Mô hình vận hành TBA qua SCADA

PHỤ LỤC TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ MÔ HÌNH VẬN HÀNH TRẠM 110KV QUA HỆ SCADA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Võ Minh Thiện Ks Nguyễn Văn Hậu SINH VIÊN THỰC HIỆN 1 Hồ Chí Tính (MSSV 1800844) 2 Phạm Văn Rót (MSSV 1800439) Cần Thơ 2022 LỜI CAM ĐOAN Chúng tôi xin cam đoan đề tài “Mô hình vận hành trạm 110kV qua hệ SCADA” là một công trình nghiên cứu độc lập, không sao chép các đề tài khác Đề tài là một sản phẩm do nhóm đã nỗ lực ng.

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Ks Nguyễn Văn Hậu

SINH VIÊN THỰC HIỆN

1 Hồ Chí Tính (MSSV: 1800844)

2 Phạm Văn Rót (MSSV: 1800439)

Cần Thơ - 2022

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan đề tài “Mô hình vận hành trạm 110kV qua hệ SCADA”

là một công trình nghiên cứu độc lập, không sao chép các đề tài khác

Đề tài là một sản phẩm do nhóm đã nỗ lực nghiên cứu, trong bài có sự thamkhảo của một số tài liệu có nguồn gốc rõ ràng Đề tài được nghiên cứu đảm bảo theođúng mục tiêu đã được thuyết minh trước Hội đồng Khoa học nhà trường Nhómnghiên cứu cam đoan chịu hoàn toàn trách nhiệm về bản quyền

Sinh viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài sau khoảng thời gian quy định, chúng tôi xin gửi lời cảm

ơn sâu sắc đến Trường Đại học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ đã tạo điều kiệnthuận lợi cho chúng tôi có môi trường học tập, nghiên cứu tốt nhất trong suốt thờigian học tại trường

Trước tiên chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Võ Minh Thiện và

Ks Nguyễn Văn Hậu đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm thực

tế vô cùng quý và giúp đỡ chúng tôi hoàn thành đề tài này đúng thời hạn

Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Điện - Điện tử - Viễn thông, TrườngĐại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ, những người đã truyền đạt kiến thức nềntảng và đã ủng hộ chúng tôi suốt trong thời gian học tập vừa qua

Sau cùng chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và tất cả các bạnsinh viên lớp Điện - điện tử đã luôn động viên, giúp đỡ chúng tôi trong quá trìnhlàm bài báo cáo Đồng thời xin gửi lời cảm ơn đến các anh/chị đã giải đáp nhiệttình, tham gia trả lời câu hỏi khảo sát giúp chúng tôi hoàn thành tốt bài báo cáo này.Chúng tôi xin chân thành cảm ơn

Cần Thơ, Ngày tháng năm 2022

Sinh viên thực hiện

BẢNG CHỮ VIẾT TẮT

ST

T

TÊN VIẾT

4 CPU Central Processing Unit Đơn vị xử lí trung tâm

7 DCS Distributed Control System Hệ thống điều khiển phân phối

16 PLC Programmable logic controller Bộ điều khiển logic lập trình

19 SCADA Supervisory Control and Data Acquisition Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong hệ thống điện vẫn còn số lượng lớn các TBA vận hành theo phương thứctruyền thống Để nhanh chóng ứng dụng những tiến bộ khoa học và kỹ thuật vào tựđộng hoá TBA nhằm đơn giản các thao tác, nâng cao tính an toàn, tin cậy trongquản lý vận hành cần thiết lắp đặt hệ thống điều khiển bằng máy tính nhưng vẫnduy trì hệ thống bảo vệ hiện hữu nhằm tránh lãng phí, nâng cao hiệu quả đầu tưbằng việc sử dụng thiết bị xử lý trung tâm bổ sung vào hệ thống TBA

Hiện nay một số TBA đã sử dụng công nghệ điều khiển bằng máy tính, nhưng

vì lý do về bản quyền của các hãng cung cấp công nghệ đã gây khó khăn cho côngtác vận hành bảo dưỡng, sửa chữa khi có sự cố, cũng như công tác đào tạo và bồihuấn đội ngũ nhân viên vận hành TBA

Với mục đích làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, củng cố và mở rộngkiến thức chuyên môn, góp phần nâng cao hiệu quả vận hành trạm biến áp nên

chúng tôi nghiên cứu đề tài: “Mô hình vận hành trạm 110kV qua hệ Scada”.

2 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

 Mục tiêu nghiên cứu:

− Tính toán, thiết kế mô hình trạm 110kV

− Lập trình, thiết kế hệ SCADA điều khiển thiết bị vận hành trạm

− Kết nối và truy xuất dữ liệu vận hành

 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu trên mô hình được xây dựng theo các

số liệu tính toán

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để thực hiện đề tài luận văn này, nhóm chúng tôi đã sử dụng phương phápnghiên cứu:

+ Phương pháp thu thập số liệu: Tìm kiếm và tổng hợp thông tin kiến thức

lý thuyết từ các nguồn đã có sẵn, từ đó xây dựng lý luận và chứng minhtổng hợp tạo thành các luận điểm

chứng minh nghiên cứu khoa học.

+ Phương pháp thực nghiệm: Xây dựng mô hình thực nghiệm thực tế.+ Phương pháp phân tích và tổng hợp: Tiến hành phân tích các kết quả,luận cứ đã thu được trong quá trình nghiên cứu, sau đó tổng hợp lại vàđưa ra luận điểm chính

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Đề tài xây dựng được chương trình điều khiển, vận hành và giám sát TBA110kV trên màn hình HMI và điều khiển, giám sát từ xa thông qua hệ SCADA.Khả năng truyền thông giữa HMI và PLC rất mạnh khắc phục nhược điểm củathiết bị điện tử bị nhiễu cao SCADA vận hành giám sát từ xa, chính xác, nhanhchóng, hiệu quả công việc cao, ít tốn nhân lực

5 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, danh mục tài liệu tham khảo và cácphụ lục, nội dung chính của luận văn chia thành 4 chương:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

Chương 2: Tính toán, chọn thiết bị cho trạm biến áp 110kV

Chương 3: Xây dựng, lắp đặt mô hình TBA 110kV

Chương 4: Kết quả và thảo luận

PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 TỔNG QUAN VỀ TBA 110KV TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 1.1.1 Giới thiệu chung về các khí cụ điện trong trạm biến áp

1.1.1.1 Máy biến áp

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ,dùng để biến đổi điện áp của nguồn điện xoay chiều từ giá trị cao đến giá trị thấphoặc ngược lại Đầu vào của máy biến áp nối với nguồn điện gọi là sơ cấp, đầu ranối với tải gọi là thứ cấp

Hình 1.1 Máy biến áp 110/22kV trong TBA [1]

Công dụng của máy biến áp trong hệ thống điện là truyền tải và phân phối điệnnăng Máy biến áp được chọn phải có công suất đảm bảo cung cấp điện cho các phụtải khu vực trong các chế độ vận hành hoặc truyền tải hết lượng công suất các nhàmáy điện trong khu vực ở chế độ bình thường, cũng như trong các chế độ sự cố.Công suất các MBA hiện đang sử dụng trên lưới điện 110kV như sau: 100, 63,

40, 25 MVA (3 pha)

Điện áp định mức: Dựa vào nhiệm vụ của các trạm biến áp để lựa chọn điện ápđầu vào và đầu ra MBA, điện áp các MBA hiện đang sử dụng trên lưới điện 110kVnhư sau: 110/35/22kV, 110/22kV, 110/22-15kV, 110/15kV

Điện áp MBA (giảm áp): 115/38,5/23kV, 115/23/11kV, 115/23-15,75/11kV115/15,75/11kV Tùy thuộc lưới điện hiện hữu của khu vực mà vẫn sử dụng cấpđiện áp 35kV và 15kV.

Bộ điều chỉnh điện áp: Lắp ở cấp cấp điện áp cao Nấc phân áp và bước nhảyđiện áp thống nhất theo các quy định đã ban hành

Ngắn mạch: Dựa vào tính toán ngắn mạch hệ thống, tính toán dòng ngắn mạchchịu đựng các cuộn dây

Tổn thất: Tuân thủ các quy định do các đơn vị quản lý ban hành

Điện kháng ngắn mạch: Tuân thủ các quy định do các đơn vị quản lý ban hành

và phù hợp với các thiết bị hiện hữu để đảm bảo việc vận hành song song

1.1.1.2 Máy cắt điện cao áp

Máy cắt điện cao áp (còn gọi là máy cắt cao áp) là thiết bị điện dùng để đóngcắt mạch điện cao áp (từ 1000V trở lên) ở mọi chế độ vận hành: không tải, địnhmức và sự cố Ở chế độ sự cố, máy cắt tự động cắt mạch để bảo vệ lưới điện, Chế

độ làm việc nặng nề nhất là chế độ đóng cắt dòng điện ngắn mạch

Các thông số cơ bản của máy cắt gồm: Điện áp định mức, dòng điện định mức,dòng điện ổn định nhiệt với thời gian tương ứng, dòng điện ổn định điện động, dòngđiện cắt định mức, công suất định mức, thời gian đóng và thời gian cắt

Dòng điện định mức là trị hiệu dụng của dòng điện dài hạn đi qua máy cắt màmáy cắt không bị hỏng hóc Nguyên nhân hỏng hóc do dòng điện dài hạn là do tácdụng nhiệt của dòng điện Việc xác định dòng điện định mức dựa vào bài toán cânbằng nhiệt của mạch vòng đẫn điện ở chế độ xác lập nhiệt Thông thường nhiệt độlàm việc của mạch vòng dẫn điện của máy cắt cho phép đến 70°C

Hình 1.2 Máy cắt cao áp [2]

Thời gian đóng là quãng thời gian từ khi có tín hiệu "đóng” được đưa vào máycắt đến khi máy cắt đóng hoàn toàn Thời gian này phụ thuộc vào cơ cấu truyềnđộng và hành trình của tiếp điểm động Thời gian đóng khoảng dưới 0,1 giây

Thời gian cắt của máy cắt là khoảng thời gian từ khi có tín hiệu cắt đến khi hồquang bị dập tắt hoàn toàn Thời gian này phụ thuộc vào đặc tính cơ của cơ cấutruyền động và thời gian cháy của hồ quang, được tính toán cho dòng điện địnhmức Thời gian cắt dưới 0,1 giây, trong đó thời gian quá độ (cơ cấu truyền động làdưới 0,04 giây, còn thời gian cháy của hồ quang khoảng dưới 0,03 giây, tùy từngloại máy cắt)

Các yêu cầu đối với máy cắt là: Độ tin cậy cao cho mọi chế độ làm việc, quáđiện áp thao tác thấp, thời gian đóng, cắt bé, không gây ảnh hưởng tới môi trườngbên ngoài, dễ bảo dưỡng, kiểm tra, thay thế; kích thước nhỏ gọn, tuổi thọ cao, cóthể dùng được cho chế độ đóng lặp lại

Dựa theo môi trường dập hồ quang, máy cắt được chia ra các loại: máy cắt điện

từ, máy cắt tự sinh khí, máy cắt dầu, máy cắt không khí nén, máy cắt khí SF6, vàmáy cắt chân không

1.1.1.3 Dao cách ly

Dao cách ly là khí cụ điện để đóng cắt mạch điện cao áp ở chế độ không tảihoặc không dòng điện và tạo nên khoảng cách cách điện an toàn có thể nhìn thấy

được, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho việc lắp đặt, bảo dưỡng, sửa chữa lưới điện saudao cách ly.

