CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ
5.1 Giới thiệu phần cứng của DCS nhiệt điện Uông Bí
AC 800M có thể được hiểu như một cấu trúc phần cứng mà ở đó các đơn vị phần cứng (hardware units) riêng lẻ được nối với nhau phụ thuộc vào cấu trúc của các unit và hệ điều hành được chọn có thể lập trình để thực hiện nhiều chức năng khác nhau. Một khi cấu trúc phần cứng được xác định thì nó trở thành một AC 800M Controller.
- Các Processor unit (PM851/PM856/PM860/PM861/PM864/PM865).
- Bộxửlýchínhxáccao(HighIntegrityProcessorunit)(PM865/SM801).
- Các giao tiếp truyền thông cho các phương thức khác nhau (CI851/CI852/CI853/CI854/CI854A/CI855/CI856/CI857/CI858/CI80)
- Đơn vị kết nối CEX-Bus (BC810).
- Các đơn vị cung cấp các mức năng lượng khác nhau.
(SD821/SD822/SD823/SS822/SS823).
- Nguồn dự phòng (SB821).
Một khi có thêm phần mềm điều khiển (Control Software) thì AC 800M Controller sẽ hoạt động hoặc như một bộ chu trình điều khiển đứng một mình, hoặc như một Controller thực hiện những nhiệm vụ điều khiển tại một mạng điều hành bao gồm
Báo Cáo Thực Tập Sản Xuất Bộ Môn Tự Động Hóa
hệ thống vào/ra có thể được nối với AC 800M Controller, trực tiếp với (S800I/O) hoặc qua PROFIBUS DP hoặc bus trường FOUNDATION Fieldbus. AC 800M Controller thì được cấp phát không có Control Software. Để tạo ra Controller và Control Software thì trước hết cần thiết phải tải phần sụn (Filmware) và tạo ra những ứng dụng đặc biệt làm công cụ thiết kế Control Builder M. AC 800M Controller là sự tổ hợp nhiều phần tử (unit) được gắn trên các thanh ray nằm ngang (DIN-rail).
Bộ điều khiển AC 800M được thiết kế để tạo ra những ứng dụng mang lại hiệu quả cao, bảo dưỡng thuận lợi cho những giải pháp ứng dụng từ các bộ điều khiển khả trình (PLC) cỡ nhỏ đến những ứng dụng để điều khiển phân tán DCS (Distributed Control System), tổ hợp các điều khiển phân tán DCS và những ứng dụng điều khiển các hệ thống có tính toàn vẹn cao (High Integrity
Hình 5.1 Ví dụ về một AC 800M Controller và một đơn vị S800 I/O
Báo Cáo Thực Tập Sản Xuất Bộ Môn Tự Động Hóa
Hình 5.2 Cấu tạo bên ngoài của một đơn vị bộ xử lý (PM861) Hệ thống DCS được phân thành 4 cấp:
- Cấp quản lý, giám sát - Cấp giao diện vận hành - Cấp điều khiển
- Cấp chấp hành
Cấp quản lý giám sát:
Giám sát toàn bộ quá trình hoạt động của nhà máy, gồm:
- SUPERVISORS PC : Giám sát chung.
- HISTORIAN : Là các máy tính có dung lượng lớn dùng để lưu trữ các thông tin vận hành của nhà máy, sử dụng phần mềm quản lý dữ liệu PI (Plant Information).
Các HISTORIAN lấy thông tin từ các FCS thông qua các OPC SERVER, từ bộ ghi tuần tự SOE.
- OPC SERVER là các máy tính quản lý truyền dữ liệu qua các giao thức mạng khác nhau, từ FCS qua VNET đến OPC SERVER rồi qua mạng ETHERNET và đưa đến HISTORIAN. ở mỗi phần có 2 máy OPC SERVER , một cho thu nhập tín hiệu tương tự , một cho tín hiệu số.
Báo Cáo Thực Tập Sản Xuất Bộ Môn Tự Động Hóa
- EWS (Engineering WorkStation): Trạm thực hiện các công việc kỹ thuật như : + Phân quyền cho các trạm giao diện.
+ Lập và sửa đổi chương trình cho các trạm điều khiển khu vực.
