1.4 Trung tâm điều khiển nhà máy xử lý khí Dinh Cố
1.4.2 Chức năng của hệ thống điều khiển tự động
Để đáp ứng được nguyên lý vận hành nói trên, hệ thống điều khiển được xây dựng thành ba hệ thống thành phần sau:
- Hệ thống điều khiển phân phối DCS ( Distributed Control System).
- Hệ thống dừng an toàn SSD (Safety Shutdown System).
- Hệ thống phát hiện khí và lửa F&G (Fire and Gas System).
GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa SV:Lê Văn Tuấn 26 Ba hệ thống này kết nối với nhau và được thực hiện toàn bộ các hoạt động của hệ thống điều khiển trong nhà máy.
a) Hệ thống điều khiển phân phối DCS
Chức năng của hệ thống DCS
Đây là hệ thống chủ, bao trùm toàn bộ hệ thống công nghệ, hệ thống phụ trợ bao gồm: vùng htiết bị, cáp, tủ nối các thiết bị, tủ điều khiển từ xa, tủ chính, người điều khiển.
Hệ thống DCS có chức năng nhận và hiển thị các giá trị nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, thành phần từ các cảm biến. Kết nối với hệ thống điều khiển của các cụm thíêt bị: máy phát điện, máy nén.
Nhận và hiển thị các thông báo về trạng thái van, tín hiệu báo động từ SSD, tín hiệu báo dò khí, lửa từ hệ htống F&G.
Sơ đồ hệ tnống điều khiển DCS được cho ở hình 1.4
Cấu hình DCS gồm:
- Vùng thiết bị (Field Instruments) bao gồm các tiết bị van (van cầu, van điện từ), các đèn báo, các thiết bị dò, các công tắc của hệ thống F&G và hệ thống SSD.
- Thiết bị đầu ra được nối với bảng khu vực.
- Cáp dẫn chịu lực tốt để truyền số liệu.
- Tủ chính có nguồn cung cấp ổn định và khối điều khiển ổn định.
- Người điều khiển bàn phím: có 5 người
- Bảng điều khiển cục bộ dãy đầu vào dùng để điều khiển thiết bị nung dầu nóng, khử nước, thiết bị đo đếm
Nguyên lý hoạt động của hệ thống DCS.
Tín hiệu đầu vào:
GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa SV:Lê Văn Tuấn 27 - Analog Input: 4-20mA
- Digital Input: 24VDC.
Tín hiệu đầu ra:
- Analog Output: 4-20mA, áp suất khí nén : 20-100PSI.
- Digital Output: 24VDC.
Hoạt động của hệ thống DCS thông qua thanh dẫn siêu tĩnh để kết nối các bảng điều khiển, nhiệm vụ của người điều khiển nhà máy là theo dõi các thông số đặt.
GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa SV:Lê Văn Tuấn 28
Field Device
T TT T
Color Hard CopierAlarm PrinterReport Printer Terminal Server Remote I/0 Cabinet
Marshalling Cabinet Tank GaugingPacket UnitGPP CSDA
F&G SystemSSD System
CDCMWDCMOCM1OCM2OCM3 PCM 2000 Hình 1.4 -Sơđồ cấu hình hệ thốngđiều khiển DCS
GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa SV:Lê Văn Tuấn 29 b) Hệ thống dừng an toàn SSD.
Chức năng của hệ thống SSD.
SSD là hệ thống dừng độc lập thực hiện công tác an toàn trong trường hợp các công tắc cảm biến phát hiện điều kiện không bình thường tại các thông số vượt quá giới hạn cho phép.
Hệ thống SSD bao gồm: vùng thiết bị, tủ nối các thiết bị, tủ điều khiển từ xa, máy báo hiệu...
Hệ thống SSD có nhiệm vụ nhận và hiển thị các trạng thái của các công tắc, cảm biến từ hệ thống phát hiện rò rỉ nhằm:
- Thực hiện các Logic cần thiết và đưa tín hiệu đóng các van, cụm thiết bị như: thiết bị đóng khẩn cấp ESDV, thiết bị đóng sự cố PSD.
- Báo động trong trường hợp có sự cố.
- Gởi thông tin cho hệ thống DCS.
Cấu hình hệ thống SSD.
Vùng thiết bị của hệ thống SSD là các thiết bị van, các thiết bị gia nhiệt nóng- lạnh trong quá trình xử lý khí. Các thiết bị đấu ra được dẫn đến hộp nối chuyển tiếp (Junction Proxe).
Tủ nối các thiết bị (Marshalling cabinets) được nối giữa khối thiết bị đầu cuối với thiết bị an toàn.
Tủ chính nối tín hiệu vào/ra từ xa có nguồn cấp ổn định, có bộ nhân ba ổn định thuộc khối xử lý trung tâm TMR CPU (Trip Mondular Nedudant The Central Processor Unit), tủ có khoảng trống 20% để nối các tín hiệu vào ra được nâng cấp sau này.
Hệ thống này được kết nối với hệ thống DCS.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống SSD.
Tín hiệu đầu vào:
GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa SV:Lê Văn Tuấn 30
- Analog : 4-20mA
- Digital : 24VDC.
Tín hiệu đầu ra:
- Digital : 24VDC, Mobus
Các logic đóng an toàn van đóng khẩn cấp ESD, van xử lý PSD.
Hoạt động của hệ thống SSD dựa vào tín hiệu đầu vào, tín hiệu đầu ra để thực hiện các logic đóng an toàn van ESD, van PSD. Các logic này được thực hiện bởi bộ nhân ba ổn định TRM, thông qua dãy kết nối để dẫn đến bảng đềukhiện SSD, nhiệm vụ của người điều khiển là theo dõi báo động và thông qua dãy kết nối để hiển thị trên hệ thống DCS, ngoài ra hệ thống SSD còn nhận tín hiệu điều khiển của các van ESD, PSD từ hệ thống phát hiện khí và lửa F&G.
c) Hệ thống phát hiện khí và lửa F&G
Đây là hệ thống có chức năng độc lập thực hiện công tác phát hiện rò rỉ khí và lửa để có biện pháp ứng phó kịp thời, đưa tín hiệu cho hệ thống SSD để đóng an toàn, kích hoạt hệ thống phòng chống cháy.
F&G có chức năng nhận và hiển thị các trạng thái của tất cả các đầu dò phát hiện rò rỉ khí và lửa nhằm:
- Thực hiệc các logic cần thiết và đưa tín hiệu sang hệ thống SSD.
- Kích hoạt các hệ thống phòng chống cháy bằng CO2, nước, Nitơ...
- Báo động các trường hợp có sự cố.
- Gởi thông tin cho hệ thống DCS.
Cấu hình hệ thống F&G
Vùng thiết bị gồm có các thiết bị dò lửa, nhiệt và khói, máy dò âm báo động, thiết bị theo dõi âm báo động tín hiệu điều khiển bằng tay, đèn báo cháy.
Các thiết bị đầu ra được dẫn đến hộp chuyển tiếp.
GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa SV:Lê Văn Tuấn 31 Tủ nối các thiết bị (Marshalling Cabinets) được nối giữa khối thiết bị đầu cuối với thiết bị an toàn.
Tủ chính nối tín hiệu vào/ra từ xa có nguồn cun gcấp ổn định, có bộ nhân ba ổn định thuơc khối xử lý trung tâm TMR CPU (Trip Mondular Nedudant The Central Processor Unit), tủ có khoảng trống 20% để nối các tín hiệu vào ra được nâng cấp sau này.
Hệ thống này được kết nối với hệ thống DCS.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống F&G Tín hiệu đầu vào:
- Dò khí : Analog 4-20mA - Flame : Digital 24VDC Tín hiệu đầu ra:
- Digital : 24VDC.
Hoạt động của hệ thống F&G dựa vào tín hiệu đầu vào, tín hiệu đầu ra khi 2 trong 3 đầu dò lửa (khí, nhiệt hoặc khói) phát hiện có lửa để thực hiện các logic kích hoạt hệ thống đánh lửa ở hầm đốt và truyền tín hiệu cho hệ thống SSD để đóng khẩn cấp van ESD, các logic này thực hiện bởi bộ nhân ba ổn định TMR. Thông qua dãy kết nối để dẫn bảng điều khiển của hệ thống F&G, nhiệm vụ của người vận hành là theo dõi báo động, hỗ trợ phòng cháy.
Hệ thống F&G thông qua phần cứng (dãy kết nối) để hiển thị trên hệ thống DCS.
GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa SV:Lê Văn Tuấn 32 Chương 2