Xây dựng hệ thống cảnh báo lỗi của nhà máy thủy điện đồng nai 3 từ hệ thống điều khiển ac800xa của abb

Thủy điện chiếm tỉ lệ rất lớn trong tổng sản xuất điện ở nước ta trong đó hệ thống điều khiển nhà máy điện quyết định lớn đến việc vận hành và phát điện hiệu quả Theo đó nhà máy Thuỷ điện Đồng Nai 3 được thiết kế hệ điều khiển AC800xA của ABB và được đưa vào vận hành từ năm 2010 Tuy nhiên trong quá trình vận hành còn bộc lộ những hạn chế về thời gian khởi động tổ máy và chưa đảm bảo tính linh hoạt trong thị trường điện hiện nay Luận văn đề xuất xây dựng chương trình cảnh báo lỗi cho chu trình khởi động tổ máy nhà máy thủy điện Cụ thể tiến hành xây dựng các giao diện giám sát các lỗi xuất hiện trong quá trình khởi động tổ máy Nhờ đó người vận hành có thể can thiệp và điều khiển giám sát chu trình mà hệ thống hiện tại chưa có và giảm thời gian xử lý lỗi trong chu trình

NGUYỄN VĂN CẢNH

XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẢNH BÁO LỖI CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 TỪ HỆ THỐNG

ĐIỀU KHIỂN AC800xA CỦA ABB

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện

Mã số: 60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ THỊ TỊNH MINH

Đà Nẵng - Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu, xây dựng của riêng tôi

Các số liệu, kết quả chương trình xây dựng trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Cảnh

Tóm tắt –Thủy điện chiếm tỉ lệ rất lớn trong tổng sản xuất điện ở nước ta trong

đó hệ thống điều khiển nhà máy điện quyết định lớn đến việc vận hành và phát điện hiệu quả Theo đó, nhà máy Thuỷ điện Đồng Nai 3 được thiết kế hệ điều khiển AC800xA của ABB và được đưa vào vận hành từ năm 2010 Tuy nhiên trong quá trình vận hành còn bộc lộ những hạn chế về thời gian khởi động tổ máy và chưa đảm bảo tính linh hoạt trong thị trường điện hiện nay

Luận văn đề xuất xây dựng chương trình cảnh báo lỗi cho chu trình khởi động tổ máy nhà máy thủy điện Cụ thể tiến hành xây dựng các giao diện giám sát các lỗi xuất hiện trong quá trình khởi động tổ máy Nhờ đó, người vận hành có thể can thiệp và điều khiển giám sát chu trình, mà hệ thống hiện tại chưa có, và giảm thời gian xử lý lỗi trong chu trình

Abstract - Hydroelectricity takes a large proportion of the total electricity

decided for efficient operation and generation in which DCS of the Dong Nai 3 Plant has used AC800xA of ABB since 2010 However, with the developpement of electricity market currentely, the process of DCS operation has some limitations on starting time and unflexibility in fault eliminations

This thesis proposes fault warning interfaces for the starting generation program

at Dong Nai 3 hydropower plant In detailed, interfaces would be shown faults’ position as occurring during the startup program well as provided a fast robustic way overcoming unreal faults As a result, the operators can intervene and control the startup program of generations more efficient and economic

MỤC LỤC

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH, TIẾNG VIỆT

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Phương pháp nghiên cứu 1

5 Tên đề tài 2

6 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài 2

7 Bố cục đề tài 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 3

1.1 Vị trí nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 3

1.2 Chức năng nhiệm vụ 3

1.3 Các hạng mục công trình chính 3

1.4 Thông số cơ bản hệ thống thiết bị nhà máy 3

1.5 Tổng quan hệ thống điều khiển nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 3

1.5.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển mở AC800xA PGP 4

1.5.2 Mục tiêu điều khiển chính 5

1.5.3 Các đối tượng điều khiển chính trong nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 5

1.5.4 Các thông số hệ thống hệ thống 5

1.5.5 Cấu trúc hệ thống điều khiển 5

1.6 Các chế độ vận hành 7

TÓM TẮT CHƯƠNG 1 9

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỔ MÁY CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 10

2.1 Giới thiệu về phần cứng hệ thống điều khiển tổ máy nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 10

2.2 Giới thiệu các phần mềm hệ thống điều khiển 11

2.2.1 Giới thiệu về phần mềm điều khiển logic Compact Control Builder 5.0 (CBM) 11

3.2 Giới thiệu chu trình từ dừng sang phát công suất (STOP to GEN) 22

3.3 Đánh giá chu trình khởi động hiện tại 25

3.4 Đề xuất xây dựng chương trình cảnh báo lỗi bổ sung cho chu trình khởi động tổ máy 26

3.5 Các bước tiến hành xây dựng chương trình cảnh báo lỗi 27

TÓM TẮT CHƯƠNG 3 31

CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH CẢNH BÁO LỖI CHO CHU TRÌNH KHỞI ĐỘNG TỔ MÁY 32

4.1 Chương trình khởi động van chính 32

4.1.1 Tầm quan trọng của bước khởi động van chính 32

4.1.2 Các lỗi hệ thống ảnh hưởng đến chu trình 33

4.1.3 Xây dựng giao diện chương trình cảnh báo lỗi van chính 34

4.1.4 Chương trình điều khiển logic 36

4.1.5 Cài đặt hệ thống 37

4.2 Chương trình cảnh báo lỗi mở chốt khóa cánh hướng (lock sevor) 37

4.2.1 Tầm quang trọng của chu trình mở chốt khóa cánh hướng 37

4.2.2 Các lỗi xuất hiện tronng chu trình mở khóa sorvo chốt cánh hướng 39

4.2.3 Xây dựng giao điện điều khiển cảnh báo chu trình mở khóa secvor cánh hướng 40

4.2.4 Viết chương trình điều khiển cho hệ thống mở chốt khóa secvor cánh hướng 41

4.2.5 Cài đặt hệ thống 42

4.3 Xây dựng chương trình khởi động hệ thống điều tốc 43

4.3.1 Chức năng nhiệm vụ hệ thống điều tốc, và chương trình khởi động 43

4.3.2 Các lỗi hệ thống ảnh hưởng đến chu trình 43

4.3.3 Xây dựng chương trình cảnh báo lỗi chu trình khởi động hệ thống điều tốc 44

4.3.4 Chương trình logic sử dụng chương trình CMB 45

4.3.5 Cài đặt hệ thống 46

4.4 Kết quả thực tế kết nối chương trình lên hệ thống điều khiển khởi động tổ máy47 TÓM TẮT CHƯƠNG 4 49 KẾT LUẬN 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

PHỤ LỤC

QUYẾT Đ NH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC

PHẢN BIỆN

ES : Engineer Workstation FBD : Function Block Diagram

GW : Getway PGP : Power Generation Portal SFC : Sequential Function Chart

ST : Stration Text

OS : Operation Station

DANH MỤC CÁC BẢNG

4.2 Biến của 02 FC bước mơt khóa chốt servor cánh hướng 42 4.3 Biến chương trình khởi động điều tốc 46 4.4 Điều kiện logic cho bước mở van chính 48

2.3 Phần thư viện trong phần mềm Compact Control Builder 14 2.4 Chương trình điều khiển trong phần mềm Compact Control

2.5 Các ngôn ngữ chính trong chương trình 15 2.6 Ví dụ về mục khai báo biến cho chương trình lập trình 16 2.7 Phần lập trình Code pane (FBD pane) 16 2.8 Phần thiết bị điều khiển Controller 17

2.12 Một giao diện chương trình được khởi tạo trên phần mềm

2.13 Phần mềm cài đặt hệ thống System setup 19 3.1 10 bước trong chu trình từ Stop to Gen 23 3.2 Chương trình thuật toán hiện tại của bước mở van chính 25 3.3 02 bước người vận hành can thiệp vào chương trình 26 3.4 Các bước cơ bản thực hiện xây dựng chương trình 27

3.7 Cách tạo thuộc tính mới cho nút điều khiển theo mục script 28 3.8 Cách khởi tạo một hàm chức năng và khai báo biến của hàm

4.1 Hình minh họa van chính cấp nước áp lực 32

4.3 Giao diện giám sát chương trình mở van chính 34 4.4 a Biểu tượng điều khiển; b Biểu tượng cảnh báo; c Biểu

Số

4.11 Khóa servo điều khiểu khiển cánh hướng 38 4.12 Lưu đồ thực hiện mở khóa servo cánh hướng 39 4.13 Chương trình cảnh bảo mở khóa sorvo cánh hướng 40 4.14 Sơ đồ thuật toán mở khóa servo cánh hướng 41 4.15 Function Block sử dụng trong chương trình 42 4.16 Sơ đồ thuật toán điều khiển chương trình khởi động điều tốc

4.17 Chương trình cảnh báo khởi đồng hệ thống điều tốc 44 4.18 Sơ đồ thuật toán chương trình khở động điều tốc 45 4.19 Hình function điều khiển trong chương trình 46 4.20 Chương trình chạy trên hệ thống điều khiển tổ máy số 1 47

được tin cậy và linh hoạt hơn

Tuy nhiên, việc tiếp cận hệ thống điều khiển trên cũng là một vấn đề hết sức khó khăn vì trong suốt quá trình thiết kế, lắp đặt đều phụ thuộc vào các chuyên gia nước ngoài Đặc biệt, sau nhiều năm vận hành thì hệ thống lại bộc lộ nhiều vấn đề chưa tối

ưu, trong rất nhiều khâu, như chương trình chạy máy đang còn chưa sát với thực tế, tính ổn định chưa cao, hệ thống cảnh báo, giao điện giám sát chưa đầy đủ và rõ ràng.v.v…

1 Lý do chọn đề tài

Nhằm khắc phục những nhược điểm trong việc giám sát, điều khiển khởi động tổ máy, việc xây dựng chương trình cảnh báo lỗi trong quá trình vận hành các tổ máy là một trong những vấn đề cần được nghiên cứu và thực hiện

Đề tài góp phần giải quyết được khó khăn về khởi động và dừng tổ máy liên tục trong một ngày, phù hợp với giai đoạn phát điện cạnh tranh hiện nay

Đề tài tập trung nghiên cứu về xây dựng hệ thống cảnh báo lỗi nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 dựa trên hệ thống điều khiển AC800xA, giúp người vận hành dễ dàng hơn trong việc khắc phục sự cố một cách nhanh nhất, đáp ứng kịp thời trong chu trình khởi động và dừng các tổ máy

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu về hệ thống điều khiển AC800xA của ABB

- Xây dựng chương trình cảnh báo lỗi khi vận hành tổ máy

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều khiển giám sát nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Chương trình điều khiển khởi động và dừng tổ máy của nhà máy thủy điện

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu về cấu trúc hệ thống điều khiển giám sát nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3

- Nghiên cứu phần mềm CBM 5.0, PGP 4.1 của hệ thống AC800 xA –ABB

- Nghiên cứu thuật toán điều khiển, chu trình khởi động và dừng tổ máy phát thủy điện

- Xây dựng, thiết kế chương trình cảnh báo lỗi

Xây dựng các cảnh báo trong chương trình khởi động và dừng tổ máy nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 một cách rõ ràng, chính xác

- Ý nghĩa khoa học:

Làm tài liệu học tập cho các kỹ sư, công nhân nhà máy

7 Bố cục đề tài

MỞ ĐÂU:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỔ MÁY CỦA NHÀ MÁY

THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 CHƯƠNG 3: CHU TRÌNH KHỞI ĐỘNG TỔ MÁY TẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

ĐỒNG NAI CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH CẢNH BÁO LỖI CHO CHU TRÌNH

KHỞI ĐỘNG TỔ MÁY

là 8m; chiều dài đường ống áp lực là 300m với đường kính trong là 7m, đầu ra van chính có đường kính trong là 4m; điện áp định mức đầu cực máy phát là 15,75KV; dòng điện định mức đầu cực máy phát là 3881,3A

1.2 Chức năng nhiệm vụ

Chức năng nhiệm vụ chính của nhà máy là:

- Cung cấp phát điện cho Hệ thống điện Quốc gia với điện lượng trung bình hàng năm 1.109 triệu KWh

- Cung cấp nước cho hồ chứa Thủy điện Đồng Nai 4, phục vụ phát triển kinh tế

xã hội, đồng thời giúp chủ động điều tiết lũ và cung cấp nước tưới tiêu cho vùng hạ du Tính đến tháng 10/2017 sau hơn 6 năm vân hành nhà máy đạt sản lượng 3,7 tỉ KWh

1.4 Thông số cơ bản hệ thống thiết bị nhà máy

Các thông số cơ bản của hệ thống thiết bị trong nhà máy được thiết kế như trong phụ lục 2

1.5 Tổng quan hệ thống điều khiển nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3

Hệ thống điều khiển của nhà máy được cung cấp bới hãng ABB Bailey Beijng Controls Co., Ltd, Bắc Kinh Trung Quốc, với nhà thầu thiết bị DONG FANG ELECTRIC COMPANY (DEC) Là hệ thống điều khiển mở AC800xA của ABB