Ở trạng thái đóng, dao cách ly phải chịu được dòng điện định mức dài hạn vàdòng điện sự cố ngắn hạn như dòng ổn định nhiệt ổn định điện động Trong mạchđiện, dao cách ly thường được lắp đặt trước các thiết bị bảo vệ như cầu chì, máy cắt,dao cách ly thường có dao nối đất đi kèm và liên động với nhau

Ở trạng thái đóng, dao nối đất ở trạng thái hở mạch cách ly phần mang điện vớiđất Ở trạng thái cắt của dao cách ly, dao nối đất sẽ tự động nối phần mạch điện saudao cách ly với đất để phóng điện áp dư trong mach cắt, đảm bảo an toàn Thao táccủa cụm dao cách ly - máy cắt như sau: Trong quá trình đóng, dao cách ly đóngtrước, máy cắt đóng sau, còn trong quá trình cắt, máy cắt được cắt trước, sau đó đếndao cách ly Để tránh thao tác nhầm, thường giữa dao cách ly và máy cắt có cơ cấukhóa liên động

Các yêu cầu chính của dao cách ly:

− Phải đảm bảo cách ly an toàn, rõ ràng

− Ở trạng thái đóng phải chịu được dòng điện dài hạn và có độ bền nhiệt,

độ bền điện động cần thiết

− Phải làm việc tin cậy trong điều kiện phức tạp

− Kết cấu đơn giản, dễ thao tác, dễ bảo trì

Hình 1.3 Dao cách ly [3]

1.1.1.4 Máy biến điện áp

Máy biến điện áp (BU, TU, PT, VT) là thiết bị điện dùng để biến điện áp caoxuống điện áp thấp tiêu chuẩn, an toàn để dùng cho đo lường điện, điều khiển vàbảo vệ Trị số điện áp thứ cấp tiêu chuẩn thường 100V hoặc V

Hình 1.4 Máy biến điện áp (TU) [4]

Cấp chính xác của TU chính là sai số điện áp ở chế độ định mức, TU có các cấpchính xác sau: 0,2; 0,5; 1; 3; 6 Cấp 0,2 dùng cho thiết bị mẫu, cấp 0,5 dùng cho đođếm điện năng, cấp 1 cho đồng hồ hiển thị ở tủ, cấp 3 và cấp 6 dùng cho điều khiển

1.1.1.5 Máy biến dòng điện

Máy biến dòng điện (viết tắt là BD, BI, CT, TI) còn gọi là biến dòng, là thiết bịđiện biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số lớn, điện áp cao xuống dòng điện thứ cấp cótrị số tiêu chuẩn (thường là 5A và 1A), điện áp an toàn để cấp cho các mạch đolường, điều khiển và bảo vệ

Tải của máy biến dòng có trị số rất bé (đồng hồ ampe, cuộn dòng điện của côngtơ ) nên công suất của máy biến dòng cở từ 10 đến 60VA với tổng trở Z2 từ 0,4 đến2,4.

Hình 1.5 Máy biến dòng điện (TI) [5]

1.1.1.6 Thiết bị chống sét

Thiết bị chống sét là khí cụ điện dùng để bảo vệ các thiết bị điện tránh bị hỏnghóc cách điện do quá điện áp dụng xung có nguồn gốc từ khí quyển (thường là dosét) tác động vào Muốn dẫn được xung điện áp cao xuống đất, một đầu của thiết bịchống sét được nối với đường dây tải điện, còn đầu kia nối đất Khi có quá điện ápcao, thiết bị chống sét phải nhanh chóng dẫn xung điện áp này xuống đất (để xungcao áp này không tác động lên cách điện của thiết bị, tránh cho trường hợp cáchđiện bị chọc thủng) và phải ngăn chặn được dòng điện do điện áp tần số côngnghiệp chạy xuống đất Như vậy thiết bị chống sét công dụng như một van, chỉ cósóng của sét đi qua, cho nên còn có tên gọi là van chống sét

Các yêu cầu chính đối với thiết bị chống sét là:

− Đặc tính bảo vệ của thiết bị chống sét phải thấp hơn đặc tính bảo vệ củacách điện

− Điện áp dư sau khi chống sét tác động phải có trị số thấp (), không gâynguy hiểm cho cách điện

− Nhanh chóng hạn chế và dập tắt dòng điện chính xác do cấp điện áp tần

số công nghiệp gây ra

− Có tuổi thọ cao, chịu dòng điện lớn

Chống sét van là một thiết bị được dùng để chống sét tốt và hoàn hảo nhất hiệnnay Nó có chức năng là dùng để bảo vệ cho các trạm biến áp, trạm phân phối vàcác máy điện khác

Hình 1.6 Van chống sét cao thế [6]

1.1.1.7 Hệ thống thanh cái

Hệ thống thanh cái bao gồm một hoặc tổ hợp các thanh đóng cắt bằng kim loại(thường làm bằng đồng) để kết nối mạng điện trong trạm biến áp Hệ thống thanhcái được bố trí, sắp xếp dựa trên thiết kế chung của trạm Thiết kế hệ thống thanhcái phải đảm bảo an toàn, tính kinh tế, khả năng bảo trì và dễ vận hành Kết cấu củathanh cái phải chịu được dòng ngắn mạch cao và tác động cơ học lớn Đối với trạmbiến áp ngoài trời, hệ thống thanh cái thường để trần Với trạm biến áp đặt trong cáctòa nhà, thanh cái có cấu tạo kín nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành

Hình 1.7 Hệ thống thanh cái TBA [7]

1.1.1.8 Hệ thống bảo vệ TBA

Muốn máy biến áp làm việc an toàn cần phải tính đầy đủ các hư hỏng bên trongmáy biến áp và các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường củamáy biến áp, từ đó đề ra các phương án bảo vệ tốt nhất Những loại bảo vệ thườngdùng để chống lại các loại sự cố và chế độ làm việc không bình thường của máybiến áp bao gồm:

Bảo vệ so lệch dòng điện : Bảo vệ so lệch được dùng làm bảo vệchính cho MBA chống lại sự cố giữa các pha Bảo vệ sẽ tác động khi xảy ra ngắnmạch trong khu bảo vệ và đi cắt ngay tất cả các máy cắt

Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không: Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không

dùng để bảo vệ chống sự cố chạm đất trong máy biến áp có điểm trung tính trực tiếpnối đất Nó cũng có thể sử dụng để bảo vệ cho máy biến áp có trung tính cách điệnhay máy biến áp có cuộn dây nối tam giác khi đó phải sử dụng trung tính nhân tạo

Bảo vệ quá dòng điện có thời gian: Bảo vệ quá dòng điện có thời gian (hay còn

gọi là bảo vệ dòng điện cực đại) là một trong những bảo vệ đơn giản nhất, được xâydựng trên đặc điểm tăng dòng điện khi xảy ra sự cố ngắn mạch Nếu giá trị củadòng điện chạy trong mạch lớn hơn giá trị dòng điện khởi động, được chỉnh địnhtheo điều kiện làm việc nặng nề nhất của mạng điện thì bảo vệ sẽ tác động

Bảo vệ quá dòng cắt nhanh: Với máy biến áp có công suất nhỏ,

bảo vệ quá dòng cắt nhanh được sử dụng làm bảo vệ chính Với

các máy biến áp có công suất trung bình và lớn nó được dùng làmbảo vệ dự phòng chống ngắn mạch giữa các pha cho máy biến áp.

Bảo vệ chống quá tải: Quá tải làm tăng nhiệt độ của máy biến

áp, nếu mức quá tải cao và kéo dài, máy biến áp bị tăng nhiệt độ

quá mức cho phép, tuổi thọ của máy biến áp bị suy giảm nhanh

chóng Để bảo vệ chống quá tải máy biến áp có công suất bé cóthể sử dụng bảo vệ quá dòng thông thường, tuy nhiên quá dòngđiện không thể phản ánh được chế độ mang tải của máy biến áptrước khi xảy ra quá tải

Hình 1.8 Rơ le bảo vệ TBA [8]

Máy biến áp công suất lớn người ta sử dụng nguyên lý hình ảnhnhiệt để thực hiện chống quá tải Bảo vệ loại này phản ánh mứctăng nhiệt độ ở những điểm kiểm tra khác nhau trong máy biến áp

và tuỳ theo mức tăng nhiệt độ có nhiều mà có nhiều cấp tác độngkhác nhau: cảnh báo, khởi động các mức làm mát bằng tăng tốc

độ tuần hoàn bằng không khí hoặc dầu, giảm tải máy biến áp Nếucác cấp tác động này không mang lại hiệu quả và nhiệt độ củamáy biến áp vẫn vượt quá giới hạn cho phép và kéo dài thời gianquy định thì máy biến áp sẽ được cắt ra khỏi hệ thống

Bảo vệ máy biến áp bằng rơle khí (BUCHHOLZ): Bảo vệ máy

biến áp bằng rơle khí dùng để chống các sự cố bên trong thùng

dầu, kể cả sự cố về điện và về dầu Về điện, ngoài sự cố ngắn

tác động được:

hai pha trong cuộn dây tam giác

 Sự cố về dầu còn có: Lọt khí vào dầu Cạn dầu Sự cố ở

bộ điều chỉnh dưới tải (tiếp xúc xấu, hỏng tiếp điểm,chập tiếp điểm…)

 Để bảo vệ các loại sự cố này, sử dụng bảo vệ máy biến

áp bằng rơle khíCác yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ:

+ Tác động nhanh: Hệ thống bảo vệ tác động càng tốt nhằm loại trừ sự

cố một cách nhanh nhất, giảm được mức độ hư hỏng của thiết bị + Chọn lọc: Các bảo vệ cần phải phát hiện và loại trừ đúng phần thiết bị

sự cố ra khỏi hệ thống

+ Độ nhạy: Các bảo vệ chính cần đảm bảo hệ số có độ nhạy không thấphơn 1,5 Các bảo vệ phụ (dự phòng) có độ nhạy không thấp hơn 1,2.+ Độ tin cậy: Khả năng bảo vệ làm việc đúng khi có sự cố xảy ra trongphạm vi đã được xác định trong nhiệm vụ bảo vệ không tác độngnhầm khi sự cố xảy ra ngoài phạm vi bảo vệ đã được xác định

1.1.2 Hiện trạng hệ thống điều khiển và giám sát vận hành tại các TBA 110kV 1.1.2.1 Hiện trạng về thiết bị đóng, cắt tại các TBA 110kV

Hiện nay, tại một số trạm biến áp vẫn còn sử dụng hệ thống điều khiển bằngcông nghệ truyền thống, lạc hậu, độ tin cậy không cao, tốn nhân lực

Đối với các hệ thống gần đây: Hệ thống điều khiển phiên bản cũ được cài đặttrên các hệ điều hành cũ và không còn được hỗ trợ nên các đơn vị gặp nhiều khókhăn trong quá trình thay thế, sửa chữa

1.1.2.2 Hiện trạng về điều khiển và giám sát vận hành tại các TBA 110kV

 Hệ thống điều khiển:

Hiện nay vẫn còn nhiều trạm biến áp sử dụng phương thức điều khiển bằng tay,

có các công tắc hay nút điều khiển trên tủ

Hình 1.9 Tủ điều khiển và giám sát thông số kỹ thuật [9]

 Hệ thống đo lường và giám sát:

Hệ thống đo lường và giám sát được thực hiện bởi các thiết bị TU, TI hiển thịlên các đồng hồ, công tơ đo điện

1.1.3 Hiện trạng ứng dụng tự động hóa ở một số TBA 110kV trong hệ thống điện Việt Nam

1.1.3.1 Tổng quan

Cùng với việc phát triển hệ thống máy tính và mạng truyền dẫn máy tính, hệthống thu thập dữ liệu, giám sát, điều khiển TBA được tích hợp thành một hệ thốngđiều khiển giám sát chung gọi tắt là SCADA (Supervisory Control and DataAcquisition) Trải qua hơn 40 năm phát triển hệ thống SCADA được áp dụng rấtnhiều công nghệ tự động hóa khác nhau và kết nối với nhau thành một hệ thốngđiều khiển thống nhất trong toàn hệ thống điện

Một thành phần quan trọng của hệ thống SCADA là phần mềm điều khiển chạytrên các máy tính cho phép hiển thị dữ liệu, dự trữ và sử dụng số liệu quá khứ, điềukhiển các thiết bị đang giám sát trên màn hình máy tính HMI

Trong các thành phần của hệ thống điều khiển SCADA có nhiều hệ thống tựđộng nhỏ hoạt động độc lập như hệ thống giám sát, định vị sự cố cho phép ghi nhận

và xác định phần tử xảy ra sự cố, định vị chính xác vị trí xảy ra sự cố, hoặc các hệthống giám sát thành phần độc lập của thiết bị (như giám sát hoạt động của MBA,giám sát dầu online trong MBA, hệ thống điều khiển nấc biến áp OLTC, hệ thống sathải nguồn/phụ tải theo tần số…) cho phép giám sát tình trạng hoạt động của thiết

bị, đưa ra các cảnh báo khi xảy ra các bất thường, sai sót, hoặc tác động trực tiếpvới mục đích bảo vệ thiết bị và ngăn ngừa sự cố lan rộng trong hệ thống điện

1.1.3.2 Công nghệ điều khiển trạm biến áp tại một số TBA hiện nay

Việc áp dụng hệ thống điều khiển bằng máy tính trong trạm đã giảm số lượngthiết bị điều khiển và bảo vệ, số lượng dây nối, giảm chi phí lắp đặt, thí nghiệm, đặc biệt giảm sự cố do thao tác nhầm, tiến tới giảm số lượng người trực và mục tiêu

là xây dựng các trạm biến áp không người trực

Hệ thống điều khiển khiển và giám sát vận hành bằng máy tính thường baogồm các máy tính có cài đặt phần mềm giám sát HMI thực hiện chức năng giao tiếpgiữa nhân viên vận hành và hệ thống Hiện nay, lưới điện 110kV đã và đang đượcđầu tư xây dựng mới công nghệ SCADA để vận hành, điều khiển và giám sát.

Với lưới điện phức tạp việc vận hành lưới điện sẽ ngày càng khó khăn hơn khimật độ các trạm biến áp ngày càng nhiều hơn, việc đảm bảo tính ổn định hệ thốngkhó hơn thêm vào đó là nhu cầu của phụ tải đòi hỏi chất lượng điện năng ngày càngcao Bởi vậy, việc đầu tư nâng cấp các hệ thống SCADA cũng như các trạm điệnđược trang bị hệ thống tự động hóa là cần thiết

1.1.4 Kết luận

Trước yêu cầu giảm thiểu thời gian mất điện, tăng cường chất lượng điện năng,đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, những công nghệ điều khiển theo truyềnthống không còn phù hợp Vì vậy, yêu cầu lắp đặt hệ thống điều khiển và giám sátvận hành SCADA hưởng ứng theo cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 là cần thiết,phương án khả thi giảm chi phí đầu tư, phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam hiệnnay

1.2 TỔNG QUAN VỀ SCADA

1.2.1 Giới thiệu chung

SCADA là tên viết tắt của Supervisory Control and Data Acquisition hay dịch

ra tiếng Việt là Kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu SCADA là một hệ thống dựatrên máy tính để thu thập và phân tích dữ liệu thời gian thực để giám sát và điềukhiển thiết bị xử lý các vật liệu hoặc sự kiện quan trọng và nhạy cảm với thời gian

Hệ thống SCADA lần đầu tiên được sử dụng vào những năm 1960 và hiện là mộtthành phần không thể thiếu trong hầu hết các nhà máy và cơ sở sản xuất côngnghiệp

1.2.2 Tầm quan trọng của SCADA

SCADA cho phép một tổ chức nghiên cứu cẩn thận và dự đoán phản ứng tối ưuđối với các điều kiện đo lường và thực hiện các phản hồi đó một cách tự động mọilúc Việc dựa vào kiểm soát máy móc chính xác cho các thiết bị và quy trình giám

sát hầu như loại bỏ được lỗi của con người Quan trọng hơn, nó tự động hóa cáccông việc thông thường, tẻ nhạt, thường xuyên do con người thực hiện, giúp tăngthêm năng suất, cải thiện khả năng quản lý các lỗi máy nghiêm trọng trong thời gianthực và giảm thiểu khả năng xảy ra các thảm họa môi trường có thể kiểm soát được.Ngoài ra, các hệ thống SCADA là cần thiết để giám sát và kiểm soát một sựdịch chuyển địa lý lớn mà một tổ chức có thể không có đủ nhân lực để bao phủ Do

đó, thông tin liên lạc đáng tin cậy và khả năng hoạt động của các khu vực hoặc địađiểm này là rất quan trọng đối với lợi nhuận

1.2.3 Cấu trúc của hệ thống SCADA

Hình 1.10 Cấu trúc phân tần SCADA [10]

Hệ thống SCADA sử dụng Hệ thống điều khiển phân phối (DCS), Hệ thốngđiều khiển quá trình (PCS), Bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC) và Thiết bịđầu cuối từ xa (RTU) thực hiện phần lớn cảnh báo, giám sát và điều khiển quá trìnhcục bộ và từ xa PLC hoặc RTU là những con ngựa công việc chính trong các ngànhđược liệt kê ở trên Yêu cầu chính của các thiết bị này bao gồm giám sát mức chất

lỏng và chỉ số của đồng hồ đo khí, điện áp và dòng điện của thiết bị, áp suất và nhiệt

độ vận hành, hoặc tình trạng thiết bị khác

1.2.4 Ứng dụng của SCADA

Hệ thống SCADA được sử dụng bởi các tổ chức công nghiệp và các công tytrong khu vực công và tư nhân để kiểm soát và duy trì hiệu quả, phân phối dữ liệucho các quyết định thông minh hơn và truyền đạt các vấn đề của hệ thống để giúpgiảm thiểu thời gian chết Hệ thống SCADA hoạt động tốt trong nhiều loại hìnhdoanh nghiệp khác nhau vì chúng có thể từ cấu hình đơn giản đến lắp đặt lớn, phứctạp Hệ thống SCADA là xương sống của nhiều ngành công nghiệp hiện đại, baogồm:

Hệ thống SCADA hiệu quả có thể tiết kiệm đáng kể thời gian và tiền bạc.Nhiều nghiên cứu điển hình đã được xuất bản nêu bật những lợi ích và tiết kiệm củaviệc sử dụng giải pháp phần mềm SCADA hiện đại như Ignition

1.3 TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1500

1.3.1 Giới thiệu chung về PLC

PLC là từ viết tắt của “Programmable logic controller” được dịch sang tiếngViệt là bộ điều khiển logic khả trình, hay được gọi là bộ điều khiển lập trình PLCcho phép sử dụng linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lậptrình để thực hiện các sự kiện theo một quy trình Trong thực tế, chúng ta có thểhiểu PLC như một cụm các rơ le được tập hợp, thu nhỏ lại và được nâng cấp, thôngminh hơn (smart relay) Ngôn ngữ lập trình PLC rất phong phú và đa dạng, tuynhiên phổ biến nhất là Ladder, State Logic, C,

PLC được nhiều hãng chế tạo, và mỗi hãng có nhiều họ khác nhau, và có nhiềuphiên bản trong mỗi họ, chúng khác nhau về tính năng và giá thành, phù hợp với bàitoán đơn giản hay phức tạp Ngoài ra còn có các bộ ghép mở rộng cho phép ghépnhiều bộ PLC nhỏ để thực hiện các chức năng phức tạp, hay giao tiếp với máy tínhtạo thành một mạng tích hợp, việc thực hiện theo dõi, kiểm tra, điều khiển một quátrình công nghệ phức tạp hay toàn bộ một phân xưởng sản xuất

Hình 1.11 Một số dòng PLC của Siemens [11]

1.3.2 Tổng quan về PLC S7-1500

Các dòng CPU của dòng điều khiển SIMATIC S7-1500 là bộ điều khiển thế hệmới, sự ra đời của sản phẩm đánh dấu mốc quan trọng trong công nghệ tự động hóacủa Siemens S7-1500 với nhiều tính năng cải tiến mang đến hiệu năng vượt trội vàhiệu quả cao cho các ứng dụng từ tầm trung đến cao cấp, dễ dàng sử dụng S7 -

1500 mang nhiều ưu điểm như:

 Hiệu năng mạnh mẽ:

- Hiệu suất của hệ thống cao do thời gian đáp ứng ngắn và chất lượng điềukhiển cao nhất

- Tích hợp công nghệ điều khiển vị trí.

- Tích hợp chức năng bảo mật cao nhất

 Nâng cấp vượt trội:

- Cải tiến thiết kế, dễ dàng trong việc sử dụng cũng như kiểm tra hệ thống

- Tích hợp chẩn đoán lỗi hệ thống, tự động hiển thị trên màn hình

- TIA Portal giúp cho việc lập trình hiệu quả và giảm giá thành sản phẩm

 Tính năng mới:

- Bus kết nối module tốc độ cao giúp xử lý tín hiệu nhanh hơn

- 3 cổng truyền thông Ethernet với 2 IP

- Vẽ đồ thị (Trace): giúp việc chuẩn đoán các ứng dụng Motion và biến tầnchính xác

- Chức năng điều khiển trục và tốc độ được tích hợp

- Chức năng điều khiển PID (version 2.0)

- Nhiều cấp bảo mật cho chương trình

- Màn hình hiển thị các trạng thái của CPU và module cũng như chuẩn đoán lỗi

1.3.3 Phân loại theo ứng dụng

 CPU tiêu chuẩn

CPU 1511-1 PN:

Dành cho các ứng dụng nhỏ hơn với yêu cầu trung bình về phạm vi chươngtrình và tốc độ xử lý, dành cho cấu hình phân tán qua PROFINET IO

CPU 1513-1 PN:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu trung bình về phạm vi chương trình và tốc

độ xử lý, dành cho cấu hình phân tán qua PROFINET IO

CPU 1515-2 PN:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu trung bình/cao về phạm vi chương trình,mạng và tốc độ xử lý, cho cấu hình phân tán qua PROFINET IO Giao diệnPROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng để phântách mạng, để kết nối các thiết bị PROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếp tốc độcao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1516-3 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu cao về phạm vi chương trình, mạng và tốc

độ xử lý Đối với cấu hình phân tán qua PROFINET IO và PROFIBUS DP Giaodiện PROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng đểphân tách mạng, để kết nối các thiết bị PROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếptốc độ cao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1517-3 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu rất cao về phạm vi chương trình, mạng vàtốc độ xử lý Đối với cấu hình phân tán qua PROFINET IO và PROFIBUS DP Giaodiện PROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng đểphân tách mạng, để kết nối các thiết bị PROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếptốc độ cao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1518-4 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu cực cao liên quan đến phạm vi chương trình

và mạng cũng như yêu cầu tối đa về tốc độ xử lý Đối với cấu hình phân tán quaPROFINET IO và PROFIBUS DP Giao diện PROFINET IO tích hợp thứ hai có thểđược sử dụng để kết nối các thiết bị PROFINET IO RT khác hoặc để giao tiếp tốc

độ cao như một I-Device Với giao diện PROFINET thứ ba có địa chỉ IP riêng biệt

và Gb Ethernet, có thể đạt được việc tách hoặc ghép mạng qua Gb Ethernet vớimạng cấp cao hơn

 Fail – safe CPU

CPU 1511F-1 PN:

CPU cấp nhập cảnh hiệu quả về chi phí dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn vàkhông an toàn với các yêu cầu trung bình về hiệu suất xử lý và tốc độ phản hồitrong công nghệ sản xuất rời rạc

CPU 1513F-1 PN:

CPU có bộ nhớ dữ liệu và chương trình từ trung bình đến lớn cho các ứng dụngtiêu chuẩn và không an toàn, cũng bao gồm các cấu trúc tự động hóa phân tán cùngvới I/O trung tâm

CPU 1515F-2 PN:

Dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn và không an toàn với yêu cầu trung bình/cao

về phạm vi chương trình và tốc độ xử lý, dành cho cấu hình phân tán quaPROFINET IO với PROFIsafe Giao diện PROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ

IP riêng biệt có thể được sử dụng để phân tách mạng, để kết nối các thiết bịPROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếp tốc độ cao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1516F-3 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn và không an toàn với yêu cầu trung bình/cao

về phạm vi chương trình và tốc độ xử lý, cho cấu hình phân tán qua PROFINET IO

và PROFIBUS DP với PROFIsafe Giao diện PROFINET tích hợp bổ sung với địachỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng để phân tách mạng, để kết nối các thiết bịPROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếp tốc độ cao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1517F-3 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn và không an toàn với yêu cầu rất cao về tốc

độ xử lý và mạng phạm vi chương trình, cho cấu hình phân tán qua PROFINET IO

và PROFIBUS DP với PROFIsafe Giao diện PROFINET tích hợp bổ sung với địachỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng để phân tách mạng, để kết nối các thiết bịPROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếp tốc độ cao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1518F-4 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn và không an toàn với yêu cầu cao về phạm

vi chương trình và tốc độ xử lý, dành cho cấu hình phân tán qua PROFINET IO và

PROFIBUS DP với PROFIsafe Giao diện PROFINET IO tích hợp thứ hai có thểđược sử dụng để kết nối các thiết bị PROFINET IO RT khác hoặc để giao tiếp tốc

độ cao như một I-Device Với giao diện PROFINET thứ ba có địa chỉ IP riêng biệt

và Gb Ethernet, có thể đạt được việc tách hoặc ghép mạng qua Gb Ethernet vớimạng cấp cao hơn

CPU 1518F-4 PN/DP MFP:

Dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn và không an toàn với yêu cầu cao về phạm

vi chương trình và tốc độ xử lý, dành cho cấu hình phân tán qua PROFINET IO vàPROFIBUS DP với PROFIsafe Sức mạnh tính toán của CPU 1518F-4 PN/DP MFPcho phép hợp nhất các ứng dụng riêng biệt trước đây trên một nền tảng chung trongkhi vẫn tiếp tục đáp ứng nhu cầu cao của S7-1500 về bảo trì và độ bền Giao diệnPROFINET IO tích hợp thứ hai có thể được sử dụng để kết nối các thiết bịPROFINET IO RT khác hoặc để giao tiếp tốc độ cao như một I-Device Với giaodiện PROFINET thứ ba có địa chỉ IP riêng biệt và Gb Ethernet, có thể đạt được việctách hoặc ghép mạng qua Gb Ethernet với mạng cấp cao hơn

 CPU dự phòng

CPU 1513R-1 PN:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu trung bình về phạm vi chương trình và tốc

độ xử lý và yêu cầu tăng cường về bảo mật dữ liệu (không mất dữ liệu); cũng thíchhợp cho các cấu trúc tự động hóa phân tán

CPU 1515R-2 PN:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu trung bình/cao liên quan đến phạm vichương trình, mạng và tốc độ xử lý cũng như yêu cầu tăng cường về bảo mật dữliệu (không mất dữ liệu); cho cấu hình phân tán qua PROFINET IO

Ví dụ: giao diện PROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thểđược sử dụng để tách mạng

CPU 1517H-3 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu cao về tính khả dụng và yêu cầu rất cao vềphạm vi chương trình, mạng và tốc độ xử lý; cho cấu hình phân tán qua PROFINETIO

Giao diện PROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thể được sửdụng để tách mạng.

Dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn và không an toàn với các yêu cầu trung bình

về phạm vi chương trình và tốc độ xử lý, đối với cấu hình phân tán qua PROFINETIO

CPU 1515T-2 PN:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu trung bình/cao về phạm vi chương trình,mạng và tốc độ xử lý Đối với cấu hình phân tán qua PROFINET I/O Giao diệnPROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng để phântách mạng, để kết nối các thiết bị PROFINET I/O RT khác, hoặc để giao tiếp tốc độcao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1515TF-2 PN:

Dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn và không an toàn với các yêu cầu trungbình/cao về phạm vi chương trình, mạng và tốc độ xử lý Đối với cấu hình phân tánqua PROFINET IO Giao diện PROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt

có thể được sử dụng để phân tách mạng, để kết nối các thiết bị PROFINET IO RTkhác, hoặc để giao tiếp tốc độ cao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1516T-3 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu cao về phạm vi chương trình, mạng và tốc

độ xử lý Đối với cấu hình phân tán qua PROFINET IO và PROFIBUS DP Giaodiện PROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng đểphân tách mạng, để kết nối các thiết bị PROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếptốc độ cao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1516TF-3 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn và không an toàn với các yêu cầu cao vềphạm vi chương trình, mạng và tốc độ xử lý Đối với cấu hình phân tán quaPROFINET IO và PROFIBUS DP với PROFIsafe Giao diện PROFINET tích hợp

bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng để phân tách mạng, để kết nốicác thiết bị PROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếp tốc độ cao như một I-Devicechẳng hạn

CPU 1517T-3 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng có yêu cầu rất cao về phạm vi chương trình, mạng vàtốc độ xử lý Đối với cấu hình phân tán qua PROFINET IO và PROFIBUS DP Giaodiện PROFINET tích hợp bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng đểphân tách mạng, để kết nối các thiết bị PROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếptốc độ cao như một I-Device chẳng hạn

CPU 1517TF-3 PN/DP:

Dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn và không an toàn với các yêu cầu rất cao vềphạm vi chương trình, mạng và tốc độ xử lý Đối với cấu hình phân tán quaPROFINET IO và PROFIBUS DP với PROFIsafe Giao diện PROFINET tích hợp

bổ sung với địa chỉ IP riêng biệt có thể được sử dụng để phân tách mạng, để kết nối

các thiết bị PROFINET IO RT khác, hoặc để giao tiếp tốc độ cao như một I-Devicechẳng hạn.

1.3.5 Lợi ích và ứng dụng của PLC trong các lĩnh vực tự động hoá

PLC ngày càng tăng được các tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạtđộng công nghiệp Kích thước của PLC hiện nay được thu nhỏ lại để bộ nhớ và sốlượng IO càng nhiều hơn, các ứng dụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sửdụng giải quyết được nhiều vấn đề phức tạp trong điều khiển hệ thống

Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần đối với

sơ đồ hệ thống, các 1 đường nối dây, các tín hiệu ở ngõ vào ra mà không phải thayđổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi lắp đặtkhi đổi thứ tự điều khiển đối với hệ thống điều khiển, rơ le khả năng chuyển đổi

hệ điều khiển cao hơn như giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu điều khiển lẫnnhau, hệ thống được điều khiển linh hoạt hơn

Không như các hệ thống cũ, PLC có thể dễ dàng lắp đặt do chiếm một khoảngkhông gian nhỏ hơn nhưng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống khác Điềunày càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với các hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, và quátrình lả đặt hệ thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống

Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLCnhờ giao diện qua màn hình máy tính một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biếtcác hỏng hóc của hệ thống và báo cho người sử dụng, điều này làm cho việc sửachữa thuận lợi hơn

1.3.6 Tổng quan về CPU S7-1500 1512C-1 PN (6ES7512-1CK00-0AB0)

Đặc trưng CPU 1512C-1 PN

Bộ nhớ làm việc cho chương trình, tích

Bộ nhớ làm việc cho dữ liệu, tích hợp 1,5MB

Thời gian thực hiện lệnh

Dải địa chỉ I/O

Đầu vào 32KB (tất cả đầu vào được lưu trữ trong

hình ảnh quy trình)Kết quả đầu ra 32KB (tất cả đầu ra được lưu trữ tronghình ảnh quy trình)

Điều khiển chuyển động

Số lượng tài nguyên điều khiển chuyển

Bộ đếm tốc độ cao (HSC) 6 (tối đa 100 kHz)

PTO (điều khiển động cơ bước),

PWM (điều chế độ rộng xung),

đầu ra tần số

4 kênh (tối đa 100 kHz)

1.3.7 Cấu tạo của CPU 1512C-1 PN

1.3.7.1 Hình dạng của CPU khi nhìn từ phía trước

Hình 1.14 Cấu tạo của CPU 1512C-1 PN khi nhìn từ phía trước [12]

① Đèn LED cho chế độ hoạt động hiện tại và trạng thái chẩn đoán của CPU

② Trạng thái và lỗi hiển thị RUN/ERROR của I/O tương tự trên bo mạch

③ Trạng thái và lỗi hiển thị RUN/ERROR của I/O kỹ thuật số trên bo mạch

④ Các phím điều khiển

⑤ Màn hình

1.3.7.2 Hình dạng của CPU khi nhìn từ phía dưới

Hình 1.15 Cấu tạo của CPU 1512C-1 PN khi nhìn từ phía dưới [12]

1.3.7.3 Hình dạng của CPU khi nhìn từ phía sau

Hình 1.16 Cấu tạo của CPU 1512C-1 PN khi nhìn từ phía dưới [12]

PROFINET interface X1 với 2 - port switch (X1 P1 R và X1 P2 R)

Tiêu chuẩn Ethernet với phích cắm RJ45

Hình 1.18 Cổng PROFINET [12]

1.3.8 Các module ngoại vi

 Module nguồn

Hình 1.19 Sơ đồ kết nối nguồn với CPU và Module ngoại vi [12]

Có hai loại nguồn chính cung cấp cho SIMATIC S7-1500:

PS 60W 120/230V AC/DC

6ES7505-0KA00-0AB0

0RA00-0AB0

6ES7505-0AB0

6ES7507-0RA00-Thông số

Dãy điện áp ngõ vào 24VDC

24VDC, 48VDC,60VDC

120VAC, 230VAC120VDC,230VDC

Cung cấp cho CPU, các modules ngoại vi, các cơ cấu chấp hành và cảm biến.

Bảng 1.3 Các modules nguồn cấp cho tải.

Tên viết tắt PM 70W 120/230VAC PM 190W 120/230VAC

Các thông số

Dãy điện áp ngõ vào

120/230VAC,Với chuyển mạch tự

động

120/230VAC,Với chuyển mạch tự động

 Các module ngõ vào, ngõ ra (I/O)

Hình 1.20 Hình dạng các module I/O [12]

Các modules I/O tạo sự kết hợp giữa bộ điều khiển và các modules I/O Tínhiệu từ cảm biến, công tắc, nút nhấn sẽ được đưa vào modules ngõ vào và nó sẽtruyền tới bộ điều khiển để xử lý xuất tín hiệu ra modules ngõ ra để điều khiển các

cơ cấu chấp hành

Bảng 1.4 Các loại module ngõ vào/ra

Các dòng chức năng

Tốc độ cao (HS)

Mô modules cho các ứng dụng cực kỳ nhanh

Thời gian trễ đầu vào ngắn nhất

Thời gian chuyển đổi ngắn nhất

Nhiều chế độ đẳng thời

Tính năng cao

(HF)

Tính khả dụng cho nhữngứng dụng phức tạp

Các tham số cho mỗi kênh

Chuẩn đoán cho mỗi kênh