Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than

Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

-

NGUYỄN HOÀI PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG PHẦN THẢI XỈ CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

-

NGUYỄN HOÀI PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG PHẦN THẢI XỈ CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN

Chuyên ngành: ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS ĐỖ MẠNH CƯỜNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn tốt nghiệp này là công trình của riêng tôi, do tôi

tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của T.S Đỗ Mạnh Cường Kết quả đạt được là hoàn toàn trung thực

Để hoàn thành luận văn này tôi chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh

mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác Nếu phát hiện có sự sao chép tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Hà N ội, ngày 30 tháng 3 năm 2018

Học viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn, đầu tiên Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới

TS Đỗ Mạnh Cường, thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn

Xin chân thành cảm ơn các quý thầy cô đã giảng dạy em trong suốt quá trình

học cao học vừa qua

Cảm ơn gia đình, anh em bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, hỗ trợ, đóng góp ý

kiến giúp em hoàn thành luận văn này

Dù đã rất cố gắng nhưng với trình độ hiểu biết và thời gian nghiên cứu thực tế

có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được những lời chỉ

dẫn, góp ý của các thầy/cô và bạn đọc để luận văn của em được hoàn thiện hơn

Em trân trọng cảm ơn!

MỤC LỤC

L ỜI CAM ĐOAN i

L ỜI CẢM ƠN ii

M ỤC LỤC iii

DANH M ỤC CÁC BẢNG vi

DANH M ỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii

M Ở ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Phương pháp nghiên cứu 1

3 Đối tượng của đề tài 1

4 Mục tiêu của đề tài 2

5 Ý nghĩa của đề tài 2

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 3

1.1 GI ỚI THIỆU CHUNG VÀI NÉT VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NHÀ MÁY 3

1.2 CHU TRÌNH S ẢN XUẤT ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 4

1.3 CHU TRÌNH C ỦA HỆ THỐNG THẢI TRO XỈ CỦA NHÀ MÁY 7

1.3.1 Chu trình hệ thống thải xỉ đáy lò 9

1.3.2 Chu trình hệ thống thu hồi tro bay 9

1.3.3 Chu trình hệ thống thải bùn xỉ 11

1.3.4 Chu trình hệ thống nước tái tuần hoàn 11

1.4 H Ệ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN CHUNG CỦA NHÀ MÁY 12

1.4.1 Giới thiệu chung về hệ thống DCS 12

1.4.2 Hệ thống DCS của nhà máy nhiệt điện Uông Bí 18

Chương 2 XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CHO HỆ TH ỐNG THẢI XỈ 31

2.1 PHÂN TÍCH YÊU C ẦU ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CỦA HỆ TH ỐNG 31

2.1.1 Phân tích yêu cầu điều khiển của hệ thống 31

2.1.2 Phân tích yêu cầu giám sát 32

2.2 THI ẾT KẾ HỆ THỐNG 34

2.2.2 Lựa chọn hệ thống điều khiển 37

2.2.3 Xây dựng các đối tượng cho yêu cầu điều khiển và giám sát 46

2.2.4 Thiết kế các thành phần bộ điều khiển chính 64

2.2.5 Lựa chọn thiết bị chính cho hệ thống điều khiển : 66

Chương 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT TRẠM THẢI X Ỉ 69

3.1 XÂY D ỰNG MÔ HÌNH CỨNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: 69

3.1.1 Sơ đồ cấu hình của hệ thống điều khiển chính : 69

3.1.2 Thiết kế nguồn cấp chung cho hệ thống điều khiển 71

3.1.3 Thiết kế cấp nguồn cho các module hệ thống PLC điều khiển trạm vận hành trạm vận hành chính : 73

3.1.4 Thiết kế cấp nguồn cho các module hệ thống PLC điều khiển trạm vận hành nhà quạt : 74

3.1.5 Thiết kế cấp nguồn cho các module của hệ thống điều khiển trạm vận hành nước ngược : 75

3.1.6 Thiết kế sơ đồ điều khiển đặc trưng 76

3.1.7 Thiết kế tín hiệu vào ra điển hình của hệ thống điều khiển giám sát một động cơ trong hệ thống : 77

3.1.8 Thiết kế tín hiệu đầu vào điển hình của module DI cho hệ thống giám sát điều khiển các van: 78

3.1.9 Sơ đồ tín hiệu đầu ra điển hình của module DO cho hệ thống giám sát điều khiển các van: 79

3.2 L ẬP CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM CỦA HỆ THỐNG 80

3.2.1 Lập trình một project 80

3.2.2 Lập cấu hình cứng cho trạm PLC 80

3.2.3 Xây dựng cấu hình phần mềm cho hệ thống PLC 80

Chương 4 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN VẬN HÀNH 81

4.1 CHƯƠNG TRÌNH CẤU HÌNH PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG PLC: 81

4.2 CHƯƠNG TRÌNH LOGIC ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG PLC: 82

4.2.1 Các khối hàm chức năng cho từng nhóm thiết bị 82

4.2.2 Chương trình điều khiển giám sát một van đặc trưng của hệ thống 83

4.2.3 Chương trình điều khiển giám sát một động cơ đặc trưng của hệ thống 84 4.2.4 Logic cho một giá trị cảnh báo điển hình 85

4.2.5 Logic cho một giá trị tương tự 85

4.3 GIAO DI ỆN VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG THẢI XỈ : 86

4.3.1 Giao diện vận hành hệ thống nước cấp 86

4.3.2 Giao diện vận hành hệ thống thu hồi tro bay 86

4.3.3 Giao diện vận hành hệ thống thải xỉ đáy lò 87

4.3.4 Giao diện vận hành hệ thống thải bùn xỉ 87

4.4 H Ệ THỐNG DIỀU KHIỂN GIAM SAT TRẠM THẢI TRO XỈ 88

K ẾT LUẬN 90

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 92

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Các module nguồn của họ S7- 300/400 42

Bảng 2.2 Các module tín hiệu với họ S7-300 42

Bảng 2.3 Các loại module IM của S7-300/400 43

Bảng 2.4 Các dạng truyền thông profibus S7-300/400 44

Bảng 2.5 Bảng danh mục các thiết bị và thông số cần đưa vào điều khiển 46

Bảng 2.6 Bảng danh mục các thiết bị cần điều khiển dạng số 55

Bảng 2.7.Bảng danh mục các tín hiệu đưa vào liên động điều khiển và cảnh báo 62

Bảng 2.8 Bảng danh mục lựa chọn các thiết bị chính của hệ thống điều khiển 65

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Sơ đồ chu trình sản xuất điện của nhà máy 6

Hình 1.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống thải tro xỉ 8

Hình 1.3 Mô hình phân cấp chức năng của một hệ thống điều khiển và giám sát 12

Hình 1.4 Các cơ cấu chấp hành 13

Hình 1.5 Hệ thống tủ điều khiển 13

Hình 1.6.Trung tâm điều khiển giám sát 14

Hình 1.7 Cấu trúc điều khiển tập trung 15

Hình 1.8 Cấu trúc điều khiển phân tán 16

Hình 1.9 Cấu hình cơ bản một hệ điều khiển phân tán 17

Hình 1.10 Cấu trúc phần cứng hệ thống điều khiển DCS SYMPHONY 18

Hình 1.11 Các module trong tủ HCU và kết nối trong hệ thống điều khiển 23

Hình 1.12 Cấu trúc tuần tự của các sự kiện SOE (sequence of events) 25

Hình 1.13 Phương thức kết nối với hệ thống điều khiển khác 26

Hình 1.14 Một số thiết bị của hệ thống 27

Hình 1.15 Tủ thiết bị của hệ thống 28

Hình 1.16 Khối lắp ghép module (MMU) 28

Hình 1.17 Khối Nguồn cấp cho hệ thống 29

Hình 2.1 Giải pháp điều khiển, giám sát và truyền thông 36

Hình 2.2 Tổ chức bộ nhớ của CPU 38

Hình 2.3 Hệ thống PLC 41

Hình 2.4 Hoạt động của PLC 45

Hình 3.1 Cấu trúc truyền thông của trạm vận hành thải xỉ 70

Hình 3.2 Sơ đồ cấp điện chung cho hệ thống điều khiển tại trạm vận hành chính 71

Hình 3.3 Sơ đồ cấp điện chung cho hệ thống điều khiển tại trạm vận hành nước ngược 72

Hình 3.4 Sơ đồ cấp nguồn cho các module hệ thống điều khiển tại trạm vận hành điều khiển chính (trạm bơm bùn xỉ) 73

Hình 3.5 Sơ đồ cấp nguồn cho các module hệ thống điều khiển tại trạm vận hành nhà quạt 74

Hình 3.6 Sơ đồ cấp nguồn cho các module hệ thống điều khiển trạm vận hành nước ngược 75

Hình 3.7 Sơ đồ điều khiển giám sát điển hình cho các động cơ của hệ thống 76

Hình 3.9 Sơ đồ bố trí kết nối tín hiệu vào ra điển hình hệ thống giám sát điều khiển

một thiết bị (Bơm cao áp nhánh A) 77

Hình 3.10 Sơ đồ bố trí tín hiệu đầu vào của module DI cho hệ thống điều khiển giám sát các van 78

Hình 3.11 Sơ đồ bố trí tín hiệu đầu ra của module DO cho hệ thống điều khiển giám sát các van 79

Hình 4.1 Chương trình cấu hình phần cứng hệ thống PLC 81

Hình 4.2 Các khối logic điều khiển hệ thống PLC 82

Hình 4.3 Logic điều khiển giám sát một van đặc trưng của hệ thống 83

Hình 4.4 Logic điều khiển giám sát một động cơ đặc trưng của hệ thống 84

Hình 4.5 Logic cho một giá trị cảnh báo điển hình 85

Hình 4.6 Logic cho một giá trị cảnh báo điển hình 85

Hình 4.7 Giao diện vận hành hệ thống nước cấp 86

Hình 4.8 Giao diện vận hành hệ thống thu hồi tro bay 86

Hình 4.9 Giao diện vận hành hệ thống thải xỉ đáy lò 87

Hình 4.10 Giao diện vận hành hệ thống thải bùn xỉ 87

Hình 4.11 Tủ hệ thống điều khiển 88

Hình 4.12 Bộ điều khiển 88

Hình 4.13 Tủ ghép nối mở rộng 88

Hình 4.14 Tủ hệ thống SCMS (truyền thông các trạm lẻ) 89

Hình 4.15 Màn hình giám sát điều khiển chính 89

MỞ ĐẦU

1 Lý do ch ọn đề tài

Thứ nhất, hiện nay nhu cầu về năng lượng điện ở Việt Nam vẫn tiếp tục tăng

Để đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ điện, nhiệt điện đốt than đang được ưu tiên lựa

chọn và phát triển vì nguồn nhiên liệu ổn định, chi phí xây dựng thấp và thời gian xây dựng nhanh hơn so với thủy điện

Đề tài thiết kế hệ thống điều khiển tự động cho phần thải xỉ của nhà máy nhiệt điện đốt than là một đề tài mang tính ứng dụng thực tế, áp dụng những kiến thức đã được học để xây dựng hệ thống điều khiển tự động nâng cao hiệu quả sản xuất Đề tài sẽ là tiền đề để cho các ứng dụng rộng rãi về điều khiển tự động trong sản xuất

hiện nay

Thứ hai bản thân là một người hoạt động trong ngành sản xuất điện nên cần nghiên cứu để bổ sung sự hiểu biết về các yêu cầu điều khiển, giám sát của các nhà máy nhiệt điện Đồng thời khi thực hiện đề tài cũng có nhiều yêu cầu cần giải quyết khi nghiên cứu và cũng có điều kiện thuận lợi hơn để hoàn thành đề tài

2 Phương pháp nghiên cứu

• Khảo sát thực tế, thống kê, phân tích và đánh giá thực trạng hệ thống

• Sử dụng kiến thức các môn học để xây dựng bài toán giám sát và điều khiển

• Xây dựng mô hình thực tế để vận hành, kiểm tra và khẳng định các mục tiêu

đề ra

3 Đối tượng của đề tài

Đối tượng của đề tài hướng đến là hệ thống điều khiển tự động cho phần thải xỉ

của nhà máy nhiệt điện đốt than

Nói về đối tượng nghiên cứu hệ thống điều khiển tự động cho phần thải xỉ của nhà máy nhiệt điện đốt than là một ứng dụng về công nghệ có thể áp dụng chung cho tất cả các nhà máy nhiệt điện đốt than Nhưng để đối tượng nghiên cứu được cụ

“Nghiên c ứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ cho nhà máy

4 M ục tiêu của đề tài

Mục tiêu thứ nhất của đề tài là xây dựng được trạm vận hành thải xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than trong đó tích hợp tự động hóa vào hệ thống điều khiển, giám sát các thông số và thiết bị

Mục tiêu thứ hai là xây dựng một giải pháp tối ưu về tự điều khiển động hóa và giám sát các thiết bị, các thông số cho phần thải xỉ của nhà máy nhiệt điện đốt than

5 Ý nghĩa của đề tài

Đối với phần tự động hóa cho hệ thống thải xỉ của nhà máy nhiệt điện đốt than

đề tài này sẽ đem lại một giải pháp điều khiển và giám sát hiệu quả, giúp nâng cao

hiệu quả sản xuất, vận hành chính xác và tối ưu

Khi hệ thống được hoàn thành, nó sẽ là cơ sở để căn cứ và đó có thể sử dụng hay phát triển nâng cao về hệ thống điều khiển tự động cho các thiết kế về tự động hóa nói chung và hệ thống tự động điều khiển cho hệ thống thải xỉ của nhà máy nhiệt điện đốt than nói riêng

Chương 1

NHÀ MÁY

Công ty Nhiệt điện Uông Bí nằm ở phía nam thành phố Uông Bí, nằm sát với đường quốc lộ 18A cũ Tổng diện tích của công ty là 320.324 m2 Công ty nằm ở địa phận các phường Quang Trung, Trưng Vương và Bắc Sơn

Công ty nhiệt điện Uông Bí (trước kia là nhà máy Nhiệt điện Uông Bí) được bắt đầu khởi công xây dựng vào ngày 19/05/1961 với sự giúp đỡ về kĩ thuật và trang thiết bị của Liên Xô cũ Sau hai năm 6 tháng, ngày 26/11/1964 nhà máy hoàn thành xây dựng đợt 1 và bắt đầu xây dựng đợt 2 Đến ngày 2/9/1964 nhà máy đã đưa thêm

lò hơi số 3 vào hoạt động

Trong các cuộc chiến tranh phá hoại miền bắc, nhà máy trở thành mục tiêu chính của các cuộc oanh kích của không quân Mỹ Mặc dù chịu nhiều tổn thất nhưng cán bộ công nhân viên nhà máy vẫn kiên cường bám trụ sản xuất, đảm bảo giữ vững dòng điện phục vụ đất nước

Sau hiệp đinh Paris, nhà máy đã khẩn trương giải quyết các hậu quả của chiến tranh, vừa đảm bảo sản xuất điện, vừa phục hồi và xây dựng mở rộng Ngày 15/02/1977 nhà máy đã đưa các bộ thiết bị của đợt 4 vào hoạt động, nâng công suất lên 153 MW

Cho đến cuối những năm 80, đầu những năm 90, do trải qua thời gian dài hoạt động, các lò hơi 1,2,3,4 đã quá cũ, công suất nhỏ và công nghệ lạc hậu Nhà máy đã quyết định ngừng hoạt động để tập trung vào đầu tư cải tiến thiết bị và đổi mới công nghệ các lò hơi 5, 6, 7, 8 các lò hơi này hoạt động cung cấp hơi cho 2 tổ turbin và máy phát với công suất 110MW

Ngoài ra hiện nay đã có thêm một nhà máy mở rộng 1 với công suất 300MW đã được bàn giao vào tháng 3/2008 và nhà máy Điện Uông Bí mở rộng 2 công suất 330MW hoàn thành bàn giao vào năm tháng 3/2013

Từ khi thành lập đến nay công ty đã không ngừng lớn mạnh về mọi mặt, tạo công ăn việc làm cho hơn 1000 lao động trong nhà máy và hàng trăm lao động thuộc các ngành nghề liên quan Đời sống của cán bộ công nhân viên trong nhà máy ngày càng được nâng cao

Tạo công ăn việc làm cho người lao động bao gồm cán bộ, công nhân ngành than và công ăn việc làm cho người lao động trong các khu vực của nhà máy với mức thu nhập cao, ổn định kinh tế xã hội trong vùng

Phát triển dân sinh, kinh tế vùng, ngành Làm cơ sở phát triển các ngành kinh

tế khác trong vùng, đặc biệt là ngành than ở vùng mỏ than Vàng Danh Thêm vào

đó là các ngành dịch vụ khác phục vụ đời sống nhân dân như y tế, văn hóa, giáo dục,… cũng phát triển theo

BÍ

Chu trình nhiệt ở nhà máy nhiệt điện là một chu trình khép kín của hơi và nước Hơi nước sau khi được sinh công ở tầng cánh cuối Turbine hạ áp được đi xuống bình ngưng

Hơi đi vào trong bình ngưng sẽ được trao đổi nhiệt với hệ thống nước tuần hoàn

đi trong các ống sẽ làm cho hơi trong bình ngưng tụ lại thành nước

Nước sau khi ra khỏi bình ngưng sẽ vào đầu hút bơm ngưng và được bơm lên

khử khí qua gia nhiệt hạ áp Nước qua gia nhiệt hạ áp sẽ được gia nhiệt bằng hơi từ

cửa trích Turbine hạ áp và nhiệt độ của nước tăng lên

Nước sau khi qua các bình gia nhiệt hạ áp sẽ được đưa đến bình khử khí ở bình

khử khí nước sẽ được khử các tạp khí có ảnh hưởng đến sự phá huỷ và ăn mòn kim

loại…

Nước sau khi qua khử khí sẽ đi qua gia nhiệt cao áp ở đây nước được gia nhiệt

một lần nữa để tăng nhiệt độ bằng hơi lấy từ turbine cao áp

Sau khi đi qua gia nhiệt cao áp nước được đi đến bộ hâm, tại đây tận dụng nhiệt lượng của khói thoát để tăng nhiệt độ nước lên một cấp nữa trước khi đưa vào bao hơi

Nước trong bao hơi được đưa xuống các đường ống sinh hơi, tại đây nước được đun chuyển tiếp từ nước sang hơi Hơi được đưa lên bao hơi tạo thành hơi bão hoà khô

Hơi bão hoà khô này lại tiếp tục được đưa sang bộ quá nhiệt (các bộ quá nhiệt

tận dụng lượng nhiệt của khói thải) tạo thành hơi quá nhiệt đưa sang Turbine cao áp

để sinh công quay Turbine

Hơi sau khi sinh công ở Turbine cao áp, hơi được đưa trở về lò hơi qua đường tái nhiệt lạnh Tại lò hơi, hơi được gia nhiệt đảm bảo thông số nhiệt độ và áp suất và

sẽ được đưa đến Turbine trung áp theo đường tái nhiệt nóng, sau khi sinh công tại Turbine trung áp hơi tiếp tục được đưa đến Turbine hạ áp và sau khi sinh công hơi được thoát về bình ngưng

Turbine được nối đồng trục với máy phát điện, khi Turbine quay máy phát cũng quay theo và tạo ra điện năng

(Nguồn: Phòng kỹ thuật Công ty nhiệt điện Uông Bí)