1.5.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển mở AC800xA PGP

ABB cung cấp phần mềm hệ thống AC800 xA Power Generation Portal là phần mềm điều khiển cơ bản trên hệ thống ABB Industrial IT, với tiêu chuẩn mở và được thiết kế điều khiển phân tán, hệ thống đặc biệt phát triển để giám sát và điều khiển các nhà máy điện, dựa trên công nghệ Server/Client với những kinh nghiệm về điều khiển nhà máy thủy điện

Trong 800xA PGP, định dạng cơ sơ dữ liệu chuẩn hoặc định dạng file excel được

sử dụng để quản lý dữ liệu lịch sử trong 800xA PGP Tích hợp các tính năng của máy tính, hệ thống DCS, PLC, với số lượng các I/O ngày môt một tăng lên, nó là cần thiết

để đáp ứng các ứng đụng dụng đa dạng hơn AC800xA được vận hành trền 800 nhà máy toàn thế giới tính tới năm 2006

Hệ thống điều khiển nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 là hệ thống điều khiển DCS (Distributed Control System) Hệ thống điều khiển phân tán sử dụng nền tảng là các bộ điều khiển logic AC 800M của ABB Đươc bố trí phân tán trên 7 trạm điều khiển tại chổ chỗ LCU (Local Control Unit) với các bộ xử lý trung tâm PM864A, màn hình điều khiển HMI PP800, cùng với hệ thống máy tính giám sát, thu thập dữ liệu, hệ thống đồng bộ thời gian GPS clock Cấu trúc dự phòng nóng (Redundency) tại tất cả các trạm, cùng với 2 vòng điều khiển cáp quang kết nối với chuẩn Erthernet (TCP/IP) tốc

độ 100Mbs

AC 800M bao gồm các đơn vị phần cứng riêng lẻ có thể được cấu hình và lập trình để thực hiện nhiều chức năng khác nhau của quá trình điều khiển Một hệ thống điều khiển AC800M được thiết lập khi các cấu trúc phần cứng riêng lẻ của AC 800M được lựa chọn Thông thường cấu trúc một hệ thống điều khiển AC800M bao gồm các phần tử sau:

Hình 1.1 Cấu trúc cơ bản hệ thống một hệ thống điều khiển AC800M

1.5.2 Mục tiêu điều khiển chính

Mục tiêu chính của hệ thống giám sát điều khiển là:

- Đơn giản, an toàn, tin cậy, điều khiển linh hoạt các quá trình nhà máy

- Giao diện người dùng thân thiện

- Điều khiển tại chỗ hoặc từ xa

- Bảo vệ các trạm thiết bị cho các chế độ điều kiện bình thường hoặc nguy hiểm

- Thiết kế mở dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế thông thường và không độc quyền

1.5.3 Các đối tượng điều khiển chính trong nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3

- Hai turbine - máy phát và các hệ thống thiết bị phụ

- Hệ thống trạm phân phối 220KV

- Hai máy biến áp và các máy biến áp tự dung

- Các thiết bi điện trong trạm phân phối 220KV

- Hệ thống phân phối điện tự dung AC và DC

- Hệ thống thiết bị đập tràn

- Hệ thống thiết bị của nhận nước

- Hệ thống phụ khác trong nhà máy

1.5.4 Các thông số hệ thống hệ thống

- Phần cứng hệ thống điều khiển giám sát: như xem trong phụ lục 3

- Phần mềm: thông số như cho trong phụ lục 4

1.5.5 Cấu trúc hệ thống điều khiển

Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 Bao gồm 7 trạm điều khiển tại chổ chỗ LCU (Local Contron Unit), từ LCU1 đến LCU7

Hình 1.2 Sơ đồ điều cấu trúc hệ thống điều khiển Nhà máy Đồng Nai 3

Trong đó 02 trạm điều khiển thiết bị tổ máy, LCU1 điều khiển tổ máy phát điện

số 1, LCU2 điều khiển tổ máy phát điện số 2, và 05 trạm điều khiển các thiết bị như hệ thống thiết bị trạm 220KV, hệ thống tự dùng, hệ thống thiết bị phụ, hệ thống điều khiển giám sát thiết bị đập tràn, hệ thống thiết bị của nhận nước

Các máy tính giám sát, điều khiển bao gồm 02 máy tính OS1, OS2 cho người vận hành, máy tính ghi sự kiện lịch sử vận hành Các máy tính dành cho kỹ sư lập trình, máy tính điều khiển gián sát trạm, máy giao tiếp A0, A3

Hệ thống mạng cáp quang được bố trí 02 vòng song song với nhau, kết nối hệ thống điều khiển với hệ thống máy tính giám sát, và kết nối với nhau

Ngoài ra còn có các thiết bị khác như hệ thống máy in, hệ thống thời gian GPS,

và các thiết bị khác chuyển đổi quang điện khác

Chức năng chính các phần tử chính trong hệ thống:

Hệ thống LCU1, LCU2: là trạm điều khiển tổ máy H1, tổ máy H2, bao gồm các thiết bị là 02 bộ điều khiển PM864M, có chức năng dự phòng nóng và được kết nối với các thiết bị ngoài vi thông qua các module I/O, các tín hiệu vào ra tương tự số, tín hiệu truyền thống, tín hiệu là giám sát nhiệt độ Cùng với màn hình giám sát điều khiển tại chỗ Tương tự các LCU còn lại với cấu trúc phần cứng tương tự kết hợp với hệ thống thống máy tính giám sát giúp nhà máy điều khiển và giám sát thiết bị tổ máy một các chính xác, lịnh hoạt, tin cậy Tại các trạm LCU có khóa chọn lựa cho phép người vận

khác Ngoài ra Máy tính DS (Data base Historian Station): có chức năng lưu trữ lịch

sử, sự kiện hệ thống, lưu giữ cơ sở dữ liệu trong suất quá trình vận hành, người vận hành giám sát các thiết bị, truy xuất lịch sử vận hành thiết bị

- Máy tính OS1 và OS2: Máy tính OPERATOR STATION là máy tính Vận hành, chức năng chính là điều khiển giám sát, điều khiển các thiết bị tổ máy, và thiết

bi nhà máy tại phòng điều khiển trung tâm

-Máy tính LIC: LARGE SCREEN INTERFACE COMPUTER là máy tính giám sát với màn hình lớn 80 inchs theo dõi thông số 1 cách rõ ràng, trực quan nhất

- Máy tính GW1 và GW2: là 2 máy tính GETWAY thông qua Modem kết nối hệ SCADA của nhà máy với hệ thống giám sát A0 và A3 chuẩn WAN Trên máy cài đặt các chức năng hỗ trợ phương thức truyền thông IEC60870-5-101

