Nghiên cứu ứng dụng SCADA quản lý hệ thống cấp điện công trình Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh

- Vũ Văn C−ờng Nghiên cứu ứng dụng SCADA Quản lý hệ thống cấp điện công trình lăng chủ tịch hồ chí minh Chuyên nghành: Điều khiển và Tự Động hoá Luận văn thạc sỹ khoa học (Ngành: điều khiển và tự động hoá) Ng−ời h−ớng dẫn khoa học 1.
- Tiêu chí đánh giá và xây dựng hệ SCADA 10 Ch−ơng II - Giới thiệu tổng thể hệ thống cấp điện công trình Lăng Bác và các yêu cầu đặc thù 2.1.
- Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện 12 2.3.
- Tình trạng quản lý và các yêu cầu để xây dựng hệ SCADA quản lý hệ thống cấp điện công trình Lăng Bác 20 Ch−ơng III – Khái quát PLC và wincc của siemens trong SCADA 3.1.
- Máy tính điều khiển trung tâm 29 3.2.
- Cấu trúc WinCC và PLC S7-300 trong mạng SCADA 49 Ch−ơng IV - Ưng dụng SCADA quản lý Hệ thống cấp điện công trình Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh 4.1.
- Sơ đồ cấu trúc SCADA quản lý hệ thống cấp điện công trình Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh 51 4.1.2.
- Khảo sát công nghệ và các yêu cầu tự động hoá của hệ thống 52 4.2.1.
- Ch−ơng trình WinCC 7.0 quản lý hệ thống 74 4.7.1.
- Ch−ơng trình WinCC quản lý hệ thống 81 4.8.4.
- cơ cấu tổ chức hành chính để vận hành hệ thống.
- Các dây truyền công nghệ mới có thể kết nối với nhau tạo thành một hệ thống, ng−ời điều khiển không cần trực tiếp tham gia vào hệ thống sản xuất mà giám sát từ xa qua các thiết bị tự động hiện đại.
- Để hỗ trợ cho con ng−ời thực hiện việc giám sát sản xuất có rất nhiều các hệ thống điều khiển đ−ợc ra đời nh− hệ điều khiển phân tán DCS hay PCS7, SCADA.
- Định nghĩa SCADA SCADA là tên viết tắt của từ tiếng Anh (Supervisory Control And Data Acquisition) đ−ợc hiểu theo nghĩa là một hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu thông qua các thiết bị kỹ thuật và phầm mềm ứng dụng.
- Nói một cách tổng quát SCADA là một hệ thống hỗ trợ cho con ng−ời trong việc quan sát điều khiển từ xa các quá trình sản xuất.
- Mỗi cấp có nhiệm vụ đo l−ờng, thu thập và điều khiển giám sát riêng lên từng đối t−ợng cụ thể của hệ thống.
- Cấp điều khiển trung tâm (Master Station): có nhiệm vụ thu thập, l−u trữ xử lý số liệu và đ−a ra các mệnh lệnh điều khiển xuống các trạm cơ sở (cấp tr−ờng).
- thông qua màn hình giám sát hay màn hình cảm ứng để giúp ng−ời vận hành có thể can thiệp kịp thời lên từng đối t−ợng cụ thể trong hệ thống.
- Các SCADA phân x−ởng chính là các máy Server của hệ thống SCADA ở trung tâm đ−ợc nối với các RTU hay PLC.
- Luồng thông tin trong hệ thống SCADA đ−ợc chia làm ba mức: Mức 1.
- Chuẩn đoán về sự h− hỏng của các phần tử trong hệ thống.
- 26- Thay đổi cấu hình của hệ thống điều khiển cục bộ, thay đổi trạng thái làm việc của các thiết bị điều khiển.
- Cáp mạng và hệ thống cáp nối đi theo phục vụ cho quá trình thu thập số liệu và điều khiển.
- Phần mềm phải có khả năng thu thập dữ liệu theo thời gian thực và có khả năng điều khiển đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống.
- Máy tính giám sát và điều khiển.
- Với các hệ thống sản xuất tự động tr−ớc đây, việc kiểm tra, giám sát hoàn toàn do con ng−ời đảm nhiệm.
- Đây là một trong những −u điểm v−ợt trội của hệ thống điều khiển hiện đại so với các hệ thống điều khiển thông th−ờng khác.
- a) Hệ thống SCADA mờ Là hệ thống thu nhận, sử lý dữ liệu thu đ−ợc bằng hình ảnh hoặc đồ thị.
- b) Hệ thống SCADA sử lý đồ hoạ thông tin thời gian thực Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu có khả năng mô phỏng tiến trình hoạt động của hệ thống sản xuất.
- Cứ t−ơng tự nh− vậy cho tới cấp cao nhất (ng−ời chỉ huy tr−ởng) mới có thể truy xuất đ−ợc thông tin và điều khiển trong toàn bộ hệ thống.
- Ba là: Tính năng mở rộng của hệ thống.
- 32Ch−ơng II Hệ thống cấp điện công trình trọng điểm và các yêu cầu đặc thù 2.1.
- Hệ thống cấp điện cho công trình đ−ợc phân cấp theo tính chất đặc biệt của phụ tải.
- Hệ thống 3 thanh cái C1, C2, C3 làm việc độc lập và cách ly với nhau.
- Khi nguồn T1, T2 có trở lại hệ thống trở về trạng thái vận hành bình th−ờng.
- Khi T1 và T3 có trở lại hệ thống lại trở về trạng thái vận hành bình th−ờng.
- Khi T2, T3 có điện trở lại hệ thống lại trở về trạng thái vận hành bình th−ờng.
- Đặc điểm của hệ thống Việc điều khiển các máy cắt ở chế độ bằng tay hay tự động thì hệ thống cũng chỉ cho phép một nguồn điện duy nhất cấp vào một thanh cái.
- Hiện nay, việc ứng dụng SCADA để quản lý các hệ thống cấp điện đã và đang đ−ợc ứng dụng rộng rãi.
- Việc ứng dụng những thành tựu khoa học và các thiết bị công nghệ mới vào quản lý hệ thống sẽ mang lại nhiều lợi ích nh− sau.
- Thứ ba: Hệ thống phải có giao diện dễ hiểu, minh bạch và vận hành linh hoạt.
- Thứ t−: Hệ thống phải đảm báo tính thời gian thực.
- trạm trung tâm(PC + Nhân viên giám sát) truyền thôngrtu (PLC)đối t−ợng điều khiển Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống SCADA Hình 3.1 trình bày sơ đồ cấu trúc của một hệ SCADA.
- Phân chia bộ nhớ CPU S7-300 có 3 vùng nhớ sau: 56 • Vùng nhớ hệ thống (sytem memory): (RAM trong CPU) l−u trữ dữ liệu hoạt động theo ch−ơng trình của ta.
- Vì vậy, ứng dụng chủ yếu trong hệ thống bus tr−ờng.
- Control Center * Chức năng Control Center chứa tất cả các chức năng quản lý cho toàn hệ thống WinCC.
- Điều khiển và đặt cấu hình cho các hình vẽ cấu trúc hệ thống.
- Báo cáo trạng thái hệ thống.
- Thiết lập hệ thống đích.
- Truyền dữ liệu và quản lý dữ liệu đã nhận từ các hệ thống tự động.
- Các modul chức năng - Hệ thống đồ hoạ (Graphic Designe.
- Hệ thống thông báo (Alarm Logging.
- Hệ thống báo cáo (Report Designer.
- Quản lý Tag Các bộ điều khiển truyền thông: là giao diện giữa một hệ thống PLC với WinCC.
- Hệ thống WinCC chứa các bộ điều khiển truyền thông trong kênh DLL và bộ điều khiển truyền thông, Chúng cho ta các thông tin về.
- Tag nội Tag nội không có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đó quản lý dữ liệu bên trong WinCC sẽ cung cấp cho toàn bộ network.
- Có thể thực hiện điều này tr−ớc khi hệ thống runtime khởi động.
- Hệ thống cấu hình Alarm Logging của WinCC cung cấp một giao diện đặc biệt tạo lập sẵn.
- Hệ thống phân biệt giữa các kiểu sự cố sau.
- Theo dõi hệ thống điều khiển.
- Hệ thống phân biệt giữa các kiểu sau.
- Dữ liệu có thể cung cấp các tiêu chuẩn về công nghệ và kỹ thuật quan trọng liên quan đến trạng thái hoạt động của hệ thống.
- Hệ thống cấu hình (Tag Logging CS.
- Nhiệm vụ của Tag Logging RT: Hệ thống Tag Logging RT nhận các giá trị dữ liệu và liên kết chúng với các đặc tính đã định.
- Tối −u hoá hệ thống.
- Ng−ời đặt cấu hình cho hệ thống xác định loại dữ liệu nào cần cất trong mỗi nơi l−u trữ.
- Việc l−u trữ điều khiển quá trình nhận sự thực thi của hệ thống thông báo.
- Tag Logging phân biệt 2 hệ thống thời gian khác nhau: Thời gian thu thập và l−u trữ.
- c, Biến (Tag) Biến đ−ợc tạo trong WinCC và phân loại bởi quản lý dữ liệu trong suốt hệ thống.
- Tags nội thu thập các giá trị và các trạng thái của hệ thống bên trong.
- Chúng cũng đ−ợc thu thập bởi hệ thống với hình thức các Tags dữ liệu thô.
- Tạo cơ sở để thu thập dữ liệu trong các hệ thống số.
- Graphic Objects: Dùng để vẽ các hình hệ thống.
- Cấu hình hệ thống và kiểu thiết bị PROFIBUS-DP cho phép sử dụng cấu hình một trạm chủ (Mono Mastar) hoặc nhiều trạm chủ (Multi Master).
- Cấu hình hệ thống định nghĩa số trạm, gán các địa chỉ chọn các địa chỉ vào/ra, tính nhất quán dữ liệu vào/ra của các trạm tớ.
- Việc đặt cấu hình hệ thống đ−ợc thực hiện bằng các công cụ (phần mềm).
- Tr−ớc hết, đặc tính vận hành của hệ thống đ−ợc xác định qua các trạng thái hoạt động của các thiết bị chủ.
- Các hàm DP cơ sở cho phép đặt trạng thái làm việc cho hệ thống.
- Phản ứng của hệ thống đối với một lỗi xảy ra trong quá trình truyền dữ liệu của trạm chủ (ví dụ khi một trạm tớ có sự cố) đ−ợc xác định bằng tham số cấu hình “Auto clear”.
- Hệ thống cung cấp điện cho công trình không những bảo đảm về chất l−ợng mà còn có hệ số dự phòng tới 400%.
- Vì vậy, việc nghiên cứu, ứng dụng SCADA quản lý hệ thống cấp điện cho công trình có ý nghĩa đặc biệt.
- PLC1: quản lý trạm I 86 - PLC2: quản lý trạm II - PLC3: quản lý trạm III - PLC Master: quản lý chung cả hệ thống - Máy tính điều khiển: đ−ợc đặt ở trung tâm điều khiển.
- Khảo sát công nghệ và các yêu cầu tự động hoá hệ thống 2.
- Viết ch−ơng trình quản lý hệ thống 87 + Ch−ơng trình cho các PLC + Ch−ơng trình quản lý mạng + Xây dựng các giao diện giám sát và điều khiển 4.2.
- Khảo sát công nghệ và các yêu cầu tự động hoá của hệ thống 4.2.1.
- Giám sát: Có nhiều trang màn hình giám sát tình trạng làm việc của các thiết bị trạm trong toàn hệ thống.
- Thu thập dữ liệu: Các giá trị dòng điện, điện áp của từng nguồn điện sẽ luôn đ−ợc cập nhật về trung tâm điều khiển theo thời gian thực và chúng đ−ợc so sánh với các giá trị đặt tr−ớc để đ−a ra các cảnh báo, chỉ dẫn giúp ng−ời vận hành nhận biết hệ thống làm việc ở mức cho phép hay không.
- Có khả năng quản lý trạm cơ sở + Thực hiện các ch−ơng trình điều khiển đã đ−ợc cài đặt tr−ớc + Nhận và thực hiện các mệnh lệnh từ trung tâm điều khiển + Gửi các báo cáo kết quả về trung tâm điều khiển khi có yêu cầu + Thu thập các dữ liệu từ các thiết bị trạm và gửi về trung tâm điều khiển + Có khả năng làm việc độc lập khi hệ thống mạng bị sự cố.
- Sử dụng mạng truyền thông có cấu hình chủ/tớ giúp hệ thống có độ dự phòng cao.
- Viết ch−ơng trình điều khiển cho các trạm cơ sở 4.6.1.
- Ch−ơng trình WinCC 7.0 quản lý hệ thống Để quản lý hệ thống từ trung tâm điều khiển bằng máy tính ta phải tiến hành lập trình trên phầm mềm giao diện WinCC7.0 của hãng Siemens.
- Hệ Thống: Tới màn hình giám sát toàn hệ thống.
- Hình: 4.7.1: Màn hình đăng nhập hệ thống b, Giao diện giám sát hệ thống Để có thể giám sát đ−ợc toàn cảnh hệ thống cung cấp điện cho công trình trung tâm và 2 công trình vệ tinh.
- ta thiết kế một trang màn hình giám sát hệ thống.
- 112 Hình 4.7.2 : Màn hình giám sát hệ thống c, Giao diện giám sát Trạm I Trạm I cần phải giám sát toàn bộ tình trạng làm việc của các máy cắt, hiển thị và l−u trữ các các giá trị điện áp, dòng điện của các nguồn điện, cảnh báo trạng thái làm việc của trạm đang ở chế độ điều khiển nào.
- Khi hệ thống chạy Runtime có thể tới các trang khác qua các nút nhấn mềm trên màn hình giao diện.
- Ch−ơng trình WinCC 7.0 quản lý hệ thống Để máy tính có thể thực hiện giao tiếp với PLC trên cơ sở mạng truyền thông Profi bus –DP ta phải lập trình liên kết các Tags quá trình trên phần mềm WinCC 7.0 với PLC.
- Vậy, nhờ vào bảng l−u trữ ng−ời vận hành có thể biết đ−ợc chính xác các giá trị điện áp và dòng điện của từng nguồn điện tại bất cứ thời gian nào trong suốt quá trình hệ thống làm việc.
- Từ trung tâm điều khiển có thể giao tiếp trực tiếp đ−ợc với trạm Master hay cả 3 trạm cơ sở trong hệ thống.
- Giải thuật điều khiển máy cắt 2

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt