II. Xõy dựng hệ điều khiển giỏm sỏt cho cụng đoạn trộn bột 1 Cỏc yờu cầu về kinh tế, kỹ thuật và thiết bị.
2. Tớch hợp hệ thống cho cụng đoạn trộn bột cho nhà mỏy xeo
Tớch hợp hệ thống là một cụng việc hết sức quan trọng cho quỏ trỡnh xõy dựng hệ thống, để cú cỏi nhỡn khỏi quỏt về cụng việc này ta cú thể diễn giải vắn tắt cỏc cụng việc cần thực hiện như hỡnh dưới:
Hỡnh 2.3.Tổng quan về tớch hợp hệ thống
2.1. Giải phỏp tự động hoỏ
Đối với toàn nhà mỏy thỡ số điểm vào ra cú khoảng hơn 700 điểm nờn việc lựa chọn hệ điều khiển cho nhà mỏy phải dựa trờn quy mụ vừa và lớn của nhà mỏy. Để thực hiện phương ỏn giỏm sỏt, điều khiển cho nhà mỏy người ta cú ba phương phỏp: Hệ điều khiển dựa trờn PLC hay hệ SCADA, Hệ điều khiển DCS và hệ lai DCS/PLC. Ta sẽ tỡm hiểu ưu, nhược điểm của 3 loại này rồi từ đú đưa ra kết luận là dụng loại nào
• Hệ điều khiển dựa trờn PLC hay SCADA: Hệ này cú một mỏy tớnh trung tõm, cỏc PLC ghộp nối với nhau. Mỏy tớnh trung tõm cú nhiệm vụ hiển thị kết quả đo và vận hành hệ thống, cũn PLC điều khiển cỏc quỏ trỡnh theo yờu cầu. Do đú hệ thống này cú tớnh chất tập trung cao.
- Ưu điểm của hệ thống này là cú thể vận hành hệ thống từ mỏy tớnh trung tõm, cú giỏ thành rẻ và rất thớch hợp với cỏc hệ thống vừa và nhỏ.
- Nhược điểm: Khụng quản lý được cỏc hệ thống lớn, khả năng dự phũng kộm, tớnh năng mở hạn chế và tớnh ổn định của hệ thống khụng cao do đú cũng hạn chế trong vấn đề điều khiển thời gian thực.
• Hệ điều khiển DCS: Hệ DCS là hệ điều khiển phõn tỏn, nú cho phộp điều khiển chớnh xỏc từng điểm trờn dõy truyền cụng nghệ từ trạm vận hành trung tõm. Hệ thống này bao gồm cỏc trạm điều khiển trung tõm ( giao diện người mỏy), cỏc trạm điều khiển hiện trường ( gồm cỏc bộ CPU, cỏc module vào ra và cỏc module thụng tin) và cỏc thiết bị hiện trường
- Ưu điểm của loại này là cú giao diện tiện lợi cho phộp quan sỏt, điều khiển và hiển thị thụng tin một cỏch dễ dàng; Chức năng dự phũng linh hoạt (dự phũng CPU, nguồn cấp và bus điều khiển); Khả năng đỏp ứng nhanh; cú tớnh ổn định cao và rất thớch hợp với cỏc hệ thống vừa và lớn
Lựa chọn hệ điều khiển Lựa chọn cấu hình phần cứng hình phần mềmLựa chọn cấu Lựa chọn thiết bị Kết nối phần cứng Thuật toán Ch ơng trình
- Nhược điểm của hệ thống: Đối với những hệ thống nhỏ, hệ DCS tỏ ra khụng thớch hợp do giỏ thành cao
• Hệ lai DCS/PLC: Cho phộp điều khiển cả hệ thống nhà mỏy. Hệ thống này bao gồm cỏc mỏy tớnh trung tõm, cỏc module phõn tỏn, cỏc PLC ghộp nối với nhau và ghộp nối với module phõn tỏn trờn. Cỏc thiết bị hiện trường gồm cú cỏc sensor, cỏc thiết bị đo thụng minh, cỏc bộ biến truyền…thiết bị nào cú ghộp nối RS485/RS422 thỡ sẽ được ghộp nối với PLC. Hệ thống mạng truyền tin của hệ cú tốc độ tưong đối cao và được hỗ trợ một số chuẩn
- Ưu điểm: Hệ thớch hợp với hệ thống cú nhiều thiết bị truyền thụng, khả năng quản lý rộng lớn
- Nhược điểm: Hệ thống phức tạp, giỏ thành cao, khả năng đỏp ứng thời gian thực chậm do phải qua nhiều cụng đoạn trung gian và độ tin cậy chưa cao do PLC chưa cú tớnh dự phũng ( chỉ cú dự phũng CPU và cỏc module)
Kết luận:
Do đặc thự của nhà mỏy và những tớnh năng ưu việt của hệ DCS so với hai hệ kia nh: Tớnh ổn định cao, khả năng đỏp ứng nhanh, tớnh năng thời gian thực được đảm bảo…nờn hệ DCS là thớch hợp nhất cho nhà mỏy
Qua những đặc điểm nổi trội của CENTUM CS3000 đó nờn ở trờn cựng với cỏc lý do sau đõy mà nú được sử dụng trong nhà mỏy:
+ Chức năng vận hành đơn giản, giao diện thõn thiện đối với cụng nhõn vận hành, cụng cụ lập trỡnh đơn giản dễ sử dụng.
+ Hệ thống với cấu trỳc mở nờn ta cú thể dễ dàng mở rộng khả năng quản lý và kết nối với cỏc hệ thống khỏc đồng thời tận dụng được cỏc đầu vào ra cũ cho hệ thống điều khiển mới (Hiện nay, nhà mỏy mới chỉ sử dụng cú 4 node cho cỏc I/O so với khả năng quản lý 10 node cho một FCU nờn vẫn gõy lóng phớ)
+ Cú chế độ bảo hành, bảo dưỡng và chăm súc khỏch hàng tốt
+ Đó cú một số hệ DCS của hóng YOKOGAWA đó được thực hiện tốt ở nước ta nh: Nhà mỏy nhiệt điện phả lại dựng CENTUM CS3000, Cụng ty hoỏ chất Lõm Thao sử dụng hệ CENTUM CS1000….
+ Thiết bị của hóng phự hợp với cỏc tiờu chuẩn và điều kiện mụi trường ở nước ta.
2.2 Xõy dựng cấu hỡnh phần cứng cho hệ thống2.2.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng 2.2.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng
Cấu trỳc phần cứng của hệ thống tương ứng với mụ hỡnh phõn cấp của hệ thống DCS bao gồm: Trạm vận hành trung tõm HIS, trạm điều khiển FCS và cỏc bus hệ thống. Ta sẽ lựa chọn cỏc thiết bị phần cứng lần lượt cho cỏc trạm trờn: