Nghiên Cứu Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Tự Động Phần Thải Xỉ Cho Nhà Máy Nhiệt Điện Đốt Than

Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than, nâng cao hiệu quả và bảo vệ môi trường.

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điều Khiển
• Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Tự Động Phần Thải Xỉ Nhà Máy Nhiệt Điện Đốt Than
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• MỞ ĐẦU
• Lý do chọn đề tài
• Phương pháp nghiên cứu
• Đối tượng của đề tài
• Mục tiêu của đề tài
• Ý nghĩa của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ
• 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VÀI NÉT VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NHÀ MÁY
• 1.2. CHU TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ
• 1.3. CHU TRÌNH CỦA HỆ THỐNG THẢI TRO XỈ CỦA NHÀ MÁY
• 1.3.1. Chu trình hệ thống thải xỉ đáy lò
• 1.3.2. Chu trình hệ thống thu hồi tro bay
• 1.3.3. Chu trình hệ thống thải bùn xỉ
• 1.3.4. Chu trình hệ thống nước tái tuần hoàn
• 1.4. HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN CHUNG CỦA NHÀ MÁY
• 1.4.1. Giới thiệu chung về hệ thống DCS
• 1.4.2. Hệ thống DCS của nhà máy nhiệt điện Uông Bí
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CHO HỆ THỐNG THẢI XỈ
• 2.1. PHÂN TÍCH YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CỦA HỆ THỐNG
• 2.1.1. Phân tích yêu cầu điều khiển của hệ thống
• 2.1.2. Phân tích yêu cầu giám sát
• 2.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 2.2.1. Lựa chọn giải pháp điều khiển, giám sát và truyền thông
• 2.2.2. Lựa chọn hệ thống điều khiển
• 2.2.3. Xây dựng các đối tượng cho yêu cầu điều khiển và giám sát
• 2.2.4. Thiết kế các thành phần bộ điều khiển chính
• 2.2.5. Lựa chọn thiết bị chính cho hệ thống điều khiển
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT TRẠM THẢI XỈ
• 3.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH CỨNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
• 3.1.1. Sơ đồ cấu hình của hệ thống điều khiển chính
• 3.1.2. Thiết kế nguồn cấp chung cho hệ thống điều khiển
• 3.1.3. Thiết kế cấp nguồn cho các module hệ thống PLC điều khiển trạm vận hành trạm vận hành chính
• 3.1.4. Thiết kế cấp nguồn cho các module hệ thống PLC điều khiển trạm vận hành nhà quạt
• 3.1.5. Thiết kế cấp nguồn cho các module của hệ thống điều khiển trạm vận hành nước ngược
• 3.1.6. Thiết kế sơ đồ điều khiển đặc trưng
• 3.1.7. Thiết kế tín hiệu vào ra điển hình của hệ thống điều khiển giám sát một động cơ trong hệ thống
• 3.1.8. Thiết kế tín hiệu đầu vào điển hình của module DI cho hệ thống giám sát điều khiển các van
• 3.1.9. Sơ đồ tín hiệu đầu ra điển hình của module DO cho hệ thống giám sát điều khiển các van
• 3.2. LẬP CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM CỦA HỆ THỐNG
• 3.2.1. Lập trình một project
• 3.2.2. Lập cấu hình cứng cho trạm PLC
• 3.2.3. Xây dựng cấu hình phần mềm cho hệ thống PLC
• 4. CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN VẬN HÀNH
• 4.1. CHƯƠNG TRÌNH CẤU HÌNH PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG PLC
• 4.2. CHƯƠNG TRÌNH LOGIC ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG PLC
• 4.2.1. Các khối hàm chức năng cho từng nhóm thiết bị
• 4.2.2. Chương trình điều khiển giám sát một van đặc trưng của hệ thống
• 4.2.3. Chương trình điều khiển giám sát một động cơ đặc trưng của hệ thống
• 4.2.4. Logic cho một giá trị cảnh báo điển hình
• 4.2.5. Logic cho một giá trị tương tự
• 4.3. GIAO DIỆN VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG THẢI XỈ
• 4.3.1. Giao diện vận hành hệ thống nước cấp
• 4.3.2. Giao diện vận hành hệ thống thu hồi tro bay
• 4.3.3. Giao diện vận hành hệ thống thải xỉ đáy lò
• 4.3.4. Giao diện vận hành hệ thống thải bùn xỉ
• 5. CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT TRẠM THẢI TRO XỈ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Hệ Thống Điều Khiển Tự Động Thải Xỉ NMNĐ Than

Hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ đóng vai trò xương sống trong vận hành của các nhà máy nhiệt điện đốt than hiện đại. Việc tự động hóa nhà máy nhiệt điện không chỉ là một xu hướng công nghệ mà còn là yêu cầu cấp thiết để nâng cao hiệu suất, đảm bảo an toàn và giảm thiểu tác động môi trường. Quá trình đốt than tạo ra hai sản phẩm phụ chính là xỉ đáy lò (bottom ash) và tro bay (fly ash), cần được xử lý và vận chuyển ra khỏi khu vực lò hơi một cách hiệu quả. Một hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ được thiết kế tốt sẽ giúp tối ưu hóa toàn bộ chu trình này, từ khâu thu gom, xử lý sơ bộ đến vận chuyển ra bãi thải hoặc các đơn vị tái chế. Mục tiêu chính của nghiên cứu này, dựa trên nền tảng của các luận văn nhà máy nhiệt điện chuyên sâu, là xây dựng một giải pháp điều khiển tích hợp, tin cậy và linh hoạt. Hệ thống này phải có khả năng giám sát liên tục các thông số vận hành, tự động thực hiện các chu trình thải xỉ theo lịch trình hoặc theo điều kiện thực tế, đồng thời cảnh báo và xử lý các sự cố tiềm ẩn. Việc áp dụng các công nghệ điều khiển tiên tiến như PLC và SCADA là chìa khóa để hiện thực hóa các mục tiêu này.

1.1. Tầm quan trọng của tự động hóa trong xử lý tro xỉ

Tự động hóa trong xử lý tro xỉ nhà máy nhiệt điện mang lại lợi ích kép về kinh tế và môi trường. Trước đây, quy trình này phụ thuộc nhiều vào thao tác thủ công, dẫn đến hiệu suất thấp, tốn kém nhân lực và tiềm ẩn nhiều rủi ro về an toàn vận hành hệ thống thải xỉ. Một hệ thống tự động giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, đảm bảo các thao tác được thực hiện đồng bộ và chính xác. Điều này trực tiếp cải thiện hiệu suất vận hành, giảm tiêu thụ năng lượng cho các thiết bị như bơm, quạt và băng tải. Hơn nữa, việc kiểm soát chặt chẽ quá trình giúp ngăn chặn phát tán bụi tro, rò rỉ nước thải xỉ, góp phần bảo vệ môi trường xung quanh nhà máy. Tự động hóa còn tạo nền tảng cho việc thu thập và phân tích dữ liệu, từ đó đưa ra các chiến lược tối ưu hóa quá trình thải xỉ trong dài hạn.

1.2. Phân loại các hệ thống thải xỉ phổ biến hiện nay

Hiện nay, có hai công nghệ chính được áp dụng là hệ thống thải xỉ ướt và hệ thống thải xỉ khô. Hệ thống thải xỉ ướt sử dụng nước để làm nguội và vận chuyển xỉ dưới dạng bùn lỏng ra hồ chứa. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu thấp và hạn chế phát tán bụi. Tuy nhiên, nó tiêu tốn một lượng nước lớn và đòi hỏi diện tích hồ chứa rộng. Ngược lại, hệ thống thải xỉ khô sử dụng hệ thống vận chuyển xỉ bằng khí nén hoặc băng tải cơ khí. Công nghệ này giúp tiết kiệm nước, giảm diện tích bãi thải và tạo ra sản phẩm tro xỉ khô có giá trị thương mại cao, dễ dàng tái sử dụng làm vật liệu xây dựng. Việc lựa chọn công nghệ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như quy mô nhà máy, điều kiện địa lý và định hướng xử lý sản phẩm phụ.

II. Các Thách Thức Khi Vận Hành Hệ Thống Thải Xỉ Thủ Công

Vận hành hệ thống thải xỉ một cách thủ công hoặc bán tự động tại các nhà máy nhiệt điện đốt than tiềm ẩn nhiều thách thức và rủi ro. Thách thức lớn nhất là sự phụ thuộc vào kinh nghiệm và sự tập trung của người vận hành. Bất kỳ sai sót nào trong việc tuân thủ quy trình vận hành hệ thống thải xỉ đều có thể dẫn đến các sự cố nghiêm trọng như tắc nghẽn đường ống, quá tải thiết bị, hoặc thậm chí là dừng lò khẩn cấp, gây thiệt hại kinh tế nặng nề. Môi trường làm việc tại khu vực thải xỉ thường khắc nghiệt, có nhiều bụi, tiếng ồn và nhiệt độ cao, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và sự an toàn của công nhân. Việc giám sát các thông số như áp suất, lưu lượng, và mức xỉ trong silo một cách thủ công thường không kịp thời và thiếu chính xác. Điều này làm cho việc phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường trở nên khó khăn, tăng nguy cơ xảy ra sự cố. Hơn nữa, vận hành thủ công không thể tối ưu hóa quá trình thải xỉ, dẫn đến lãng phí năng lượng và tài nguyên nước, đồng thời tăng chi phí bảo trì do thiết bị phải hoạt động trong điều kiện không lý tưởng. Những vấn đề này nhấn mạnh sự cần thiết của một đồ án tự động hóa toàn diện.

2.1. Rủi ro về an toàn và hiệu suất vận hành nhà máy

Vấn đề an toàn vận hành hệ thống thải xỉ là ưu tiên hàng đầu. Các thao tác sai có thể gây ra tình trạng áp suất tăng đột ngột trong đường ống, dẫn đến vỡ ống và phun trào bùn xỉ nóng. Việc đóng mở van không đúng trình tự có thể làm hỏng thiết bị hoặc gây tắc nghẽn toàn hệ thống. Về hiệu suất, vận hành không tối ưu làm tăng thời gian cho mỗi chu trình thải xỉ, ảnh hưởng đến khả năng làm việc liên tục của lò hơi. Theo nghiên cứu tại Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí, việc tự động hóa có thể giảm thời gian một chu trình thải xỉ đáy lò từ vài giờ xuống còn khoảng 1.5 giờ, cho thấy tiềm năng cải thiện hiệu suất là rất lớn.

2.2. Khó khăn trong việc giám sát và chẩn đoán lỗi hệ thống

Trong hệ thống thủ công, việc giám sát chủ yếu dựa vào các đồng hồ đo cơ tại chỗ. Người vận hành phải di chuyển liên tục giữa các vị trí để ghi nhận thông số, khiến việc bao quát toàn bộ hệ thống trở nên bất khả thi. Khi có sự cố, việc xác định nguyên nhân gốc rễ mất rất nhiều thời gian vì thiếu dữ liệu lịch sử và công cụ chẩn đoán. Một hệ thống SCADA giám sát thải xỉ hiện đại sẽ giải quyết triệt để vấn đề này bằng cách tập trung hóa dữ liệu, hiển thị trực quan trên màn hình MMI, và cung cấp các công cụ phân tích, cảnh báo sớm, giúp rút ngắn đáng kể thời gian khắc phục sự cố.

III. Giải Pháp Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Thải Xỉ Tối Ưu

Để giải quyết các thách thức đã nêu, một giải pháp thiết kế hệ thống điều khiển tự động tối ưu là cần thiết. Giải pháp này dựa trên cấu trúc điều khiển phân tán, sử dụng bộ điều khiển logic khả trình (PLC) làm trung tâm xử lý và hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA) làm giao diện vận hành. Sơ đồ công nghệ hệ thống thải xỉ được số hóa và mô phỏng trên giao diện SCADA, cho phép người vận hành giám sát toàn bộ quá trình một cách trực quan. Trái tim của hệ thống là PLC, nơi các thuật toán điều khiển tuần tự, liên động và bảo vệ được lập trình. Hệ thống này thu thập tín hiệu từ các thiết bị hiện trường như cảm biến mức xỉ, cảm biến áp suất, lưu lượng kế và tín hiệu trạng thái của động cơ, van. Dựa trên các tín hiệu đầu vào này, PLC sẽ xuất tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành như biến tần cho động cơ băng tải (hoặc bơm), các van khí nén, van điện. Luận văn của Nguyễn Hoài Phương (2018) đã đề xuất một cấu trúc cụ thể cho Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí, sử dụng PLC Siemens S7-400H có dự phòng nóng để đảm bảo độ tin cậy cao nhất cho hệ thống.

