Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ chế tạo hệ thống SCADA phục vụ an toàn lao động trong khai thác hầm lò

Tình hình xu t khí mêtan trong các m$ than hi&n nay ..... Ngoài ra s3n phNm khác c.

M 7 C L 7 C

PH 9 N I : M) +-U 8

I Xu/t x1 d' án 8

II CÁC THÔNG TIN CHUNG V3 D5 ÁN 8

III CÁC V7N +3 CHUNG 9

1 Tình hình xu t khí mêtan trong các m$ than hi&n nay 9

2 Th(c tr*ng các h& th+ng ,ã ,)-c /ng d1ng t*i Vi&t Nam 10

2.1 H th#ng giám sát khí m% c&a Ba Lan 11

2.2 H th#ng giám sát khí m% c&a Nh(t B*n 12

2.3 So sánh +u nh+,c i/m c&a h th#ng 12

3 Yêu c3u c5a ng)6i s8 d1ng t*i Vi&t Nam và các v n ,9 c3n hoàn thi&n 13

4 Các v n ,9 công ngh& ,ã gi:i quy;t ,)-c c5a d( án 13

4.1 Các v1n 2 công ngh c3n gi*i quy4t 13

4.2 Các n5i dung ã hoàn thi n cho s*n ph6m c&a d7 án 14

5 S:n ph<m c5a d( án 15

5.1 Tr8m máy tính ch& và t& i2u khi/n 15

5.2 93u o khí mêtan 15

5.3 93u o khí CO 15

5.4 B5 ngu;n và i2u khi/n óng c<t 15

PH 9 N I I : THI8T K8 H9 TH:NG 1 7 IV THI8T K8 H9 TH:NG SCADA 17

1 C s>, quan ,i?m thi;t k; các thành ph3n trong h& th+ng 17

1.1 C- s> thi4t k4 các thành ph3n trong h th#ng 17

1.2 C1u trúc các thành ph3n trong h th#ng 17

2 Thi;t k; giao th/c truy9n thông 21

2.1 Giao th?c truy2n thông giAa các t& i2u khi/n và máy tính ch& 21

2.2 Giao th?c truy2n thông giAa t& i2u khi/n và các 3u o 25

V CÁC V7N +3 CÔNG NGH9 C-N HOÀN THI9N 28

So v1i k't qu3 4 tài, các v5n 4 công ngh$ c0n c3i ti'n hoàn thi$n nh! sau 28

1 @+i vAi tr*m thi;t bB ch5 28

2 @+i vAi t5 ,i9u khi?n 28

3 @+i vAi ,3u ,o 28

4 @+i vAi bD nguEn và ,i9u khi?n ,óng cFt 28

PH 9 N I I I : CH8 T<O CÁC PH-N T= C>A H9 TH:NG 3 0 I THI8T K8 CH8 T<O T> +I3U KHI@N VIELINA-WS.0x 30

1 GiAi thi&u chung t5 ,i9u khi?n VIELINA-WS.0x 30

2 Tính nHng và c u hình ph3n c/ng 30

2.1 Tính nCng 30

2.2 L7a chDn v(t t+ linh ki n 30

2.3 C1u hình ph3n c?ng t& i2u khi/n VIELINA-WS.0x 31

2.4 B5 truy2n thông cách ly an toàn tia lEa 34

3 L)u ,E ch).ng trình t5 ,i9u khi?n VIELINA-WS.0x 35

4 Các c:i ti;n ch; t*o t5 ,i9u khi?n VIELINA-WS.0x so vAi s:n ph<m c5a ,9 tài KC03.04 36

4.1 Lý do c*i ti4n ch4 t8o t& i2u khi/n VIELINA-WS.0x 36

4.2 Các c*i ti4n ch4 t8o t& i2u khi/n VIELINA-WS.0x 36

4.3 Chi ti4t c*i ti4n ch4 t8o b5 cách ly an toàn tia lEa 37

5 T5 ,i9u khi?n VIELINA-WS.0x ch; t*o ,)-c 37

5.1 Các thông s# kF thu(t 37

5.2 V2 th& tHc pháp lý 38

II THI8T K8 CH8 T<O +-U +O 38

1 Nguyên tFc thi;t k;, ch; t*o 38

2 L(a chIn các ph3n t8 39

2.1 L7a chDn sensor 39

2.2 L7a chDn các linh ki n khác 40

2.3 Các v1n 2 c3n gi*i quy4t 40

3 Thi;t k; bD ,o khí mêtan VIELINA-CH4 41

3.1 Thi4t k4 ph3n c?ng b5 o VIELINA-CH4 41

3.2 Thi4t k4 ph3n m2m VIELINA-CH4 43

4 Thi;t k; máy ,o CO VIELINA-CO 44

4.1 Thi4t k4 ph3n c?ng máy o CO 44

4.2 Thi4t k4 ph3n m2m máy o VIELINA-CO 45

5 Các ,3u ,o khí ch; t*o ,)-c 46

5.1 Thi4t bI o VIELINA-CH4 46

5.2 Thi4t bI o VIELINA-CO 47

6 Các c:i tiên c5a ,3u ,o VIELINA-CH4 so vAi s:n ph<m c5a ,9 tài KC03.04 48

6.1 K4t c1u v% thi4t bI 48

6.2 C*i ti4n ph3n c?ng 49

6.3 C*i ti4n v2 ph3n m2m 49

III THI8T K8 CH8 T<O BA NGUBN VÀ +I3U KHI@N 50

1 Nguyên tFc thi;t k;, ch; t*o 50

2 Thi;t k;, ch; t*o BD nguEn và ,i9u khi?n ,óng cFt VIELINA-PCO.04 50

2.1 L7a chDn v(t t+, linh ki n cho thi4t bI 52

2.2 Các v1n 2 c3n gi*i quy4t 53

3 BD nguEn và ,i9u khi?n ,óng cFt ch; t*o ,)-c 55

3.1 Các tính nCng ã 8t +,c 55

3.2 Th& tHc pháp lý 55

IV CH8 T<O BA LCP TRUY3N THÔNG VIELINA-RPS 56

1 GiAi thi&u chung 56

2 Nguyên tFc thi;t k; ch; t*o 56

3 L(a chIn các linh ki&n 56

3.1 CCn c? l7a chDn v(t t+ linh ki n 56

3.2 MHc tiêu l7a chDn 56

4 Tính nHng và c u trúc bD lJp 57

4.1 Tính nCng 57

4.2 C1u trúc c&a b5 lKp 57

5 BD lJp ch; t*o ,)-c 58

5.1 Thông s# kF thu(t 58

V PH-N M3M CGMWS VÀ CGMWSNet 59

1 GiAi thi&u chung 59

2 Thi;t k; và cài ,Jt ph3n m9m CGMWS và CGMWSNet 59

2.1 Thi4t k4 ph3n m2m 59

2.2 Cài Kt ph3n m2m 60

2.3 C1u trúc th/ hi n 60

3 Các ch/c nHng chính 61

3.1 MENU "He thong" (H th#ng) 61

3.2 Ch?c nCng sao l+u dA li u 62

3.3 Ch?c nCng thông tin i/m o 63

3.4 Ch?c nCng Kt ;ng h; h th#ng 63

3.5 Ch?c nCng t7 5ng k4t n#i khi m1t k4t n#i 64

3.6 Ch?c nCng Kt kho*ng thLi gian ghi dA li u 64

3.7 Ch?c nCng thoát kh%i ch+-ng trình 65

3.8 MENU "Bao cao" (Báo cáo) 65

3.9 Ch?c nCng nh(t ký k4t n#i 69

3.10 Ch?c nCng dA li u t?c thLi 70

3.11 MENU “Ket noi” (K4t n#i) 70

3.12 Ch?c nCng b(t / t<t k4t n#i 70

3.13 Ch?c nCng Kt các thu5c tính k4t n#i 71

3.14 MENU "Canh bao" (C*nh báo) 71

3.15 Ch?c nCng ng+Nng báo 5ng 71

3.16 Ch?c nCng nh(t ký báo 5ng 72

3.17 MENU “Bieu do” (Bi/u ;) 73

3.18 MENU “Tro giup” (Tr, giúp) 74

4 S:n ph<m ph3n m9m mAi so vAi s:n ph<m c5a ,9 tài KC03.04 75

VI TH= NGHI9M H9 TH:NG T<I PHÒNG THÍ NGHI9M 75

1 M1c tiêu th8 nghi&m 75

2 C u hình và nDi dung th8 nghi&m 75

3 Th6i gian và ,Ba ,i?m th8 nghi&m 75

4 K;t qu: th8 nghi&m 75

VII TH= NGHI9M H9 TH:NG T<I TH5C T8 76

1 M1c tiêu th8 nghi&m 76

2 C u hình và nDi dung th8 nghi&m 76

3 Th6i gian và ,Ba ,i?m th8 nghi&m 76

4 K;t qu: th8 nghi&m 76

PH 9 N I V : QUI TRÌNH CÔNG NGH9 C>A D5 ÁN 7 7 VIII QUI TRÌNH CH8 T<O 77

1 Qui trình ch; t*o t5 ,i9u khi?n 77

1.1 Phân tích c- s> xây d7ng qui trình 77

1.2 Quy trình ch4 t8o t& i2u khi/n 77

1.3 Quy trình thi4t k4, ch4 t8o các module c&a t& i2u khi/n VIELINA-WS.0x 77

1.4 Quy trình ch4 t8o thE t& i2u khi/n VIELINA-WS.0x 77

1.5 Quy trình s*n xu1t t& i2u khi/n VIELINA-WS.0x 77

2 Qui trình ch; t*o ,3u ,o 80

2.1 Quy trình ch4 thE 81

2.2 Quy trình công ngh ch4 t8o hàng lo8t s*n ph6m 81

2.3 Quy trình s*n xu1t 83

2.4 Quy trình hi u chu6n thi4t bI 85

2.5 Quy trình hoàn thi n công ngh ch4 t8o s*n ph6m hàng lo8t 86

3 Qui trình ch; t*o bD nguEn và ,i9u khi?n ,óng cFt 87

3.1 MHc ích 87

3.2 Ph8m vi áp dHng 87

3.3 Qui trình công ngh ch4 t8o 87

3.4 Các b+Oc ki/m tra và hi u chPnh b5 ngu;n và i2u khi/n óng c<t 87

IX QUY TRÌNH SDN XU7T VÀ +I3U HÀNH 88

1 Danh m1c vKt t) và linh ki&n 88

1.1 Mua v(t t+ linh ki n, ki/m tra và nh(p kho 88

1.2 Nh(n v(t t+ linh ki n / s*n xu1t 89

1.3 Chu6n bI v% 90

1.4 Hàn linh ki n dán 90

1.5 Hàn linh ki n c<m 90

1.6 Ki/m tra 91

1.7 V sinh m8ch và v sinh công nghi p 91

1.8 Ki/m tra m8ch 91

1.9 Ch8y thE, hi u chPnh m8ch 92

1.10 L<p m8ch vào v% 92

1.11 Hi u chPnh b5 o (chPnh 0, calib và Kt Ia chP b5 o) 92

1.12 Ki/m Inh t8i Trung tâm an toàn m% 92

1.13 9óng gói s*n ph6m 92

1.14 H+Ong dRn #i vOi cán b5 phH trách s*n xu1t 93

1.15 L<p Kt và b*o hành 93

1.16 TSng k4t nâng cao ch1t l+,ng 93

1.17 Qu*n lý thi4t bI 93

1.18 Tài li u s*n xu1t 93

1.19 Ki/m soát quá trình s*n xu1t 94

1.20 Ki/m soát các thi4t bI s*n xu1t 94

PH 9 N V : K 3 T LU : N V À PH 7 L 7 C BÁO CÁO 9 5 X K8T LUEN VÀ KI8N NGHF 95

1 K;t qu: th(c hi&n 95

1.1 V2 s*n ph6m 95

1.2 V2 tài li u công ngh 95

1.3 V2 tài li u khoa hDc 95

1.4 V2 h,p ;ng kinh t4 95

1.5 Các k4t qu* khác 95

2 @ánh giá hi&u qu: c5a d( án 96

2.1 Hi u qu* kinh t4 96

2.2 Hi u qu* xã h5i 96

2.3 Hi u qu* v2 khoa hDc công ngh 96

3 @ánh giá v9 tính mAi, tính sáng t*o c5a d( án 96

3.1 Tính mOi c&a s*n ph6m d7 án 96

3.2 Tính sáng t8o 96

4 @ánh giá m/c ,D hoàn thành c5a d( án 97

4.1 V2 s*n ph6m 97

4.2 V2 kinh phí 97

5 Ki;n nghB 97

LHI CDM *N 99

D AN H M 7 C H Ì N H V ;