Hình 1.1 Sơ đồ chu trình sản xuất điện của nhà máy

H ố thải

x ỉ Kho than chính

Quạt Tải Bột

Quạt gió

Không khí

Hệ thống cấp nhiên li ệu

Bộ hâm nươc

B ộ Sấy Không khí

Lß

Mương thải xỉ

Tr ạm thải xỉ Gia nhiệt

cao Máy biến

Máy phát Điện

Tèng xØ

Tr¹m b¬m tuÇn

Bơm ngưng

Bình ngưng

Bình khử khí

Quạt khói

Bơm tiếp nước

ống khói

Sông Uông Sông Sinh

Than từ đường sắt vào

Lắng trong

Nhà khử trùng Clo

Hồ lắng

1.3 CHU TRÌNH C ỦA HỆ THỐNG THẢI TRO XỈ CỦA NHÀ MÁY

Sau khi nhiên liệu cháy tạo thành tro xỉ Dùng công nghệ tải tro xỉ kiểu ướt, dùng nước để vận chuyển tro xỉ ra bãi thải xỉ đồng thời được thiết kế hệ thống thu hồi tro khô để sử dụng làm vật liệu xây dựng Trong trường hợp không tận dụng được tro khô, toàn bộ tro xỉ của nhà máy được đưa tới trạm bơm thải xỉ và vận chuyển bằng đường ống ra hồ thải xỉ cụ thể như sau:

(Nguồn: Phòng kỹ thuật Công ty nhiệt điện Uông Bí)

Hình 1.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống thải tro xỉ

Sau khi nhiên liệu cháy tạo thành tro xỉ được làm lạnh qua nước và đập nát cho xuống mương thải xỉ dùng bơm tống đẩy, bơm thải hút đưa xỉ trong ống ra hồ chứa

xỉ Thiết bị gồm có phễu xỉ nằm ở đáy buồng đốt, làm bằng chất không thấm nước

và phễu tro đồng bộ gắn kèm với cửa xả xỉ của thiết bị khử bụi Hệ thống thu xỉ được trang bị máy nghiền xỉ để nghiền tro, xỉ theo đúng kích thước, tiện cho việc bơm đến nơi xử lý và không xảy ra sự cố trong đường ống sau đó xỉ được chuyển

từ đầu ra máy nghiền bằng bơm phun Xỉ dưới dạng ướt được vận chuyển bằng đường ống vào hồ thải xỉ

Tại nhà máy có hai bãi xỉ:

Bãi xỉ số 1: diện tích hiện có còn lại là 8ha,và dự kiến sẽ được cải tạo để có

dung tích chứa khoảng 2,1tr m3 sau khi nhà máy mới đi vào hoạt động và đủ chứa trong 10 năm tới

Bãi xỉ số 2: (còn gọi là Khe Ngát B): là bãi xỉ dự phòng có dung tích tối đa là

3,4tr m3dự kiến sử dụng khi bãi xỉ 1 hết sức chứa

1.3.1 Chu trình hệ thống thải xỉ đáy lò

Hệ thống vận chuyển tro xỉ đáy lò thu nhận tro xỉ đáy lò từ lò hơi và vận chuyển

nó bằng thuỷ lực tới hố thu bùn xỉ Xỉ đáy lò rơi từ lò hơi vào trong phễu thu được điền đầy nước và được tích trữ tạm thời ở đó Nước ở trong phễu thu tro xỉ làm nguội xỉ và là nhỏ tối thiểu các hạt clanhke Tro xỉ được thu gom được thải ra khỏi phễu thu tro xỉ, được nghiền tới kích cỡ hạt để có thể vận chuyển bằng thuỷ lực, được bơm bằng các bơm Ejector kiểu thuỷ lực thông qua đường ống vận chuyển riêng biệt đưa tới hố thu bùn xỉ Công suất vận chuyển tro xỉ trung bình cho phép thu gom tro xỉ đáy lò được tạo ra trong 1 ca (8 giờ) được thải bỏ trong khoảng thời gian 1,5 giờ

1.3.2 Chu trình hệ thống thu hồi tro bay

Hệ thống thu hồi tro bay bao gồm 2 hệ thống phụ làm việc độc lập, được đặt tên

là nhánh A và nhánh B, chúng vận chuyển tro bay bằng chân không thông qua các

được thải ra hoặc là bằng thiết bị hoà trộn ẩm đưa vào các xe tải vận chuyển hoặc dưới dạng bùn đưa vào hố bùn xỉ của trạm bơm thải tro xỉ

Mỗi hệ thống phụ(A hoặc B) vận chuyển tro bay phục vụ cho việc thu hồi tro bay ở 4 hàng phễu tro của thiết bị khử bụi tĩnh điện ESP và một hàng các phễu thu tro bay dưới bộ sấy không khí kiểu ống (mỗi hệ thống phục vụ cho 20 phễu thu tro) Trong thời gian hệ thống vận hành, mỗi hàng trong một hệ thống phụ được thu gom theo tuần tự, lần lượt từng phễu một, bắt đầu từ phễu xa nhất tính theo đường ống vận chuyển của hệ thống phụ đó Các hàng được cách ly ra khỏi đường ống vận chuyển bằng các van cách ly ASH có cơ cấu chấp hành kiểu xy lanh dùng khí nén Hai bộ lọc/thiết bị tách ly được lắp đặt ở phần trên đỉnh của silô tro bay Mỗi bộ lọc/thiết bị tách ly được dự định dùng cho một hệ thống vận chuyển tro bay phụ Các bộ lọc/tách ly tách tro bay từ dòng không khí vận chuyển tro bằng chân không Một khoá khí được lắp đặt giữa mỗi bộ lọc/bộ tách ly và cửa mở đi vào silô của nó Khoá khí vận chuyển tro bay từ bộ lọc/bộ tách ly đi vào trong silô mà không làm gián đoạn việc vận hành liên tục của hệ thống vận chuyển tro bay

Ba quạt (bơm) chân không kiểu thay thế vị trí quay dùng trục cam để tạo ra dòng khí yêu cầu phục vụcho việc vận chuyển tro bay từ các phễu thu tro bay của ESP và bộ sấy không khí kiểu ống đưa vào tới silô chứa tro bay Mỗi một quạt được được vận hành phục vụ cho một hệ thống phụ vận chuyển tro bay, quạt còn lại được đặt ở vị trí dự phòng có thể được lựa chọn để phục vụ cho 1 trong 2 hệ thống phụ Một bộ lọc thông khí được lắp đặt trên một đường thoát khí đặt trên đỉnh của silô dùng để lọc tro bụi đi theo dòng không khí thoát ra khỏi silô khi hệ thống vận chuyển tro bay làm việc và khi vận hành việc xả silô