3.1. Lựa chọn cấu trúc điều khiển PLC và mạng truyền thông

Việc lựa chọn PLC là bước quan trọng, quyết định đến độ ổn định và khả năng mở rộng của hệ thống. Các dòng PLC công nghiệp hiệu năng cao như Siemens S7-400H hay Rockwell ControlLogix thường được ưu tiên cho các ứng dụng quan trọng như trong nhà máy điện. Cấu hình dự phòng nóng (Redundancy) đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động bình thường ngay cả khi một CPU gặp sự cố. Về truyền thông, mạng PROFIBUS DP được lựa chọn để kết nối PLC trung tâm với các trạm I/O phân tán đặt gần thiết bị. Giải pháp này giúp giảm thiểu đáng kể chi phí dây dẫn, chống nhiễu tốt và dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống trong tương lai. Giao tiếp giữa PLC và hệ thống DCS/SCADA của nhà máy thường được thực hiện qua mạng Modbus TCP/IP hoặc Ethernet/IP.

3.2. Xây dựng hệ thống SCADA giám sát thải xỉ thời gian thực

Một hệ thống SCADA giám sát thải xỉ hiệu quả phải cung cấp một giao diện người-máy (HMI/MMI) thân thiện và đầy đủ thông tin. Giao diện này cần mô phỏng chính xác sơ đồ công nghệ hệ thống thải xỉ, hiển thị trạng thái hoạt động (chạy/dừng, đóng/mở), các giá trị đo lường thời gian thực (áp suất, mức, lưu lượng). Ngoài ra, hệ thống phải có các tính năng quan trọng khác như: quản lý cảnh báo (Alarm Management), vẽ đồ thị xu hướng (Trending) để phân tích dữ liệu lịch sử, và ghi nhận sự kiện (Event Logging) để truy vết sự cố. Người vận hành có thể điều khiển toàn bộ hệ thống từ phòng điều khiển trung tâm thông qua giao diện SCADA, lựa chọn các chế độ vận hành (tự động/bằng tay) và cài đặt các tham số cho chu trình.

IV. Phương Pháp Lập Trình PLC Tích Hợp Hệ Thống Thải Xỉ

Việc lập trình PLC điều khiển băng tải xỉ, bơm và van là hạt nhân của giải pháp tự động hóa. Chương trình điều khiển cần được xây dựng một cách có cấu trúc, chia thành các khối hàm chức năng (Function Block) riêng biệt cho từng cụm thiết bị hoặc từng chu trình công nghệ. Ví dụ, sẽ có các khối hàm cho chu trình thải xỉ đáy lò, chu trình thu hồi tro bay, và hệ thống nước tuần hoàn. Cách tiếp cận này giúp chương trình trở nên rõ ràng, dễ đọc, dễ bảo trì và nâng cấp. Logic điều khiển phải bao gồm ba thành phần chính: điều khiển tuần tự, điều khiển liên động và logic bảo vệ. Điều khiển tuần tự xác định các bước thực hiện của một chu trình, ví dụ: mở van nước -> khởi động bơm -> mở cửa xả xỉ. Điều khiển liên động đảm bảo các thiết bị hoạt động phối hợp an toàn, ví dụ: bơm chỉ được phép chạy khi van hút đã mở hoàn toàn. Logic bảo vệ sẽ giám sát các điều kiện nguy hiểm (quá áp, quá dòng, mức xỉ quá cao) và tự động dừng thiết bị hoặc toàn bộ chu trình để ngăn ngừa sự cố. Việc tích hợp các giải pháp công nghệ xử lý tro bay và xỉ đáy lò vào một chương trình thống nhất đòi hỏi sự am hiểu sâu sắc về công nghệ.

4.1. Xây dựng logic điều khiển tuần tự và liên động an toàn

Logic điều khiển tuần tự được lập trình dựa trên quy trình vận hành hệ thống thải xỉ chuẩn. Mỗi bước trong tuần tự sẽ được kích hoạt chỉ khi các điều kiện của bước trước đó đã được thỏa mãn và các điều kiện an toàn cho phép. Ví dụ, trong hệ thống thu hồi tro bay bằng chân không, van xả tro của một phễu chỉ mở sau khi hệ thống đã đạt được độ chân không yêu cầu. Các điều kiện liên động là tối quan trọng, ví dụ, quạt tạo chân không sẽ tự động dừng nếu bộ lọc bị tắc hoặc nhiệt độ động cơ quá cao. Tất cả các logic này được lập trình bằng ngôn ngữ LADDER, FBD hoặc SCL trong môi trường phát triển của PLC, đảm bảo tính chặt chẽ và tin cậy.

4.2. Giám sát thông số và điều khiển động cơ bằng biến tần

Để tối ưu hóa quá trình thải xỉ, việc sử dụng biến tần cho động cơ băng tải và bơm là một giải pháp hiệu quả. Biến tần cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ một cách linh hoạt, thay vì chỉ chạy/dừng như phương pháp khởi động trực tiếp. Ví dụ, tốc độ bơm bùn xỉ có thể được điều chỉnh dựa trên tín hiệu từ cảm biến lưu lượng để duy trì một dòng chảy ổn định, tránh gây tắc nghẽn hoặc bào mòn đường ống. Tương tự, tốc độ băng tải có thể được điều chỉnh theo lượng xỉ thực tế. PLC sẽ tính toán và gửi tín hiệu điều khiển tốc độ (thường là tín hiệu analog 4-20mA) đến biến tần. Việc này không chỉ cải thiện chất lượng điều khiển mà còn giúp tiết kiệm đáng kể điện năng tiêu thụ.

V. Kết Quả Ứng Dụng Tối Ưu Hóa Hệ Thống Thải Xỉ NMNĐ

Việc ứng dụng thành công một hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ mang lại những kết quả tích cực và đo lường được. Tại các nhà máy đã triển khai, như mô hình được đề xuất cho Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí, hiệu quả vận hành đã được cải thiện rõ rệt. Thời gian cần thiết cho mỗi chu trình thải xỉ giảm xuống, cho phép hệ thống đáp ứng linh hoạt hơn với các chế độ tải khác nhau của lò hơi. Độ tin cậy của hệ thống tăng lên, số lần xảy ra sự cố và thời gian dừng máy để sửa chữa giảm đáng kể. Điều này góp phần nâng cao hệ số khả dụng của toàn bộ tổ máy. Việc giám sát và điều khiển tập trung thông qua hệ thống SCADA giám sát thải xỉ giúp giảm số lượng nhân sự vận hành trực tiếp tại hiện trường, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc và đảm bảo an toàn vận hành hệ thống thải xỉ. Dữ liệu vận hành được thu thập liên tục là cơ sở quan trọng để các kỹ sư phân tích và tiếp tục tối ưu hóa quá trình thải xỉ. Các thông số như thời gian mở van, tốc độ bơm, áp suất đường ống có thể được tinh chỉnh để đạt được hiệu suất năng lượng tối ưu và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

5.1. Đánh giá hiệu quả xử lý xỉ đáy lò và thu hồi tro bay

Đối với hệ thống thải xỉ ướt cho xỉ đáy lò (bottom ash), hệ thống tự động đảm bảo xỉ được nghiền và vận chuyển với tỷ lệ nước/xỉ tối ưu, tránh lãng phí nước và ngăn ngừa tắc nghẽn. Đối với hệ thống thu hồi tro bay (fly ash), việc vận hành tuần tự các van xả một cách chính xác giúp silo được lấp đầy đồng đều và hiệu quả, tối đa hóa khả năng chứa. Hệ thống tự động sục khí trong silo cũng được kích hoạt định kỳ, đảm bảo tro luôn tơi xốp và dễ dàng cho việc xuất đi, phục vụ cho các giải pháp công nghệ xử lý tro bay như sản xuất xi măng, bê tông nhẹ.

5.2. Lợi ích kinh tế và môi trường từ dự án tự động hóa

Về mặt kinh tế, lợi ích đến từ việc giảm chi phí nhân công, tiết kiệm năng lượng (điện, nước, khí nén), giảm chi phí bảo trì và quan trọng nhất là giảm tổn thất do dừng máy sự cố. Về môi trường, hệ thống tự động giúp kiểm soát chặt chẽ quá trình, hạn chế tối đa việc phát tán bụi tro bay ra không khí, giảm nguy cơ rò rỉ nước thải xỉ ra môi trường đất và nước. Việc thu hồi hiệu quả tro xỉ khô cũng biến chất thải thành một nguồn tài nguyên có giá trị, thúc đẩy kinh tế tuần hoàn và giảm gánh nặng cho các bãi chôn lấp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong hệ thống năng lượng quốc gia, nhu cầu tiêu thụ điện năng liên tục tăng trưởng. Nhiệt điện đốt than được ưu tiên phát triển nhờ tính ổn định của nguồn nhiên liệu, chi phí đầu tư xây dựng hợp lý và thời gian thi công nhanh hơn so với các nhà máy thủy điện lớn. Tuy nhiên, quá trình vận hành các tổ máy nhiệt điện than thải ra một lượng tro xỉ rất lớn, đòi hỏi hệ thống xử lý và thải xỉ phải hoạt động liên tục, đồng bộ và có độ tin cậy cao nhằm tránh nguy cơ dừng lò gây thiệt hại kinh tế. Đề tài luận văn của học viên Nguyễn Hoài Phương (chuyên ngành Điều khiển và Tự động hóa, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, năm 2018) xuất phát từ yêu cầu thực tiễn sản xuất điện năng và nhu cầu hiện đại hóa công tác điều khiển - giám sát các phân hệ phụ trợ (Balance of Plant - BOP) trong nhà máy điện.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn được tác giả xác định cụ thể theo hai nhiệm vụ chính:

1. Xây dựng trạm vận hành thải xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than, trong đó tích hợp kỹ thuật tự động hóa vào hệ thống điều khiển và giám sát các thông số cùng thiết bị vận hành.
2. Xây dựng giải pháp tối ưu về điều khiển tự động hóa và giám sát thiết bị, thông số cho toàn bộ phân hệ thải xỉ của nhà máy.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống điều khiển tự động phần thải xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than. Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm và ứng dụng được giới hạn cụ thể tại tổ máy 300MW thuộc Công ty Nhiệt điện Uông Bí (tỉnh Quảng Ninh).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Về cơ sở lý thuyết, tác giả sử dụng các nguyên lý và mô hình điều khiển quá trình công nghiệp:

• Mô hình phân cấp chức năng của hệ thống điều khiển - giám sát: Gồm cấp chấp hành (cảm biến, transmitter đo lường mức, áp suất, nhiệt độ, lưu lượng và cơ cấu truyền động), cấp điều khiển (các bộ điều khiển hiện trường xử lý thuật toán), cấp điều khiển giám sát (trạm giao diện người - máy MMI/SCADA tại phòng điều khiển trung tâm và các trạm cục bộ), cùng cấp điều hành sản xuất và quản trị doanh nghiệp.
• Cấu trúc hệ thống điều khiển phân tán (DCS - Distributed Control System) so với điều khiển tập trung: Đánh giá tính độc lập, độ khả dụng, khả năng mở rộng và việc phân tán rủi ro xuống các trạm điều khiển cục bộ thông qua các bus truyền thông trường.
• Lý thuyết điều khiển tuần tự (Sequence Control) và điều khiển vòng hở (Open-loop Control): Ứng dụng các bộ đếm thời gian (Timer), bộ đếm xung (Counter) và chuỗi logic liên động an toàn để kiểm soát trình tự vận hành của thiết bị cơ cấu chấp hành.
• Cấu trúc hệ thống sự kiện tuần tự (Sequence of Events - SOE): Sử dụng xung đồng bộ thời gian IRIG-B để gắn nhãn thời gian thực cho các tín hiệu bảo vệ và trạng thái chuyển mạch, phục vụ công tác phân tích sự cố.
• Cấu trúc phần cứng và tổ chức bộ nhớ bộ điều khiển logic khả trình (PLC): Phân tích chi tiết ba phân vùng bộ nhớ của CPU (Load memory, Work memory, System memory) cùng các miền dữ liệu vào/ra số (I/Q), biến cờ (M), dữ liệu khối (DB, L) và vùng địa chỉ ngoại vi tương tự (PI/PQ).

Về phương pháp nghiên cứu, tác giả kết hợp ba phương pháp chính:

• Khảo sát thực tế, thống kê, phân tích và đánh giá hiện trạng dây chuyền công nghệ thải tro xỉ và hệ thống điều khiển tại tổ máy 300MW Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí.
• Ứng dụng kiến thức chuyên ngành Tự động hóa để thiết kế bài toán điều khiển logic, liên động bảo vệ, tích hợp mạng truyền thông công nghiệp và xây dựng giao diện vận hành MMI.
• Xây dựng mô hình phần cứng và phần mềm thực tế để vận hành thử nghiệm, kiểm tra tính đúng đắn của logic điều khiển và đối chiếu với các mục tiêu kỹ thuật đề ra.

Nguồn dữ liệu sử dụng trong luận văn bao gồm: Sơ đồ công nghệ, thông số vận hành thực tế do Phòng Kỹ thuật Công ty Nhiệt điện Uông Bí cung cấp; tài liệu kỹ thuật hệ thống DCS Symphony Harmony của hãng ABB Singapore; cùng tài liệu chuyên hãng về bộ điều khiển khả trình S7-300/S7-400 và phần mềm STEP 7 của Siemens.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Đề tài thuộc loại thiết kế và tích hợp hệ thống kỹ thuật tự động hóa công nghiệp. Tác giả đã xây dựng cấu trúc điều khiển phân tán cho trạm thải xỉ, kết nối trung gian với hệ thống điều khiển chung của toàn nhà máy.

Kiến trúc điều khiển và mạng truyền thông

Hệ thống điều khiển trạm thải xỉ được tổ chức với bộ điều khiển trung tâm là PLC Siemens dòng dự phòng kép (S7-400H) nhằm duy trì vận hành liên tục khi có lỗi phần cứng. Cấu trúc liên kết mạng công nghiệp bao gồm các phân tầng:

• Giao tiếp giữa trạm MMI và bộ điều khiển PLC S7-400H: Sử dụng kết nối Modbus RS232/FO (kết hợp cáp sợi quang) có dự phòng kênh truyền.
• Giao tiếp giữa PLC với các tủ I/O từ xa (Remote I/O): Áp dụng đường truyền PROFIBUS DP có dự phòng cho các cụm thiết bị đặt phân tán gồm tủ I/O phễu thu tro xỉ, tủ I/O hệ thống thu hồi tro bay và tủ I/O cụm bơm nước bổ sung.
• Giao tiếp cự ly xa tới trạm bơm nước ngược: Sử dụng đường truyền cáp quang (FO) độc lập có cấu hình dự phòng nhằm chống nhiễu trên khoảng cách truyền dẫn dài.
• Tích hợp vào hệ thống DCS chung: Trạm thải xỉ kết nối dữ liệu hai chiều với hệ thống giám sát SCMS (Station Control and Monitoring System) của nhà máy thông qua giao thức chuẩn Modbus công nghiệp.

Phân hệ công nghệ và thiết bị phần cứng

Phân hệ công nghệ	Cụm thiết bị chính	Cơ cấu chấp hành và đo lường	Phương thức điều khiển và truyền thông
Thải xỉ đáy lò	Phễu thu xỉ đáy lò, máy nghiền xỉ, bơm đẩy Ejector thủy lực, mương dẫn xỉ	Cửa xả xỉ, van cấp nước, cảm biến mức hố tràn, cảm biến áp suất đường ống	PLC S7-400H điều khiển tuần tự, kết nối Remote I/O qua PROFIBUS DP
Thu hồi tro bay	2 nhánh A và B (mỗi nhánh 20 phễu), 3 quạt chân không trục cam, silô chứa tro bay, 2 quạt sục khí, bộ gia nhiệt khí	Van xả tro kiểu "E", van cách ly ASH khí nén, khóa khí kiểu IV, van cân bằng kiểu III, van phá chân không, thiết bị đo độ chân không, đo bụi	Thu hồi tro bằng chân không; điều khiển luân phiên tuần tự từng phễu; giám sát nồng độ bụi và áp suất chân không
Thải bùn xỉ	Hố thu gom tro xỉ, các bơm bùn xỉ, 2 đường ống vận chuyển ra bãi xỉ	Bơm bùn xỉ, van chặn đường ống, cảm biến mức hố thu tro xỉ	Bơm liên tục qua 1 trong 2 tuyến ống; bù nước tự động duy trì mức hố gom
Nước tái tuần hoàn	Hố thu nước ngược, bể nước cấp trạm thải xỉ, hố chèn nước đọng	Bơm nước ngược, bơm nước bổ sung, bơm cao áp, bơm hạ áp, bơm nước chèn, bơm định lượng dung dịch NaOH	Cáp quang kết nối trạm nước ngược; tự động điều hòa lưu lượng và kiểm soát độ pH nước tuần hoàn