Hình 1 S2 6 t7ng th9 h$ th*ng SCADA ph,c v, an toàn trong khai thác h0m lò 18

Hình 2 C5u hình tr(m thi't b: ch< gi3n 2n 19

Hình 3 C5u trúc m(ng 21

Hình 4 Vòng quét m(ng 22

Hình 5 Vòng quét m(ng 26

Hình 6 : S2 6 module c<a m/t t< i4u khi9n giá thành th5p 31

Hình 7 S2 6 c<a VIELINA-WS.06 (t!2ng t v1i VIELINA-WS.07) 32

Hình 8 T< i4u khi9n VI ELI N A- W S.0 6 (lo(i qu3n lý 8 0u o) 33

Hình 9 T< i4u khi9n VI ELI N A- W S.0 7 (lo(i qu3n lý 16 0u o) 34

Hình 10 Các thi't b: i$n s= d,ng m(ch cách ly can toàn tia l=a 34

Hình 11 L!u 6 ch!2ng trình t< i4u khi9n V I ELI N A- W S.0 x 35

Hình 12 S2 6 kh*i thi't b: o khí mêtan VIELINA-CH4 42

Hình 13 L!u 6 thu>t toán xây d ng ph0n m4m thi't b: o khí mêtan VIELINA-CH4 43

Hình 14 S2 6 kh*i t7ng quát thi't b: 44

Hình 15 L!u 6 thu>t toán xây d ng ph0n m4m thi't b: CO (VIELINA-CO) 45

Thi't b: o n6ng / khí CO t(i v: trí o r6i !a ra hi9n th: và c3nh báo và ra l$nh i4u khi9n n'u n6ng / khí v!?t ng!@ng cho phép B6ng thCi thi't b: cEng g=i tín hi$u o !?c v4 trung tâm qua !Cng truy4n RS485 Thi't b: có các phím cho phép cài Ft các thông s* nh! ng!@ng c3nh báo, ng!@ng cHt i$n, Ft :a chI thi't b:, chInh không t /ng, calib t /ng Các thông s* cài Ft !?c l!u trong EEPROM nên không b: m5t dK li$u khi m5t i$n 46

Hình 16 S3n ph5m VIELINA-CH4 ang !?c s= d,ng 46

Hình 17 Thi't b: o khí CO (VIELINA-CO) 47

Hình 18 S2 6 c5u trúc c<a B/ ngu6n và i4u khi9n óng cHt 51

Hình 19 VL B/ ngu6n và i4u khi9n óng cHt 55

Hình 20 C5u trúc b/ lFp 57

Hình 21 C=a s7 chính th9 hi$n s2 6 h$ th*ng và các ch"c nMng c<a ph0n m4m 60

Hình 22 Các menu con trong menu “He thong” 61

Hình 23 C=a s7 Mng nh>p 62

Hình 24 C=a s7 thay 7i, thêm m>t khNu Admin 62

Hình 25 C=a s7 nh>p thông tin sao l!u bOng tay C=a s7 nh>p thông tin sao l!u t /ng 62

Hình 26 62

Hình 27 C=a s7 thông tin i9m o 63

Hình 28 C=a s7 Ft 6ng h6 h$ th*ng 64

Hình 29 Màn hình Ft ch' / k't n*i t /ng khi m5t k't n*i 64

Hình 30 C=a s7 Ft thCi gian ghi dK li$u 65

Hình 31 Các ch"c nMng trong menu “Bao cao” 65

Hình 32 Ch"c nMng chPn ngày báo cáo 66

Hình 33 Báo cáo d!1i d(ng 6 th: 66

Hình 34 Báo cáo d!1i d(ng b3ng 67

Hình 35 Báo cáo d!1i d(ng 6 th: 68

Hình 36 Báo cáo tháng d!1i d(ng b3ng 69

Hình 37 Báo cáo nh>t ký k't n*i 69

Hình 38 B6 th: dK li$u t"c thCi 70

Hình 39 Menu k't n*i 70

Hình 40 BFt c5u hình k't n*i 71

Hình 41 BFt ng!@ng báo /ng 72

Hình 42 Nh>t ký báo /ng 72

Hình 43 Menu bi9u 6 73

Hình 44 Thay 7i bi9u 6 lò 73

Hình 45 Gi1i thi$u 74

Hình 46 Qui trình thi't k' ch' t(o module ch"c nMng 78

Hình 47 Qui trình ch' t(o th= t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x 79

Hình 48 Qui trình s3n xu5t t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x 80

Hình 49 Quy trình công ngh$ ch' th= s3n phNm 82

Hình 50 Quy trình s3n xu5t và hi$u chInh s3n phNm 83

Hình 51 Quy trình hoàn thi$n công ngh$ ch' t(o s3n phNm hàng lo(t 86

NguyQn Công Hi$u

Luy$n Tu5n Anh

Ki4u M(nh C!Cng

NguyQn Th' Vinh

NguyQn VMn C!Cng

NguyQn Cao S2n

NguyQn Danh DEng

Lê Quang Vinh

NguyQn Th' Hùng

Ch< nhi$m d án

Nghiên c"u, hoàn thi$n s3n phNmNghiên c"u, hoàn thi$n s3n phNm Nghiên c"u, hoàn thi$n s3n phNm Nghiên c"u, hoàn thi$n s3n phNm Nghiên c"u, hoàn thi$n s3n phNm Th= nghi$m, ánh giá s3n phNm Th= nghi$m, ánh giá s3n phNm Th= nghi$m, ánh giá s3n phNm Th= nghi$m, ánh giá s3n phNm

PH 9 N I : M) +-U

I Xu/t x1 d' án

D án là k't qu3 c<a 4 tài c5p Nhà n!1c mã s* KC.03.04: Nghiên c?u thi4t k4 ch4

t8o h SCADA phHc vH an toàn lao 5ng trong ngành khai thác h3m lò; thu/c ch!2ng trình khoa hPc công ngh$ c5p Nhà n!1c v4 T /ng hoá KC.03 giai o(n 2001-2005 B4 tài !?c ánh giá nghi$m thu ngày 10 tháng 8 nMm 2004 và Gi5y ch"ng nh>n Mng

ký k't qu3 4 tài nghiên c"u KHCN s* 5716/KQNC-TTKHCN

D án !?c th c hi$n trên c2 sS: Quy't :nh s* 1598/QB-BKHCN ngày 06 tháng 8 nMm 2007 c<a B/ tr!Sng B/ Khoa hPc và Công ngh$ v4 vi$c phê duy$t các t7 ch"c và cá nhân trúng tuy9n ch< trì 4 tài, d án SXTN c5p Nhà n!1c nMm 2007 (.?t I) thu/c ch!2ng trình “Nghiên c"u, phát tri9n và "ng d,ng công ngh$ t /ng hoá”, mã s* KC.03/06-10; Quy't :nh s* 2721/QB-BKHCN ngày 15 tháng 11 nMm 2007 c<a B/ tr!Sng B/ Khoa hPc và Công ngh$ v4 vi$c phê duy$t kinh phí 03 4 tài, 01 d án SXTN bHt 0u th c hi$n nMm 2007 thu/c Ch!2ng trình Nghiên c"u, phát tri9n và "ng d,ng công ngh$ t /ng hoá,

mã s* KC.03/06-10 và H?p 6ng NCKH&PTCN s*: 02/2007/HB-DACT-

KC.03.02/06-10 ký ngày 16 tháng 02 nMm 2008

II CÁC THÔNG TIN CHUNG V3 D5 ÁN

q Tên d án: Nghiên c"u hoàn thi$n công ngh$ ch' t(o h$ th*ng SCADA ph,c v, an toàn lao /ng trong khai thác h0m lò

q Thu/c ch!2ng trình KHCN c5p Nhà n!1c: Nghiên c"u khoa hPc và phát tri9n công ngh$ T /ng hoá, Mã s* ch!2ng trình: KC.03

q C5p qu3n lý: Nhà n!1c

q ThCi gian th c hi$n: 30 tháng (12/2007 - 05/2010)

q Kinh phí th c hi$n d án: 7.400 tri$u 6ng

§ Trong ó, tT Ngân sách s nghi$p khoa hPc: 2.200 tri$u 6ng

§ Kinh phí thu h6i: 1.540 tri$u 6ng

q T7 ch"c ch< trì th c hi$n d án: Vi$n NC Bi$n t=, Tin hPc, T /ng hoá

q B:a chI: 156A Quán Thánh, Hà N/i

q Bi$n tho(i: (04) 7164855 Fax: (04) 7164842

q Ch< nhi$m d án: NguyQn Th' Truy$n

q HPc v:: Ti'n sU Ch"c v,: Vi$n tr!Sng Vi$n NC Bi$n t=, Tin hPc, T /ng hoá

q B:a chI: 156A Quán Thánh, Hà N/i

q Bi$n tho(i: CQ: (04) 7140150 NR: (04)7540302 Mobile:0912095442

q E-mail: truyennt@hn.vnn.vn

III CÁC V7N +3 CHUNG

1 Tình hình xu/t khí mêtan trong các mJ than hiKn nay

Khí mêtan (CH4) có ngu6n g*c tT than (gPi tHt là khí than) là m/t trong nhi4u lo(i khí thiên nhiên !?c hình thành trong quá trình sinh hoá bi'n 7i v>t ch5t hKu c2 ban 0u

và quá trình bi'n ch5t than ti'p theo d!1i tác /ng c<a nhi$t và áp su5t

Khí mêtan có th9 cháy và n7 khi gFp ngPn l=a tr0n và n6ng / khí tT (5 ÷ 15)% (kh3 nMng dQ cháy n7 nh5t là 9,5%) Bi4u ki$n cháy n7 c<a khí mêtan (CH4) ph, thu/c ch< y'u vào các y'u t*: n6ng / c<a khí mêtan (%CH4), n6ng / khí Oxy (%O2), áp su5t (at), Nhi$t / (oC) và / Nm t!2ng *i (%RH) Khi có s c* cháy n7 thì trong h0m lò nhi$t / có th9 lên t1i 2650oC và áp su5t lên t1i 10at Ph!2ng trình ph3n "ng t7ng quát cho khí cháy là:

CmHn + (m+n/4)O2 ==> mCO2 + (n/2)H2O

V1i khí mêtan ta có ph!2ng trình cháy:

CH4 + 2O2 ==> CO2 + 2H2O

Hi$n nay chúng ta ang tMng c!Cng hình th"c khai thác than h0m lò nh!ng khai thác càng xu*ng sâu thì nguy c2 cháy n7 khí mêtan ngày càng l1n Vi$c xu5t khí mêtan trong mL than là m/t quá trình diQn ra th!Cng xuyên, cMn c" vào m"c / và hình th"c xu5t khí mêtan ng!Ci ta phân lo(i mL nh! sau:

BLng 1 : Phân lo8i m% theo khí mêtan

X'p lo(i mL B/ thoát khí mêtan t!2ng *i (m3/T.than.ng.)

