Luận văn thạc sĩ về giải thuật thu thập dữ liệu và điều khiển hệ thống điện trong thiết bị mạng và nhà máy điện

• Tác giả: Trương Văn Quốc
• Người hướng dẫn: TS. Trương Đình Châu
• Trường học: Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Thiết bị, Mạng và Nhà máy điện
• Đề tài: Nghiên cứu giải thuật thu thập dữ liệu và điều khiển hệ thống điện trong thiết bị mạng và nhà máy điện
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
• 1.1. Khái niệm chung về dự phòng
• 1.2. Hệ thống điều khiển đa cấp
• 1.2.1. Các kỹ thuật dự phòng
• 1.2.2. Hệ thống điều khiển đa cấp
• 1.3. Giải pháp dự phòng trong hệ thống điều khiển đa cấp
• 1.3.1. Dự phòng thiết bị điều khiển
• 1.3.2. Dự phòng ở cấp SCADA
• 1.3.3. Dự phòng mạng truyền thông
• 1.3.4. Cấu trúc tổng quát của hệ thống dự phòng
• 1.3.5. Giới thiệu một số hệ thống dự phòng ứng dụng
• 1.3.5.1. Hệ thống điều khiển có dự phòng cho hệ thống năng lượng ở giàn
• 1.3.5.2. Hệ thống điều khiển có dự phòng cho hệ thống năng lượng ở giàn công nghệ trung tâm CTK3
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG GIẢI THUẬT DỰ PHÒNG CHO CÁC CẤP TRONG HỆ THỐNG
• 2.1. Các thành phần sử dụng trong hệ thống
• 2.2. Chuẩn truyền thông Modbus TCP/IP
• 2.3. Xây dựng giải thuật dự phòng ở cấp điều khiển
• 2.3.1. Cấu trúc phần cứng
• 2.3.2. Cấu trúc phần mềm
• 2.3.3. Kiểm tra trạng thái hoạt động của PLC Primary
• 2.3.4. Giải thuật và các hàm đồng bộ hóa Counter
• 3. CHƯƠNG 3: DỰ PHÒNG Ở CẤP SCADA
• 3.1. Cấu trúc server của Citect
• 3.1.1. Các server trong một hệ thống SCADA Citect
• 3.1.2. Các kiến trúc của hệ thống SCADA Citect
• 3.2. Citect SCADA Redundancy
• 3.2.1. Disk I/O device redundancy
• 3.2.2. Citect Server redundancy
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG HỆ THỐNG DỰ PHÒNG
• 4.1. Xây dựng cấu trúc hệ thống
• 4.2. Vai trò, chức năng của các thiết bị
• 4.2.1. Primary Server
• 4.2.2. Standby Server
• 4.3. Kết hợp dự phòng ở cấp điều khiển và cấp SCADA
• 4.4. Xây dựng các hàm quan trọng đối với dự phòng cấp 0
• 4.4.1. Hàm kiểm tra truyền thông
• 4.4.2. Hàm health checking
• 4.4.3. Hàm RC TU
• 4.4.4. Hàm OnOff
• 4.5. Xây dựng SCADA Redundancy
• 4.5.1. Disk I/O device redundancy
• 4.5.2. Real PLC redundancy (Premium PLC redundancy)
• 5. CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT, ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI
• 5.1. Chất lượng của hệ thống
• 5.2. Nhược điểm của hệ thống
• 5.3. Hướng phát triển của đề tài
• PHỤ LỤC HÌNH
• PHỤ LỤC BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu đề tài

Đề tài 'Nghiên cứu giải thuật thu thập dữ liệu và điều khiển hệ thống điện trong thiết bị mạng và nhà máy điện' tập trung vào việc phát triển các giải pháp tự động hóa trong ngành công nghiệp điện. Giải thuật thu thập dữ liệu và điều khiển hệ thống là hai yếu tố quan trọng giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của các hệ thống điện. Việc áp dụng công nghệ IoT trong điện năng không chỉ giúp giám sát và điều khiển từ xa mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Đặc biệt, việc quản lý dữ liệu và phân tích dữ liệu là rất cần thiết để đưa ra các quyết định kịp thời và chính xác trong quá trình vận hành.

1.1. Khái niệm chung về dự phòng

Dự phòng (Redundancy) là một khái niệm quan trọng trong các hệ thống điện, nơi mà nhiều thiết bị được sử dụng để đảm bảo tính liên tục trong hoạt động. Hệ thống điện cần có các giải pháp dự phòng để giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn cho quá trình sản xuất. Các phương pháp dự phòng như dự phòng thiết bị điều khiển, dự phòng SCADA, và dự phòng mạng truyền thông đều có vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt động ổn định của hệ thống.

II. Hệ thống điều khiển đa cấp

Hệ thống điều khiển đa cấp là một cấu trúc phức tạp bao gồm nhiều cấp độ từ cảm biến đến điều khiển và giám sát. Mỗi cấp độ có vai trò riêng biệt trong việc thu thập và xử lý thông tin. Cấp điều khiển có nhiệm vụ xử lý tín hiệu từ các cảm biến và gửi lệnh điều khiển đến các thiết bị chấp hành. Cấp giám sát sử dụng các hệ thống SCADA để thu thập và phân tích dữ liệu, từ đó đưa ra các quyết định điều khiển. Việc thiết lập một hệ thống điều khiển đa cấp hiệu quả giúp nâng cao hiệu suất năng lượng và giảm thiểu thời gian chết trong sản xuất.

2.1. Các kỹ thuật dự phòng

Các kỹ thuật dự phòng trong hệ thống điều khiển đa cấp bao gồm dự phòng lạnh, ấm và nóng. Mỗi loại dự phòng có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Dự phòng lạnh thường yêu cầu sự can thiệp của người vận hành, trong khi dự phòng nóng cho phép chuyển đổi tín hiệu mà không làm gián đoạn quá trình sản xuất. Việc lựa chọn kỹ thuật dự phòng phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo tính liên tục và ổn định của hệ thống.

III. Giải pháp dự phòng trong hệ thống điều khiển

Giải pháp dự phòng trong hệ thống điều khiển là một yếu tố thiết yếu để đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy. Các giải pháp này bao gồm dự phòng thiết bị điều khiển, dự phòng SCADA, và dự phòng mạng truyền thông. Mỗi giải pháp đều có vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt động liên tục của hệ thống. Việc áp dụng các công nghệ mới như cảm biến thông minh và truyền thông mạng giúp cải thiện khả năng giám sát và điều khiển, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.

3.1. Dự phòng thiết bị điều khiển

Dự phòng thiết bị điều khiển là giải pháp nhằm đảm bảo rằng nếu một thiết bị gặp sự cố, thiết bị khác sẽ tự động thay thế. Điều này giúp giảm thiểu thời gian chết và đảm bảo rằng quá trình sản xuất không bị gián đoạn. Việc thiết lập các thiết bị dự phòng cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo tính tương thích và khả năng hoạt động đồng bộ giữa các thiết bị.