BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TỰ ĐỘNG, TIN HỌC HÓA BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2007 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐA THÔNG SỐ DÙNG CHO NGÀNH ĐIỆN Chủ nhiệm đề tài: LÊ MẠNH HÙNG 6938 04/8/2008 HÀ NỘI - 2007 BỘ CÔNG THƯƠNG VIEN NC ĐIỆN TỬ, TIN HOC, TU DONG HOA ---000--- BAO CAO KET QUA THUC HIEN DE TAI CAP BO 2007 “NGHIEN CUU, THIET KE CHE TAO THIET BI DO DA THONG SO DUNG CHO NGÀNH ĐIỆN” Don vi chi tri: Vién NC Dién tir, Tin hoc, Ty déng hoa Chủ nhiệm đề tài: Lê Mạnh Hùng Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hoá Các thành viên tham gia: 1. Lê Anh Tuấn Viện NC Điện tử, Tin học, TDH 2. Vũ Công Chiến Viện NC Điện tử, Tin học, TĐH 3. Bùi Đức Trí Viện NC Điện tử, Tin học, TĐH 4.
Tạ Ngọc Hà Viện NC Điện tử, Tin học, TĐH 5. Lê Thanh Hải Viện NC Điện tử, Tin học, TĐH Hà Nội, 11/2007 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị đo đa thông số dùng cho ngành điện Mục lục Phần 1. Cơ sở pháp lý, xuất xứ của đề tài 1. Xuất xứ của đề tài 2.
Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tà 2. Tính cấp thiết 2. Mục tiêu nghiên cứu 3. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu 3.
Đối tượng, phạm vi. Nội dung nghiên cứu. Tổng quan về nhà máy nhiệt điện. Giới thiệu về nhà máy a) Chu trình chính của hơi và nước.
b) Chu trình nhiên liệu (than). Tổng quan về lò b) Hệ thống khói, gió c) Hệ thống nghiền nhiên liệu d) Bộ sấy không khí. e) Hệ thống thối bụi. f) Hệ thống dầu đốt lò.
g) Hệ thống xử lý nước h) Hệ thống khứ lưu huỳnh (FGD). ¡) Hệ thống thải xỉ 3. Tổng quan về turbine a) Turbine b) Hệ thống nước ngưng. c) Hệ thống nước cấp d) Hệ thống nước tuần hoàn e) Hệ thống dầu thuỷ lực.
? Hệ thống dầu bôi trơn, dầu chèn g) Hệ thống khí phục vụ, khí đo lường 3. Tổng hợp một số thông số đo chính trong nhà máy điện 3. Phương pháp đo các thông số trong nhà máy điện 3. Đo nhiệt độ a) Cảm biến nhiệt điện trở.
b) Câm biến cặp nhiệt ngẫu c) Do nhiệt độ bằng diot và tranzito 3. Đo áp suất chất lưu a) Cam biến áp suất bằng biến thiên trở kháng. b) Cảm biến áp suất bằng biến thiên điện dung VIELINA-2007 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị đo đa thông số dùng cho ngành điện c) Cảm biến áp suất bằng biến thiên độ tự cảm.2-72ccccccvccecrey 36 d) Cảm biến áp suất bằng hiệu ứng áp điện. e) Cảm biến áp suất bằng dao đông cơ điện.
Do lưu lượng chất lưu a) Lưu lượng kế từ điện. b) Lưu lượng kế cơ dùng chuyên đổi điện. c) Lưu lượng kế khối lượng nhiệt 3. Do tốc độ chất lưu a) Do téc độ dùng dây và màng mỏng b) Do tốc độ dùng ion c) Đo tốc độ dùng chén bán câu và cánh quại d) Ðo tốc độ dùng siêu âm.
Do mire a) Phương pháp siêu âm đo mức b) Phương pháp phao nổi, phương pháp tha dây đếm xung. c) Do mite bang áp suất d) Do mire bang áp suất (gây ra hiện tượng nồi bot). e) Phương pháp điện dung đo mức. Do độ rung, gia tốc.
a) Cảm biến đo tốc độ rung b) Do gia tốc áp điện c) Do gia tốc áp trở. a) Âm kế điện ly. b) Am ké hap thụ. c) Am ké biến thiên trở kháng.
d) Âm kế ngưng tụ e) Tính năng chủ yếu của một số cảm biến độ âm. Thiết kế thiết bị đo (Ký hiệu PM07) 3. Dat van dé 3. Thiét ké phan cứng thiết b a) Khối xử lý trung tâm (CPU).
b) Khối đầu vào tương tự (AI) c) Khối lọc và chuyền đổi tín hiệu dòng/áp (IFV). d) Khối đầu vào số (DI). e) Khối đầu ra số (DO). Thiết kế phần mềm cho thiết bị a) Đọc số liệu từ ADC b) Lấy trung bình số liệu.
c) Ham đọc phím. d) Quét hién thị e) Tính toán sé liéu do. VIELINA-2007 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị đo đa thông số dùng cho ngành điện f) Ham kiém tra password trước khi vào cài đặt thiết bị 4. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.
Tình hình nghiên cứu trong nước 4. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 4. Nhóm các thiết bị thuộc thế hệ các thiết bị tương tự. Nhóm các thiết bị thuộc thế hệ các thiết bị số.
Một số thiết bị do do các hãng nước ngoài chế tạo. Thiết bị đo nhiệt độ a) Thiết bị đo nhiệt độ 2 kênh. b) Thiết bị đo nhiệt độ 6 kênh 4. Thiết bị do vận tốc 4.
Thiết bị đo gia tốc. Phương pháp tiến hành nghiên cứ. Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu và hoá chất sử dụng cho nghiên cứu. Kết quả thực nghiệm.
Tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị PM07. Giới thiệu thiết bị, 3. Các thao tác với thiết 3. Mặt trước của bộ chỉ thị và phím chức năng.
Trạng thái chí thị 3. Sơ đồ kết nối phần cứng. Jac cam Bus lưng. Jac cắm trên khối xử lý trung tâm.
a) Jac 25 chan đực kết nối với bộ chỉ thị và phím chức năng. b) Jắc 9 chân đực cho truyền thông và nạp chương trình 3. lắc cắm trên khối đầu vào tượng tự 3. Jac cắm trên khối lọc và chuyên đối dòng/áp.
sẻ a) Jac 15 chân đực cho tín hiệu vào dòng 4-20mA.:--c:52cccceccex b) Jắc 15 chân cái cho tín hiệu ra áp. Jac cắm trên khối đầu vào số 3. lắc cắm trên khối đầu ra số. Giao thức truyền thông 3.
Thiết lập cầu hình truyền thông 3. Định dạng khuôn mẫu dỹ liệu truyền thông 3. Hệ lệnh truyền thông a) Lệnh đọc thông số b) Lệnh ghi thông số c) Bang mã lệnh đọc/ghi 3. Kết quä thứ nghiệm thiết bị PM07.
Thử nghiệm từng khối (module) 3. Thử nghiệm khối nguồn (Power) a) Điện áp +5V digital. VIELINA-2007 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị đo đa thông số dùng cho ngành điện b) Điện áp +5V communiCafiOH. - - óc tk rrrke 87 c) Dién ap +15V analog.
d) Dién ap -15V analog. Thứ nghiệm khối đầu vào tương ty (AT). Thứ nghiệm khối lọc và chuyển đổi tín hiệu dòng áp (IFV). Thứ nghiệm thiết bị do sau ghép nối các khối (module) 3.
Thứ nghiệm thiết bị do với transmitfer và phát chuẩn sensor. Thứ nghiệm thiết bị do do nhiệt độ 3. Đo nhiệt độ phòng tại “Trung tam C&I”. Đo nhiệt độ vỏ máy phát điện.
Một thí dụ về việc sử dụng thiết bị ứng dụng vào “Hệ thống giám sát và điều khiển độ sach Hydro cung cấp làm mát máy phát”.ccc‹csc<+<<strrrre 96 3. Mô tả hệ thống. Sơ đồ kết nối thiết bị PM07 vào điều khiển hệ thông 3. Mô tả điều khiển Phần 3.
Kết luận và kiến nghị. Tài liệu tham khảo Phần 5. Giới thiệu sơ đồ mạch các khối (module) của thiết bị. Khối xử lý trung tâm (CPU) 1.
Khối đầu vào tương tự (AI) 1. Khối lọc và chuyền đổi tín hiệu dòng/áp (IEV. Khối đầu vào số (DI). Khối đầu ra số (DO).
Khối hiển thị và bàn phím. Giới thiệu 1 số linh kiện sử dụng 2. Vi điều khiển 89S8252. SERIAL EEPROM 24C256 VIELINA-2007 Page 4 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị đo đa thông số dùng cho ngành điện Ký hiệu và viet tat - NMND: Nha may nhiét dién - NMTD: Nha may thuy dién - TBA: Trạm biến áp - TE: Turbine End - CE: Collector End - CDCH: Bộ chuyền đổi chuẩn hoá tín hiệu đo lường - KDDL: Bộ khuếch đại đo lường - PMO7: Ký hiệu tên thiết bị đo đa thông số - PIN: Phong thi nghiém VIELINA-2007 Page 5 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị đo đa thông số dùng cho ngành điện Phần 1.
Cơ sở pháp lý, xuất xứ của đề tài 1. Cơ sở pháp lý - _ Căn cứ Nghị định số 55/2003/NĐ-CP ngày 28 tháng 5 năm 2003 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ Công nghiệp; - _ Căn cứ Quyết định số 419/TTg ngày 21 tháng 7 năm 1995 cửa Thủ tướng Chính phủ về cơ chế quản lý các hoạt động nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ; - _ Căn cứ Nghị định số 81/2002/NĐ-CP ngày 17 tháng 10 năm 2002 của Chính phủ quy định chỉ tiết thi hành một số điều của Luật Khoa học và Công nghệ; - _ Căn cứ Quyết định số 3474/ QĐ-BCN ngày 05 tháng 12 năm 2006 về việc giao kế hoạch KHCN năm 2007; - Căn cứ vào Hợp đổng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số 142.07RD/HĐ-KHCN ngày 6 tháng 02 năm 2007 giữa Bộ Công thương và Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hoá. Xuất xú của dé tài Xuất phát từ nhu cầu thực tế trong quá trình tham gia thực hiện các hợp đồng với ngành điện, chúng tôi nhận thấy rằng: trong các nhà máy điện (thuỷ điện, nhiệt điện), trừ các nhà máy điện mới được xây dựng thì hầu hết các nhà máy điện do Nga (Liên Xô cũ) xây dựng trước đây (vào những năm 80, 90 của kỷ niên trước) các thiết bị đã trở lên khá cũ và lạc hậu (công nghệ sử dụng là thế hệ analog). Phần lớn trong số thiết bị đo và điều khiển đó đã hư hỏng hoặc gây ra sai số khá lớn.
Phương án nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các thiết bị đo đa thông số thay thế từng phần và tiến tới hoàn thiện hệ thống đo lường điều khiển toàn bộ nhà máy được chúng tôi đề xuất dựa trên những thông tin có được đó. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2. Tính cấp thiết Hiện nay việc vận hành nhà máy điện cũ chủ yếu dựa trên kinh nghiệm và dựa vào yếu tố con người. Điều đó vừa làm lãng phí một lượng nhân lực khá lớn, vừa không đám bảo về kỹ thuật, vừa không hiệu quả về kinh tế.
Qua tìm hiểu các thông tin trên mạng internet và trao đổi với các cán bộ tại các nhà máy điện cũ và mới, chúng tôi được biết: các thiết bị đo và điều khiển nhà máy điện hiện nay được các hãng sản xuất trên thế giới chế tạo theo công nghệ mới (công nghệ số, vi xử lý) hoạt động khá tốt. Tuy nhiên giá thành là khá cao, nếu như mua đơn lẻ hoặc ngay cả khi có dự án thay thế đồng bộ. Đồng thời, ta cũng không thực sự chủ động được hoàn toàn về kỹ thuật, cũng như công nghệ mỗi khi xảy ra sự cô. VIELINA-2007 Page 6 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị đo đa thông số dùng cho ngành điện 2.