trữ các tham số điều khiển: Lưu trữ trong các file CSV hay cơ sở dữ liệu ODBC, đánh giá các tham số điều khiển trực tuyến thông qua đồ thị xu hướng, đánh giá các thông báo được lưu trữ nhờ sử dụng các công cụ của Microsoft chuẩn.
- Mở rộng hệ thống linh hoạt nhờ sử dụng Visual Basic Scrip: Hỗ trợ nhiều ngôn ngữ trực tuyến, có thể sửa đổi ngôn ngữ trong vận hành. Bảo vệ truy cập hướng đối tượng theo yêu cầu và khu vực qui định, kết nối onboard tới nhiều loại PLC khác nhau, truyền thông mở giữa các hệ thống HMI và các hệ thống cao cấp hơn.
- Công nghệ Web tiên tiến cho phỏp cỏc trạm khác truy cập tới hệ thống từ xa qua mạng internet và intranet. Webserver trờn cỏc trạm khác là nơi tập chung dữ liệu để tăng độ an toàn.
* Gói phần mềm lập trình Step7
Phần mềm step7 là công cụ chuẩn cho các hệ thống tự động hóa Simatic S7, Simatic C7, Simatic Win AC. Nó cho phép người sử dụng khai thác các tính năng của các hệ thống này dễ dàng và thuận tiện. Có chức năng thân thiện với người sử dụng: lập cấu hình và tham số hóa phần cứng, Xác định truyền thông, lập trình, kiểm tra và khởi động bảo dưỡng, lưu trữ, các chức năng vận hành và chuẩn đoán lỗi.
Step7 hỗ trợ tất cả các ngôn ngữ IEC, ngoài ra cũn cú cỏc ngôn ngữ khác LAD, STL, FBD. Phần mềm có chức năng mô phỏng ngoại tuyến các chương trình được tạo bởi ngôn ngữ này. Phần mềm step7 có đầy đủ các chức năng của các phần mềm riêng lẻ STEP7, S7-GRAPH, S7- SCL, S7- PLCSIM.
Bộ điều khiển PLC S7-300 đóng vai trò là bộ điều khiển trung tâm vừa thực hiện chức năng vận hành đóng cắt khi có sự cố, ngoài ra nú cũn thực hiện chức năng truyền thông đưa các tín hiệu thiết bị trường về các trạm vận hành để thực hiện quá trình giám sát. Cấu trúc bộ điều khiển PLC gồm có:
- CPU 315-2 PN/DP
Hình 4.1: CPU 315-2PN/DP
Có bộ nhớ chương trình từ trung bình đến lớn và có giao diện Profibus có thể kết nối vào mạng profibus. Cụ thể là để kết nối mạng profibus với các thiết bị trường. Bên cạnh đú, nú có thể nối Simatic S7-300 tới mạng Ethernet công nghiệp với các chức năng như profinet tốc đô lên tới 10/100 Mbit/s
Được sử dụng cho các hệ thống có số lượng đầu vào ra lớn, số kênh số tối đa là 1024, số kênh tương tự tối đa là 512.
Được sử dụng cho hệ thống với cấu trúc vào ra phân tán, số trạm DP slave cho mỗi CPU là 64 và số dữ liệu cho DP slave là 244 byte. Truyền thông cho profinet là 64 trạm
Hình 4.2: Module đầu vào tương tự
Đây là module mở rộng gắn cùng với CPU, nó lấy tín hiệu số đầu vào đưa vào trong CPU để sử lý. Module SM321 sử dụng với số lượng đầu vào là 32.
Hình 4.3: Module đầu ra số
Đây cũng là module mở rộng gắn cùng với CPU, đưa tín hiệu đầu ra điều khiển các cơ cấu chấp hành. Số lượng đầu ra là 32.
- Bộ Switch chuyển mạch kết nối PLC với PC
Sử dụng bộ Scalance X005 của siemens để kết nối mạng Ethernet.
Hình 4.4: Switch chuyển mạch
X005 là bộ chuyển mạch rất phù hợp và đem lại hiệu quả cao đối với những mạng Ethernet có qui mô nhỏ, đơn giản theo cấu trúc hình sao và bus.
X005 có 5 khe cắm RJ45, mỗi khe cắm tương ứng thực hiện kết nối với 1 thiết bị. Các cổng truyền thông được cấu hình theo phưong thức truyền bán song công 10Mbps hoặc 100 Mbps.
X005 không được sử dụng để thiết lập mạng theo cấu trúc mạch vũng. Nú cũng không hỗ trợ chế độ dự phòng. Chính vì vậy nó rất đơn giản, chi phí thấp.
X005 có cơ chế báo trạng thái hoạt động, chuẩn đoán hiện trạng làm việc nhờ đèn LED báo hiệu.
3 Các thiết bị đo hiện trường
Hãng Saab Rosemount nổi tiếng về thiết bị đo hoạt động trong lĩnh vực dầu khí. Các thiết bị đo có độ tin cậy và an toàn cao. Trên cơ sở các yêu cầu về bài toán công nghệ và các thiết bị phải đảm bảo tiêu chuẩn rất cao về phòng chống cháy nổ các thiết bị trường đã được chọn như sau:
Hình 4.5: Thiết bị đo mức bằng Radar
Thiết bị đo mức Radar Rex 3960 đo theo nguyên lý FMCW ( Frequency modulated continuous wave). Phương pháp này sử nguyên tắc sự trờnh lệnh thay đổi tần số phát sóng và tần số sóng phản xạ để xác định được mức LPG lỏng ở trong bể chứa. Phương pháp này đảm bảo sự tin cậy và độ chính xác cao.
Mỗi radar đều có gắn bộ transmitter, transmitter được cấu trúc kiểu nhiều card chức năng. Các loại card này gồm nhiều loại và có thể thay đổi tùy theo yêu cầu của người sử dụng. Ta có cấu trúc của bộ transmitter radar
Hình 4.6: Cấu trúc bộ transmitter radar
Thiết bị sử dụng đầu đo mức 3960 được thiết kế riêng cho các ứng dụng đo LPG/ LNG sử dụng ống dẫn hướng 4”. Nó bao gồm bộ phận phát sóng làm nhiệm
vụ đo mức nhiên liệu trong bể đồng thời nó thực hiện chức năng kết nối trung tâm với các thiết bị khác. Tất cả các vỏ bọc điện tử được đặt trong vỏ phòng nổ.
Đầu đo bao gồm các đầu vào cho cảm biến nhiệt độ, các đầu vào tương tự cho các cảm biến áp suất, các tiếp điểm dạng rơle. Ngoài ra phải chọn thêm loại Card truyền thông có tích hợp giao diện profibus-DP để kết nối các radar với nhau theo mạng profibus và truyền về PLC. Nhờ có cảm biến áp suất gắn vào đầu đo, Radar Rex không những xác định được mức LPG trong bồn chứa mà có thể xác định được áp suất hơi trong bể. Thiết bị đo thông minh này còn có thể tính toán bự ỏp giảm sai số do lớp trung gian giữa 2 lớp lỏng và khí gây ra đem lại độ chính xác cao. Đầu vào Radar được kết nối với sensor đo nhiệt độ và bộ hiển thị tại chỗ RDU.