II TT 5 'n < 10

III TT 10 'n < 15

Siêu h(ng ≥ 15, nhKng mL có nguy hi9m xì khí

Nguy hi9m ph,t khí b5t ngC ML h0m lò khai thác các vIa than nguy hi9m ph,t

than và khí b5t ngC Hi$n nay, hàng nMm T>p oàn công nghi$p than và khoáng s3n Vi$t Nam (TKV) luôn ti'n hành ánh giá và phân lo(i mL theo m"c / thoát khí mêtan trên 1 t5n than trong 1 ngày êm K't qu3 phân lo(i mL nMm 2007 nh! S b3ng 2

Theo b3ng 1 thì hi$n trong TKV chI có Công ty than M(o Khê là mL siêu h(ng, Công

ty than Quang Hanh là mL lo(i III, còn h0u h't các mL là mL lo(i I Tuy nhiên, qua trao 7i chúng tôi !?c bi't nhi4u khi phân lo(i này cEng ch!a ph3n ánh úng kh3 nMng xu5t khí S các mL, vì v>y sau v, tai n(n cháy n7 h0m lò ngày 6/3/2006 S Công ty than Th*ng Nh5t TKV ã quy :nh tMng c!Cng vi$c ki9m tra giám sát khí trong h0m lò b5t k9 là mL lo(i nào cEng ph3i lHp Ft h$ th*ng giám sát t>p trung Vi$c lHp Ft h$ th*ng giám sát t>p trung ph3i hoàn thành vào cu*i nMm 2008

BLng 2 : K4t qu* phân lo8i m% nCm 2007

TT ML B/ thoát khí CH4 t!2ng *i (m3/T.ng.) X'p lo(i mL

1 Khu 56 M(o Khê 15,20 Siêu h(ng

2 Quang Hanh (vIa 10 khu II) 6,94 III

an toàn

2 Th'c trMng các hK thNng Oã O(Pc 1ng dRng tMi ViKt Nam

Hi$n có 2 lo(i h$ th*ng c<a n!1c ngoài ang !?c lHp Ft và s= d,ng S Vi$t Nam ó

là h$ th*ng giám sát c<a Nh>t B3n (.!?c lHp Ft t(i Công ty than M(o Khê) và h$ th*ng c<a Balan !?c lHp Ft t(i m/t s* Công ty khai thác h0m lò thu/c TKV

H$ th*ng giám sát khí mL c<a Balan chuyên dùng 9 giám sát các i4u ki$n môi tr!Cng khí trong mL do hãng CARBOAUTOMATYKA S.A s3n xu5t, ây là hãng s3n xu5t chuyên nghi$p các h$ th*ng quan trHc, có h2n 70 h$ th*ng do hãng s3n xu5t !?c s= d,ng ph7 bi'n trong các mL S Balan

H$ th*ng Monitoring do Nh>t B3n s3n xu5t theo 2n Ft hàng chuyên dùng 9 giám sát i4u ki$n môi tr!Cng khí trong mL, do hãng MATSUSHIMA và m/t s* hãng khác s3n xu5t, các thi't b: do hãng s3n xu5t ã !?c s= d,ng S Nh>t b3n và m/t s* n!1c khác trong ó có Vi$t Nam (Công ty than M(o Khê)

BLng 3 : Ch?c nCng và các i2u ki n kF thu(t c&a 2 h th#ng

TT Tên ch"c nMng c<a h$ th*ng H$ th*ng

Balan Nh>t B3n H$ th*ng

I H th#ng t%i phòng giám sát trên m't b)ng

1 Giám sát thông s* n6ng / khí CH4, CO, V gió có có

2 Hi9n th: bi9u 6 giá tr: c<a các thông s* giám sát có có

6 Quan sát v: trí lHp Ft thi't b: trên b3n 6 !Cng lò không có

7 Hi$n danh sách các c3nh báo theo thCi gian có có

8 Có nhi4u trang hi9n th: theo dõi nhi4u ch' / khác nhau c<a h$ th*ng có có

9 Giám sát tr(ng thái làm vi$c c<a các thi't b: có có

10 Tín hi$u cHt i$n có th9 g=i tT phòng quan trHc có có

11 Tín hi$u cHt i$n có th9 i4u khi9n !?c nhi4u kênh t1i các khu v c tT m/t

12 Cung c5p ngu6n an toàn tia l=a cho các 0u o tT phòng giám sát trung tâm có không

13 Ngôn ngK giao di$n trên máy tính Ti'ng anh Ti'ng anh

14 H$ th*ng máy tính có th9 t(o thành m(ng LAN và k't n*i m(ng Internet có có

16 Wnh h!Sng c<a sóng sét trên !Cng truy4n hình tín hi$u nhi4u nhi4u

17 B3o trì s=a chKa h$ th*ng ph"c t(p ph"c t(p

18 M"c / yêu c0u v4 i4u ki$n môi tr!Cng (nhi$t /, % RH, b,i….) c<a phòng

II H th#ng trong h*m lò

19 B/ x= lý tín hi$u /c l>p trong lò, cung c5p ngu6n an toàn tia l=a cho các 0u

20 ThCi gian ho(t /ng các 0u o trong lò khi m5t i$n l!1i (3~6) giC (1~2)giC

21 Nguyên tHc ho(t /ng 0u o khí CH4 B*t xúc

tác, truy4n nhi$t

Giao thoa quang hPc

22 D3i o khí CH4 c<a các 0u o (0~10) % (0~2) %

24 Hi9n th: t(i chY c<a 0u o khí CO và 0u o t*c / gió không có

25 C3nh báo bOng ánh sáng t(i 0u o khí CH4 khi có nguy hi9m không có

27 Thay th', hi$u chInh & b3o trì các thi't b: o Ph"c t(p Ph"c t(p

28 Wnh h!Sng c<a sóng c3m "ng trên !Cng truy4n tín hi$u Nhi4u Nhi4u

29 Tín hi$u cHt i$n g=i tr c ti'p t1i các Atomat có có

2.1 H" th*ng giám sát khí m, c a Ba Lan

H$ th*ng giám sát khí mL bOng máy tính c<a Ba Lan s3n xu5t bao g6m:

§ H$ th*ng t< i4u khi9n trung tâm,có th9 k't n*i(1~10) t< i4u khi9n trung tâm lo(i KSP-2C MYi m/t t< i4u khi9n trung tâm giám sát t*i a 40 kênh o (h$ th*ng có th9 mS r/ng ki9m soát !?c 400 kênh o)

§ H$ th*ng t< !?c k't n*i 'n máy tính i4u hành v1i m,c ích giám sát, i4u khi9n và l!u trK các dK li$u, h$ th*ng có th9 !?c k't n*i thành m(ng máy tính

và k't n*i v1i m(ng Internet

§ B0u o c3nh báo khí Mêtan s= d,ng lo(i CPC-2 ho(t /ng trên nguyên tHc o *t xúc tác cho d3i o (0~5)% và truy4n nhi$t cho d3i o (5~10)%, có hi9n th: giá tr: n6ng / % khí CH4 t(i chY B0u o ho(t /ng /c l>p !?c (3~6) giC khi m5t ngu6n cung c5p n(p cho Hc quy Khi n6ng / khí Mê tan v!?t ng!@ng Ft 'n m"c c3nh báo, thi't b: c3nh báo bOng âm thanh, g=i tín hi$u c3nh báo, i4u khi9n cHt i$n v4 trung tâm và t1i Atomat cHt i$n khu v c

§ Tín hi$u tT các 0u o truy4n v4 Trung tâm d!1i d(ng t0n s* (2-12 kHz)

§ B0u o t*c / gió s= d,ng lo(i SAT-1 ho(t /ng trên nguyên tHc cánh qu(t c3m bi'n t*c / gió t(i v: trí Ft và g=i tín hi$u v4 trung tâm

§ Các 0u o c<a h$ th*ng !?c c5p ngu6n 56VDC an toàn tia l=a tT tr(m i4u khi9n trung tâm

§ Ngôn ngK s= d,ng trên các thi't b: c<a h$ th*ng dùng ngôn ngK Ti'ng Anh

2.2 H" th*ng giám sát khí m, c a Nh-t B/n

H$ th*ng hi$n (i s= d,ng giám sát khí mL, Fc i9m c5u hình nh! sau

§ T(i phòng giám sát có h$ th*ng t< i4u khi9n PLC, h$ th*ng m(ng máy tính có th9 k't n*i v1i m(ng Internet, trong các !Cng lò có các b/ (Transmitter) x= lí

và truy4n tín hi$u v4 phòng quan trHc Các thi't b: t(i phòng giám sát và thi't k' trong lò ho(t /ng /c l>p không ph, thu/c vào nhau, ngôn ngK s= d,ng trên máy tính dùng ti'ng Vi$t và Ti'ng Anh (.ây là h$ th*ng mVu do JICA tFng cho TKV tT nMm 2003) và hi$n ang chuNn b: 0u t! mS r/ng thêm nKa

§ B0u o c3nh báo khí Mêtan s= d,ng nguyên tHc o quang hPc d3i o (0~2)%,

có hi9n th: t(i chY, có c3nh báo bOng âm thanh và ánh sáng, truy4n tín hi$u cHt i$n khi n6ng / CH4 v!?t ng!@ng Ft tr!1c t1i b/ Transmitter 9 cHt i$n khu

§ Ngôn ngK trên thi't b: h$ th*ng Ti'ng Anh

2.3 So sánh &u nh&0c 2i3m c a h" th*ng

So sánh !u nh!?c i9m c<a hai h$ th*ng khi áp d,ng có th9 tham kh3o trong b3ng 4

3 Các thi't b: c3nh báo chính CH 4 ,CO,CO 2 ,T 0 ,Vg… CH 4 ,CO,CO 2 ,T o ,Vg

4 Hi9n th: giá tr: o t(i ch7 c<a 0u o

5 Bi4u ki$n môi tr!Cng không khí trong

lò 3nh h!Sng t1i thi't b: c3nh cáo

Có b: 3nh h!Sng Có b: 3nh h!Lng

6 B/ ph"c t(p c<a h$ th*ng Ph"c t(p Ph"c t(p

7 Trình / các nhân viên qu3n lí, v>n

hành theo dõi ki9m tra h$ th*ng Yêu c0u trình / cao, có kinh nghi$m công tác S

10 Ch:u 3nh h!Sng c<a i4u ki$n môi

tr!Cng (sóng i$n c3m "ng, sóng sét) Nhi4u Nhi4u

11 Bi4u ki$n áp d,ng c<a mL Phù h?p Phù h?p

3 Yêu cTu cVa ng(Wi sX dRng tMi ViKt Nam và các v/n OY cTn hoàn thiKn

Hi$n nay, theo yêu c0u c<a T>p oàn công nghi$p Than và Khoáng s3n Vi$t Nam – TKV các h$ th*ng giám sát khí mL t /ng t>p trung c0n ph3i có các ch"c nMng chính sau, b3ng 5

BLng 5 : Yêu c3u v2 ch?c nCng c&a ng+Li sE dHng t8i Vi t Nam

TT Tên ch"c nMng c<a h$ th*ng

1 Giám sát thông s* n6ng / khí: CH4, CO, V gió

2 Hi9n th: giá tr: c<a các thông s* giám sát d!1i d(ng b3ng hoFc bi9u 6, 6 th:

3 BFt !?c các ng!@ng báo /ng c<a thông s* c0n giám sát tT trung tâm hoFc t(i 0u o

4 Thông báo, th*ng kê !?c tình tr(ng s c*

5 L!u trK !?c các dK li$u o theo thCi gian

6 Quan sát và thay 7i !?c v: trí lHp Ft thi't b: trên b3n 6 !Cng lò

7 C3nh báo bOng âm thanh, ánh sáng khi có nguy hi9m

8 Hi$n danh sách các c3nh báo theo thCi gian

9 Có nhi4u trang hi9n th: theo dõi nhi4u ch' / khác nhau c<a h$ th*ng

10 Giám sát tr(ng thái làm vi$c c<a các thi't b:

11 Ngôn ngK, giao di$n trên máy tính là Ti'ng Vi$t hoFc ti'ng Anh

12 H$ th*ng máy tính có th9 t(o thành m(ng LAN và k't n*i m(ng Internet

13 D3i o khí CH4 c<a các 0u o: (0~5) %

14 Hi9n th: giá tr: o t(i chY c<a 0u o khí CH4

15 Hi9n th: t(i chY c<a 0u o khí CO và 0u o t*c / gió

16 C3nh báo t(i chY bOng âm thanh, ánh sáng khi có nguy hi9m v4 khí

17 Ngôn ngK giao di$n trên thi't b: o: Ti'ng Vi$t hoFc ti'ng Anh

18 B/ ngu6n phòng n7 cung c5p ngu6n an toàn tia l=a cho các 0u o có th9 làm vi$c !?c v1i

nhi4u m"c ngu6n khác nhau (127; 380 và 660 VAC)

19 Ngu6n d phòng 3m b3o 0u o trong h0m lò ho(t /ng !?c (2~5) giC khi m5t i$n l!1i

20 Có kh3 nMng ch*ng sét và nhiQu công nghi$p trong h0m lò

21 Có kh3 nMng t /ng cHt i$n c,c b/ khi có s c* nguy hi9m v4 khí cháy n7

22 DQ dàng thay th', hi$u chInh & b3o trì các thi't b: o

23 Các thi't b: trong h0m lò ph3i 3m b3o tiêu chuNn an toàn TCVN-7079

4 Các v/n OY công nghK Oã giLi quy$t O(Pc cVa d' án

4.1 Các v4n 25 công ngh" c6n gi/i quy)t

Khi th c hi$n 4 tài KC.03.04 chúng tôi ã thi't k' ch' t(o !?c m/t mô hình h$ th*ng SCADA nh!ng ph0n ki9m :nh cho các ph0n t= !a xu*ng h0m lò thì m1i có ki9m :nh v4 tiêu chuNn phòng n7 (theo TCVN 6734-2000) mà ch!a ki9m :nh theo

tiêu chuNn v4 an toàn tia l=a (dùng cho các ph0n t= !?c phép làm vi$c ngay c3 khi m5t i$n và không an toàn v4 khí) Trong d án này chúng tôi ã thi't k', ch' t(o các s3n phNm r6i !a i ki9m :nh theo tiêu chuNn TCVN-7079 V1i Fc thù yêu c0u cao v4 / an toàn, các ph0n t= c<a h$ th*ng 4u !?c thi't k', ch' t(o sao cho (t tiêu chuNn TCVN-7079 (c3 t< i4u khi9n Fc bi$t ph0n truy4n thông)

V4 mFt thi't k' m(ch i$n c<a các ph0n t= trong h$ th*ng thu/c s3n phNm c<a 4 tài KC.03.04, do m/t s* ph0n t= ch!a thi't k', ch' t(o hoFc ch!a s= d,ng th c t' nên v5n 4 an toàn tia l=a, phòng n7 ch!a !?c quan tâm vì th' c0n tìm hi9u k[ các yêu c0u c<a tiêu chuNn TCVN-7079 9 thi't k' các ph0n t= c, th9 3m b3o các yêu c0u này Trong quá trình th c hi$n d án thì t5t c3 các ph0n th= dùng trong h0m lò c<a h$ th*ng SCADA ã !?c thi't k' ch' t(o l(i (v1i các ph0n t= ã có tT 4 tài) hoFc ch' t(o m1i

và !a i ki9m :nh theo TCVN-7079 tr!1c khi !a vào s= d,ng chính th"c Sau khi ki9m :nh thành công, s3n phNm d án ã có trình / công ngh$ t!2ng !2ng v1i h$ th*ng c<a n!1c ngoài ang s= d,ng t(i Vi$t Nam

4.2 Các n7i dung 2ã hoàn thi"n cho s/n ph8m c a d% án

v Thi+t k+, ch+ t%o l%i các ,*u ,o khí mêtan ,- có thêm các tính n.ng

§ Hi9n th: t(i chY n6ng / khí mêtan o !?c

§ Có th9 Ft !?c ng!@ng báo /ng cEng nh! chInh không, hi$u chuNn t(i chY !?c

§ Có th9 c3nh báo bOng âm thanh, ánh sáng t(i chY khi có nguy hi9m v4 khí mêtan

§ Ra l$nh óng cHt i$n ngay t(i 0u o

§ Là thi't b: an toàn tia l=a theo tiêu chuNn TCVN-7079

v Thi+t k+, ch+ t%o b/ ngu0n và ,i1u khi-n ,óng c2t phòng n3

§ B/ ngu6n phòng n7 dùng 9 c5p ngu6n cho các 0u o

§ Bi4u khi9n óng/cHt i$n khi có s c*

§ Ngu6n có th9 làm vi$c !?c v1i nhi4u m"c i$n áp khác nhau, c, th9 là 127VAC, 380VAC, và 660VAC

v Thi+t k+ thêm h th#ng truy1n thông s4 d6ng công ngh m%ng không dây

GSM/GPRS (h$ th*ng truy4n thông ã !?c thi't k' trong 4 tài KC03.04 chI bao g6m: truy4n thông qua !Cng i$n tho(i, RS485, Profibus-DP, cáp quang và dùng

sóng vô tuy9n UHF)

v Thi+t k+, ch+ t%o l%i trung tâm ,i1u khi-n g0m máy tính và t8 ,i1u khi-n

§ Hoàn thi$n ph0n m4m trên máy tính 9 3m b3o các tính nMng yêu c0u

§ Thi't k', ch' t(o l(i t< i4u khi9n 9 3m b3o ph0n truy4n thông an toàn phòng n7 theo TCVN-7079 và có kh3 nMng ch*ng nhiQu, ch*ng sét, …

§ Hoàn chInh các b/ ngu6n d phòng 3m b3o cho h$ th*ng có th9 làm vi$c thêm

tT 2 'n 5 giC sau khi m5t i$n l!1i

v Thi+t k+, ch+ t%o thêm m/t s# thi+t b9 ch5a có nh5: B0u o khí CO, B/ lFp, …

v Ki-m ,9nh h th#ng theo tiêu chu;n TCVN-7079

5 SLn phZm cVa d' án

S3n phNm c<a d án là H$ th*ng SCADA làm nhi$m v, t /ng giám sát khí cháy n7 ph,c v, an toàn lao /ng trong khai thác h0m lò g6m các ph0n t= chính v1i các tính nMng k[ thu>t ch< y'u nh! sau:

5.1 Tr9m máy tính ch và t 2i5u khi3n

§ Có th9 giám sát 'n vài ch,c hoFc vài trMm v: trí (.0u o)

§ ThCi gian c>p nh>t dK li$u: 10s/l0n

§ Các ph0n t= d!1i h0m lò 3m b3o an toàn tia l=a và phòng ch*ng cháy n7 theo tiêu chuNn TCVN 7079

§ Truy4n thông theo các chuNn truy4n thông công nghi$p nh! Profibus-DP, RS485, công ngh$ m(ng không dây GSM/GPRS.…

§ DQ dàng thay 7i v: trí giám sát 9 c>p nh>t hi$n tr(ng khai thác trong h0m lò

§ Có th9 quan sát s2 6 mFt bOng h0m lò, s* li$u o d!1i d(ng 6 th: hoFc b3ng bi9u

§ Có th9 l!u trK, tra c"u dK li$u, in 5n báo cáo theo yêu c0u

§ H$ th*ng t ./ng i4u khi9n óng/cHt i$n theo ch!2ng trình hoFc óng/cHt bOng tay t(i Trung tâm i4u khi9n hay t(i 0u o

Các tính nMng này hoàn toàn t!2ng !2ng v1i h$ th*ng c<a Nh>t ang lHp (t t(i Công

ty than M(o khê

5.2 :6u 2o khí mêtan

4 Báo /ng Âm thanh, èn nháy Âm thanh, èn nháy

5.3 :6u 2o khí CO

Trong ó: FI-880 và COMA-21 là các 0u o khí mêtan và CO trong h$ th*ng c<a Nh>t B3n

5.4 B7 ngu<n và 2i5u khi3n 2óng c=t

Thi't b: (t các tiêu chuNn TCVN-7079-0 và TCVN-7079-11

§ D(ng b3o v$ c<a thi't b:: ExdiaI VL- không xuyên n7 “d”, Ngu6n ra DC-an toàn tia l=a “e”

4 Báo /ng Âm thanh, èn nháy Âm thanh, èn nháy

§ Bi$n áp làm vi$c: m/t pha, l a chPn 127VAC/380VAC/660VAC±10%

§ Bi$n áp ra: 12VDCx4@500mA

§ B*n 0u ra óng/cHt cách ly

Ngoài ra s3n phNm khác c<a d án là:

§ Quy trình công ngh$ ch' t(o và hi$u chInh các ph0n t= cEng nh! c3 h$ th*ng

§ Các s3n phNm c<a d án sZ !?c Mng ký sS hKu công nghi$p và nhãn hi$u hàng hoá

§ Các bài báo gi1i thi$u v4 k't qu3 c<a d án

PH 9 N I I : THI8T K8 H9 TH:NG

IV THI8T K8 H9 TH:NG SCADA

1 CQ s[, quan Oi\m thi$t k$ các thành phTn trong hK thNng

§ Tính linh ho(t c<a h$ th*ng: h$ th*ng ph3i cho phép dQ dàng lo(i bL các thành ph0n trong h$ th*ng phù h?p v1i yêu c0u th c t' trong khai thác h0m lò cEng nh! dQ dàng thay 7i, mS r/ng h$ th*ng, qu3n lý và c5u hình l(i h$ th*ng tùy vào i4u ki$n c<a c2 sS "ng d,ng

§ Tính a d(ng trong truy4n thông: h$ th*ng ph3i hY tr? nhi4u môi tr!Cng truy4n thông khác nhau nh! dùng dây dVn i$n (RS485, cáp i$n tho(i, ), cáp quang, sóng vô tuy'n (radio)

§ Tính th*ng nh5t: th9 hi$n trong xây d ng các giao di$n ph0n m4m, giao th"c truy4n thông giKa các tr(m làm vi$c trong h$ th*ng

§ Tính thích "ng: h$ th*ng ph3i là m/t b/ ph>n trong h$ th*ng t /ng hóa qu3n

lý, i4u hành chung c<a toàn mL sau này

Trên c2 sS yêu c0u Ft ra, h$ th*ng !?c xây d ng trên c2 sS mô hình phân c5p, theo ó !?c phân thành hai c5p sau:

§ C5p i4u hành qu3n lý g6m: h$ th*ng tr(m ch< Ft t(i TT i4u hành SX và các máy tính !?c phép truy c>p t1i dK li$u trên tr(m ch< thông qua m(ng LAN

§ C5p thi't b:: Các 0u o phân tán (.o, c3nh báo và i4u khi9n) Ft trong h0m lò (thi't b: c0n thi't ph3i 3m b3o !?c các yêu c0u v4 phòng ch*ng cháy n7 và làm vi$c trong i4u ki$n khHc nghi$t)

1.2 C4u trúc các thành ph6n trong h" th*ng

H$ th*ng !?c thi't k' bám theo c5u trúc phân c5p h$ th*ng (Hình 1) và bao g6m các thành ph0n sau:

§ H$ th*ng tr(m thi't b: ch<

§ Các t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x

§ H$ th*ng các 0u o VIELINA-CH4, VIELINA-CO

§ Các b/ ngu6n và óng cHt VIELINA-PCO

§ H$ th*ng ghép n*i truy4n thông

§ H$ th*ng ch*ng sét

Hình 1 S- ; tSng th/ h th#ng SCADA phHc vH an toàn trong khai thác h3m lò

LAN

MMng máy tính n]i b] (LAN)

Network Link/conv

@3u ,o CH4 hoJc CO

@3u ,o CH4 hoJc CO

Tr*m thi;t bB ,o k

R

Ki?u truy9n khác

Tr*m thi;t bB ,o m

Tr*m thi;t bB ,o n

C u hình h& th+ng:

TLng s+ tr*m thi;t bB ,o: max 8/16 S+ ,i?m ,o/tr*m:

max 16 S+ l)-ng thông s+

,o/tr*m: max 8

TT GIÁM SÁT, +I3U HÀNH

RS 485 / FO

PC Server

Operators (option)

R

Tr*m thi;t bB ch5 VIAG-MCSxx

K;t n+i m*ng

Profibus

(RS485/FO)

Ki?u truy9n khác

v C<u trúc h th#ng tr%m thi+t b9 ch8

Mô hình chung m/t tr(m thi't b: ch< thông th!Cng Ft t(i TT giám sát i4u hành (Hình 1) C5u hình c<a tr(m ch< !?c thi't k' theo d(ng: PC-based + Communication Module: S= d,ng máy tính PC k't h?p v1i module truy4n thông m(ng công nghi$p và ph0n m4m i4u khi9n thCi gian th c (m4m) làm c2 sS 9 xây d ng tr(m thi't b: ch< i4u hành

Hình 2 C1u hình tr8m thi4t bI ch& gi*n -n

v C<u trúc h th#ng t8 ,i1u khi-n VIELINA-WS.0x

BFc i9m chung c<a t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x:

q S* l!?ng i9m o trên m/t t<: 16 i9m o *i v1i lo(i t< l1n hoFc 8 i9m o v1i lo(i t< nhL (có th9 mS r/ng cho nhi4u 0u o h2n nKa)

q Giao di$n HMI: t(i chY

q HY tr? giao di$n m(ng liên k't các 0u o (tùy chPn cáp i$n, cáp quang)

q HY tr? các d(ng truy4n thông v1i tr(m ch< tùy vào "ng d,ng c, th9 (nh! m(ng Profibus, m(ng tho(i, vô tuy'n)

q Ngu6n i$n: 220VAC và UPS

q Thi't b: 3m b3o các tiêu chuNn v4 an toàn thi't b: i$n trong h0m lò

v H th#ng ghép n#i truy1n thông

q Truy4n thông trong phân c5p qu3n lý: s= d,ng máy tính ch< PC-Server giao di$n v1i t0ng qu3n lý chung (c5p mL/công ty) qua m(ng n/i b/ LAN

q Truy4n thông trong trung tâm giám sát, i4u hành:

§ S= d,ng (k't h?p) các d(ng môi tr!Cng truy4n cáp i$n (RS485, !Cng truy4n i$n tho(i) và cáp quang (glass/plastic FO)

q Truy4n thông giKa tr(m thi't b: ch< v1i các t< i4u khi9n:

§ M(ng RS485 (cáp i$n, cáp quang)

§ Truy4n thông qua m(ng i$n tho(i (n/i b/) d!1i h0m lò

§ Truy4n không dây (GSM/GPRS)

q Truy4n thông giKa t< i4u khi9n và các i9m o:

§ M(ng RS485, cáp quang hoFc cáp i$n

§ B*i v1i các i9m o có kho3ng cách xa so v1i t< i4u khi9n thì s= d,ng b/ lFp tín hi$u

§ Các i9m rZ nhánh trong h0m lò !?c s= d,ng các h/p 5u cáp

v C<u trúc các ,*u ,o VIELINA-CH4 và VIELINA-CO trong h*m lò

BFc i9m chung c<a các 0u o trong h0m lò:

q Giao di$n HMI: t(i chY

q HY tr? giao di$n m(ng liên k't v1i t< i4u khi9n (tùy chPn cáp i$n, cáp quang)

q Ngu6n i$n: 12VDC

q Thi't b: 3m b3o các tiêu chuNn v4 an toàn thi't b: i$n trong h0m lò

v C<u trúc các b/ ngu0n và ,i1u khi-n ,óng c2t VIELINA-PCO

BFc i9m chung c<a các VIELINA-PCO trong h0m lò:

q Ngu6n i$n 0u vào: 127VAC/380VAC/660VAC

q Ngu6n i$n 0u ra: 12VDCx4

q M(ch óng/cHt an toàn tia l=a cho 4 0u o

q Kh*i ngu6n d phòng (dùng pin n(p Ni-MH lo(i 30Vx4000 mAh) 3m b3o cho các 0u o làm vi$c !?c ít nh5t 3 giC sau khi m5t i$n ngu6n

q Thi't b: 3m b3o các tiêu chuNn v4 an toàn thi't b: i$n trong h0m lò

v C<u trúc các b/ ch#ng sét

BFc i9m chung c<a các b/ ch*ng sét trong h$ th*ng:

q H$ th*ng ti'p :a: T(i TTBK, các tr(m BK khu v c 4u có h$ th*ng ti'p :a theo

tiêu chuNn ti'p :a cho các thi't b: i$n tong h0m lò

q H$ th*ng ch*ng sét: Ch*ng sét c3m "ng, sét lan truy4n theo !Cng ngu6n và theo !Cng tín hi$u cho t5t c3 các thi't b: trong h$ th*ng Các 0u o trong h0m lò 4u

có ph0n ch*ng sét trên !Cng tín hi$u

2 Thi$t k$ giao th1c truyYn thông

2.1 Giao th@c truy5n thông giBa các t 2i5u khi3n và máy tính ch

Giao th"c truy4n thông PRTMINING02.05 xây d ng d!1i ây cho phép trao 7i s* li$u giKa các t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x v1i máy tính giám sát trung tâm qua giao di$n RS485 hai dây (hoFc qua !Cng i$n tho(i, không dây) Mô hình m(ng !?c xây

d ng có c5u trúc nh! sau (Hình 3) :

q S* l!?ng tr(m VIELINA-WS.0x: 0x tr(m

q Máy tính giám sát trung tâm (PC Master): 01

q T*c / truy4n: 9.6 kbps, áp d,ng cho c3 hai c7ng Port0&1 (ch' / free-port) c<a PLC, S7-200

v C4u trúc I/O buffers

Ho(t /ng c<a m(ng nh! sau, vi$c trao 7i dK li$u diQn ra liên t,c theo chu k] vòng quét m(ng giKa PC Master và tr(m VIELINA-WS.0x thông qua hai vùng $m D!1i ây là các ký hi$u và quy !1c *i v1i các vùng $m này Hình 4, mô t3 vòng quét th c hi$n trao 7i dK li$u

Hình 4 Vòng quét m8ng

v ='c t> các d9ch v6

DIch vH Dc dA li u hi n t8i SID=1

q PC Master Out/VIELINA-WS.06 Input

4 bytes (Dành b' nh) ,# phát tri#n sau)

q VIELINA-WS.06 Output/PC Master Input

SID D$ li u 'i(m 1 D$ li u 'i(m 2 D$ li u 'i(m 3 Không s* d+ng

Offset 0 Offset 1…4 Offset 5…8 Offset 9…12 Offset 13…17

1 byte

(Giá tr 1)

4 bytes (- nh d.ng s0 th1c)

4 bytes (- nh d.ng s0 th1c)

4 bytes (- nh d.ng s0 th1c)

SID (1 byte)

DATA (17 bytes)

1 byte

(Giá tr 2)

1 byte (Phát tri#n sau)

4 bytes (Dành b' nh) ,# phát tri#n sau) Ghi chú: Trong d ch v< này, có hai kh> n?ng x>y ra B>n tin VIELINA-WS.0x tr> vA v)i SID = 2 thì thông báo v)i PC Master rBng d8 li3u cC vEn còn ,ang tF t.i; SID = 0 thì thông báo v)i PC Master rBng d8 li3u ,ã hGt

q VIELINA-WS.06 Output/PC Master Input

SID D$ li u 'i(m 1 D$ li u 'i(m 2 D$ li u 'i(m 3 Th-i gian

Offset 0 Offset 1…4 Offset 5…8 Offset 9…12 Offset 13…17

4 bytes (- nh d.ng s0 th1c)

4 bytes (- nh d.ng s0 th1c)

1 Ng2Ing High ,i#m ,o 1

10 Ng2Ing Low ,i#m ,o 1

2 Ng2Ing High ,i#m ,o 2

20 Ng2Ing Low ,i#m ,o 2

3 Ng2Ing High ,i#m ,o 3

30 Ng2Ing Low ,i#m ,o 3 Ghi chú: Trong d ch v< này, mJi ,i#m ,o có hai ng2Ing Ng2Ing Low, ,# c>nh báo nFng ,' khí mê-tan bKt ,:u nguy hi#m và ng2Ing High, ,# cKt nguFn nuôi cho các thiGt b ,i3n ho.t ,'ng d2)i h:m lò Các giá tr cLa ng2Ing ,2Mc , nh d.ng s0 th1c 4 bytes theo chuNn

q VIELINA-WS.06 Output/PC Master Input

SID 01a ch3 'i(m 'o Giá tr1 ng%5ng Phát tri(n sau

Offset 0 Offset 1 Offset 2…5 Offset 6…17

DIch vH Dc thLi gian SID=4

q PC Master Out/VIELINA-WS.06 Input

4 bytes (Phát tri#n sau)

q VIELINA-WS.06 Output/PC Master Input

SID Th-i gian Phát tri(n sau

Offset 0 Offset 1…5 Offset 6…17

1 byte

(Giá tr 4)

5 bytes

12 bytes Ngày Tháng N?m GiH Phút

Ghi chú: Trong d ch v< này, các giá tr thHi gian nh2: ngày, tháng, n?m, giH, phút ,2Mc , nh d.ng mã BCD Ví d< ngày 12 tháng 06 n?m 2008, 8 giH 30 phút thì tr2Hng thHi gian nh2 sau: 0x12 (ngày); 0x06 (tháng); 0x08 (n?m); 0x08 (giH); 0x30 (phút)

DIch vH Kt thLi gian SID=6

q PC Master Out/VIELINA-WS.06 Input

Offset 0 Offset 1…Offset 5

1 byte

(Giá tr 6)

5 bytes

Ghi chú: Trong d ch v< này, các giá tr thHi gian nh2: ngày, tháng, n?m, giH, phút ,2Mc , nh d.ng mã BCD Ví d< ngày 12 tháng 06 n?m 2008, 8 giH 30 phút thì tr2Hng thHi gian nh2 sau: 0x12 (ngày); 0x06 (tháng); 0x08 (n?m); 0x08 (giH); 0x30 (phút)

DIch vH óng c<t i n SID=7

q PC Master Out/VIELINA-WS.06 Input

SID 01a ch3 'i(m 'o L nh Phát tri(n sau

Offset 0 Offset 1 Offset 2 Offset 3…Offset 5

1 byte

(Giá tr 7)

1 -i#m ,o 1 1 byte

3 bytes (Phát tri#n sau)

DIch vH Kt thLi gian ghi dA li u SID=12

q PC Master Out/VIELINA-WS.06 Input

SID Th-i gian Phát tri(n sau

Offset 0 Offset 1 Offset 2…Offset 5

1 byte

(Giá tr 12)

1 byte (S0 phút)

4 bytes (Phát tri#n sau)

2.2 Giao th@c truy5n thông giBa t 2i5u khi3n và các 26u 2o

Giao th"c truy4n thông PRTMINING01.05 xây d ng d!1i ây cho phép trao 7i s* li$u giKa tr(m VIELINA-WS.0x v1i các thi't b: t1 (g6m có thi't b: t1 là các 0u o khí CH4 tên là VIELINA-CH4 và m/t b/ hi9n th: s* li$u tên là HMI-V51) qua m(ng RS485 hai dây Hình vZ 3 mô t3 c5u trúc c<a m(ng Mô hình m(ng !?c xây d ng có c5u trúc nh! sau:

q S* l!?ng tr(m VIELINA-WS.0x: 01 tr(m

q S* l!?ng các VIELINA-CH4: 16 thi't b: o

q B/ hi9n th: HMI-V51: 01 b/

v C<u trúc I/O buffers

Ho(t /ng c<a m(ng, vi$c trao 7i dK li$u diQn ra liên t,c theo chu k] vòng quét m(ng giKa tr(m VIELINA-WS.06 v1i các VIELINA-CH4 và HMI-V51 thông qua hai vùng $m D!1i ây là các ký hi$u và quy !1c *i v1i các vùng $m này Hình 5, mô t3 vòng quét th c hi$n trao 7i dK li$u

62 bytes (Dành b' nh) ,# phát tri#n sau)

RS485-2W

HMI-V51 I/O buffers

VIELINA-CH4 02 I/O buffers

VIELINA-CH4 01

I/O buffers

VIELINA-WS.06 I/O buffers

DP_M_In DP_M_Out

06c t9 d$ li u

Offset 2…Offset 16 Offset 17 Offset 18…Offset 59 Offset 60…Offset 63

Phát tri#n sau 5 (thPp phân) Phát tri#n sau Ng2Ing ,i#m i

06c t9 ph:n mã hoá giá tr1 ng%5ng (theo '1nh d;ng s< th?c 4 bytes)

Ng2Ing ,i#m i, i=1…8

Offset 60 Offset 61 Offset 62 Offset 63

Ví d< s0 3.14, ,2Mc , nh d.ng nh2 sau

Offset 60 Offset 61 Offset 62 Offset 63

0x40 (Hex) 0x48 (Hex) 0xF5 (Hex) 0xC3 (Hex)

Khi truy@n ng%5ng xu<ng 'i(m 'o thì byte l nh là 0x03 (offset1)

39 bytes (Xem ,Rc t> trong ví d< 1)

7 bytes (Xem ,Rc t>)

06c t9 RealTime Ki(m tra Hi_Hour Lo_Hour Hi_Min Lo_Min Hi_Sec Lo_Sec

Offset 57 Offset 58 Offset 59 Offset 60 Offset 61 Offset 62 Offset 63

1 byte (Giá tr tO 1…8)

V CÁC V7N +3 CÔNG NGH9 C-N HOÀN THI9N

So v1i k't qu3 4 tài, các v5n 4 công ngh$ c0n c3i ti'n hoàn thi$n nh! sau

1 +Ni v^i trMm thi$t b_ chV

So v1i s3n phNm c<a 4 tài KC03.04, v5n 4 hoàn thi$n c<a tr(m thi't b: ch< thì ch< y'u nâng c5p các ch"c nMng c<a ph0n m4m qu3n lý theo yêu c0u c<a ng!Ci s= d,ng

2 +Ni v^i tV OiYu khi\n

B*i v1i t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x các c3i ti'n so v1i s3n phNm c<a 4 tài KC03.04 không nhi4u, k9 c3 v4 c5u hình cEng nh! ki9u dáng mVu mã, bSi theo ý ki'n c<a ng!Ci s= d,ng và ch< ki'n c<a nhKng ng!Ci thi't k' các t< i4u khi9n c<a 4 tài ã

có tính m[ thu>t công nghi$p cao, c5u hình < m(nh Tuy nhiên, 9 có th9 bán !?c s3n phNm thì chúng tôi ã ph3i ch' t(o thêm m/t B 2 cá ch ly a n t oà n t ia l + a gHn vào t< i4u khi9n V1i vi$c thêm module này thì t< i4u khi9n m1i (t tiêu chuNn an toàn tia l=a TCVN-7079 (.4 tài KC03.04 không !?c ki9m :nh theo tiêu chuNn này)

và tT ó m1i có th9 k't n*i v1i các 0u o trong h0m lò m/t cách an toàn

§ Th" nh5t: B7 sung thêm b/ cách ly an toàn tia l=a (s3n phNm c<a 4 tài KC03.04 và s3n phNm 0u tiên c<a d án không có module này) theo tiêu chuNn TCVN7079

§ Th" hai: B7 sung thêm b/ ph>n ch*ng sét cho ngu6n cung c5p và b/ ph>n ch*ng sét cho kh*i truy4n thông

§ Th" ba: Lo(i bL ch"c nMng i4u khi9n óng cHt thi't b: i$n trong lò ngay tT bàn phím c<a t= i4u khi9n mà chuy9n ch"c nMng này xu*ng cho các 0u o theo góp ý c<a ng!Ci s= d,ng 9 nâng cao tính an toàn

3 +Ni v^i OTu Oo

So v1i s3n phNm c<a 4 tài KC03.04, các 0u o !?c chúng tôi thi't k' v1i nhi4u thay 7i theo các góp ý c<a ng!Ci s= d,ng Ngoài ph0n m(ch i$n t=, sensor, chúng tôi ã thi't k' ch' t(o l(i vL c<a thi't b: có ki9u dáng công nghi$p và có tính m[ quan h2n r5t nhi4u Sau ây là m/t s* c3i ti'n mang tính ch5t quan trPng nh5t

§ Th" nh5t: Thay th' các IC truy4n thông cách ly v2i i$n áp cách ly (t tiêu chuNn TCVN7079

§ Th" hai: B7 xung thêm b/ ph>n ch*ng sét cho ngu6n cung c5p và b/ ph>n ch*ng sét cho kh*i truy4n thông

§ Th" ba: Thêm ch"c nMng i4u khi9n óng cHt thi't b: i$n trong lò theo góp ý c<a ng!Ci s= d,ng 9 nâng cao tính an toàn

§ Th" t!: Theo góp ý c<a ng!Ci s= d,ng, chúng tôi b7 xung thêm các ch"c nMng HMI cho 0u o, và ch"c nMng hi$u chuNn s* li$u ngay t(i 0u o

4 +Ni v^i b] nguan và OiYu khi\n Oóng cbt

Trong 4 tài KC03.04 chúng tôi ch!a thi't k' ch' t(o b/ cung c5p ngu6n cho các 0u o riêng mà chI s= d,ng b/ t(o ngu6n DC v1i m/t m"c i$n áp 0u vào là 127VAC và

.!?c Ft ngay trong vL 0u o CH4 B/ ngu6n này không !?c ki9m :nh riêng mà chI ki9m :nh tiêu chuNn phòng n7 cho vL 0u o CH4, sau ó !a i th= nghi$m th c t' d a theo ch"ng nh>n (t tiêu chuNn phòng n7 c<a 0u o

Sau này, khi làm các th< t,c 9 !a h$ th*ng vào "ng d,ng th c t' thì TKV yêu c0u ph3i có b/ ngu6n phòng n7 và b/ i4u khi9n óng cHt liên /ng nên chúng tôi ph3i thi't k', ch' t(o m1i B/ ngu6n và tích h?p thêm b/ i4u khi9n óng cHt v1i tên là: VIELINA-PCO Nh! v>y, ây là s3n phNm m1i so v1i 4 tài, chúng tôi ã thi't k' ch' t(o b/ ngu6n v1i nhi4u m"c i$n áp 0u vào khác nhau nh!: 127VAC, 380VAC, 660VAC 9 thu>n ti$n cho ng!Ci s= d,ng Ngoài ra, vi$c tích h?p thêm b/ i4u khi9n óng cHt vào trong b/ ngu6n cúng làm tMng / thu>n ti$n s= d,ng và gi3m b1t s* l!?ng thi't b: cho h$ th*ng Các Fc tính n7i b>t c<a B/ ngu6n và i4u khi9n óng cHt VIELINA-PCO nh! sau:

§ Có th9 làm vi$c v1i nhi4u m"c i$n áp khác nhau (127; 380; 660 VAC)

§ Ch' t(o (t tiêu chuNn phòng n7

§ V4 mFt i$n: là b/ ngu6n cách ly, an toàn tia l=a

§ Th c hi$n ch"c nMng óng/cHt i$n và báo tr(ng thái on/off c<a các thi't b: i$n !?c i4u khi9n (máy cào, bMng t3i,…)

5 =#i v?i h th#ng truy1n thông

Chúng tôi ã nghiên c"u, áp d,ng thêm công ngh$ truy4n thông không dây bOng GSM/GPRS 9 ph,c v, vi$c giám sát n6ng / khí mL tT xa V1i công ngh$ truy4n thông này, chúng tôi ang tri9n khai lHp Ft h$ th*ng SCADA cho Công ty Khe Tam

PH 9 N I I I : CH8 T<O CÁC PH-N T= C>A H9 TH:NG

I THI8T K8 CH8 T<O T> +I3U KHI@N VIELINA-WS.0x

1 Gi^i thiKu chung tV OiYu khi\n VIELINA-WS.0x

T< i4u khi9n VIELINA-WS.0x !?c thi't k' 9 k't n*i thành h$ th*ng o-c3nh báo

khí t>p trung trong khai thác than h0m lò T< !?c Ft trong phòng k[ thu>t c<a các

phân x!Sng hoFc t(i trung tâm i4u hành c<a mL VIELINA-WS.0x ph*i ghép v1i các

.0u o khí VIELINA-CH4 theo chuNn truy4n thông công nghi$p RS485 v1i kho3ng cách k't n*i có th9 lên t1i 1500m (khi không có b/ lFp), các k't c5u m(ch i$n 4u 3m b3o an toàn tia l=a theo tiêu chuNn TCVN 7079-0 & 7079-11 VIELINA-WS.0x k't n*i v1i máy tính trung tâm theo các ph!2ng án truy4n thông khác nhau (vi$c l a chPn ph!2ng th"c truy4n thông nào sZ ph, thu/c vào :a hình c<a khu v c mL, hoFc

ph, thu/c vào kh3 nMng kinh phí lHp Ft h$ th*ng), bao g6m ph!2ng th"c truy4n thông RS485, cáp quang, mô-.em i$n tho(i, truy4n thông không dây Do nhu c0u c<a ng!Ci

s= d,ng, chúng tôi thi't k' t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x theo hai ki9u, th" nh5t là lo(i nhL, VIELINA-WS.06, lo(i này có kh3 nMng qu3n lý !?c 8 i9m o Th" hai là lo(i l1n, VIELINA- WS.07, lo(i này có kh3 nMng qu3n lý !?c 16 i9m o Tuy

nhiên, tùy theo yêu c0u c3 hai lo(i này 4u có th9 mS r/ng s* i9m o có th9 qu3n lý lên !?c

2 Tính ndng và c/u hình phTn c1ng

2.1 Tính nDng

Sau khi ti'p nh>n các ý ki'n óng góp tT phía ng!Ci s= d,ng cùng v1i s tham kh3o c5u hình t< i4u khi9n c<a h$ th*ng giám sát khí trong h0m lò c<a Ba Lan và Nh>t, chúng tôi ch' t(o t< i4u khi9n v1i các ch"c nMng chính nh! sau:

§ Thu th>p và hi9n th: n6ng / khí mêtan tT các 0u o VIELINA-CH4 trong h0m lò thông qua !Cng truy4n cáp quang hoFc cáp i$n

§ Truy4n dK li$u lên máy tính trung tâm thông qua !Cng truy4n cáp i$n, cáp quang, !Cng i$n tho(i, truy4n thông không dây

§ C3nh báo bOng èn, còi khi n6ng / khí mêtan v!?t quá ng!@ng cho phép

§ T< i4u khi9n nh>n các ng!@ng c3nh báo, ng!@ng cHt i$n tT ng!Ci s= d,ng 9 cài Ft cho các i9m o Ft trong h0m lò

2.2 L%a chEn v-t t& linh ki"n

v C.n cB lCa chDn vEt t5 linh ki n

§ CMn c" vào yêu c0u c<a tiêu chuNn an toàn TCVN-7079

§ CMn c" vào yêu c0u c<a ng!Ci s= d,ng v4 tính nMng k[ thu>t c<a t< i4u khi9n

§ CMn c" vào Fc tính k[ thu>t c<a các lo(i linh ki$n hi$n có S Vi$t Nam và trên th' gi1i

v M6c tiêu lCa chDn

Vi$c l a chPn các v>t t! linh ki$n nhOm 3m b3o các m,c tiêu sau

§ B3m b3o yêu c0u c<a tiêu chuNn an toàn TCVN-7079

§ Các v>t t! linh ki$n có tính nMng k[ thu>t t*t, kích th!1c nhL gPn, tiêu t*n nMng l!?ng ít và làm vi$c chính xá, 7n :nh,

§ Các linh ki$n ph3i ang ti'p t,c !?c s3n xu5t, cung c5p ra th: tr!Cng

2.3 C4u hình ph6n c@ng t 2i5u khi3n VIELINA-WS.0x

Trên c2 sS các tính nMng c0n (t !?c và các v>t t! linh ki$n ã mua chúng tôi thi't k' t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x có c5u hình ph0n c"ng v1i các lo(i nh! sau, lo(i giá thành th5p xây d ng trên c2 sS vi i4u khi9n, lo(i giá thành cao h2n xây d ng trên c2

sS PLC

v Lo%i t8 ,i1u khi-n VIELINA-WS.0x xây dCng trên c@ sF vi ,i1u khi-n

C5u trúc ph0n c"ng c<a t< i4u khi9n !?c trình bày nh! trong hình 6, lo(i này chI qu3n lý 8 0u o, bao g6m các module:

§ Module DP dùng 9 giao ti'p v1i Trung tâm i4u khi9n (TTBK)

§ Module COMM dùng cho giao ti'p v1i các 0u o

§ Module Display dùng 9 hi9n th: giá tr: o và dùng cho keyboard

§ Module PC dùng 9 giao ti'p v1i máy tính

Hình 6 : S- ; module c&a m5t t& i2u khi/n giá thành th1p

v Lo%i t8 ,i1u khi-n VIELINA-WS.0x xây dCng trên c@ sF PLC

Module

NGU^N NUÔI

C5u trúc ph0n c"ng c<a t< i4u khi9n lo(i giá thành cao !?c trình bày nh! trong hình

§ B/ cách ly an toàn tia l=a, RS485

§ B!Cng truy4n thông lên máy tính ch<, c7ng 1 c<a PLC (port1)

§ B!Cng truy4n thông tr c ti'p v1i b/ hi9n th: và truy4n thông v1i các i9m o thông qua b/ cách ly an toàn tia l=a

§ C7ng ra s*, Q0.0, Q0.1, …, Q1.7 l0n l!?t theo th" t n*i v1i các èn báo /ng v!?t ng!@ng c<a các i9m o gHn trên mFt tr!1c c<a cánh d!1i c<a t< Xem hình 2

§ C7ng vào s*, I0.0, I0.1, …, I1.7 l0n l!?t theo th" t n*i v1i các phím Cp1, Cp2,

… Các phím này dùng 9 gi3i trT các èn báo /ng t!2ng "ng c<a các i9m o, các phím Cp1, Cp2, … !?c gHn trên cánh d!1i c<a vL t<

Hình 7 S- ; c&a VIELINA-WS.06 (t+-ng t7 vOi VIELINA-WS.07)

Trong s2 6 kh*i trên chúng ta th5y mYi t< i4u khi9n VIELINA-WS.06 WS.07) !?c k't n*i 'n các i9m o thông qua kênh truy4n dVn theo chuNn giao ti'p RS485 Trên mYi t< i4u khi9n VIELINA-WS.06 (VIELINA-WS.07) có ph0n hi9n th: các thông s* o l!Cng và th c hi$n các d:ch v, tT máy tính trung tâm H$ th*ng có ph0n báo /ng khi các thông s* o (t giá tr: ng!@ng nguy hi9m Ft tr!1c (theo TCVN), ng!@ng này có th9 thay 7i !?c tu] tTng v: trí và theo yêu c0u c<a ng!Ci s= d,ng Quá trình trao 7i thông tin c<a các t< i4u khi9n VIELINA-WS.06 (VIELINA-WS.07) g6m có hai quá trình chính

(VIELINA-§ Trao 7i thông tin v1i các i9m o

§ Trao 7i thông tin v1i máy tính trung tâm

Vi$c trao 7i thông tin tT t< i4u khi9n VIELINA-WS.06 (VIELINA-WS.07) v1i các i9m o s= d,ng ph!2ng pháp truy4n dVn theo chuNn RS485 có cách ly an toàn tia l=a Vi$c trao 7i thông tin tT t< i4u khi9n VIELINA-WS.06 (VIELINA-WS.07) v1i trung tâm s= d,ng ph!2ng pháp truy4n dVn theo chuNn RS485, hoFc cáp quang, mô-.em i$n tho(i, truy4n thông không dây Hình 8 mô t3 t< i4u khi9n VIELINA-WS.06, hình 9 mô t3 t< i4u khi9n VIELINA-WS.07

Hình 8 T& i2u khi/n V I ELI N A- W S.0 6 (lo8i qu*n lý 8 3u o)

Hình 9 T& i2u khi/n V I ELI N A- W S.0 7 (lo8i qu*n lý 16 3u o)

2.4 B7 truy5n thông cách ly an toàn tia lFa

B/ truy4n thông cách ly an toàn tia l=a là m/t b/ phân c<a t< i4u khi9n Các thi't b: i$n s= d,ng trong môi tr!Cng khai thác h0m lò c0n có m/t Fc i9m r5t quan trPng, ó là v5n 4 3m b3o cách ly an toàn tia l=a khi thi't b: ó k't n*i v1i các thi't b: khác, mô t3 nh! trong hình 10

Hình 10 Các thi4t bI i n sE dHng m8ch cách ly can toàn tia lEa

Vì lý do ó, t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x (.Ft trên mFt bOng) c0n ph3i có m/t module cách ly an toàn tia l=a 9 k't n*i v1i các 0u o (.Ft trong h0m lò)

3 L(u Oa ch(Qng trình tV OiYu khi\n VIELINA-WS.0x

Các ch"c nMng chính !?c th9 hi$n theo l!u 6 sau, hình 11:

Hình 11 L+u ; ch+-ng trình t& i2u khi/n V I ELI N A- W S.0 x

Hi9n th: dK li$u Truy4n thông v1i Master X= lý c3nh báo

khSi t(o và truy4n b3n tin i4u khi9n

t1i các i9m o

K't thúc truy4n b3n tin i4u khi9n

T< i4u khi9n có nhi$m v, qu3n lý và i4u khi9n m/t s* i9m o xác :nh, 6ng thCi

là tr(m trung chuy9n 9 truy4n ng!@ng c3nh báo tT TTBK (Master) 'n các i9m o cEng nh! ph3i g=i k't qu3 o t(i các i9m v4 TTBK V1i nhi$m v, nh! v>y ph0n m4m cho t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x ph3i g6m m/t s* ch"c nMng chính nh! sau:

§ Ki9m tra h$ th*ng, xác :nh c5u hình (ph0n do mình qu3n lý)

§ Hi9n th: k't qu3 o t(i các i9m o và báo /ng t(i chY

§ Trao 7i thông tin v1i máy tính, i4u khi9n phím b5m

§ Trao 7i thông tin v1i các i9m o

§ Trao 7i thông tin v1i TTBK

4 Các cLi ti$n ch$ tMo tV OiYu khi\n VIELINA-WS.0x so v^i sLn phZm cVa OY tài KC03.04

4.1 Lý do c/i ti)n ch) t9o t 2i5u khi3n VIELINA-WS.0x

Các lý do dVn 'n vi$c c3i ti'n ch' t(o t< i4u khi9n g6m:

q Lý do 1: Khi th c hi$n 4 tài KC.03.04 chúng tôi ã thi't k' ch' t(o !?c m/t mô hình h$ th*ng nh!ng ph0n ki9m :nh cho t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x ch!a !?c th c hi$n ki9m :nh theo tiêu chuNn v4 an toàn tia l=a (dùng cho các ph0n t= !?c phép làm vi$c ngay c3 khi m5t i$n và không an toàn v4 khí) cho module truy4n thông v1i các i9m o trong h0m lò

q Lý do 2: Khi ti'n hành !a h$ th*ng c<a 4 tài KC03.04 i th= nghi$m t(i th c t' t(i mL than ngã 2, Công ty than Quang Hanh, thCi gian bHt 0u th= nghi$m ch!a vào mùa m!a nên h$ th*ng ch(y bình th!Cng, tuy nhiên khi 'n giai o(n cu*i c<a quá trình th= nghi$m thì cEng là 0u mùa m!a, h$ th*ng hay b: s c* do sét Tr!1c tình tr(ng ó, chúng tôi ã gi3i quy't tình hu*ng bOng cách lHp thêm b/ ch*ng sét c,c b/ cho các thi't b: trong h$ th*ng TT ó, khi ti'n hành th c hi$n d án, chúng tôi ã ph3i tính 'n vi$c thi't k' ch' t(o b/ ph>n ch*ng sét ngu6n cho t< i4u khi9n

và b/ ch*ng sét cho ph0n truy4n thông c<a t< i4u khi9n

q Lý do 3: Xu5t phát tT yêu c0u c<a ng!Ci s= d,ng, nhOm m,c ích 3m b3o t*i a cho v5n 4 an toàn H$ th*ng c0n bL ch"c nMng i4u khi9n óng cHt các thi't b: i$n trong h0m lò (máy cào, bMng t3i,…) ngay tT trung tâm i4u khi9n, chI giK l(i tính nMng giám sát tr(ng thái ho(t /ng c<a thi't b: i$n trong h0m lò

4.2 Các c/i ti)n ch) t9o t 2i5u khi3n VIELINA-WS.0x

q C3i ti'n 1: Trong quá trình th= nghi$m th c t', ng!Ci s= d,ng yêu c0u c3i ti'n s3n phNm, nên chúng tôi ã ph3i thi't k' ch' t(o l(i module truy4n thông c3 v4 nguyên

lý, cEng nh! k't c5u c2 khí c<a module Module này có ch"c nMng ghép n*i cách ly quang-.i$n và có b/ ph>n an toàn tia l=a 9 k't n*i các thi't b: Ft trong h0m lò v1i t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x, trong báo cáo thì module !?c gPi là B 2 cá ch ly

q C3i ti'n 2: Xu5t phát tT th c t' th= nghi$m h$ th*ng cho 4 tài, chúng tôi ã thi't k' t< i4u khi9n v1i vi$c b7 xung các b/ ch*ng sét cho ngu6n cung c5p (mua) và b/ ch*ng sét cho !Cng truy4n thông RS485 (t thi't k' ch' t(o)

q C3i ti'n 3: Xu5t phát tT yêu c0u c<a ng!Ci s= d,ng 9 3m b3o t*i a cho v5n 4

an toàn, chúng tôi ch' t(o t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x v1i vi$c lo(i bL tính nMng i4u khi9n óng cHt các thi't b: i$n trong h0m lò ngay tT bàn phím trên t< i4u khi9n và chuy9n tính nMng này xu*ng cho các 0u o Ft trong h0m lò Nh! v>y, các phím trên t< i4u khi9n VIELINA-WS.0x chI còn có nhi$m v, gi3i trT c3nh báo

Theo ánh giá c<a nhKng ng!Ci s= d,ng, chúng tôi nh>n th5y rOng các c3i ti'n ó là h?p lý và ã áp "ng !?c các yêu c0u hi$n t(i S c3i ti'n ã nâng cao / an toàn cho thi't b: trong h$ th*ng góp ph0n 3m b3o an toàn lao /ng c<a công nhân trong h0m

lò Tuy nhiên, theo quan i9m c<a nhKng ng!Ci thi't k', chúng tôi c0n ti'p t,c hoàn thi$n h2n nKa v4 các ch"c nMng c<a t< i4u khi9n trong nhKng nMm t1i

4.3 Chi ti)t c/i ti)n ch) t9o b7 cách ly an toàn tia lFa

Xu5t phát tT yêu c0u c<a tiêu chuNn an toàn tia l=a (TCVN7079) cEng nh! yêu c0u c<a ng!Ci s= d,ng, phiên b3n hi$n nay c<a b/ cách ly an toàn tia l=a có nhKng c3i ti'n c, th9 nh! sau

Thay Si IC truy2n thông

Khi th c hi$n 4 tài, chúng tôi s= d,ng IC truy4n thông là SN75176, nh!?c i9m c<a

IC này không có kh3 nMng cách ly nên không thLa mãn yêu c0u c<a tiêu chuNn TCVN7079 Hi$n nay chúng tôi s= d,ng IC truy4n thông IL485W, IC này có kh3 nMng cách ly v1i i$n áp cách ly áp "ng !?c các ki9m tra cách ly c<a TCVN-7079

Thay Si IC ngu;n

CEng do yêu c0u c<a TCVN7079, ph0n ngu6n cung c5p cho các m(ch cách ly an toàn tia l=a ph3i có tính nMng cách ly Nh! v>y, 9 áp "ng !?c yêu c0u ó, k't h?p v1i yêu c0u ngu6n i$n cung c5p cho các IC trên b3ng m(ch chúng tôi ã thay IC ngu6n bOng lo(i c<a Nh>t, CC10-120EF-E, và b/ bi'n 7i ngu6n DC/DC DPC0105

BS xung thêm b5 ph(n ch#ng sét trên b*ng m8ch

Theo yêu c0u tT phía ng!Ci s= d,ng cEng nh! các phân tích c<a chúng tôi qua các quá trình th= nghi$m t(i hi$n tr!Cng, chúng tôi ã ch' t(o b/ cách ly an toàn tia l=a v1i s b7 xung thêm m/t t0ng ch*ng sét d phòng ngay trên b3ng m(ch nh! !?c trình bày trong hình vZ 12

5 TV OiYu khi\n VIELINA-WS.0x ch$ tMo O(Pc

5.1 Các thông s* kG thu-t

§ Tên t< i4u khi9n: VIELINA-WS.06 (VIELINA-WS.07)

§ Qu3n lý 8 i9m o *i v1i WS.06, 16 i9m o *i v1i WS.07

VIELINA-§ T7ng thCi gian quét cho 16 i9m o là 10 giây

§ Dung l!?ng b/ nh1 cho phép l!u !?c s* li$u trong kho3ng thCi gian 1 tu0n, khi m5t i$n s* li$u có th9 t6n t(i trong b/ nh1 là 10 nMm

§ Uin= 220VAC

5.2 V5 th tIc pháp lý

Thi't b: t< i4u khi9n ã !?c Trung tâm An toàn ML ki9m :nh và c5p gi5y ch"ng nh>n (t tiêu chuNn an toàn tia l=a TCVN-7079 (TCVN 7079-0 và 7079-11)

II THI8T K8 CH8 T<O +-U +O

1 Nguyên tbc thi$t k$, ch$ tMo

Các s3n phNm c<a d án sZ ph3i làm vi$c trong môi tr!Cng có khí b,i n7, v1i / Nm cao, kh3 nMng làm vi$c liên t,c 24/24 giC và nhi4u y'u t* khHc nghi$t khác do ó thi't b: ph3i 3m b3o các yêu c0u an toàn tia l=a và / 7n :nh theo thCi gian Các s3n phNm c<a d án ph3i 3m b3o tiêu chuNn khHt khe v4 an toàn tia l=a ó là tiêu chuNn TCN-

7079 (th c ch5t là tiêu chuNn IEC 60079) TT th c t' trên, quan i9m thi't k' thi't b: c<a chúng tôi nh! sau:

§ Thi't b: ph3i (t tiêu chuNn TCVN-7079 (thi't b: an toàn tia l=a Ex “ia”I)

§ Thi't b: ph3i làm vi$c chính xác, / tin c>y và / an toàn cao v1i thCi gian ho(t /ng liên t,c 24/24 giC

§ Thi't b: có kh3 nMng o, hi9n th: và c3nh báo rõ ràng, có tính nMng ra l$nh i4u khi9n cho phép óng cHt i$n t1i các c2 c5u ch5p hành

§ Thi't b: có kh3 nMng chInh không t /ng, calib t /ng, thay 7i ng!@ng c3nh báo và ng!@ng cHt i$n, thay 7i :a chI c<a thi't b: theo yêu c0u c<a ng!Ci s= d,ng L!u trK các tham s* thay 7i và không b: m5t dK li$u khi m5t i$n

§ Thi't b: có kh3 nMng ho(t /ng /c l>p hoFc n*i ghép h$ th*ng theo chuNn truy4n thông RS485

§ Thi't b: dQ dàng s= d,ng

Các thông s* môi tr!Cng h0m lò c0n o và c3nh báo là CH4; CO2; CO; nhi$t /; trong Mng ký d án chúng tôi l a chPn o, c3nh báo các thông s*: CH4; CO .ó là:

§ Thi't b: o khí mêtan VIELINA-CH4

§ Thi't b: o khí cácbon oxit VIELINA-CO

Do i4u ki$n làm vi$c trong môi tr!Cng khHc nghi$t và l(i ph3i 3m b3o thCi gian làm vi$c liên t,c kho3ng 24/24 giC nên các v>t t! linh ki$n c0n ph3i l a chPn cho phù h?p Sau ây chúng tôi xin trình bày ph0n l a chPn các v>t t! linh ki$n cho các thi't b:

2 L'a chen các phTn tX

2.1 L%a chEn sensor

Sensor c0n ph3i có d3i o phù h?p và 3m b3o làm vi$c !?c trong i4u ki$n Fc thù c<a môi tr!Cng h0m lò Vi$t Nam là có / Nm cao, có khí b,i n7 và có s xu5t hi$n 6ng thCi c<a khí mêtan và khí CO2 MFt khác sensor cEng ph3i chPn làm sao cho dQ ch' t(o o t /ng, do ó trong quá trình thi't k' ch' t(o chúng tôi ã nghiên c"u và

l a chPn lo(i sensor o khí mêtan là lo(i làm vi$c theo nguyên lý catalytic Còn v1i khí CO trong h0m lò c0n báo /ng S m"c th5p (17 ppm) nên ta chPn lo(i sensor i$n hoá hoFc bán dVn

v Sensor catalytic

bu i9m c<a sensor làm vi$c theo nguyên tHc catalytic là:

§ ThCi gian nung ngHn, t*c / áp "ng nhanh

§ B/ nh>y khí cao và ít thay 7i trong thCi gian làm vi$c

§ B4n v1i nhi$t / và / Nm cao (500C, 98% RH)

§ Có th9 l!u giK lâu S nhi$t / và / Nm cao (500C, 95% RH)

§ Có kh3 nMng ch:u rung và va >p

§ Tu7i thP cao

§ Nhi$t / làm vi$c th5p so v1i i9m b*c cháy nên r5t an toàn

§ Do mYi lo(i khí nh>y S m/t nhi$t / khác nhau nên dùng sensor catalytic không b: hi$n t!?ng lVn khí do ó không xNy ra hi$n t!?ng báo /ng nh0m

v Sensor ,i n - hoá

C3m bi'n i$n hoá g6m 2 i$n c c chính !?c Ft vào m/t dung d:ch i$n phân M/t

c c !?c gPi là c c làm vi$c, t(i c c này x3y ra các ph3n "ng ôxi hoá giKa dung d:ch v1i ch5t khí c0n xác :nh t(o ra các i$n tích t do e và các ion C c th" 2 sZ t(o ra ph3n "ng giKa ion !?c t(o ra S c c kia v1i các ch5t ngoài không khí 9 trung hoà i$n tích trong dung d:ch và 6ng thCi nó có dòng i$n do electron t do c<a ph3n "ng ôxi hoá V1i vi$c xác :nh dòng i$n ta sZ xác :nh !?c n6ng / khí !a vào Sensor lo(i này thích h?p cho o khí CO, H2S,

Ph!2ng trình ph3n "ng hóa hPc diQn ra khi sensor làm vi$c

CO + H 2 O → CO 2 + 2H + + 2e -

B6ng thCi t(i c c 'm H+ sZ x3y ra ph3n "ng v1i O2 ngoài không khí t(o thành n!1c Bi$n tích e c<a ph3n "ng t(o ra dòng i$n, dòng i$n này tc l$ v1i l!?ng khí CO !a vào Nh! v>y, qua vi$c o dòng i$n ta sZ xác :nh !?c n6ng / khí CO c0n tìm

V

n x V

n x

CO 22,4 CO 22,4 e