Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển phân tán (dcs) cho nhà máy nhiệt điện trên nền hệ thống điều khiển dcs centum vp của yokogawa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------

NGUYỄN ĐỨC THỌ

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN
TÁN (DCS) CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TRÊN NỀN HỆ
THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS CENTUM VP CỦA Yokogawa

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

----------------------------------------------

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS Nguyễn Huy Phương

Hà Nội – Năm 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận văn: "Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển
phân tán (DCS) cho nhà máy nhiệt điện trên nền hệ thống điều khiển DCS
CENTUM VP của Yokogawa" do tôi tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS.
Nguyễn Huy Phương. Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế.
Để hồn thành luận văn này tơi 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.
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
Học viên thực hiện

Nguyễn Đức Thọ

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
ii


MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC .................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT............................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH VẼ..... ...........................................................................................vii
LỜI NĨI ĐẦU................................................................................................................ix
Chương I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN- HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN.............................................................................1
1. Chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện: .................................................................... 1
1.1. Nguyên lý sản xuất điện năng trong nhà máy điện: ................................................ 1
1.2. Chu trình nhiệt của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi................................................. 2
2. Các thiết bị chính trong nhà máy nhiệt điện:.........................................................3
2.1. Lị hơi: .................................................................................................................. 3
2.2 Tuabin hơi ............................................................................................................. 5
2.3. Các thiết bị khác: .................................................................................................. 7
3. Hệ thống điều khiển trong nhà máy điện: ...................................................................... 8
3.1 Các hệ thống HTC tổng hợp:.................................................................................. 8
3.2. Lựa chọn hệ thống điều khiển cho nhà máy nhiệt điện:...............................................20
Chương II: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS CENTUM VP CỦA YOKOGAWA.
............................................................................................................................22
A. Các đặc điểm nổi bật của hệ thống CENTUM VP .....................................................22

1. Hiệu năng cao: ....................................................................................................... 22
2. Giao diện thân thiện: .............................................................................................. 22
3. Nâng cao hiệu quả sản xuất:................................................................................... 22
4. Tối ưu hóa sản xuất qua mơi trường mở: ................................................................ 23
5. Những đặc điểm và tính năng cơ bản khác: ............................................................ 23
B. Hệ DCS CENTUM VP: ......................................................................................................24
I. Cấu hình chung:.......................................................................................................24
II. Cấu hình phần cứng: ........................................................................................... 26
III. Cấu hình Vào/Ra: .............................................................................................. 35
IV. Phần cứng khác:................................................................................................. 37
C.Phần mềm CENTUM VP: ..................................................................................................39
1. Tổng quan về system view: .................................................................................... 39
2. Khởi động system view:......................................................................................... 39
Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
iii


3. Project: .................................................................................................................. 40
Chương III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO NHÀ MÁY NHIỆT
ĐIỆN THÁI BÌNH 1....................................................................................................42
A. Giới thiệu về Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 1:..........................................................42
1. Giới thiệu chung: ................................................................................................... 42
2. Các thông số thiết kế của dự án:............................................................................. 42
B. Các yêu cầu trong thiết kế hệ thống điều khiển cho nhà máy: ...............................45
1. Nguyên lý điều khiển nhà máy ............................................................................... 45
2. Các yêu cầu về tín hiệu vào ra:............................................................................... 46
3. Hệ thống xử lý và quản lý lỗi: ................................................................................ 48
4. Hệ thống bảo vệ nhà máy: ...................................................................................... 49

5. Giao diện vận hành (MMI): ................................................................................... 49
6. Hệ thống lưu trữ thơng tin:..................................................................................... 51
7. Hệ thống lập trình: ................................................................................................. 51
8. Nhà điều khiển trung tâm:...................................................................................... 51
C. Thiết kế phần cứng và phần mềm cho hệ thống điều khiển DCS của Nhà máy
Nhiệt điện Thái Bình 1 .............................................................................................................55
I. Đặc điểm kỹ thuật phần cứng DCS: ...................................................................... 55
II. Đặc điểm kỹ thuật phần mềm DCS:..................................................................... 59
III. Chương trình mơ phỏng: Hệ thống điều khiển mức nước bao hơi........................76
1. Hệ thống cung cấp và lưu thơng nước trong lị hơi: ............................................... 76
2. Hệ thống điều khiển nước cấp: ............................................................................... 79
3. Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng phần mềm CENTUM VP: ........................... 80
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....... ................................................................................92
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................93
PHỤ LỤC PL1: Project
.....................................................................................PL - 1
PHỤ LỤC PL2: CÁC QUY ĐỊNH KHI THIẾT KẾ ĐỒ HỌA .............................PL - 8