Một băng chuyền kiểu trọng lực dùng khí nén được đặt trên sàn của silô, được

sử dụng để phân phối đồng đều dòng khí sục tơi lượng tro chứa trong silô Dòng khí này trợ giúp cho dòng tro chảy từ silô tới thiết bị thải tro ra khỏi silô Hai quạt sục silô cung cấp lượng khí được yêu cầu Một làm việc và một dự phòng Một bộ gia nhiệt không khí được lắp đặt chung trên đường cung cấp khí chính để duy trì

dòng không khí sục tơi tro luôn được nóng và khô Hệ thống sục tơi tro trong silô được thiết kế để làm việc liên tục

1.3.3 Chu trình hệ thống thải bùn xỉ

Hệ thống bao gồm hố thu bùn xỉ, các bơm bùn xỉ, các đường ống vận chuyển tro xỉ tới hồ chứa xỉ, thiết bị hố thu gom nước xả và các thiết bị liên quan khác Hệ

thống thải tro xỉ thu nhận tro xỉ đáy lò, bùn tro bay và các nguồn vào khác đưa vào

hố thu tro xỉ được đổ đầy nước Các chất chứa đựng trong hố thu tro xỉ được bơm liên tục bằng các bơm thải xỉ, thông qua một trong hai đường ống vận chuyển đi tới

hồ chứa xỉ Nước bổ sung được cung cấp thêm tới hốtro xỉ khi cần thiết để duy trì

mức của hố thu tro xỉ Nước bổ sung được cung cấp từ các nguồn hoặc là bơm nước ngược (từ hố thu nước ngược) hoặc là từ các bơm nước bổ sung (hố nước chèn)

1.3.4 Chu trình hệ thống nước tái tuần hoàn

Hệ thống nước tái tuần hoàn của nhà máy nhiệt điện Uông Bí mở rộng 300 MW được thiết kế để hồi ngược nước vận chuyển tro xỉ từ hồ thải xỉ về nhà máy để sử

dụng lại Trước hết, nước được lọc ở hồ chứa xỉ và được thu gom ở hố thu nước hồi ngược Nước này sau đó được bơm tới bể nước cấp (cạnh trạm bơm thải xỉ) và từ đó

nó được bơm tới các hệ thống bao gồm: hệ thống thải tro xỉ đáy lò, hệ thống thải bùn xỉ và hệ thống thải tro bay Cho đến khi hồ chứa xỉ được điền đầy để bắt đầu

việc cung cấp nước tới bể nước cấp, thì nước sẽ được bơm từ hố chèn nước đọng tới

bển ước cấp

Các cặp bơm sau đây là một phần của hệ thống nước tái tuần hoàn:

•Các bơm nước ngược – bơm nước từ hố thu nước ngược tới bể nước cấp

•Các bơm nước bổ sung – bơm nước từ hố chèn tời bển ước cấp

• Các bơm cao áp và hạ áp – bơm nước từ bể nước cấp đến hệ thống thải tro xỉ

• Các bơm nước chèn – cung cấp nước phục vụ của nhà máy tới các bơm nước cao áp, các bơm nước hạ áp và các bơm thải tro xỉ

• Các bơm hoá chất - bổ sung dung dịch sodium hydroxide tới hố thu nước ngược đề điều chỉnh độ pH của nước khi cần thiết Các bơm nước cao áp, hạ áp và các bơm nước chèn được đặt trong trạm bơm thải xỉ

Các bơm nước ngược và các bơm hoá chất được đặt ở trạm bơm nước ngược Các bơm nước bổ sung được đặt ở khu vực hố chèn nước ngưng đọn

1.4.1 Giới thiệu chung về hệ thống DCS

(Nguồn: HTĐK phân tán, TS Hoàng Minh Sơn)

Hình 1.3 Mô hình phân cấp chức năng của một hệ thống điều khiển và giám sát

động (các cơ cấu chấp hành) và chuyển đổi tín hiệu (chuyển đổi các tín hiệu không điện thành tín hiệu điện như: các transmitter chuyển đổi tín hiệu mức nước, áp suất thành tín hiệu 4 – 20mA) truyền về hệ thống điều khiển, hoặc chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ thành tín hiệu điện áp mV hoặc điện trở

Chấp hành Điều khiển Điều khiển giám sát

Điều hành

sản xuất

QL công ty

Đo lường, truyền động,

chuyển đổi tín hiệu

Điều khiển điều chỉnh,

bảo vệ

Giám sát, vận hành, điều

khiển phối hợp, lập báo cáo

Đánh giá kết quả, lập kế hoạch sản

xuất, bảo dưỡng, tính toán tối ưu

Cấp trường

Cấp điều khiển quá trình

(Nguồn: Phòng kỹ thuật Công ty nhiệt điện Uông Bí)

Hình 1.4 Các cơ cấu chấp hành

biến, xử lý các thông tin đó theo một thuật toán nhất định và truyền đạt lại kết quả

xuống các cơ cấu chấp hành Khi còn điều khiển thủ công, nhiệm vụ đó được người đứng máy trực tiếp đảm nhiệm qua việc theo dõi các công cụ đo lường, sử dụng

kiến thức và kinh nghiệm để thực hiện những thao tác cần thiết như ấn nút đóng/mở van, điều chỉnh cần gạt, nút xoay

Cấp điều khiển là các tủ điều khiển HCU của hệ thống điều khiển DCS, các bộ điều khiển PLC tại các trạm lẻ: M4,5,6, M7, M10,

(Nguồn: Phòng kỹ thuật Công ty nhiệt điện Uông Bí)

Hình 1.5 Hệ thống tủ điều khiển

thống được các cấp dưới thực hiện, thì nhiệm vụ của cấp điều khiển giám sát là hỗ

trợ người sử dụng trong việc thao tác, theo dõi, giám sát vận hành và xử lý những tình huống bất thường

Các trạm giao diện vận hành MMI đặt tại phòng điều khiển trung tâm và các trạm

lẻ

(Nguồn: Phòng kỹ thuật Công ty nhiệt điện Uông Bí)

Hình 1.6 Trung tâm điều khiển giám sát

Trong các cấu trúc điều khiển tuỳ theo và việc phân bố vào ra, phân bố điều khiển ta có thể chi ra các loại cấu trúc điều khiển sau:

(Nguồn: HTĐK phân tán, TS Hoàng Minh Sơn)

Hình 1.7 Cấu trúc điều khiển tập trung

A: Cơ cấu chấp hành S: Cảm biến

Cấu trúc tập trung như trên thường chỉ thích hợp cho các ứng dụng tự động hoá qui mô vừa và nhỏ, điều khiển các loại máy móc thiết bị đơn giản, dễ thực hiện và giá thành thấp Điểm đáng chú ý ở đây là sự tập trung toàn bộ điều khiển, tức chức năng xử lý thông tin trong một thiết bị điều khiển duy nhất Cấu trúc này có những nhược điểm sau:

- Công việc nối dây phức tạp

- Việc mở rộng hệ thống gặp khó khăn

- Độ tin cậy kém

Trong đa số các ứng dụng có quy mô vừa và lớn, phân tán là tính chất cố hữa của

hệ thống Một dây truyền sản xuất thường được phân chia thành nhiều phân đoạn,

có thể được phân bố tại nhiều vị trí cách xa nhau Để khắc phục sự phụ thuộc vào

I/O MTĐK

một máy tính tập trung và tăng tính linh hoạt của hệ thống, ta có thể điều khiển mỗi phân đoạn bằng một hoặc một số máy tính cục bộ như minh hoạ hình vẽ:

(Nguồn: HTĐK phân tán, TS Hoàng Minh Sơn)

Hình 1.8 Cấu trúc điều khiển phân tán

Ưu thế của cấu trúc điều khiển phân tán không chỉ dừng lại ở độ linh hoạt cao

Hiệu năng cũng như độ tin cậy tổng thể của hệ thống được nâng cao nhờ sự phân tán chức năng xuống các cấp dưới Việc phân tán chức năng xử lí thông tin và phối

hợp điều khiển nhờ sự giám sát từ các trạm vận hành trung tâm mở ra các khả năng ứng dụng mở, tích hợp trọn vẹn trong hệ thống như lập trình cao cấp, điều khiển trình tự Ngoài ra nó cho phép khả năng mở rộng hệ thông tốt

Cấu hình cơ bản một hệ điều khiển phân tán được minh hoạ như hình, bao gồm các thành phần sau:

- Các trạm điều khiển cục bộ: tủ điều khiển HCU và PLC

- Các trạm vận hành (operator station): các MMI

- Trạm kỹ thuật (engineering station, ES) và các công cụ phát triển: máy Composer

- Hệ thống truyền thông (field bus, system bus)

Đây là cấu hình tốt thiểu, các cấu hình cụ thể có thể chức các thành phần khác như trạm vào/ra từ xa (remote I/O station), các bộ điều khiển chuyên dụng

(Nguồn: HTĐK phân tán, TS Hoàng Minh Sơn)

Hình 1.9 Cấu hình cơ bản một hệ điều khiển phân tán

Operator Station(OS)

PC

Engineering Station (ES)

Local control station

Remote I/O Station

Process

Operator Station(OS)

Local control station

1.4 2 Hệ thống DCS của nhà máy nhiệt điện Uông Bí

(Nguồn: Hệ thống Symphony Harmony, ABB)

Hình 1.10 Cấu trúc phần cứng hệ thống điều khiển DCS SYMPHONY

Hệ thống điều khiển DCS dung cho nhà máy nhiệt điện Uông Bí được cung cấp

bởi công ty ABB Singapore Hệ thống có tên gọi Symphony Harmony Cấu hình

của hệ thống bao gồm có các thành phần chính sau:

• Các trạm giao diện vận hành Process Portal B

Hệ thống điều khiển DCS dùng cho công ty nhiệt điện Uông Bí được phân chia ra làm hai hệ thống dùng cho hệ thống điều khiển và giám sát tổ máy là UCMS_ Unit Control and Monitoring System, hệ thống điều khiển và giám sát nhà máy SCMS_ Station Control and Monitoring System Cả hai hệ thống điều khiển dùng cho UCMS và SCMS đều có cấu trúc tương tự như nhau, chúng được nối với nhau bằng thiết bị mạng là Gateway

a) Trạm thiết kế hệ thống EWS (Enginering Work Station)

Là các máy tính Server chứa toàn bộ cơ sở dữ liệu về cấu hình của hệ thống Nơi

nắm giữ mức mật khẩu cao nhất để có thể truy cập vào bất cứ một vị trí nào trên toàn hệ thống

• Lập cấu hình hệ thống

• Thiết kế chương trình điều khiển

• Tạo giao diện với người sử dụng_nếu được tích hợp

• Thực hiện các công việc kĩ thuật, can thiệp vào hệ thống và bảo trì hệ thống

• Phân quyền cho các trạm giao diện vận hành

• Lập và sửa đổi chương trình cho các trạm điều khiển khu vực

• Back up/Restore

b) Các trạm giao diện vận hành (PPB)

PPB là một giao diện HIS có đầy đủ các công cụ kĩ thuật và chạy trên nền Window 2000 PPB cung cấp cửa sổ giao diện đơn để hiển thị thông tin và quản lý thông tin nhà máy trên diện rộng

PPB là một vùng làm việc (Workspace), được liên kết với bộ công cụ dẫn đường mạnh mẽ và thân thiện, đảm bảo cho người vận hành quản lý được quá trình

làm việc của hệ thống dây chuyền sản xuất nhờ các dòng thông tin được hiển thị trên màn hình

Hiển thị đồ họa bao gồm hiển thị các thông tin về quá trình theo thời gian thực

và các ứng dụng khác (nếu được thêm vào), cung cấp khả năng truy cập tới các dữ

liệu theo lịch sử quá trình nhằm mục đích dùng cho phân tích sự cố

Một hệ thống quản lý các sự kiện và cảnh báo, báo động tinh vi hiện đại sẽ làm tăng hiệu quả đáp ứng cho các điều kiện làm việc bất thường thoáng qua mà đã được định nghĩa trước bởi cấu hình của các bộ lọc Configuration Filters

Khả năng can thiệp vào quá trình sản xuất hiệu quả, liên tục cải tiến, nâng cấp

hệ thống mà không cần phải loại bỏ cái cũ

Trợ giúp quản lý các cửa sổ vận hành (lập khoá user), khả năng mở nhiều cửa

sổ cùng một lúc, thể hiện cửa sổ theo thứ tự ưu tiên, đảm bảo các thông tin quan

trọng như là các cảnh báo quá trình hay là các báo động sự cố luôn luôn được hiển

thị mà không bị che khuất

Trợ giúp bằng các hình ảnh quá trình sinh động giúp cho người làm dễ dàng

quản lý công việc và thiết bị thuộc phạm vi mình quản lý

Hệ thống cảnh báo quá trình Alarm Manager cho phép ta biết được vị trí xuất phát lỗi để từ đó tìm ra biện pháp sử lý tối ưu

Các đồ thị quá trình theo thời gian (Trend) giúp cho người vận hành giữ được

sự ổn định của hệ thống trong quá trình làm việc Có hai loại Trend là Historical Trend và Realtime Trend

- Historical Trend cho biết đồ thị làm việc của các biến trong quá khứ Dữ liệu Trend được truy xuất từ máy chủ Historian

- Realtime Trend cho biết quá trình thực đang diễn ra như thế nào Dữ liệu trend được cập nhật trực tiếp từ đối tuợng lấy trend

Các Report cho phép biết được các thông tin về lỗi như là vị trí xuất phát lỗi,

thời gian sự cố,

Các máy chủ lưu trữ dữ liệu theo lịch sử (Historian Server) sẽ lưu trữ các thông tin về quá trình làm việc trong một thời gian rất dài Khi cần thiết thì ta có thể truy

cập vào và lấy thông tin ra

c) Trạm giám sát hệ thống SS (supervisory Station)

Là các máy tính được trang bị các Card truyền thông để giao tiếp với hệ thống Thông thường các máy tính PC của trạm này được đặt ở phòng kĩ thuật Chức năng

của trạm SS này là để theo dõi tình hình hoạt động sản xuất, lưu và in ra các báo cáo

về quá trình chứ không có chức năng điều khiển trực tiếp vào sản xuất Trên thực tế thì các máy tính ở trạm SS này không được phân quyền để thực hiện các công việc trên

d) Trạm điều khiển hiện trường HCU (Harmony Control Unit)

Là các bộ điều khiển hiện trường có nhiện vụ thực hiện các tác vụ điều khiển thiết bị trường theo các chương trình phần mềm định sẵn và đã được Dowload vào trong ROM (hoặc thẻ nhớ) của các bộ điều khiển này Các chương trình phần mềm

sẽ do kĩ sư thiết kế hệ thống hoặc do nhân viên kĩ thuật xây dựng nên

Các đặc tính riêng:

• Được đặt gần kề với quá trình kĩ thuật

• Mỗi một bộ điều khiển hiện trường được đảm nhận một chức năng, công

việc và phạm vi kiểm soát nhất định trên hệ thống

• Có khả năng làm việc độc lập ngay cả trong trường hợp các trạm giao diện

vận hành OS (Operation Station) hay hệ thống mạng truyền thông O.net bị sự cố

• Các trạm điều khiển hiện trường là các bộ điều khiển độc lập dựa trên các bộ

vi xử lý và vi điều khiển

• Có nguồn nuôi và bộ nhớ riêng, độc lập và dự phòng kép, có khả năng thay

thế nóng bộ điều khiển (BRC100) khi cần thiết

• Khả năng mở rộng các card I/O vào ra

+ Khu vực mạng điều khiển trung tâm UCMS:

Tủ HCU số 01,02,03,04 được sử dụng cho Unit Combustion and Air and Fued

Tủ HCU số 10,11,12,13,14 được sử dụng cho Unit Boiler Steam

Tủ HCU số 21,22,23 được sử dụng cho Unit Water Cycle

Tủ HCU số 31,32,33 được sử dụng cho Unit Auxiliaries/ BOP

Tủ HCU số 40,41 được sử dụng cho Protection

Tủ HCU số 42,43,44,45 được sử dụng cho Unit Boiler EMS

Tủ HCU số 51,52,53,54,55 được sử dụng cho Turbin, Generator, Turbin Auxiliaries

Tủ HCU số 61 được sử dụng cho Unit Electrical

Tủ HCU số 81 được sử dụng cho trạm phân phối Switchard

+ Khu vực mạng điều khiển vệ tinh dùng cho FGD

Tủ HCU số 71,72,73 được sử dụng cho FGD

+ Khu vực mạng điều khiển vệ tinh dùng cho Station/ Common

Tủ HCU số 101,102,103,104,105,106 được sử dụng cho PPI

Tủ HCU số 111 được sử dụng cho Common Electric

+ Khu vực mạng điều khiển vệ tinh dùng cho CWP

Tủ HCU số 121 được sử dụng tại Remote Building, dùng cho CWP, Chlorine Plant, Heavy Fuel Oil Unloading

+ Tủ Harmony Control Unit (HCU)

Các tủ HCU chứa các khối thiết bị của hệ thống điều khiển, mỗi HCU phải có một địa chỉ của riêng của nó ở trên mạng C-Net Địa chỉ này có thể từ 1 đến 250 Các thành phần trong tủ HCU gồm có:

• Module nguồn

• Module giao diện mạng NIS/NPM

• Bus controlway

• Module điều khiển (Controller)

• Bus mở rộng (I/O bus)

• Các module vào ra I/O

(Nguồn: Hệ thống Symphony Harmony, ABB)

Hình 1.11 Các module trong tủ HCU và kết nối trong hệ thống điều khiển

N

I

S

I/

C-net

N

I

S

Module điều khiển BRC

Là module xử lý, chúng nhận số liệu quá trình từ các module I/O, xử lý, tính toán, đưa ra kết quả để điều khiển quá trình Ngoài ra, chúng cũng có thể nhận hoặc

xuất số liệu tới C-net Các phương thức điều khiển được giữ trong NVRAM, nếu nguồn hệ thống không may bị mất, các phương thức điều khiển này sẽ được duy trì cho đến khi nguồn được khôi phục lại

Trong cấu hình dự phòng gồm 2 Module điều khiển BRC, nếu BRC primary bị

lỗi thì BRC thứ 2 đang ở chế độ dự phòng với thông số quá trình hiện hành và phương thức điều khiển giống BRC Primary sẽ thay thế điều khiển ngay lập tức

Module vào ra I/O

Hệ thống module vào ra sử dụng tín hiệu vào ra rất đa dạng, như tín hiệu số, analog với các mức điện áp, dòng khác nhau, tới các tín hiệu đặc biệt như điều khiển tua bin

Các kiểu module vào/ ra bao gồm:

• Vào tương tự - Analog input (ASI, FFS)

• Ra tương tự - Analog output (ASO)

• Vào/ra điều khiển - Control input/output (ASO, QRS)

• Vào số - Digital input (DSO)

• Ra số - Digital output DSI

• Vào ra đặc biệt - Special input/output (FCS, HSS, ESD)

Trong tổ máy 300MW các tín hiệu đầu vào gồm có: Tín hiệu dòng 4 – 20mA, tín hiệu điện áp mV, và tín hiệu số với mức tín hiệu 1 tương đương 48VDC, 24VDC

Các t ủ Termination Unit (TU)

TU là thiết bị vào ra của hệ thống điều khiển Nó cung cấp các đường tín hiệu cho module I/O Tín hiệu từ quá trình đi theo những đường cáp độc lập tới TU, từ

TU chúng đi vào I/O module qua một cáp nhiều sợi với giắc cắm phù hợp với số

kênh vào của I/O module Do đó tuỳ từng loại I/O module mà chọn những loại TU

cho phù hợp

(Nguồn: Hệ thống Symphony Harmony, ABB)

Hình 1.12 Cấu trúc tuần tự của các sự kiện SOE (sequence of events)

Tuần tự các sự kiện SOE được thiết kế để cung cấp thời gian chính xác cho toàn

bộ hệ thống điều khiển DCS Ngoài ra, tín hiệu thời gian này còn được đưa tới các

đầu vào tín hiệu (được lập cấu hình) và gắn thời gian với tín hiệu đó đúng khi nó xuất

hiện Sau đó tín hiệu đã gắn thời gian này được thu nhập và lưu trữ trong hệ thống

SOE để giúp cho người sử dụng có thông tin phân tích quá trình sau đó

Tại tổ máy 300MW tất cả các tín hiệu đầu vào của hệ thống bảo vệ được thu

thập thông qua cấu hình sự kiện tuần tự này Sự khác biệt giữa các tín hiệu sử dụng

phương thức sự kiện tuần tự và các tín hiệu vào ra thông thường là các sự kiện xẩy

ra của các tín hiệu tuần tự sự kiện được hiển thị và lưu giữ đảm bảo chắc chắn tuần

tự diễn biến xảy ra các sự kiện này

BRC

or MFP

SET

bus

x-SOE Inputs

•••

Cne

Ph ương thức kết nối với các hệ thống điều khiển khác:

Như hệ thống điều khiển turbin, hệ thống điều khiển các trạm lẻ: Hệ thống xử lý nước nước thải M4,5,6, hệ thống cấp than M7, Hệ thống thải xỉ M10

Nhằm đạt được sự điều khiển thống nhất và tối ưu hoá trên toàn hệ thống Truyền thông giữa các trạm này (PLC) với hệ thống điều khiển DCS được thực hiện quan đường truyền Modbus Các dự liệu thu thập tại các trạm được PLC truyền thông lên hệ thống điều khiển DCS và các lệnh điều khiển từ các màn hình giao diện đặt tại các trạm đườc truyền từ DCS xuống PLC và xuống các cơ cấp chấp hành

(Nguồn: Hệ thống Symphony Harmony, ABB)

Hình 1.13 Phương thức kết nối với hệ thống điều khiển khác

Cấu trúc mạng trong hệ thống điều khiển DCS b ao gồm hai loại mạng chính:

M ạng O.Net:

Được dùng để giám sát quá trình và trao đổi thông tin giữa các trạm OS, SS,

Historian,

Đây là một mạng bình thường với giao thức chuẩn truyền thông cho loại mạng này là Ethernet

M ạng điều khiển Control Network( C.net)

Đây là một loại mạng đặc biệt, đóng vai trò cực kì quan trọng đối với sự hoạt động bình thường của hệ thống điều khiển và của cả dây chuyền sản xuất Mạng này được sử dụng để kết nối các bộ điều khiển hiện trường HCU lại với nhau Thông tin về quá trình sẽ được thu thập và sử lý tại các bộ điều khiển hiện trường HCU, sau đó một số các thông tin cần thiết sẽ được lọc trước khi được dẫn đến các

trạm giao diện vận hành PPB

Truy ền thông với các hệ thống điều khiển khác:

- I/O Expand bus được sử dụng để kết nối các I/O trong một nút điều khiển

- Controlway được sử dụng liên kết các module điều khiển trong một tủ HCU

M ột số thiết bị của hệ thống Harmony

(Nguồn: Hệ thống Symphony Harmony, ABB)

Hình 1.14 Một số thiết bị của hệ thống Cabinet: Cabinets được sử dụng để làm nơi chứa các Module và các đầu đấu

nối(Termination)

(Ngu ồn: Hệ thống Symphony Harmony, ABB) Hình 1.15 Tủ thiết bị của hệ thống

Kh ối lắp ghép Module (MMU): MMU là một bảng mạch điện tử chính mà ở

đó cung cấp điện và hỗ trợ truyền thông cho các Harmony Module Nó nơi là gắn

kết nơi kết nối nguồn và các đường tín hiệu cho Module truyền thông, bộ điều khiển, module vào ra I\O Module

(Ngu ồn: Hệ thống Symphony Harmony, ABB) Hình 1.16 Khối lắp ghép module (MMU)

H ệ thống nguồn: hệ thống nguồn cung cấp +5VDC, +15VDC, -15VDC và

+24VDC cho hệ thống Module Harmony Nó cũng có thể cung cấp nguồn điện áp:

+24VDC, +48VDC và +125VDC cho các thiết bị trường (nếu các thiết bị này không có nguồn cấp)

(Ngu ồn: Hệ thống Symphony Harmony, ABB) Hình 1.17 Khối Nguồn cấp cho hệ thống

M ạch vòng hở (Open loop): Một hệ thống điều khiển mạch vòng hở được sử

dụng ở những nơi mà các biến số điều khiển không được sử dụng cho chế độ tự động điều khiển của hệ thống Nó không phải là hệ thống điều khiển theo tín hiệu

phản hồi

M ạch vòng kín (Closed Loop): Hệ thống điều khiển mạch vòng kín là một hệ

thống mà ở đó các biến số điều khiển sẽ được đo đếm và so sánh với thông số mong

muốn đặt trước (Setpoint) Bất cứ một độ lệch nhỏ của biến quá trình so với điểm đặt sẽ được phản hồi về hệ thống điều khiển để thực hiện việc làm giảm độ sai lệch

đó về mức nhỏ nhất có thể

Tr ạm (Station): Trạm cho phép người vận hành điều chỉnh điểm đặt (Setpoint)

trong chế độ điều khiển tự động (điều khiển mạch vòng kín) và điều khiển tín hiệu đầu ra trong chế độ bằng tay (điều khiển mạch vòng hở)

Điều khiển theo trình tự (Sequence Control): Điều khiển theo trình tự là điều

khiển logic hoặc điều khiển số, sử dụng các bộ đếm thời gian Timer và Counter

Một trình tự bước cần phải được hoàn thành hoặc vượt quá khoảng thời gian định trước mới được phép thực hiện bước kế tiếp

Điểm đặt (Setpoint): Điểm đặt là đặt giá trị mong muốn cho một quá trình có

thể thay đổi hoặc thực hiện mong muốn tiêu biểu chuẩn của quá trình có thể thay đổi

Đầu ra điều khiển (Control Output): Đầu ra điều khiển là ở đó mà tín hiệu hệ

thống điều khiển sẽ ảnh hưởng tới hoạt động của phần tử điều khiển cuối cùng

Wild Variable: một Wild Variable sẽ được sử dụng như là một tham chiếu cho vòng điều khiển