Ngoài ra còn các thiết bị module quang điện liên kết 7 trạm LCU với hệ thống máy tính, thiết bị đồng bộ thời gian GPS clock, hệ thống máy in sự kiện hoặc báo cáo

1.6 Các chế độ vận hành

Nhà máy được thiết kế 4 cấp vận hành

Hình 1.3 Sơ đồ các cấp điều khiển

Cấp 1 Chế độ điều khiển tại trung tâm hệ thống điện A0, A3

Cấp 2 Tại phòng điều khiển trung Tâm RCC nhà máy Đồng Nai 3

Cấp 3 Tại các trạm điều khiển tổ máy LCU1, LCU2 LCU7

Cấp 4 Điều khiển tại các thiết bị tại chổ, hệ thống điều tốc, hệ thống kích từ, hệ thống nước, hệ thống van chính, hệ thống khí nén, và hệ thống phụ dich.v.v

Chế độ vận hành bình thường là chế độ vận hành tại phòng điều khiển trung tâm RCC

ELECTRIC COMPANY (DEC) Là hệ thống điều khiển mở của AC800xA

Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 Bao gồm 7 trạm điều khiển tại chổ chỗ LCU (local Contron Unit), từ LCU1 đến LCU7 Cùng hệ thống máy tính điều khiển giám sát

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỔ MÁY CỦA

NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3

Hệ thống điều khiển tổ máy nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 được giới thiệu và

mô tả trong chương này, hệ thống điều khiển tổ máy được cấu tạo gồm 2 phần: Phần cứng, Phần mềm

2.1 Giới thiệu về phần cứng hệ thống điều khiển tổ máy nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3

Trạm điều khiển điều khiển tổ máy H1, và H2 là các hệ thống LCU1, LCU2 (Local Control Unit #1, Local Control Unit #2) Hệ thống điều khiển tổ máy với cấu trúc bao gồm các thành phần chính sau:

Hình 2.1 Cấu trúc điều khiển trạm LCU

 Bộ xử lý: 2 bộ xử lý trung tâm PM864M chức năng điều khiển chính và là nơi lưu trữ và xử lý tín hiệu Bộ xử lý có dung lượng bộ nhớ 32MB, tần số xử lý 96 MHz

và còn có chức năng dự phòng (redundant) Các bộ điều khiển PM864M được kết nối với nhau thông qua cáp kết nối CEX-Bus

 Hệ thống module thế hệ S800 bao gồm các module xử lý tín hiệu vào/ ra số, bao gồm các module DI830, DI810, DO810, các module vào ra tương tự AI 810 AO810, các module tương tự AI 830 RTD (đo lường nhiệt độ)

- Module DI 810, DI830 có 16 kênh input dùng điện áp 24 VDC,0.5A

 Module truyền thông CI853 MODBUS RTU serial: Các bộ truyền thông chuẩn mạng LAN/ RS232, được kết nối với các thiết bị ngoại vi bao gồm các hệ thống như hệ thống điều tốc, kích từ, hệ thống phụ dịch tổ máy thông qua fiel-bus

 Hệ thống trang bị thẻ nhớ Flast card lưu dữ chương trình

 Pin dự phòng được gắn trực tiếp lên thiết bị 3,5Vdc

 Module TB 840A dùng để kết nối bộ xử lý trung tâm PM864M và các trạm các S800 truyền thông qua cáp optical modulebus

 Màn hình điều khiển tại chổ: HMI PP854 dùng để điều khiển tại chỗ

2.2 Giới thiệu các phần mềm hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển của nhà máy thủy điện Đồng Nai được thiết lập dựa trên các phần mềm hỗ trợ sau:

- Phần mềm điều khiển logic Compact Control Builder 5.0 (CBM) và OPC

- Phần mềm điều khiển giám sát: PGP, Display Builder, System Setup

2.2.1 Giới thiệu về phần mềm điều khiển logic Compact Control Builder 5.0 (CBM)

Phần mềm Compact Control Builder là một phiên bản có khả năng lập trình điều khiển sử dụng phần cứng AC 800M

Phần mềm Compact Control Builder được sử dụng để tạo nên các giải pháp điều khiển với các chức năng chính sau:

- Sao lưu/ khôi phục

- Tạo mới/ thay đổi/ chèn các thư viện

- Tạo mới/ thay đổi/sử dụng các kiểu dữ liệu, các chương trình khối hoặc các

Mô-đun điều khiển

- So sánh các ứng dụng (mới/cũ)

- Cấp phát các mã chương trình cho mội số PLCs

- Thực hiện Download/ online chương trình

- Tạo các người dùng đa dụng

- Công cụ điều hướng, tìm kiếm

- Kiểm tra dự án offline

Phần mềm Compact Control Builder bao gồm nhiều khối chức năng đơn giản như khối logic, điều khiển thiết bị, điều khiển vòng lặp, báo động, cảnh báo v.v… được đóng gói trong một thư viện chuẩn Thư viện cho phép người dùng có khả năng

tự chèn các chức năng khác từ một chương trình điều khiển đã có sẵn Phần mềm này,

hỗ trợ người dùng với 5 ngôn ngữ lập trình khác nhau gồm: theo khối chức năng (Fuction Block Diagram_FBD), theo chuỗi (Structured Text), theo giản đồ hình thang (Ladder Diagram), Chuỗi đồ thị chức năng (Sequential Fuction Chart) theo tiêu chuẩn IEC 61131 [5]

Một dự án điều khiển được khởi tạo trong phần mềm Compact Control Builder

có thể chứa tối đa 256 chương tình điều khiển [5]

Cấu trúc chương trình từ phần mềm điều khiển Compact Control Builder

Sau khi khởi tạo một chương trình điều khiển mới chương trình bao gồm các thành phần như Hình 2.2:

- Thư viện mẫu

- Chương trình ứng dụng

- Thiết bị điều khiển

Hình 2.2 Các phần chính của một chương trình điều khiển trong phần mềm

Compact Control Builder

- Thƣ viện truyền thông bao gồm các khối hàm chức năng cho MMS, ModBus, SattBus, COMLI và giao thức Siemens 3964

- Thƣ viện điều khiển bao gồm các loại điều khiển đơn PID và khối hàm chức năng điều khiển chuỗi PID, các moduls điều khiển,

- Thư viện cảnh báo và sự kiện bao gồm các hàm chức năng về cảnh báo và phát hiện sự kiện, cũng như các chức như in xuất các cảnh báo

Hình 2.3 Phần thư viện trong phần mềm Compact Control Builder

Chương trình ứng dụng (Applications):

Mỗi chương trình ứng dụng bao gồm nhiều chương trình điều khiển (control moduls) Mỗi chương trình ứng dụng có thể chứa tối đa 64 chương trình điều khiển [5] Chương trình điều khiển là mục được hỗ trợ duy nhất cho phương pháp lập trình điều khiển truyền thống Đây có thể được xem như để cũng cố các khối hàm chức năng sẵn có Chương trình điều khiển này có thể bao gồm lập trình code, đồ họa và một vài các khối hàm chức năng hay các moduls điều khiển con Các moduls điều khiển con như: các chương trình sự cố, chương trình truyền thông, chương trình vào

ra Chương trình ứng dụng sử dụng trong nhà máy thủy điện Đồng Nai bao gồm 7 chương trình điều khiển được đánh số từ L1_unit1 đến L7_unit7 tương ứng với logic của các hệ thống điều khiển LCU1 đến LCU7

Hình 2.4 Chương trình điều khiển trong phần mềm Compact Control Builder

- Việc viết code cho ngôn ngữ lập trình thường được sử dụng theo 5 ngôn ngữ khác nhau như trên Hình 2.5 Trong 5 ngôn ngữ trên, tại nhà máy thủy điện Đồng Nai chỉ khai thác 2 loại ngôn ngữ lập trình là dạng khối chức năng (Fuction Block Diagram_FBD), và Chuỗi đồ thị chức năng (Sequential Fuction Chart) Riêng trong giời hạn đề tài, đề tài chỉ tập trung khai thác ngôn ngữ khối chức năng để lập trình điều khiển trong các chương tiếp theo

Hình 2.5 Các ngôn ngữ chính trong chương trình

Ngôn ngữ lập trình khối chức năng (Fuction Block Diagram_FBD) là ngôn ngữ lập trình đồ họa cấp cao Thể hiện khối chức năng điều khiển dưới dạng 1 biểu tượng

đồ họa hình chữ nhật như một mạch điện tử gồm những chân vào/ra Phần lập trình ngôn ngữ được thể hiện bởi những phần chính sau:

- Mục khai báo (declaration pane): có thể sử dụng mục này để khai báo các biến, thông số, các thành phần dạng dữ liệu hay các thành phần dạng khối chức năng Tùy theo người sử dụng, có thể lựa chọn để giao diện ở mục khai báo phía trên cùng của màn hình Mục khai báo gồm những hàng và cột trống Mỗi hàng được xác định bởi số thứ tự tương ứng, và mỗi cột được hiển thị loại thông tin đặc trưng có thể là tín hiệu địa chỉ vào ra, kiểu dữ liệu, giá trị đầu vào Các thông tin đặc trưng cho từng cột có thể

được điều chỉnh thêm bớt tùy người sử dụng

Hình 2.6 Ví dụ về mục khai báo biến cho chương trình lập trình

- Mục lập trình Code pane (FBD pane): là giao diện nhỏ phía bên phải của màn

hình Mục này bao gồm các khối hàm chức năng của chương trình điều khiển muốn lập trình được cho trước trong thư viện Giao diện của mục lập trình code pane bao gồm:

 Các khối hộp hàm chức năng dưới dạng biểu tượng đồ họa

 Tên của các khối chức năng

 Ghi chú đính kèm với các khối hàm chức năng

 Hiển thị kết nối tín hiệu đường giữa các biểu tượng đồ họa

 Những ghi chú đính kèm được hiển thị phía dưới trang màn hình

Hình 2.7 Phần lập trình Code pane (FBD pane)

- Mục cấu trúc (Structure pane): là giao diện nhỏ phía trái của màn hình không

bao gồm mục lập trình Mục này chỉ bao gồm danh sách của tất cả các khổi chức năng

và khối hàm chức năng hiện tại sử dụng

Sử dụng mục cấu trúc mục đích để:

lý này được được kết nối từ các chương trình ứng dụng tương ứng và được đặt tên theo các chương trình ứng dụng (IR_1_U1: phần thiết bị điều khiển tổ máy số 1) Một thiết

bị điều khiển được kết nối tối đa với 8 chương trình ứng dụng Chủng loại mỗi thiết bị điều khiển có thể được thay đổi được

Hình 2.8 Phần thiết bị điều khiển Controller

2.2.2 Cấu trúc phần mềm giám sát Power Generation Portal PGP

Phần mềm giám sát PGP cho nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 gồm có 3 phần chính:

- Phần thiết kế giao diện (Display builder)

- Phần cài đặt hệ thống (System setup)

- Phần thực thi điều khiển giám sát (Start Power Generation Portal)

2.2.3 Phần mềm PGP Display Buider

Được dùng cho việc thiết kế, vận hành bảo dưỡng và sửa chữa tại các nhà máy PGP Display Buider là một chương trình ứng dụng mặc định của PGP tuy nhiên phần mềm này có thể vận hành độc lập riêng biệt với PGP

Cách tiến hành khởi tạo 1 chương trình mới bằng phần mềm Display builder Muốn khởi tạo một chương trình mới trên phần mềm phần mềm Display builder, cần thiết phải xây dựng từ 3 đề mục sau

Đề mục hiển thị (Display Header): bao gồm các thông tin về như tên và các mô

tả về chương trình khởi tạo hay các đường dẫn liên kết và các thông số tùy chọn cho trang màn hình Để tiến hành xây dựng mục này, cần thiết sử dụng các thanh công cụ

hỗ trợ cho các thao tác tạo mới, lưu trữ, hay đóng mở 1 chương trình Ngoài ra còn được hỗ trợ các thanh công cụ khác như Edit chứa các lệnh thao tác như cắt, đán đối tượng, hay các công cụ khác như View, transform, window, help và thanh công cụ chứa các nút lệnh như cắt, dán, lưu trử, thêm vào hệ thống, v.v…như Hình 2.9:

Hình 2.9 Thanh công cụ chứa lệnh cắt dán

Công cụ cơ bản (Background Data): bao gồm tất cả các công cụ hỗ trợ như đường thẳng, đường tròn, văn bản, và các hình dạng đặc biệt được sử dụng trong chương trình khởi tạo Những công cụ này được trích xuất từ thanh công cụ Object Icon area như Hình 2.10.:

Hình 2.10 Thanh công cụ chứa đối tương

Công cụ thể hiện biến động theo thời gian (Dynamic Fields): thể hiện các trạng thái đối tượng được kết nối và được đặt tên tương ứng với đặc tính động của đối tượng Thường các đặt tính này được khởi tạo từ thanh công cụ Symbols icon area được dùng để vẽ các đồ thị biểu đồ rends, tạo các toolsbar, hoặc có thể tạo các đồ thị sẵn có trong thư viện như Hình 2.11:

Hình 2.11 Thanh công cụ chứa các thư viện

Các thuộc tính, ngôn ngữ, cách sử dụng các thư viện và hướng dẫn chi tiết tham khảo tài liệu nhà chế tạo [1]

Giao diện đồ họa của chương trình được khởi tạo từ phần mềm Display builder như trên Hình 2.12 Giao điện được sữ dụng từ rất nhiều các khối công cụ và biểu tượng có sẵn trong thư viện mẫu, người dùng sẽ gọi các đối tượng thịch hợp với các chức năng khác nhau để xây dựng nên một chương trình mong muốn

Hình 2.12 Một giao diện chương trình được khởi tạo trên phần mềm Display builder

2.2.4 Phần mềm ứng dụng cài đặt hệ thống System Setup

Phần mềm cài đặt hệ thống System Setup là phần phần mềm ứng dụng của PGP dùng để đăng ký cài đặt bản quyền, cài đặt hệ thống, cập nhật hệ thống Ứng dụng có nhiều chức năng như đăng ký chủ tớ, bản quyền phần mềm, cập nhật hệ thống (Build Data Base)

Hình 2.13 Phần mềm cài đặt hệ thống System setup

Giới hạn đề tài chỉ giới thiệu và sử dụng phần cập nhật hệ thống (build data base) Trong phần cập nhật hệ thống lại bao gồm nhiều khối chức năng khác như: cập nhận kiểu tín hiệu vào/ ra, kiểu biểu đồ, kiểu chứa các chương trình tính toán, cập nhật quyền sử dữ liệu, cập nhật định dạng báo cáo Phần cập nhật hệ thống nhằm liên kết

các tín hiệu từ các bộ điều khiển (controlers) khác nhau Để thực hiện được điều này, cần thiết phải xây dựng cơ sỡ dữ liệu là các Tag name được đặt tên tương ứng với các

bộ điều khiển cần kết nối [2]

2.2.5 Phần mềm ứng dụng Start Power Generation Portal

Phần mềm Start Power Generation Portal dùng để điều khiển giám sát thời gian thực (Runtime) quản lý các hệ thống thiết bị đã được kết nối, cài đặt với hệ thống Phần mềm này bao gồm phần cứng và phần mềm để thực hiện các chức năng sau:

- Cung cấp giao diện cho hoạt động điều khiển, giám sát tại nhà máy (chức năng chính)

- Đọc các đơn vị kỹ thuật, các tín hiệu số theo các tiêu chuẩn sau:

- Standard ABB control modules, such as SYMPHONY/Harmony or Melody, AC800F, AC800M, AC870P, PROCONTROL P13/P14

- Giao tiếp truyền dữ liệu thông qua màu sắc đồ họa, hoặc các báo cáo cho nhân viên vận hành giám sát

- Lưu trữ các lịch sử và truy xuất các dữ liệu thực

- Giao diện PGP dùng để điều khiển giám sát các modules với các chức năng sau:

- Điều chỉnh tín hiệu:

- Thu tập dữ liệu

- Chuyển đổi tín hiệu giữa tương tự và tín hiệu số

- Chuyên đổi các đơn vị kỹ thuật

- Tạo thẻ thời gian (Time tagging)

- Tạo các báo động nhỏ

giữa bộ vi xử lý và các module vào ra (DI, DO, AI, AO)

- Màn hình cảm ứng tại tủ LCU1, được thiết kế để điều khiển giám sát tại chổ cho từng trạm hoặc tổ máy phát điện

- Và hệ thống các cáp kết nối, và thiết bị quang điện

Phần mềm hệ thống điều khiên thiết bị tổ máy

- Phần mềm thiết kế Logic Compact Control Builder, dùng để thiết kế lập trình cho bộ xử lý PM864M

Phần mềm thiết kế giao điện người dùng Display Builder

- Phần mềm cài đặt hệ thống, System Setup:

- Start Power Generation Portal (PGP) dùng để điều kiển giám sát theo thời gian thực

- Ngoài ra còn có các driver đi kèm hỗ trợ các dịch vụ khác như, OPC, office Qua chương này đã giới thiệu về cấu trúc, và chức năng của các phần mềm, từ các phần mềm này thực hiện xây dựng được chương trình giám sát ở Chương 4

CHƯƠNG 3 CHU TRÌNH KHỞI ĐỘNG TỔ MÁY TẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI

3.1 Giới thiệu về chu trình khởi động tổ máy trong nhà máy thủy điện Đồng Nai

Các tổ máy phát thủy điện sẽ vận hành ở trạng thái khác nhau, đối với nhà máy Thủy điện Đồng Nai 3 một tổ máy sẽ có các trạng thái vận hành cơ bản như sau:

- Trạng thái dừng “STOP”: thể hiện trạng thái dừng của của tổ

- Trạng thái phát công suất vào lưới “GEN”: thể hiện trạng thái máy phát đang

phát công suất

- Trạng thái chạy bù “CON”: thể hiện trạng thái máy phát đang phát/nhận công

suất phản kháng

- Trạng thái thử nghiệm đường dây “Linecharg” dùng khi thử nghiệm cho một

đoạn đường dây mới thi công (ít dùng)

- Ngoài ra còn có các trạng thái như: NoVol, Noload, Stand still

Để chuyển đổi giữa các chế độ trên với nhau, cần thiết các chương trình điều khiển giám sát tương tương ứng tại nhà máy thủy điện Đồng Nai 3 hiện có các chương trình vận hành như sau:

- Chương trình từ dừng sang phát công suất (STOP to GEN)

- Chương trình từ phát công suất tới dừng hoàn toàn ( GEN to STOP)

- Chương trình từ phát công suất sang chế độ chạy bù (GEN to CON)

- Chương trình từ chạy bù sang phát công suất P (CON to GEN) hoặc từ bù sang

dừng (CON to STOP)

Trong các chu trình vận hành trên, đề tài tập trung nghiên cứu về chu trình từ dừng tới phát công suất (STOP to GEN) như trong mục tiếp theo

3.2 Giới thiệu chu trình từ dừng sang phát công suất (STOP to GEN)

Để chuyển các trạng thái vận hành của 1 tổ máy cần chuơng trình điều khiển, ở mục này sẽ trình bày 1 chu trình logic trong chương trình điều khiển từ dừng tới phát công suất thông qua 10 bước thực hiện