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
iv


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TT

Từ viết tắt

Tên đầy đủ

1

DCS

Distributed Control System

2

CAMAC

Computer Applicattion for Measurement And Control

3

EWS

Engineering Work Station

4

ETS

Enterprise Technology Solution

5

FCS

Field Control Station

6

HTC

Hệ thống thơng tin cơng nghiệp

7

HP

Bình gia nhiệt cao áp

8

HIS

Humun Interface Station

9

IIT

Industrial Information Technology

10

ICS

Information and Command Station

11

IIS

Intergrated Information System

12

LP

Bình gia nhiệt hạ áp

13

OS

Operating Station

14

PLC

Programmable Logic Control

15

SCADA

Supervisory Control And Data Acquisition

16

S

Sensor

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
v


DANH MỤC CÁC BẢNG
PL2.1. Quy định về màu sắc cho các đường ống công nghệ ................................. PL - 8
PL2.2. Quy định về màu sắc cho các đối tượng......................................................PL - 9
PL2.3. Quy định cho đánh dấu chuyển tiếp...........................................................PL - 10
PL2.4. Các đơn vị kỹ thuật....................................................................................PL - 10
PL2.5. Mô tả liên kết và chế độ vanh hành của MOV..........................................PL - 13
PL2.6. Mô tả liên kết của SOV2 (Van từ hai cuộn dây )......................................PL - 14
PL2.7. Mô tả liên kết và chế độ hoạt động của van từ 1 cuộn dây (SOV1)..........PL - 14
PL2.8. Mô tả liên kết, chế độ vận hành và hiển thị vị trí phản hồi của CVR1......PL - 14
PL2.9. Mô tả liên kết, chế độ vận hành và hiển thị vị trí phản hồi của van điều khiển có
một tín hiệu phản hồi là tín hiệu tương tự và hai cơng tắc giới hạn đóng mở.......PL - 15
PL2.10. Mơ tả liên kết, chế độ vận hành và hiển thị vị trí phản hồi của nút nhấn MOV
...............................................................................................................................PL - 17
PL2.11. Mô tả liên kết, chế độ vận hành và hiển thị vị trí phản hồi của van tiết lưu với
tín hiệu phản hồi tương tự và công tắc giới hạn đóng mở.....................................PL - 18
PL2.12. Mơ tả liên kết và chế độ vận hành của van tiết lưu vận hành bằng động cơ
...............................................................................................................................PL - 19

PL2.13. Mô tả liên kết và chế độ vận hành của động cơ.......................................PL - 20
PL2.14. Mô tả liên kết và chế độ vận hành của bơm............................................PL - 21
PL2.15. Mô tả liên kết và chế độ vận hành của quạt và quạt thổi........................PL - 21
PL2.16. Mô tả liên kết và chế độ vận hành của máy cắt......................................PL - 21
PL2.17. Biểu tượng của các thiết bị tĩnh..............................................................PL - 22

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
vi


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Q trình chuyển hóa năng lượng ................................................................. 2
Hình 1.3. Ngun lý cấu tạo của lị hơi và hệ thống vịi thổi bụi .................................. 5
Hình 1.4. Sơ đồ cấu tạo của tuabin hơi nước ................................................................ 5
Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý đơn giản nhất của thiết bị tua bin hơi ................................. 6
Hình 1.6. Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA ................................................................ 10
Hình 1.7. Sơ đồ cấu trúc hệ thống DCS...................................................................... 14
Hình 2.1. Cấu hình cơ bản hệ thống DCS CENTUMVP ............................................ 27
Hình 2.2. Panel phía trước của card giao diện VnetIP ................................................ 27
Hình 2.3. Vị trí DIP switches trên VI702 ................................................................... 28
Hình 2.4. Cấu hình của LFCS kiểu rack treo .............................................................. 29
Hình 2.5. Khối xử lý .................................................................................................. 29
Hình 2.6. Các cơng tắc đặt sơ vùng ............................................................................ 30
Hình 2.7. Các cơng tắc DIP đặt số trạm ..................................................................... 30
Hình 2.8. Khối Pin ..................................................................................................... 31
Hình 2.9. Cấu hình LFCS kiểu rack treo .................................................................... 31
Hình 2.10. Khối pin ................................................................................................... 32
Hình 2.11. Card kết nối VnetIP .................................................................................. 33

Hình 2.12. Khối ghép nối RIO bus ............................................................................. 33
Hình 2.13. Khối giao diện ngồi ................................................................................ 34
Hình 2.14. Khối quạt ................................................................................................. 34
Hình 2.15. Mạng RIO bus .......................................................................................... 35
Hình 2.16. Cấu hình các khối vào/ra .......................................................................... 36
Hình 2.17. Các loại Nest mơ đun vào/ra..................................................................... 36
Hình 2.18. Cấu hình hệ thống sử dụng Bus Converter................................................ 38
Hình 2.19. Cấu hình Bus Converter (ABC11D) ......................................................... 38
Hình 2.20. Cửa sổ System View ................................................................................ 39
Hình 2.21. Khởi động System View từ nút [Start]...................................................... 40
Hình 2.22. Trình đơn gọi cửa sổ................................................................................. 40
Hình 3.1. Sơ đồ sắp sếp tiêu biểu của FCS ................................................................. 57
Hình 3.2. FCS ............................................................................................................ 57
Hình 3.3. Bộ điều khiển ............................................................................................. 58
Hình 3.4. Hình vẽ của Node....................................................................................... 59

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
vii


Hình 3.5. Hiển thị ở chế độ tồn màn hình ................................................................. 60
Hình 3.6. Cửa sổ chính của thiết bị ............................................................................ 63
Hình 3.7. Sơ đồ hệ thống cấp nước ............................................................................ 81
Hình 3.8. Sơ đồ khối tính tốn bù .............................................................................. 82
Hình 3.9. Sơ đồ logic điều khiển mức bao hơi 1 thành phần & 3 thành phần .............. 84
Hình 3.10. Sơ đồ logic bù thiết bị đo mức .................................................................. 85
Hình 3.11. Sơ đồ logic điều khiển van cấp nước ........................................................ 86
Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý bơm cấp nước A cho nồi hơi .......................................... 87

Hình 3.13. Sơ đồ nguyên lý bơm cấp nước B cho nồi hơi .......................................... 87
Hình 3.14. Sơ đồ nguyên lý bơm cấp nước C cho nồi hơi ......................................... 88
Hình 3.15. Sơ đồ nguyên lý bộ gia nhiệt cao áp ......................................................... 88
.................................................................................................................................. 89
Hình 3.16. Sơ đồ nguyên lý bộ khử khí nước cấp ....................................................... 89
Hình 3.17. Sơ đồ hệ thống Seal water system............................................................. 89
Hình 3.18. Sơ đồ điều khiển đo mức nước cấp ........................................................... 90
Hình 3.19. Sơ đồ Logic nút lựa chọn chế độ điều khiển một yếu tố - 3 yếu tố ............ 90
.................................................................................................................................. 91
Hình 3.20. Sơ đồ logic bộ hạn chế lưu lượng nước .................................................... 91
PL1.1. Hộp thoại create new project.......................................................................PL - 2
PL1.2. Hộp thoại Outline........................................................................................PL - 3
PL1.3. Hộp thoại tạo FCS.......................................................................................PL - 3
PL1.4. Hộp thoại tạo HIS........................................................................................PL - 4
PL1.5. Định nghĩa Nest vào/ra số............................................................................PL - 6

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
viii


LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, cùng hồ nhập với chủ trương cơng nghiệp hố hiện đại hố, ngành
điện đóng một vai trò chủ đạo trong chiến lược phát triển kinh tế của cả nước. Tuy
nhiên, hiện nay năng lượng điện để sản xuất và tiêu dùng còn thiếu rất nhiều. Nhà
nước, chính phủ Việt Nam đã có rất nhiều phương án để khắc phục vấn đề này như
trong quy hoạch phát triển năng lượng điện chính phủ đã đưa ra danh mục xây dựng
các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện và nâng cấp mở rộng các nhà máy điện hiện có.
Đặc biệt, cùng với sự hội nhập kinh tế thế giới các khu công nghiệp, chế xuất

phát triển mạnh, đời sống nhân dân ngày càng cao do dó đã kéo theo nhu cầu sử dụng
điện tăng đột biến. Vì vậy, việc xây dựng, nâng cấp các nhà máy nhiệt điện được chính
phủ quan tâm hàng đầu như: Xây dựng mở rộng nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2, ng
Bí 2, Ninh Bình, …Xây dựng mới nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 1, Quảng Ninh 2,
Cẩm Phả 1, Cẩm Phả 2, Mông Dương 1, Mông Dương 2, Sơn Động, Mạo Khê, Vũng
Áng, Nghi Sơn, Thái Bình 1 …
Song song với việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện là việc bảo
dưỡng, sửa chữa, nâng cấp nhà máy điện. Trong quá trình xây dựng nhà máy nhiệt
điện, việc lựa chọn, thiết kế hệ thống điều khiển cho nhà máy nhiệt điện là một trong
những cơng việc đóng vai trị quan trọng bởi đối với nhà máy nhiệt điện thì hệ thống
điều khiển tự động đóng một vai trị then chốt trong quá trình sản xuất điện năng. Điều
chỉnh tự động nhằm nâng cao hiệu suất của nhà máy điện bằng cách lựa chọn thông số
của bộ điều chỉnh sao cho phù hợp, chế độ làm việc tối ưu của thiết bị theo thông số đã
quy định. Do hệ thống điều khiển cho nhà máy nhiệt điện nước ta hiện nay phụ thuộc
vào nhà thầu nước ngoài cung cấp, thiết kế và chuyển giao công nghệ, nên giá thành
cao và việc cải tiến, bảo dưỡng, xửa chữa, thay thế gặp khó khăn. Vì vậy, đề tài:
“Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển phân tán (DCS) cho nhà máy nhiệt điện
trên nền hệ thống điều khiển DCS CENTUM VP của Yokogawa” sẽ giúp chúng ta
làm chủ được công nghệ, kỹ thuật và thiết bị. Từ đó, có thể giúp các nhà tích hợp hệ
thống triển khai các dự án mới, các kỹ sư nhà máy có thể khắc phục các lỗi phần mềm,
như vậy chắc chắn giá thành sẽ rẻ hơn mà chúng ta hoàn toàn chủ động trong việc bảo

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
ix


hành, sửa chữa mà không phụ thuộc vào chuyên gia nước ngoài. Cũng qua bản luận
văn này đã hoàn thành, mong muốn có thể từ đây xây dựng nên các nguyên tắc cơ bản

giúp phát triển đội ngũ làm tích hợp hệ thống tại Việt Nam có thể làm chủ được công
nghệ cũng như kỹ thuật cho ra các sản phẩm chất lượng và giá thành hợp lý hơn.
Trong thời gian làm luận văn, với những kiến thức được học trong nhà trường
cùng với tài liệu tham khảo, sách, tạp chí ở ngồi chương trình học tập và đặc biệt nhờ
có sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS. Nguyễn Huy Phương, các thầy cô
trường Đại học Bách khoa Hà Nội cùng các bạn đồng nghiệp mà tác giả đã hoàn thành
bản luận văn này. Tuy nhiên, do kiến thức, khả năng cịn hạn chế nên khơng thể tránh
khỏi những thiếu sót. Vì vậy, tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp cho
bản luận văn này.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng …. năm 2017
Học viên

Nguyễn Đức Thọ

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
x


Chương I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN- HỆ
THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
Nhà máy nhiệt điện có nhiệm vụ biến đổi các năng lượng sơ cấp như than đá, dầu,
bã mía, khí đốt … thành nhiệt năng và điện năng. Trong đó, than đá được sử dụng rộng
rãi nhất. Cấu hình nhà máy nhiệt điện gồm có hai cụm thiết bị chính là cụm lị hơi để sản
xuất ra hơi nước và cụm tua bin-máy phát để biến đổi nhiệt năng của dịng hơi thành điện
năng. Ngồi ra, cịn có thêm lị hơi phụ trợ phục vụ cho khởi động nhà máy; hệ thống
nước làm mát; hệ thống chuẩn bị nhiên liệu (Kho than, băng chuyền, máy nghiền than);
hệ thống sản xuất khí nén; hệ thống thu hồi tro bay, gom xỉ đáy lò, lọc bụi và xử lí khói

thải…

1. Chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện:
1.1. Nguyên lý sản xuất điện năng trong nhà máy điện:
Các nguồn năng lượng thiên nhiên được sử dụng để sản xuất điện năng. Tùy theo
việc sử dụng các nguồn năng lượng thiên nhiên mà người ta chia ra các loại nhà máy điện
khác nhau, trong đó hai nguồn năng lượng thiên nhiên được sử dụng phổ biến là thủy
điện và nhiệt điện. Nhà máy nhiệt điện chủ yếu sử dụng than, thường được xây dựng gần
các mỏ than hoặc gần các con sông lớn để thuận tiện cho việc cung cấp nhiên liệu.
Nguyên lý sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện là chuyển hóa nhiệt năng từ
đốt cháy các loại nhiên liệu trong lò hơi thành cơ năng quay tuabin, chuyển cơ năng
thành năng lượng điện trong máy phát điện. Nhiệt năng được dẫn đến tuabin qua một môi
trường dẫn nhiệt là hơi nước. Mặc dù hơi nước chỉ là môi trường truyền tải nhiệt năng đi,
nhưng hơi vẫn phải đảm bảo chất lượng (về áp suất, độ khô) trước khi đi vào tuabin để
sinh công. Nhiệt năng cung cấp càng nhiều thì điện năng phát ra càng lớn và ngược lại.
Điện áp phát ra ở đầu cực máy phát điện được đưa qua hệ thống trạm biến áp nâng lên
cấp điện áp thích hợp trước khi hịa vào mạng lưới điện quốc gia.
Tóm lại, q trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy nhiệt điện như sau: Từ
năng lượng hóa năng chứa trong nhiên liệu than thành nhiệt năng bởi quá trình đốt cháy
nhiên liệu. Hơi nước sẽ mang nhiệt năng tới tuabin và nhiệt năng được chuyển hóa thành
cơ năng tại tuabin, sau đó cơ năng biến thành điện năng thông qua máy phát. Quá trình
chuyển hóa năng lượng được tóm tắt như hình 1.1

