Chương 5: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UễNG BÍ
5.1 Giới thiệu phần cứng của DCS nhiệt điện Uụng Bớ
5.1.1.Giới thiệu chung về AC 800M
AC 800M cú thể được hiểu như một cấu trỳc phần cứng mà ở đú cỏc đơn vị phần cứng (hardware units) riờng lẻ được nối với nhau phụ thuộc vào cấu trỳc của cỏc unit và hệ điều hành được chọn cú thể lập trỡnh để thực hiện nhiều chức năng khỏc nhau. Một khi cấu trỳc phần cứng được xỏc định thỡ nú trở thành một AC 800M Controller.
- Cỏc Processor unit (PM851/PM856/PM860/PM861/PM864/PM865). - Bộxửlýchớnhxỏccao(HighIntegrityProcessorunit)(PM865/SM801).
- Cỏc giao tiếp truyền thụng cho cỏc phương thức khỏc nhau (CI851/CI852/CI853/CI854/CI854A/CI855/CI856/CI857/CI858/CI80)
- Đơn vị kết nối CEX-Bus (BC810).
- Cỏc đơn vị cung cấp cỏc mức năng lượng khỏc nhau. (SD821/SD822/SD823/SS822/SS823).
- Nguồn dự phũng (SB821).
Một khi cú thờm phần mềm điều khiển (Control Software) thỡ AC 800M Controller sẽ hoạt động hoặc như một bộ chu trỡnh điều khiển đứng một mỡnh, hoặc như một Controller thực hiện những nhiệm vụ điều khiển tại một mạng điều hành bao gồm nhiều Controller nối với nhau, cỏc trạm vận hành (Operator Station) và cỏc Server. Cỏc hệ
Bỏo Cỏo Thực Tập Sản Xuất Bộ Mụn Tự Động Húa
thống vào/ra cú thể được nối với AC 800M Controller, trực tiếp với (S800I/O) hoặc qua PROFIBUS DP hoặc bus trường FOUNDATION Fieldbus. AC 800M Controller thỡ được cấp phỏt khụng cú Control Software. Để tạo ra Controller và Control Software thỡ trước hết cần thiết phải tải phần sụn (Filmware) và tạo ra những ứng dụng đặc biệt làm cụng cụ thiết kế Control Builder M. AC 800M Controller là sự tổ hợp nhiều phần tử (unit) được gắn trờn cỏc 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 phỏp ứng dụng từ cỏc bộ điều khiển khả trỡnh (PLC) cỡ nhỏ đến những ứng dụng để điều khiển phõn tỏn DCS (Distributed Control System), tổ hợp cỏc điều khiển phõn tỏn DCS và những ứng dụng điều khiển cỏc hệ thống cú tớnh toàn vẹn cao (High Integrity
Bỏo Cỏo Thực Tập Sản Xuất Bộ Mụn Tự Động Húa
Hỡnh 5.2 Cấu tạo bờn ngoài của một đơn vị bộ xử lý (PM861)
Hệ thống DCS được phõn thành 4 cấp: - Cấp quản lý, giỏm sỏt - Cấp giao diện vận hành - Cấp điều khiển - Cấp chấp hành Cấp quản lý giỏm sỏt:
Giỏm sỏt toàn bộ quỏ trỡnh hoạt động của nhà mỏy, gồm: - SUPERVISORS PC : Giỏm sỏt chung.
- HISTORIAN : Là cỏc mỏy tớnh cú dung lượng lớn dựng để lưu trữ cỏc thụng tin vận hành của nhà mỏy, sử dụng phần mềm quản lý dữ liệu PI (Plant Information). Cỏc HISTORIAN lấy thụng tin từ cỏc FCS thụng qua cỏc OPC SERVER, từ bộ ghi tuần tự SOE.
- OPC SERVER là cỏc mỏy tớnh quản lý truyền dữ liệu qua cỏc giao thức mạng khỏc nhau, từ FCS qua VNET đến OPC SERVER rồi qua mạng ETHERNET và đưa đến HISTORIAN. ở mỗi phần cú 2 mỏy OPC SERVER , một cho thu nhập tớn hiệu tương tự , một cho tớn hiệu số.
Bỏo Cỏo Thực Tập Sản Xuất Bộ Mụn Tự Động Húa
- EWS (Engineering WorkStation): Trạm thực hiện cỏc cụng việc kỹ thuật như : + Phõn quyền cho cỏc trạm giao diện.