+ Backup/Restore
Cấp giao diện vận hành (HIS):
- Gồm 10 trạm giao diện HIS kiểu màn hình kép cho khối 1 và khối 2 mỗi khối 5 trạm - Phần chung có 2 trạm giao diện.
Giao diện HIS thực chất là các máy tính với bàn phím được thiết kế riêng cho việc điều khiển nhà máy. Các máy tính này chạy trên hệ điều hành WindowsNT trên đó có cài đặt phần mềm điều khiển CENTUM CS3000. Trên màn hình vận hành sẽ cung cấp tất cả các sơ đồ công nghệ, thông số vận hành, cửa sổ điều khiển, các điểm đặt, đồ thị, báo động...
Cấp điều khiển:
Thực hiện điều khiển các quá trình của nhà máy, mỗi khối có 12 trạm điều khiển LFCS và 2 trạm PFCS.
Phần chung có 3 trạm điều khiển kiểu LFCS và 6 trạm PFCS.
Việc xử lý tính toán của hệ thống DCS được thực hiện thông qua các FCS. Trên FCS có các khối vi xử lý, khối thông tin liên lạc, khối nguồn và các khối vào/ra. Tín hiệu liên lạc giữa bộ vi xử lý và các khối vào/ra được thực hiện thông qua đường truyền dữ
liệu RIO BUS có tốc độ truyền tin là 1Mb/s.
Cấp chấp hành:
Bao gồm toàn bộ các thiết bị của hai khối và các hệ thống điều khiển khác như:
- Hệ thống điều khiển Mark V.
- Các trạm điều khiển PLC - Các trạm điều khiển tại chỗ - Các cơ cấu chấp hành khác.
Hệ thống DCS gồm có 2 mạng : - Mạng Ethernet
- Mạng Vnet Mạng Ethernet :
Báo Cáo Thực Tập Sản Xuất Bộ Môn Tự Động Hóa
Hệ thống mạng Ethernet dùng để kết nối thông tin giữa các thiết bị của cấp giám sát và cấp giao diện vận hành sử dụng giao thức truyền tin TCP/IP. Các hệ thống điều khiển PLC cũng được nối với hệ thống DCS thông qua mạng Ether net sử dụng cáp đồng trục hoặc cáp quang.
Mạng Vnet :
Mạng Vnet sử dụng để kết nối giữa các trạm điều khiển FCS với nhau và giữa các FCS với các giao diện HIS. Mạng này sử dụng giao thức truyền tin Token passing với thời gian truyền tin là 100m/s và tốc độ truyền tin là 10Mb/s.
Các phần tử của hệ thống :
- SOE (Sequence of Event): Là hệ thống thu thập số liệu trình tự của các sự kiện, sau đó được gửi về hệ thống PI cứ 1 ms quét một lần. Mỗi khối có 1 bộ ghi tuần tự.
- YNT511D-V là các bộ khuyếch đại tín hiệu dùng cáp quang, được sử dụng để truyền thông tin đi xa. Việc sử dụng bộ lặp này có thể truyền thông tin qua cáp quang với khoảng cách lớn. Với bộ YNT511D-V thì khoảng cách lớn nhất có thể truyền là 4Km.
- Dual RS422/485 Modbus là hệ thống liên lạc nối tiếp dự phòng kép thông qua cổng RS422/485 giữa hệ thống DCS với các hệ thống điều khiển phụ trợ khác như Mark V, PLC.
- HUB hoặc System HUB ghép nối mạng Ethernet theo kiểu hình sao.
Hệ thống điều khiển DCS được trang bị với độ tin cậy cao bởi hệ thống dự phòng kép cho tất cả các bộ phận xử lý, thông tin liên lạc, nguồn cung cấp.
- Master Clock là đồng hồ thời gian chuẩn lấy tín hiệu từ vệ tinh để đặt thời gian chuẩn cho hệ thống điều khiển.
Tại phòng điều khiển trung tâm người vận hành có thể lựa chọn chế độ điều khiển AUT hoặc MAN. Với bất kỳ chế độ điều khiển nào thì mọi thông số và tình trạng hiện thời của thiết bị đều có thể truy cập từ cả 2 nơi: Giao diện vận hành HIS tại phòng điều khiển trung tâm và giao diện vận hành tại chỗ.