Điều kiện để một tổ máy chuyển từ dừng (Stop) đến các trạng thái khác thì tổ máy phải thỏa mãn các điều kiện sẵn sàng gọi là “Stand still”- thể hiện trạng thái cần thiết của hệ thống đủ khả năng cho phép chuyển đổi chế độ vận hành Tiếp theo, để chọn chế độ vận hành tổ máy phát công suất, người điều khiển thực hiện chọn bước GEN trên màn hình điều khiển, Từ đó chu trình sẽ được người vận hành giám sát thông qua chương trình như Hình 3.1:

Hình 3.1 10 bước trong chu trình từ Stop to Gen

Đồng thời chương trình logic sẽ chạy với trình tự gồm 10 bước như sau:

(i) Bước 1: Hệ thống điều khiển sẽ xuất lệnh đến các hệ thống khác:

 Dừng hệ thống sấy máy phát (ve_Off_UnitHtrDev_Order)

 Dừng hệ thống sấy thanh dẫn (ve_Off_BusbarHtr_Order)

 Rút đầu dò tốc độ bò (ve_Off_UnitCrpMonitor_Order)

 Khởi động hệ thống hút hơi dầu (ve_On_ExhOilMistDev_Order)

 Mở van dầu áp lực ShutOffValve (ve_OnShutOffSVlv_Order)

Khi thực hiện xong hết bước 1, hệ thống phải kiểm tra điều kiện để qua bước tiếp theo (bước 2)

 Tiếp điểm báo đầu dò tốc độ bò: không tác động

(not_vdi_UnitCrpMonitorOn Value)

 Tiếp điểm báo hệ thống sấy: không tác động (not_ vdi_ BusbarH tgIndicator.Value)

 Van ShutOffValve: mở hoàn toàn (vdi_GovShutOffSVlvOpnd.Value)

 Tín hiệu bộ thắng máy phát: đang giải trừ (vdi_BrakeOff.Value)

(ii) Bước 2: Hệ thống điều khiển sẽ xuất lệnh

 Mở Valve chính (ve_ OpenInletVl _ Order)

Điều kiện qua bước tiếp theo (bước 3)

 Valve chính đã mở hoàn toàn (vdi_ InletVlvOpened.Value)

 Tín hiệu thắng giải trừ (vdi_Brake off.valve)

(iii) Bước 3: Hệ thống điều khiển sẽ xuất lệnh

 Khởi động hệ thống nước kỹ thuật (ve_OnUnitCoolWSys_Order)

Điều kiện: chuyển sang bước 4

 Tiếp điểm lưu lượng nước (Flow Switch) báo lưu lượng nước làm mát đầu vào

ổ đỡ, ổ hướng turbine, ổ hướng dưới và gió máy phát tác động

(vdi_TGBCWaterOK.Value, vdi_AirCoolerCWaterOK.Value,

vdi_LGBCWaterOK.Value, vdi_TuGBCWaterOK.Value)

 Tín hiệu báo lưu lượng nước đệm kín trục (Main Shaft Seal) tác động (vdi_Mainshaftwtrnoml.Value)

 Tín hiệu Reset bộ thắng máy phát đang On (vdi_BrakeOff.Value)

 Van chính đã mở hoàn toàn (vdi_InletVlvOpened.Value)

(iv) Bước 4: Hệ thống điều khiển sẽ xuất lệnh

 Mở khóa chốt cánh hướng (lock Sevor) ve_OffWGLockSVlv_Order

Điều kiện: chuyển sang bước 5

 Chốt khóa khóa cánh hướng (Lock sevor) cánh hướng đã rút lên hoàn toàn (vdi_WGLockSVlvOff.Value)

 Tín hiệu thắng giải trừ (vdi_BrakeOff.Value)

 Van bướm mở hoàn toàn (vdi_InletVlvOpened.Value)

(v) Bước 5: Hệ thống điều khiển sẽ xuất lệnh

 Mở van xả khí đệm kín trục (Valve Shaft repair seal)

(ve_OffShaftMSealSVlv_Order)

Điều kiện khởi động hệ thống điều tốc bước 6

 Chốt khóa cánh hướng ở vị mở (vdi_WGLockSVlvOff)

 Máy cắt đầu cực ở trạng thái mở (ve_GCBopenedT)

 Khi đệm kín trục không tác động (vdi_ShaftMSealSVlv)

 Tín hiêu báo thắng giải trừ (vdi_BrakeOff)

 Van cấp nước cho turbine ở trạng thái mở (vdi_InletVlvOpened)

(vi) Bước 6: Hệ thống điều khiển sẽ xuất lệnh

- Khởi động đến hệ thống điều tốc (ve_StartGov_Order)

Điều kiện chuyển bước 7

 Tổ máy đang ở chế độ khởi động (ve_GO_Order)

 Trạng thái NoVolt xác lập (ve_NoVolt_State)

(vii) Bước 7: Hệ thống điều khiển sẽ xuất lệnh

 Khởi động hệ thống kích từ (ve_StartExcit_Order)

Điều kiện qua bước 8

 Tổ máy đang ở chế độ khởi động (ve_GO_Order)

 Trạng thái NoLoad xác lập (ve_NoLoad_State)

(viii) Bước 8: Kiểm tra lại xác nhận lại trạng thái:

 Tổ máy đang ở chế độ khởi động (ve_GO_Order)

 Trạng thái NoLoad xác lập (ve_NoLoad_State)

Hệ thống xuất lệnh

Chu trình khởi động tổ máy chuyển trạng thái từ dừng sang phát công suất vào lưới điện được tiến hành qua hệ thống điều khiển trung tâm Quá trình vận hành đảm bảo tin cậy, an toàn mặt khác cần đáp ứng thời gian tối thiểu của một chu trình khởi động tổ máy để xác lập trạng thái phát (GEN)

Hệ thống sau nhiều năm vận hành bộc lộ những vấn đề chưa tối ưu, nhân viên vận hành khó xử lý, và luôn phải nhớ các bước khởi động chương trình, cũng như các điều kiện khi chuyển giữa các bước trong chu trình như:

Qua chu trình trên ta thấy ngay tại bước 2 bước (open Inlet Valve) đi mở van cấp nước chính vào turbine Tại 02 khối kiểm tra, điều kiện để thực thi (điều kiện mở?) và tín hiệu phản hồi (van mở hoàn toàn?) đây thực chất là 2 vòng lặp như Hình 3.2, Nếu chu trình xuất hiện lỗi, vòng lặp sẽ không kết thúc, dẫn đến sẽ mất rất nhiều thời gian

để xử lý Mặt khác qua quá trình phân tích ở trên, người vận hành sẽ không nắm bắt được hết các điều kiện logic của chương trình bởi vì thiết kế giao diện hiện tại của chương trình giám sát chưa thể hiện hết các điều kiện chuyển bước của chu trình

Hình 3.2 Chương trình thuật toán hiện tại của bước mở van chính

Sau nhiêu năm vận hành trong chu trình khởi động tổ máy, thường xuyên xuất hiện các lỗi/sự cố, tùy theo đặc điểm của lỗi, sự cố, đề tài có thể phân biệt theo 3 loại

lỗi dẫn đến quá thời gian hoặc không thể khởi động được

(i) Lỗi xuất hiện do mất tín hiệu phản hồi:

 Do cáp tín hiệu thường hay bị chuột, côn trùng cắn

 Hư hỏng tiếp xúc điện do vận hành lâu ngày

 Các thiết bị chấp hành hoạt động không tin cậy

(ii) Lỗi hệ thống dầu:

Hệ thống đóng mở/ van được vận hành bởi hệ thống dầu thủy lực, được tích năng bởi các bơm sử dụng động cơ điện, điều khiển thiết bị bằng các van solenoid điện Chính vì vậy nếu áp lực dầu không đủ do các bơm, hoặc hệ thống điều khiển các bơm

có lỗi, cũng là nguyên nhân dẫn đến chu trình bị dừng lại hoặc quá thời gian

(iii) Trễ thời gian do người vận hành: Thông thương các điều kiện chỉ thể hiện

chi tiết trong chương trình logic dẫn đến nhân viên vận hành, không thể nhớ hết lý thuyết, quy trình, dẫn đến xử lý chậm, hoặc không xử lý được, chương trình khởi động quá thời gian

3.4 Đề xuất xây dựng chương trình cảnh báo lỗi bổ sung cho chu trình khởi động

tổ máy

Chương trình cảnh báo lỗi được đề xuất can thiệp vào 2 khâu chính trong sơ đồ

đó là 2 khối của vòng lặp như trình bày ở trên:

Hình 3.3 02 bước người vận hành can thiệp vào chương trình

Tại các chương trình giám sát này người vận hành sẽ giám sát, can thiệp vào các khâu kiểm tra điều kiện, kiểm tra phản hồi, và giám sát các cảnh báo của hệ thống, từ đó đưa ra các biệt pháp xử lý ngay tại trên máy tính để can thiệp vào chương trình, hoặc khắc phục sự cố nhanh nhất, rút ngắn thời gian xử lý lỗi, rút ngắn thời gian khởi động tổ

và bước cuối cùng là cài đặt hệ thống Các bước sẽ lần lượt được mô tả rõ hơn như sau:

Hình 3.4 Các bước cơ bản thực hiện xây dựng chương trình

(i) Bước 1: Xây dựng giao diện dùng phần mềm Display Builder

Từ phần mềm Display builder: để tạo một giao diện để cảnh báo (trang Alarm) cần tiến hành theo 3 quá trình như sau: quá trình 1: Tạo các nút lệnh, các nút cảnh báo; quá trình 2: tạo thuộc tính cho các nút trên; và quá trình 3: Kết nối với chương trình logic

Quá trình 1: tạo các nút lệnh, nút cảnh báo trên giao diện sử dụng các khối lệnh đường thẳng, hình chữ nhận, hình tròn, các nút lệnh, khối tạo mảng.v.v…từ thanh công cụ để xây dựng các nút điều khiển

Quá trình 2: Để tạo các thuộc tính cho các nút điều khiển, kích chọn chuột phải, chọn Dynamics nếu các thuộc tính đã có sẵn) hoặc có thể viết các thuộc tính mới vào mục Script như Hình 3.7

Hình 3.5 Trang giao diện alarm minh họa

Thiêt kế giao diện

Display Builder

Viết chương trình logic (CBM)

Cài đặt hệ thống (system setup)

Hình 3.6 Thuộc tính Dynamics

Hình 3.7 Cách tạo thuộc tính mới cho nút điều khiển theo mục script

Quá trình 3: kết nối với chương trình điều khiển logic

Mỗi một function được đặt tên và được gọi tương ứng tại các nút điều khiển hay cảnh báo trong chu trình 3 của bước 1

(ii) Bước 2: Viết chương trình logic dùng phần mềm CBM

Mục đích của bước này là tạo ra các chương trình điều khiển bổ sung cho các bước khởi động tổ máy như trên mục 3.5

Cách xây dựng một chương trình logic: khởi tạo một chương trình cảnh báo (Alarm) từ một dự án hiện tại của nhà máy theo ngôn ngữ lập trình FBD Xây dựng chương trình cảnh báo theo các 3 quá trình sau:

Quá trình 1: Chọn hàm chức năng function như trên Hình 3.8 Các hàm chức năng sau khi chọn được sẽ được hiển thị trong mục “Fuction Blocks”

Một số hàm chức năng thường được sử dụng trong đề tài này có thể tham khảo

3.8 Mục “Variables” cài đặt các tên, kiểu dữ liệu, tham số cho từng hàm chức năng tương ứng trong mục “Function Blocks”

Hình 3.8 Cách khởi tạo một hàm chức năng và khai báo biến của

hàm hàm chức năng đó

Quá trình 3: Định nghĩa các chân vào/ra của từng hàm chức năng (function): gán các biến ở quá trình 2 cho từng chân của hàm chức năng

(iii) Bước 3: Cài đặt hệ thống bằng phần mềm System Setup

Bước này thực hiện nhiệm vụ kết nối giữa chương trình logic (bước 2) và giao diện điều khiển (bước 1) bằng cách tạo ra một file database trung gian Trong file này

sẽ định nghĩa các thuộc tính của từng nút điều khiển/cảnh báo trong giao diện (bước 1) theo từng khối chức năng được khởi tạo từ bước 2 Cách tiến hành cài đặt gồm 2 quá trình:

Quá trình 1: Khởi tạo 1 file cơ sở dữ liệu trung gian từ 1 file database mặc định của hệ thống

File cơ sở dữ liệu trung gian được định dạng là 1 file excel như trên Hình 3.8 Sau đó khởi tạo thêm các tag mới tương ứng với các nút điều khiển/cảnh báo (bước 1) bằng cách insert hoặc copy 1 dòng trong file cơ sở sử liệu trên Tiếp theo, thay đổi địa chỉ cho các trường về tên (name), miêu tả (desc), nút chức năng (faceplate), hàm chức năng (feld_tx3)

Bảng 3.1 Khởi tạo file cơ sở dự liệu

Quá trình 2: cập nhật lại cơ sở dữ liệu

Thực hiện cài đặt chương trình vào hệ thống bằng cách vào chương trình System Setup chọn mục “tag database builder”, “add”, và cung cấp đường dẫn của file datasebase từ nút « import » các bước theo Hình 3.9

Hình 3.9 Cập nhật lại cơ sở dữ liệu