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
1


Hóa năng

Nhiên liệu

Lị

Hóa năng
Bao hơi

Hơi

Tuabin

Máy phát

Nước ngưng
Hình 1.1. Q trình chuyển hóa năng lượng

1.2. Chu trình nhiệt của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi
Như đã phân tích ở phần 1.1, hơi nước đóng vai trị là mơi trường truyền nhiệt
trong q trình chuyển hóa năng lượng nên vịng tuần hồn nước – hơi đóng vai trị rất
quan trọng trong q trình hoạt động của nhà máy nhiệt điện. Nước từ ao hồ sau khi được
lọc, xử lý hóa học sẽ được bơm vào bao hơi. Nước từ bao hơi đi xuống các đường ống
được bố trí xung quanh thành lị, nước sẽ nhận nhiệt năng từ quá trình đốt cháy nhiên liệu
trong lò và trở thành hơi bão hòa. Hơi nước bão hịa được dẫn qua bộ lọc khơ và bộ điều
chỉnh hơi quá nhiệt để đảm bảo nhiệt độ, áp suất vào tuabin cao áp để sinh công lần thứ
nhất. Sau đó, hơi lại được đưa vào bộ gia nhiệt rồi tiếp tục đưa vào tuabin trung áp để
sinh công lần thứ hai. Từ tuabin trung áp hơi được dẫn thẳng đến tuabin hạ áp để sinh
công lần cuối. Hơi sau khi đã sinh công từ tuabin hạ áp sẽ được đưa xuống bình ngưng để
ngưng trở lại thành nước. Bình ngưng có hệ thống nước làm mát tuần hồn và hệ thống
hút chân khơng làm cho hơi nước được ngưng tụ một cách nhanh chóng. Sau đó, nước từ
bình ngưng sẽ được hệ thống bơm ngưng đưa tới các bình gia nhiệt hạ áp LP1 và LP2.

Tại đây nước sẽ được hâm nóng lên bơi hơi trích ra từ tuabin hạ áp. Sau khi ra khỏi các
bình gia nhiệt hạ áp, nước được đưa tới bình khử khí để khử hết các bọt khí lẫn trong
nước. Nước tiếp tục được đưa tới các bình gia nhiệt cao áp HP5 và HP6, các bình gia
nhiệt này sẽ dùng hơi trích ra từ tuabin cao áp để nâng nhiệt độ nước cấp lên lần thứ hai.
Và trước khi được đưa trở lại bao hơi hồn thành chu trình khép kín, nước được đưa qua

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
2


bộ hâm nước dùng khói nóng để nâng nhiệt độ nước lên một lần nữa. Chu trình nhiệt
được thể hiện bởi hình 1.2

2. Các thiết bị chính trong nhà máy nhiệt điện:
2.1. Lò hơi:
a. Khái niệm:
Lò hơi là thiết bị trong đó xẩy ra q trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa ra
sẽ biến nước thành hơi, biến năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng của dòng hơi.
Quá trình chuyển hóa nước thành hơi nước được xảy ra trong lị hơi, khi đó nước được
gia nhiệt cho đến nhiệt độ sôi của nước. Nước sôi ở nhiệt độ 2120F tại áp suất khí quyển,
đây cũng được coi là nhiệt độ bão hòa của hơi nước. Mối quan hệ giữa nhiệt độ bão hòa
và áp suất hơi đã được chỉ ra trong tính chất nhiệt động của hơi nước.
Trong nhà máy điện, lò hơi sản xuất ra hơi để làm quay tuốc bin, phục vụ cho sản
xuất điện năng, địi hỏi phải có cơng suất lớn, hơi là hơi quá nhiệt có áp suất và nhiệt độ
cao. Loại này được gọi là lò hơi nhà máy điện. Nhiên liệu đốt trong lị hơi có thể là nhiên
liệu rắn như than, củi, bã mía, có thể là nhiên liệu lỏng như dầu nặng (FO), dầu diezen
(DO) hoặc nhiên liệu khí.
Hệ thống lò hơi bao gồm: một hệ thống nước cấp, hệ thống hơi và hệ thống nhiên

liệu. Hệ thống nước cấp cấp nước cho lò hơi và tự động điều chỉnh nhằm đáp ứng nhu
Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
3


cầu hơi. Sử dụng nhiều van nên cần bảo trì và sửa chữa. Hệ thống hơi thu gom và kiểm
soát hơi do lò hơi sản xuất ra. Một hệ thống đường ống dẫn hơi tới vị trí cần sử dụng.
Qua hệ thống này, áp suất hơi được điều chỉnh bằng các van và kiểm tra bằng máy đo áp
suất hơi. Hệ thống nhiên liệu bao gồm tất cả các thiết bị được sử dụng để tạo ra nhiệt cần
thiết. Các thiết bị cần dùng trong hệ thống nhiên liệu phụ thuộc vào loại nhiên liệu sử
dụng trong hệ thống nhiên liệu.
b. Ngun lý cấu tạo của lị hơi
Hình 1.3 Trình bày ngun lý cấu tạo của lị hơi tuần hồn tự nhiên trong nhà máy
điện.
Nhiên liệu và khơng khí được phun qua vòi phun số 1 vào buồng lửa số 2, tạo
thành hỗn hợp cháy và được đốt cháy trong buồng lửa, nhiệt độ buồng lửa có thể đạt tới
19000C. Nhiệt lượng toả ra khi nhiên liệu cháy truyền cho nước trong dàn ống sinh hơi 3,
nước tăng dần nhiệt độ đến sơi, biến thành hơi bão hồ. Hơi bão hoà theo ống sinh hơi 3
đi lên, tập trung vào bao hơi số 5. Trong bao hơi số 5, hơi được phân ly ra khỏi nước,
nước tiếp tục đi xuống theo ống xuống 4 đặt ngồi tường lị rồi lại sang ống sinh hơi số 3
để tiếp tục nhận nhiệt. Hơi bão hoà từ bao hơi số 5 sẽ đi qua ống góp hơi số 6 vào các
ống xoắn của bộ quá nhiệt số 7. Ở bộ quá nhiệt số 7, hơi bão hoà chuyển động trong các
ống xoắn sẽ nhận nhiệt từ khói nóng chuyển động phía ngồi ống để biến thành hơi quá
nhiệt có nhiệt độ cao hơn và đi vào ống góp để sang tua bin hơi và biến đổi nhiệt năng
thành cơ năng làm quay tua bin.

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
4


Hình 1.3. Ngun lý cấu tạo của lị hơi và hệ thống vòi thổi bụi

1. Vòi phun nhiên liệu

6. Bộ quá nhiệt nửa bức xạ

13. Quạt khói

2.Buồng đốt

8. Ống hơi lên

14. Quạt gió

3. Phễu tro lạnh

9. Bộ qua nhiệt đối lưu

15. Bao hơi

4. Đáy thải xỉ

10. Bộ hâm nước

16. Ống nước xuống

5. Dàn ống sinh hơi

11. Bộ sấy khơng khí

17. Ống góp

6. Bộ quá nhiệt bức xạ

12. Bộ khử bụi

2.2 Tuabin hơi
a. Khái niệm:
Tuabin hơi nước hay còn gọi là động cơ hơi nước, trong đó thế năng của hơi ban
đầu sẽ chuyển hóa thành động năng, sau đó chuyển thành cơ năng làm quay bánh công
tác.
b. Cấu tạo:
Đây là một tua bin trục ngang. Dòng nước chảy qua van nạp, mối hàn lắp, vỏ xoắn
ốc, đẩy rôto quay. Để tiện lắp đặt và đại tu, thiết bị này có một cấu trúc hai trụ bản lề lỗ
hút thẳng đứng. Bộ phân phối tua bin gồm có những bộ phận sau:

Hình 1.4. Sơ đồ cấu tạo của tuabin hơi nước
 Bộ ống nạp:
Bộ ống nạp gồm có ống, van nạp, mối hàn lắp, ống dạng nón, và ống khuỷu, v.v.
Đó là phần đầu tiên của tua bin. Van nạp ngắt dòng chảy khi tua bin xảy ra các sự cố

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
5

khẩn cấp hoặc ngừng đại tu. Ống nạp có bộ phận hàn, với áp suất chịu đựng và hiệu suất
thuỷ lực thuận lợi.
 Bộ phận chính:
Cánh dẫn hướng, làm bằng thép khơng rỉ, là một kết cấu có hai trụ đỡ. Nắp cột áp
và vịng đai đáy có vỏ bằng thép ZG230-450. Bộ phân phối có cấu trúc lá trượt đơn giản,
để tiện lắp đặt và đại tu. Có các chốt trượt bảo vệ giữa thanh chắn dòng và thanh chắn
dịng tự động.
 Bộ phận quay:
Rơto được lắp đặt trên phần mở rộng của trục bộ phận điều chỉnh với chêm, và
côn rôto. Vỏ rôto làm bằng thép không gỉ, chống xâm thực tốt và có đặc tính mài mịn.
 Bộ ống hút:
Bộ ống hút gồm có một thiết bị nạp khí, một ống khuỷu, và một ống hình nón.
Thiết bị nạp khí được lắp giữa vịng đai đáy và ống khuỷu. Để giảm độ rung thuỷ lực và
ảnh hưởng đến khí xâm thực, cần phải có thiết bị nạp khí và khí bổ sung tự nhiên ở ngồi
vùng định danh của thiết bị.
6
2
3
1

10
7
4
8

1. Lò hơi

5.
Bơm nước ngưng

9

9. Bơm nước cấp

2.Bộ quá nhiệt

6. Máy phát

10. Bình
5 gia nhiệt cao áp

3. Hình
Tua bin
7. lý
Bình
nhiệt
áp thiết bị tua bin hơi
1.5.hơi
Sơnước
đồ nguyên
đơngia
giản
nhấthạcủa
4. Bình ngưng

8. Bình khử khí

c. Sơ đồ ngun lý cấu tạo của tua bin hơi:
 Thiết bị tuabin hơi gồm có:

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
6


1. Lị hơi 1: Trong đó nước cấp dưới áp suất tương ứng sẽ chuyển hóa thành hơi
bão hịa.
2. Bộ quá nhiệt 2: ở đây sẽ làm tăng nhiệt độ hơi tới giá trị đã cho.
3. Tuabin 3: Trong đó thế năng của hơi nước chuyển hóa thành động năng, cịn
động năng chuyển hóa thành cơ năng trên trục.
4. Bình ngưng 4: Dùng để làm ngưng tụ hơi thoát khỏi tuabin.
5. Bơm nước ngưng 5: Để bơm nước ngưng vào hệ thống gia nhiệt hồi nhiệt
(7&10).
6. Bình khử khí 8: Chủ yếu để khử khí oxi trong nước cấp.
7. Bơm nước cấp 9: Để bơm nước cấp vào lò hơi.
8. Máy phát điện 6: Để phát điện.
Quá trình ngưng hơi đẳng áp thực hiện trong bình ngưng 4, hơi sau khi thốt khỏi
đi tuabin là hơi bảo hồ ẩm, nó được đẩy vào bình ngưng để nhận nhiệt hố hơi và biến
thành nước 3-3, là quá trình nén nước, từ áp suất p2 ở bình ngưng vào lị hơi có áp suất
p1 nhờ bơm cấp 1 (quá trình xem là đoạn nhiệt), nó tiêu hao một cơng tương ứng Wp.
Thực tế WP<nhiệt sau đó hơi này được đẩy vào tuabin
2.3. Các thiết bị khác:
Ngoài hai thiết bị chính là lị hơi và tuabin trong nhà máy nhiệt điện cịn có thêm
một số thiết bị / hệ thống thiết bị khác như sau:
- Máy phát điện: làm nhiệm vụ chuyển hóa cơ năng tại tua bin thành điện năng
- Lò hơi phụ: Cung cấp hơi tự dùng
- Hệ thống thiết bị đo lường, bảo vệ
- Hệ thống điều khiển cho nhà máy

- Hệ thống nước ngưng, nước cấp
- Hệ thống ống khói, thổi bụi, lọc rác bình ngưng
- Hệ thống bơm nước, bơm dầu.....

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
7


3. Hệ thống điều khiển trong nhà máy điện:
3.1 Các hệ thống HTC tổng hợp:
Hệ thống HTC tổng hợp là hệ thống thực hiện nhiều chức năng khác nhau. Các
chức năng này được tích hợp trong hệ thống nhất nhằm mục đích hỗ trợ, phối hợp thơng
tin trong tồn hệ thống để đảm bảo cho quá trình điều khiển và quản lý sản xuất hiệu quả
nhất. Hệ thống HTC tổng hợp bao gồm các chức năng cơ bản là:
- Chức năng đo lường các thông số của đối tượng để nhận biết và điều khiển đối tượng.
- Chức năng kiểm tra các thông số của đối tượng để đánh giá và cảnh báo hay điều khiển
đối tượng.
- Chức năng nhận dạng đối tượng để điều khiển hay phân loại sản phẩm.
-Chức năng chuẩn đoán kỹ thuật để phát hiện hỏng hóc để đưa ra phương án sửa chữa
hay cảnh báo.
- Chức năng điều khiển bao gồm:
+ Điều khiển hiện trường
+ Điều khiển giám sát
- Chức năng điều hành sản xuất: Tính tốn, lập kế hoạch sản xuất theo hướng tối ưu hóa
- Chức năng truyền thơng từ đối tượng lên máy tính và ngược lại.
- Chức năng quản lý sản xuất, tính tốn kinh tế, thương mại.
- Chức năng giao tiếp người máy, thông tin được được đưa lên màn hình dưới dạng các
trang màn hình, đồ thị, biểu bảng.

Trong các hệ thống hiện đại người ta cịn tích hợp một số chức năng khác như:
Chức năng dự phòng, chức năng thiết kế, chức năng bảo mật, lưu trữ ,.. .
Các hệ thống càng hiện đại thì tính năng càng trở nên ưu việt, càng có những ưu
điểm nổi trội hơn và khắc phục được những nhược điểm của hệ trống trước đó. Cùng với
sự phát triển của kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin và yêu cầu ngày càng cao của qua
trình sản xuất cơng nhiệp mà các hệ thống HTC tổng hợp ngày càng được hoàn thiện phát
triển hơn nữa.
Dưới đây ta sẽ tìm hiểu cụ thể một số các hệ thống mà hiện nay đang được dùng phổ biến
3.1.1. Hệ thống SCADA:
a Khái niệm chung:

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
8


SCADA (Supervisory Control Data Acquisition): Hệ thống tự động điều khiển
giám sát và thu nhập quản lý số liệu. Các hệ SCADA được thực hiện trên sự phát triển
ứng dụng máy tính. Vì điều khiển vào điều khiển vào truyền tin, kết hợp với kỹ thuật đo
lường và các sensor thông minh trong công nghiệp.
SCADA là một công cụ tự động hóa cơng nghiệp dùng kỹ thuật vi tính PLC -RTU để trợ
giúp cho việc điều hành kỹ thuật ở cấp trực ban của sản xuất công nghiệp từ cấp phân
xưởng, xí nghiệp cho tới cấp độ cao nhất của một công ty.
Tùy theo trọng tâm của nhiệm vụ mà một hệ thống SCADA có thể có những thành phần
khác nhau nhưng thơng thường có đủ các thành phần sau:
- Giao diện người - máy (sơ đồ công nghệ, đồ thị, phím thao tác)
- Cơ sở hạ tầng truyền thơng công nghiệp.
- Phần mềm kết nối với các nguồn dữ liệu (Driver cho các PLC, các modul vào, ra, các hệ
thống Bus trường)

- Cơ sở dữ liệu quá trình
- Các công nghệ hỗ trợ trao đổi tin tức, quản lý sự cố và hỗ trợ báo cáo.
Một hệ thống SCADA có thể thực hiện các cơng việc sau:
-Giám sát và phân tích họa động sản xuất của hệ thống
- Quản lý sản xuất
- Giám sát lỗi để đảm bảo chất lượng hoạt động sản xuất của hệ thống.
b. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống SCADA

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
9


Hình 1.6. Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA
Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA như ở hình 2. 2. Từ đối tượng các sensor (S) thu
thập tín hiệu đo đưa vào các modul I/O để đưa vào PLC, các PLC có nhiệm vụ xử lý sơ
bộ thơng tin đo sau đó truyền lên máy tính chủ thơng qua hệ thống ProfiBus và từ máy
tính chủ thơng tin điều khiển lại được truyền về Actuator (A).
Để thực hiện nhiệm vụ điều khiển các đối tượng công nghiệp ở trung tâm bố trí hai máy
tính dự phịng cho nhau đều được nối với Profi Bus. Việc truyền thông tin được thực hiện
bằng chuẩn RS485, giữa các máy tính là RS232. Hệ thống được thiết kế sao cho từ máy
tính chủ người vận hành có thể can thiệp đến bất kỳ điểm nào trên hiện trường.
c. Chức năng của hệ thống SCADA:
- Hệ SCADA là hệ thống điều khiển tập trung, trong đó chức năng chính là thu nhập dữ
liệu và giám sát, chỉ thực hiện mỗi phần chức năng điều khiển. Thu nhập từ xa qua đường
truyền số liệu các số liệu về sản xuất và tổ chức việc lưu trữ trong nhiều loại cơ sở lưu
trữ, trong nhiều loại cơ sở dữ liệu (số liệu lịch sử về sản xuất, sự kiện thao tác về lao
động). Dùng các cơ sở dữ liệu đó để cung cấp cho những dịch vụ về điều khiển- giám sát
sản xuất.

- Hiển thị báo cáo các tổng kết và quá trình sản xuất
- Điều khiển từ xa quá trình sản xuất
- Thực hiện các nhiệm vụ về truyền số liệu trong hệ và ra ngoài.
Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
10


- Khả năng phát triển Driver cho các phần cứng: Thông thường các nhà cung cấp công cụ
phát triển hệ SCADA đều đã xây dựng sẵn các Driver cho hầu hết các PLC thông dụng.
Nghĩa là, hệ SCADA đảm nhận hầu như tất cả các chức năng cơ bản của một hệ thống
HTC tổng hợp đó là: Chức năng đo lường, hiển thị, lưu trữ số liệu đo; chức năng kiểm tra
tự động, giám sát; chức năng nhận dạng, phân loại sản phẩm; chức năng chuẩn đoán kỹ
thuật; chức năng điều khiển q trình.
Ngồi ra, cịn có thể truyền số liệu ra ngồi thơng qua Ethernet.
Về chức năng dự phịng chỉ có máy chủ được dự phịng cịn các PLC, I/O modul đều
khơng có dự phịng do đó đó mà giảm độ tin cậy của hệ thống.
d. Đặc điểm của hệ thống SCADA
Hệ thống SCADA cho phép biểu diễn hệ thống thực hiện trên máy tính để quan sát
trạng thái hiện thời và ghi lại các thông tin về hoạt động của hệ thống, nhờ đó mà người
vận hành có thể dễ dàng xác định được vị trí xảy ra sự cố. Khơng những thế các hệ
SCADA hiện đại cịn có khả năng chẩn đốn sự cố và có cách khắc phục trên cơ sở các
số liệu thu thập được.
Hệ thống SCADA có một số đặc điểm như sau:
- Cơng nghệ SCADA cho phép thu thập dữ liệu từ nhiều thiết bị khác nhau từ xa và đưa
một số lệnh điều khiển đến các thiết bị từ xa đó.
- Về giao thức: Hệ SCADA là hệ điều khiển giám sát có giao thức truyền thơng mở,
modulbus hoặc tự định nghĩa giao thức truyền thơng với PLC.
- Tính linh hoạt: Hệ SCADA là một hệ thống có độ linh hoạt cao cho phép kết nối nhiều

server với các bộ điều khiển khác nhau, mỗi Data server có thể có một cấu trúc cơ sở dữ
liệu khác nhau và có nhiệm vụ giám sát với một số biến nhất định.
- Khả năng dự phịng: Do nhiệm vụ chính của hệ SCADA khơng phải là điều khiển toàn
hệ thống mà chỉ tập trung giám sát nên yêu cầu về khả năng dự phòng là khơng cao,
thơng thường chỉ có dự phịng ở cấp trên cùng- máy tính chủ PC.
- Hiển thị cảnh báo: Hiển thị các giá trị, tín hiệu cảnh báo, báo động đó chính là tín hiệu
về giá trị giới hạn và các trạng thái của thiết bị.
- Đặc điểm nổi bật nhất của hệ SCADA là hệ thống tập trung. Vì vậy, khả năng quản lý
hệ thống lớn rất hạn chế, chỉ phù hợp với các đối tượng vừa và nhỏ trong công nghiệp.
e. Ưu, nhược điểm của hệ thống SCADA:

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
11


- Ưu điểm:
+ Cấu trúc phần cứng của hệ SCADA đơn giản, giá thành rẻ
+ Các thiết bị phần cứng có thể được cung cấp từ nhiều nhà cung cấp khác nhau
+ Có thể vận hành hệ thống từ máy tính trung tâm
+ Quản lý được hệ thống vừa và nhỏ (nhỏ hơn 100 điểm)
+ Sử dụng các sensor thông minh trong công nghiệp
- Nhược điểm:
+ Là hệ thống tập trung cho nên không quản lý được những hệ thống lớn, phức tạp vì q
tải.
+ Khơng có phần mềm chun dụng phục vụ cho dự phòng
+ Khả năng cho phép mở rộng các điểm đo và điều khiển là rất khó khăn
+ Tính ổn định của hệ thống chưa cao
+ Chỉ quản lý được những hệ thống nhỏ (dưới 100 điểm đo)

- Một số ứng dụng sử dụng hệ SCADA: Hệ thống điều độ ở trung tâm điều độ quốc gia
và địa phương, trong các nhà máy xi măng, bia, rượu, mía đường, giấy,....
3.1.2. Hệ thống DCS:
a. Khái niệm chung:
Để khắc phục những nhược điểm của hệ SCADA, từ năm 1992 các hãng đã đưa ra
hệ thống mới có cấu trúc phân tán gọi là hệ thống điều khiển phân tán DCS (Distribuited
Control System). Phương pháp điều khiển như sau: Người ta đưa dây truyền sản xuất ra
thành nhiều công đoạn khác nhau. Mỗi công đoạn sẽ xây dựng một hệ đo và điều khiển
gần như độc lập nhau do một CPU (máy tính cơng nghiệp) đảm bảo. Các CPU sẽ giải
quyết tất cả các nhiệm vụ đo và điều khiển trong một cơng đoạn của mình xong rồi báo
cáo kết quả lên máy tính giám sát (máy tính chủ).Với cấu trúc như vậy, hệ DCS tỏ ra có
nhiều lợi thế về mặt thu nhập xử lý thông tin cũng như khả năng quản lý rất mạnh, có thể
đảm nhận việc điều hành những hệ thống lớn và rất lớn. Hệ thống được thiết kế theo tiêu
chuẩn ở OSI nên rất thuận lợi cho việc thay thế thiết bị khi có hỏng hóc cũng như trao đổi
thơng tin bằng cách kết nối với các hệ thống khác như Internet và có thể mở rộng khi cần
thiết mà khơng phải thay đổi cấu trúc của hệ.

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
12


Hệ DCS được thiết kế với độ tin cậy cao nhờ có dự phịng phần cứng và phần mềm, điều
này cho phép nâng cao được tính ổn định của hệ thống. Do đó, làm tăng năng suất lao
động cũng như chất lượng sản phẩm ở đầu ra.
b. Sơ đồ cấu trúc của hệ DCS:
Sơ đồ cấu trúc một hệ thống DCS như hình 1.7
Trong đó gồm có:
- Trạm vận hành trung tâm ICS (Information and Command Station): Gồm máy tính (PC)

và các thiết bị phụ trợ khác, có chức năng hiển thị các thông tin vầ dây truyền, cho phép
điều khiển dây truyền tư máy tính này. Trong đó, giao thức người- máy HIS (Human
Interface Station) được sử dụng chủ yếu cho việc vận hành và giám sát.Theo dõi thay đổi
của các thơng số q trình, các giá trị điều khiển và đưa ra các báo cáo khi cần thiết để
người vận hành có thể nắm bắt nhanh chóng trạng thái vận hành của quá trình sản xuất.
- Trạm điều khiển hiện trường FCS (Field Control Station) gồm hai bộ CPU (trong đó có
một bộ dự phịng) và các modul vào,ra. Các trạm điều khiển hiện trường là trung tâm có
hệ thống điều khiển và thiết bị cần thiết cho nhà máy làm việc liên tục do FCS sử dụng
các giao diện truyền thông để kết nối với hệ thống, với các thiết bị như thu nhập dữ liệu
(DAQ) hay sensor và Actuator về chế độ dự phòng, mỗi CPU thực hiện cùng một q
trình tính tốn và kết quả sẽ so sánh với nhau qua bộ so sánh. Nếu kết quả giống nhau thì
bản mạch sẽ hoạt động bình thường, kết quả được gửi tới bộ nhớ và card giao diện bus.
Bộ nhớ chính sử dụng mã sửa sai để thay đổi nhanh chóng các bit bị sai trong q trình
truyền dữ liệu. Nếu kết quả tính tốn khác nhau, bộ so sánh sẽ đặt card CPU bị bất
thường và chuyển sang card CPU dự phòng.

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
13


Hình 1.7. Sơ đồ cấu trúc hệ thống DCS
- Bộ dự phịng sẽ thực hiện cùng một q trình tính toán tương tự như trong bộ điều hành
và được chuyển sang trạng thái làm việc thì kết quả tính sẽ được truyền tới bộ nhớ và
card giao diện bus mà khơng có sự gián đoạn của điều khiển. Nếu một lối trong CPU bất
thường được phát hiện thì chẩn đốn kỹ thuật được tiến hành kiểm tra phần cứng CPU,
nếu có lỗi phần cứng này sẽ coi là lỗi tức thời và card CPU sẽ được chuyển từ trạng thái
bất thường sang dự phịng.
- Card modul vào,ra: Nhận tín hiệu trực tiếp từ hiện trường và đưa ra quyết định điều

khiển. Các modul ra chuyển đổi các định dạng dữ liệu số qua A/D trong FCS. Các modul
chuyển đổi các định dạng này ra các tín hiệu tương tự qua D/A với các thiết bị cho phép

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
14


nối RS486 như UT (có cổng Transmiter) mà các thiết bị này chỉ có chức năng hiển thị
thơng tin hoặc DAQ.
- Thiết bị tại hiện trường gồm các sensor đo lường, các cơ cấu chấp hành (Actuator), các
bộ chỉ thị cảnh báo, điều khiển, các bộ chuyển đổi chuẩn hóa (Tranduser) hay một hệ
thống thu nhập dữ liệu DAQ,...
Như vậy, trong hệ thống DCS ln có dự phịng, các thiết bị dự phịng bao gồm:
máy tính chủ (PC), máy tính công nghiệp (CPU), các modul vào/ra (I/O modul) và các bộ
nguồn đảm bảo hệ thống luôn làm việc ổn định khơng phải dừng máy khi hỏng hóc. Nhờ
vậy, năng suất lao động được tăng cao và có chất lượng sản phẩm đầu ra.
c. Chức năng của hệ thống DCS:
- Chức năng đo lường các thông số của đối tượng công nghiệp, hiển thị và lưu trữ số liệu.
- Chức năng điều khiển:
+ Điều khiển quá trình
+ Điều khiển logic (logic rõ và logic mờ)
+ Điều khiển trình tự
- Chức năng nhận dạng để điều khiển và để phân loại sản phẩm
- Chức năng chẩn đoán kỹ thuật để phát hiện hỏng hóc, phục vụ cho dự phịng và sửa
chữa, thay thế (xử lý sự cố)
- Chức năng dự phòng (cả phần cứng và phần mềm)
- Chức năng bảo toàn hệ thống (System Safety)
- Chức năng tổ chức sản xuất theo hướng tối ưu hóa (tốn ít ngun liệu, nhiên liệu nhất),

lập kế hoạch sản xuất,....
- Hệ thống có chứa các trạm kỹ thuật (EWS - Engineering Work Station) thực hiện các
chức năng thừa kế, định nghĩa các thiết bị kết nối trong hệ thống. EWS thực hiện chức
năng phân vùng quản lý hệ thống
- Chức năng giao diện người máy HIS. Chức năng này do trạm vận hành OS (Operating
Station) thực hiện bao gồm máy tính cá nhân PC, màn hình, bàn phím chun dụng, có
khả năng hiển thị các thông tin cuat hệ thống dưới dạng các trang màn hình.
- Thế mạnh của hệ DCS là khả năng xử lý dữ liệu tương tự và thực hiện các trình tự phức
tạp (điều khiển trình tự) và tối ưu hóa các quá trình (điều khiển quá trình).
d. Đặc điểm của hệ thống DCS:
Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguyễn Đức Thọ
15