+ Lập và sửa đổi chương trỡnh cho cỏc trạm điều khiển khu vực. + Backup/Restore
Cấp giao diện vận hành (HIS):
- Gồm 10 trạm giao diện HIS kiểu màn hỡnh kộp cho khối 1 và khối 2 mỗi khối 5 trạm - Phần chung cú 2 trạm giao diện.
Giao diện HIS thực chất là cỏc mỏy tớnh với bàn phớm được thiết kế riờng cho việc điều khiển nhà mỏy. Cỏc mỏy tớnh này chạy trờn hệ điều hành WindowsNT trờn đú cú cài đặt phần mềm điều khiển CENTUM CS3000. Trờn màn hỡnh vận hành sẽ cung cấp tất cả cỏc sơ đồ cụng nghệ, thụng số vận hành, cửa sổ điều khiển, cỏc điểm đặt, đồ thị, bỏo động...
Cấp điều khiển:
Thực hiện điều khiển cỏc quỏ trỡnh của nhà mỏy, mỗi khối cú 12 trạm điều khiển LFCS và 2 trạm PFCS.
Phần chung cú 3 trạm điều khiển kiểu LFCS và 6 trạm PFCS.
Việc xử lý tớnh toỏn của hệ thống DCS được thực hiện thụng qua cỏc FCS. Trờn FCS cú cỏc khối vi xử lý, khối thụng tin liờn lạc, khối nguồn và cỏc khối vào/ra. Tớn hiệu liờn lạc giữa bộ vi xử lý và cỏc khối vào/ra được thực hiện thụng qua đường truyền dữ liệu RIO BUS cú tốc độ truyền tin là 1Mb/s.
Cấp chấp hành:
Bao gồm toàn bộ cỏc thiết bị của hai khối và cỏc hệ thống điều khiển khỏc như: - Hệ thống điều khiển Mark V.
- Cỏc trạm điều khiển PLC - Cỏc trạm điều khiển tại chỗ - Cỏc cơ cấu chấp hành khỏc.
Hệ thống DCS gồm cú 2 mạng :
- Mạng Ethernet - Mạng Vnet Mạng Ethernet :
Bỏo Cỏo Thực Tập Sản Xuất Bộ Mụn Tự Động Húa
Hệ thống mạng Ethernet dựng để kết nối thụng tin giữa cỏc thiết bị của cấp giỏm sỏt và cấp giao diện vận hành sử dụng giao thức truyền tin TCP/IP. Cỏc hệ thống điều khiển PLC cũng được nối với hệ thống DCS thụng qua mạng Ether net sử dụng cỏp đồng trục hoặc cỏp quang.
Mạng Vnet :
Mạng Vnet sử dụng để kết nối giữa cỏc trạm điều khiển FCS với nhau và giữa cỏc FCS với cỏc 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.
Cỏc phần tử của hệ thống :
- SOE (Sequence of Event): Là hệ thống thu thập số liệu trỡnh tự của cỏc sự kiện, sau đú được gửi về hệ thống PI cứ 1 ms quột một lần. Mỗi khối cú 1 bộ ghi tuần tự.
- YNT511D-V là cỏc bộ khuyếch đại tớn hiệu dựng cỏp quang, được sử dụng để truyền thụng tin đi xa. Việc sử dụng bộ lặp này cú thể truyền thụng tin qua cỏp quang với khoảng cỏch lớn. Với bộ YNT511D-V thỡ khoảng cỏch lớn nhất cú thể truyền là 4Km. - Dual RS422/485 Modbus là hệ thống liờn lạc nối tiếp dự phũng kộp thụng qua cổng RS422/485 giữa hệ thống DCS với cỏc hệ thống điều khiển phụ trợ khỏc như Mark V, PLC.
- HUB hoặc System HUB ghộp nối mạng Ethernet theo kiểu hỡnh sao.
Hệ thống điều khiển DCS được trang bị với độ tin cậy cao bởi hệ thống dự phũng kộp cho tất cả cỏc bộ phận xử lý, thụng tin liờn lạc, nguồn cung cấp.
- Master Clock là đồng hồ thời gian chuẩn lấy tớn hiệu từ vệ tinh để đặt thời gian chuẩn cho hệ thống điều khiển.
Tại phũng điều khiển trung tõm người vận hành cú thể lựa chọn chế độ điều khiển AUT hoặc MAN. Với bất kỳ chế độ điều khiển nào thỡ mọi thụng số và tỡnh trạng hiện thời của thiết bị đều cú thể truy cập từ cả 2 nơi: Giao diện vận hành HIS tại phũng điều khiển trung tõm và giao diện vận hành tại chỗ.