Tài liệu Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy phát điện Phả Lại 2 docx

Báo cáo thực tập tốt nghiệp



1

Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà
máy nhiệt điện Phả Lại 2

PHẦN I

PHẦN ĐO LƯỜNG CỦA QUÁ TRÌNH NƯỚC CẤP, HƠI NƯỚC
VÀ NƯỚC NGƯNG.

Đây là quá trình khép kín và chỉ bổ xung thêm nước vào quá trình này để
bù tổn thất nước và hơi nước: lượng nước bổ xung trước hết phụ thuộc vào lượng
nhiệt năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ nhiệt ở bên ngoài và lượng nước ngưng
do các hộ tiêu thụ nhiệt trả lại nhà máy điện, vào lượng nước xả của lò hơi, vào
tổn thất rò rỉ hơi nước. Đối với nhà máy đi
ện ngưng hơi, lượng nước bổ sung vào
lò thường vào khoảng 5-7 l/s hay 22-25 m
3
/h, 100 MW.
Nước cấp bổ sung được xử lý bằng phương pháp cơ giới hoá học để khử
các tạp chất vô cơ và hữu cơ, sau đó được hâm nóng và đưa vào quá trình.

9 Sau khi qua tuabin (biến nhiệt năng thành cơ năng) hơi nước đi vào bình
ngưng, tại đây hơi nước ngưng lại thành nước và tạo ra chân không trong
bình ngưng. Nước ngưng được bơm nước ngưng bơm trở l
ại quá trình và
khép kín quá trình nước cấp, hơi nước và nước ngưng.

Tại đây người ta có các thiết bị đo :

- Đo tốc độ.
- Đo độ di trục.

9 Sau khi qua tuabin (biến nhiệt năng thành cơ năng) hơi nước đi vào bình
ngưng, tại đây hơi nước ngưng lại thành nước và tạo ra chân không trong
bình ngưng. Nước ngưng được bơm trở lại quá trình và khép kín quá trình
cấ
p nước, hơi nước và nước ngưng. Tại bình ngưng có thiết bị đo như:
- Đo mức.
- Đo độ chân không.
- Tại bơm ngưng phải đo độ rung của bơm để kiểm tra quá trình làm
việc cơ khí.
9 Nước cấp đã khử khí (tức nước ngưng và nước bổ sung) được tập trung ở
bể chứa (đặt dưới bình khử khí) và
được bơm tiếp qua bộ tiết kiệm để vào lò
hơi. Và qua gia nhiệt đi vào bao hơi. Tại thiết bị này người ta phải đo:
- Áp suất.
- Đo mức.

9
Bao hơi của lò hơi: Có 4 van để điều chỉnh qua 4 đường ống để sinh hơi.

Báo cáo thực tập tốt nghiệp



2

Áp suất làm việc 189,4 kg/cm
2

Nhiệt độ làm việc 360
0
C
Đường kính bên trong 1830mm
Độ dầy 182mm.
Độ dài 14100mm.
Tại bao hơi người ta dặt các senor (Tranmistor) để đo:
- Nhiệt độ.
- Đo mức.
- Đo áp suất.
- Đo lưu lượng.
Tất cả các đại lượng đo được đều được qui chuẩn về 4 ÷ 20 mA và được chuyền
về trung tâm xử lý.

HỆ THỐNG DCS TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 2
Hệ thống DCS trong nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 là hệ thống Centum
CS3000 của hãng Yokogawa (Nhật Bản).
Hệ thống DCS trong nhà máy bao gồm có domain (khối):
Domain 1: Phụ trách tổ máy 1
Domain 2: Phụ trách tổ máy 2
Domain 3: Phụ trách những phần chung của nhà máy như phần điện,
phần sản xuất H
2
, hệ thống nén khí…
Các domain này được liên hệ với nhau thông qua bus converter BVC,
kiểu ABC-11D.

Số lượng, cấu trúc, mô hình mạng, chức năng của hai khối 1 và 2 hoàn
toàn giống nhau, chỉ khác nhau ở địa chỉ của khối.

Mô hình phân cấp
1. Cấp điều hành sản xuất
 Chức năng:
Giám sát sự hoạt động của toàn nhà máy.
 Bao gồm:
9 2 máy PC: Supervisor PC1 (sup1) và Supervisor PC2 (sup2) .
Vị trí: Đặt tại toà nhà hành chính (Admin building)
9 Các máy tính HISTORIAN, mỗi khối có một máy.
Vị trí : Đặt tại phòng lập trình.
Báo cáo thực tập tốt nghiệp



3
Mỗi khối có một máy HISTORIAN được đặt trong phòng lập trình. Các
máy tính HISTORIAN có dung lượng lớn để lưu trữ các thông tin vận hành của
nhà máy . Đó là hệ thống quản lý dữ liệu PI (Plant Information System) có cài
đặt OSI. Các máy HISTORIAN này nhận thông tin là tất cả các Tag-name từ
FCS gửi lên và tất cả các thông tin từ hệ thống SOE (Sequence Of Event) đưa tới.
2. Cấp vận hành giám sát.
 Chức năng:
Giám sát, vận hành các thiết bị công nghệ sản xuất điện.
 Bao gồm:
9 Các trạm giao diện người-máy HIS
Vị trí:
- Đặt tại phòng điều khiển trung tâm ( 24 HIS)
- Đặt tại trạm điện 220kV ( 2 HIS: 0342 và 0343)

- Đặt tại trạm sản xuất Hydro (1 HIS 0344)
Trên tất cả các HIS này đều được cài đặt phần mềm Centum CS3000. Các
HIS đều có thể giám sát được hoạt động củ
a toàn nhà máy nhưng để vận hành thì
do người quản trị mạng phân quyền cho từng máy.
Ngoài ra còn có HIS 0349 là Technician PC, đó là một máy tính kỹ thuật ,
có chức năng như các trạm giao diện người máy khác. Nó có nhiệm vụ nhận tín
hiệu đồng hồ thời gian từ Master Clock để phân phối cho các thiết bị khác để
đồng bộ thời gian.
Trong trường hợp cần tách một trạm nào đó để kiểm tra, sửa chữa thì
người quả
n trị mạng có quyền phân lại quyền thao tác cho các trạm.
Người vận hành có thể lấy dữ liệu từ HISTORIAN để đưa đến HIS. Trên
mỗi khối dữ liệu có 2 HIS có cài phần mềm PI để đọc dữ liệu từ HISTORIAN.
Sở dĩ cần có hai HIS (PI Client) vì để dự phòng cho nhau.
9 Các trạm kỹ thuật EWS
Các trạm kỹ thuật được đặt trong phòng kỹ sư lập trình, mỗi khối có một
tr
ạm.
EWS cũng được cài phần mềm Centum CS3000 giống như một trạm giao
diện người máy nhưng nó đảm nhiệm các công việc về kỹ thuật.
Chức năng:
- Phân quyền cho các trạm giao diện HIS.
- Thực hiện việc lập trình, theo dõi sự làm việc của nhà máy, thực hiện sửa
đổi chương trình cho các trạm điều khiển khu vực.
9 Các <I>PC của hệ thống Mark V
Báo cáo thực tập tốt nghiệp

4
Được đặt tại phòng điều khiển trung tâm.
Ở mỗi khối có một trạm giao diện <I>PC (<I> là viết tắt của Interface) .
Đó là máy PC theo dõi hoạt động của hệ thống tua bin-máy phát ( do hệ thống
Mark V điều khiển), màn hình giao diện DOS.
9 Các trạm MMI tại các hệ thống phụ (PLC)
Được đặt ở các trạm hệ thống phụ.
Ở các hệ thống phụ PLC đều được giám sát bởi hệ
thống DCS thông qua
Modbus nhưng các hệ thống phụ này thường được điều khiển trực tiếp tại trạm
thông qua các máy tính MMI ( có cài đặt giao diện Citect)
3. Cấp điều khiển.
 Chức năng:
Tự động điều khiển các thiết bị theo chương trình đã nạp sẵn và các thông
số đặt từ cấp trên.
 Bao gồm:
9 Các trạm điều khiển trường FCS
Các FCS chủ yếu thuộc loại LFCS, đáp ứng với yêu cầu của hệ thống là số
lượng đầu vào/ra lớn. Ngoài ra còn có các PFCS chủ yếu để nối với các hệ th
ống
phụ.
9 Các trạm điều khiển trường được phân tán theo từng chức năng ở từng
khối.
9 Hệ thống PLC
Trong nhà máy, các hệ thống PLC được nối với hệ thống DCS thông qua
một card được đặt trên FCS (loại Compact Type FCS).
9 Hệ thống GE Mark V.
Đây là hệ thống dùng để điều khiển tua bin, ở mỗi khối có một tủ Mark V
Hệ thống Mark V
được nối từ FCS 0101(ở khối 1) và FCS0201 (ở khối 2).

Việc truyền thông giữa giao diện vận hành <I> và các Panel điều khiển
MarkV thực hiện bởi phương thức kết nối mạng Stage Link của hệ thống điều
khiển. Trong cấu hình đơn giản nhất của nó, Stage Link nối một Panel điều khiển
tuabin Mark V tới máy tính <I> đơn qua một đoạn đơn. Tuy nhiên tôpô của cách
truyền thông này có thể
được mở rộng phù hợp với nhiều máy tính <I> và /hoặc
nhiều Panel điều khiển. Ví dụ một giao diện người vận hành đơn có thể được cấu
hình để phát ra các lệnh hoặc nhận dữ liệu từ 8 bộ Mark V điều khiển tuabin
khí/hơi. Hơn nữa, nhiều máy tính <I> có thể xâm nhập tới Stage Link-mỗi máy
tính <I> liên lạc với nhiều Panel điều khiển. Theo cách này, Stage Link cung cấp
Báo cáo thực tập tốt nghiệp



5
tăng cường tính linh hoạt đối với việc thiết lập hiệu quả truyền thông mà có thể
đáp ứng với vùng riêng biệt cần thiết.
Stage Link được thiết kế đặc biệt để thực hiện những việc cần thiết điều
khiển tuabin theo địa chỉ như việc downloading, uploading phần mềm giữa Mark
V và máy tính <I>, phát các lệnh, quản lý báo động và việc giám sát. Giao diện
hệ thống đi
ều khiển DCS tới Mark V thông qua liên kết truyền thông riêng tới
máy tính <I>, điển hình là việc sử dụng giao thức Modbus.
4. Cấp chấp hành
Bao gồm các thiết bị đo lường, chuyển đổi và truyền tín hiệu, ví dụ như:
Các trạm điều khiển tại chỗ (các trạm điện tự dùng của nhà máy : các trạm
6,6kV, 400V)
- Các van khí như: MBS-CV0123, MBS-CV0143
- Các van điện như : MBC-DMP0105, MBC-DMP0106
- Các van thuỷ lực như: FWS-HYV174….

PHẦN II

I - NHIỆM VỤ THƯ

Đồng hồ trường học làm các công việc sau:
− Đo đếm giờ hiển thị trên đồng hồ chính và đồng hồ con.
− Báo chuông cho đồng hồ các lớp .
− Báo nhiệt độ cho các lớp học.
− Làm việc ở chế độ 24 giờ.
− Có phím ấn để khởi động đồng hồ và đặt chế độ cho nó.
•
khởi động lại máy chạy: run hoặc stop.
•
đặt lại giờ.
Báo cáo thực tập tốt nghiệp

6
•
lập chuông đánh chuông vào ra : 5÷ 6 tiết /ngày hoặc 10÷12
tiết/ngày ⇔10÷12 lần kéo chuông /ngày. Kiểu đánh chuông.
− Hiển thị số.
− Chịu được nhiệt độ (0÷70°) và độ ẩm với khí hậu thay đổi (85÷90%).
− Ngoài ra em đang muốn thiết kế thêm một hệ thống loa đến từng lớp học,
đồng hồ trường học còn được cải ti
ến thành đồng hồ cho các cơ quan, nhà máy, xí
nghiệp. Với các kiểu chuông được lập trình có âm sắc khác nhau theo ý muốn của
người dùng.

Đồng hồ trường học có các tính năng như sau:

- Từ một đồng hồ mẹ có thể truyền cho các đồng hồ con đi khắp trường.
- Đường truyền từ đồng hồ mẹ đến đồng hồ con chỉ gồm 4 dây (hai dây nguồn
và hai dây dữ liệu ),phạm vi truyền trong bán kính h
ằng trăm mét.
- Đồng hồ mẹ có thể báo chính xác với sai số nhỏ hơn 1/10
-4
. Với sai số như
vậy thì sau một tháng đồng hồ sẽ có sai số 1phút và lúc đó ta nên đặt lại giờ phút.
- Đồng hồ mẹ và đồng hồ con chỉ thị thời gian và nhiệt độ bằng LCD, đèn
LED 7 thanh.
- Đồng hồ mẹ sẽ được đặt ở trung tâm của trường đồng hồ con sẽ được đặt ở
các lớp học hoặc hành lang các khu giảng đường. Mỗi lớp họ
c sẽ có một chuông
hoặc mỗi khu giảng đường sẽ có một hoặc nhiều chuông và đồng hồ mẹ sẽ điều
khiển việc đánh chuông ở các lớp học hoặc các khu giảng đường một cách đồng
thời và chính xác.

- Phương thức truyền từ đồng hồ mẹ đến đồng hồ con là phương thức truyền
tin theo kiểu đồng bộ từng bít. Đây là một chế
độ truyền tin rất phổ thông, dữ liệu
truyền đi chính xác mà không cấn bất cứ một protocol nào.
- Nguồn cung cấp cho đồng hồ mẹ là nguồn xoay chiều 220V. Nguồn cung
cấp cho đồng hồ con lấy từ đồng hồ mẹ hoặc có thể lấy từ nguồn nơi đặt đồng hồ
con.
- Đồng hồ sử dụng các linh kiện phổ biến trên thị trường, có thể lắ
p đặt sửa
chữa thay thế dễ dàng.

II - ĐO NHIỆT ĐỘ SỬ DỤNG ĐẦU ĐO LM335.
Để đo nhiệt độ chính xác thì cần phải có những đầu đo đặc biệt và đầu đo
LM335 là một đầu đo được sử dụng rộng rãi. Vi mạch LM335 là loại sensơ đo
nhiệt độ của hãng National Semiconductor chế tạo. Loại sensơ này được tích hợp
dạng vi mạch có độ chính xác 1
0
C.
Hoạt động của đầu đo giống như một điốt Zener hai cực, điện áp đánh thủng
tương ứng với nhiệt độ tuyệt đối là 10mV/
0
K. Trở kháng động khi đầu đo hoạt
Báo cáo thực tập tốt nghiệp



7
động trong vùng dòng 400
μ
A

÷
5mA nhỏ hơn 1
Ω
. Trở kháng nhỏ cùng điện áp
lối ra tuyến tính là ưu điểm của loại đầu đo LM335.
Các thông số kĩ thuật của vi mạch :
−
Định thang trực tiếp theo độ Kelvin
−
Tín hiệu lối ra bằng 10mV/
0
K
−
Độ chính xác 1
0
C
−
Dòng hoạt động trong vùng từ 400
μ
A
÷
5mA
−
Điện áp nguồn nuôi : 5
÷
18V
−
Dải làm việc :
•
Chế độ liên tục từ : -40

0
C
÷
100
0
C.
•
Chế độ không liên tục: 100
0
C÷125
0
C
Vi mạch LM335 được đóng vỏ IC dạng TO-92 có ba chân. Hai chân cung cấp
nguồn 1 và 2, đầu ra lấy trên chân số 2. Chân số 3 dùng để hiệu chỉnh điện áp
đầu ra.

III - PHƯƠNG PHÁP CHỌN THIẾT BỊ VÀ SỬ DỤNG MẠCH.

Có rất nhiều cách để chọn thiết bị khác nhau và cách thiết kế lắp đặt mạch
khác nhau.
Ta đã biết với cùng một tính năng sử dụng cũng có thể có nhiều họ vi
mạch khác nhau và mỗi một thiết bị lại thích hợp với nhu cầu sử dụng trong
những điều kiện nhất định.
Lựa chọn thiết bị đòi hỏi chúng ta phải hiểu rõ bả
n chất và cách sử dụng
thiết bị, quan trọng nhất vẫn là kinh nghiệm thực tế.
Và lời giải hay nhất vẫn là những thử nghiệm thành công của lớp người đi
trước cho nên khi lựa chọn thiết bị sử dụng ta nên tham khảo ý kiến của mọi
người.
Thiết kế mạch và sử dụng mạch cũng cần quan tâm đến rất nhiều yếu tố

nh
ư phân bố thiết bị sao cho đồng đều tránh khỏi các yếu tố gây ảnh hưởng đến
các thiết bị như nhiễu hoặc các tác động của môi trường để thiết bị của mình đạt
được yêu cầu đặt ra với sai số ít nhất.

IV - PHƯƠNG PHÁP GHÉP NỐI CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG.

Để ghép nối các thiết bị sử dụng ta nên xác định rõ đâu là phần điều khiển
chính (ví dụ như vi điều khiển) của toàn bộ hệ thống rồi từ đó định ra cách điều
Báo cáo thực tập tốt nghiệp



8
khiển từng thiết bị bên trong bằng việc định vùng làm việc cho từng bộ phận hay
điều khiển bằng cổng .
Quan trọng là khi ghép nối ta cần phải làm sao cho các thiết bị này hoạt
động với phần điều khiển chính không bị xung đột lẫn nhau.
Các bộ phận này khi ghép nối với bộ phận chính hoạt động một cách nhịp
nhàng tránh việc cái này hoạt động thì cấm cái khác.



V - SƠ ĐỒ KHỐI
.
-(4)
1
P1.5
R/W CHAN 5
OK(5)

1
VXL
RS(D/C) CHAN 4
C
(P1.0)
0
LOA
0
CHAN 14
P3.4
DIEU KHIEN ADC
0
B
(P1.1)
0
A
(P1.2)
0
START ALE CHAN 4 (P1.3)
1
ENABLE CHAN 5 (P1.4)
0
0
PHIM
1
LCD
DIEU KHIEN RTC
1
EN CHAN 6
CS _ CHAN 28 (P2.7)

RETURN(1)
IRQ _ CHAN 13 ( INT1)
FUNC(2)
1
CHAN 11 P3.1
1
CHAN 10 P3.0
CHUONG
+(3)
1
CHAN 15 P3.5
CHAN 6
Báo cáo thực tập tốt nghiệp



9





VI - MẠCH NGUYÊN LÍ :

Khi có nguồn cung cấp thì vi xử lí sẽ hoạt động và đọc số liệu thu được
về thời gian từ DS12887 và nhiệt độ từ ADC0809.
Sau đó số liệu sẽ được đưa ra và hiển thị trên màn hình LCD và LED đồng
thời có thể kéo chuông báo thời gian.
Thông tin truyền từ đồng hồ mẹ sang đồng hồ con được khuếch đại nhiều
lần đảm bảo dòng truyền lớn.

Giao tiếp với ngườ
i sử dụng thông qua bàn phím để đặt thời gian về giờ
phút giây, ngày tháng năm hoặc đặt chế độ đánh chuông báo thời gian.

VII - CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG GỒM CÓ:
−
Điện trở.
−
Tụ điện.
−
Biến áp , biến trở.
−
IC ổn áp 7805,7912,7812.

Khèi vi xö lÝ 89C52
Bàn phím
Real time
clock
DS12887
Hiển thị LCD
Khối báo
chuông
Khối đo nhiệt
độ
Khối biến đổi
ADC
Mạch truyền
tin
Đồng hồ con
LED

Báo cáo thực tập tốt nghiệp



10
−
IC ADC0809, 74LS148, 4011, LM335, OP07, 4094.
−
DS12887, 89C52, LCD, LED.
−
5 phím bấm, Reset.

1. KHỐI CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SỐ ADC0809.

Khối biến đổi A/D có nhiệm vụ chuyển giá trị điện áp ở đầu vào thành giá trị
số để đưa lên vi xử lý tính toán sau đó hiển thị ra giá trị nhiệt độ.Khối biến đổi A/D là
ADC0809 là một vi mạch 8 kênh,8 bit có sai số là 0.4% nên chấp nhận được vì nhiệt
độ cần đo không yêu cầu một cách chính xác .Bộ biến đổi ADC0809 là bộ biến đổi
A/D 8 kênh làm việc hoàn toàn độc lập với nhau để lự
a chọn, 8 đầu ra song song
tương thích với TTL và một điều đáng quan tâm là sự tiêu thụ dòng điện của vi mạch
hầu như không đáng kể ( cỡ 300μA ). Thời gian biến đổi nhanh :100μs.
a. Các thông số kỹ thuật của ADC0809:
- Không đòi hỏi điều chỉnh điểm '0' .
- Quét động 8 kênh bằng logic địa chỉ .
- Dải tín hiệu lối vào analog từ 0 ÷ 5
v
khi điện áp nguần nuôi là +5
v

- Tất cả các tín hiệu đều tương thích với TTL
- Độ phân giải 8 bits.
- Sai số 1 bit lượng tử .
- Thời gian biến đổi 100μs .
- Dòng tiêu thụ : 0.3μA .
- Ghép nối tương thích với VXL.
- Nhiệt độ làm việc : -55
0
C ÷ 125
0
C .


Sơ đồ chân của ADC0809:
ADC0809
10
9
7
17
14
15
8
18
19
20
21
6
22
11
12

16
26
27
28
1
2
3
4
5
25
24
23
CLK
OE
EOC
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
START
ALE
VCC
REF+
REF-
IN0
IN1

IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
A0
A1
A2