Nguyên lý điều khiển logic

Hệ thống được thiết kế hai chế độ vận hành riêng biệt thông qua giao diện màn hình MMI:

• Chế độ tự động (Auto): Toàn bộ trình tự khởi động bơm, mở van, xả phễu và xả bùn được thực thi tuần tự hoàn toàn bằng logic lập trình trong PLC dựa trên các điều kiện đo lường từ cảm biến.
• Chế độ bằng tay (Manual): Người vận hành can thiệp cưỡng bức hoặc điều chỉnh các khoảng thời gian trễ xả phễu từ MMI. Tuy nhiên, các liên động an toàn (Interlock) vẫn được CPU giám sát cưỡng bức; mọi thao tác ngoài chu trình cho phép đều bị phần mềm khóa logic từ chối thực hiện để bảo vệ thiết bị.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí

Chương này trình bày toàn diện về cơ sở thực nghiệm và hạ tầng công nghệ của đối tượng nghiên cứu:

• Lịch sử hình thành và phát triển: Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí khởi công ngày 19/05/1961 (với sự hỗ trợ kỹ thuật và thiết bị của Liên Xô cũ), khánh thành đợt 1 ngày 26/11/1964; nâng công suất lên 153MW vào năm 1977; cải tạo các lò hơi 5, 6, 7, 8 cấp hơi cho 2 tổ máy 110MW vào đầu thập niên 1990; sau đó mở rộng thêm tổ máy 300MW (bàn giao tháng 3/2008) và tổ máy 330MW (bàn giao tháng 3/2013).
• Chu trình nhiệt sản xuất điện: Phân tích đường đi khép kín của dòng hơi và nước ngưng qua các thiết bị chính gồm turbine cao áp, trung áp, hạ áp, bình ngưng, bơm ngưng, hệ thống bình gia nhiệt hạ áp, bình khử khí, bơm cấp nước, gia nhiệt cao áp, bộ hâm, bao hơi và bộ quá nhiệt.
• Công nghệ thải tro xỉ: Ứng dụng công nghệ thải xỉ ướt ra 2 bãi chứa kết hợp hệ thống thu gom tro bay khô phục vụ sản xuất vật liệu xây dựng. Bãi xỉ số 1 có diện tích 8ha (dung tích cải tạo khoảng 2,1 triệu m3, phục vụ trong 10 năm); Bãi xỉ số 2 (Khe Ngát B) là bãi dự phòng dung tích tối đa 3,4 triệu m3.
• Chi tiết 4 chu trình thải xỉ:
  1. Thải xỉ đáy lò: Thu gom xỉ từ đáy buồng đốt vào phễu nước làm nguội, nghiền qua máy đập clanhke và vận chuyển thủy lực bằng bơm Ejector về hố thu bùn. Công suất vận chuyển thiết kế cho phép thải toàn bộ lượng xỉ phát sinh trong 1 ca (8 giờ) chỉ trong 1,5 giờ.
  2. Thu hồi tro bay: Bao gồm 2 nhánh phụ độc lập (A và B). Mỗi nhánh gom tro từ 20 phễu (gồm 4 hàng phễu của bộ lọc bụi tĩnh điện ESP và 1 hàng phễu dưới bộ sấy không khí kiểu ống) bằng hệ thống hút chân không từ 3 quạt trục cam (2 làm việc, 1 dự phòng) đưa về silô chứa tro bay chung.
  3. Thải bùn xỉ: Thu nhận xỉ đáy lò, bùn tro bay vào hố tập trung và dùng các bơm bùn chuyển liên tục qua 2 tuyến ống dẫn tới hồ chứa.
  4. Nước tái tuần hoàn: Thu gom nước lọc lắng từ hồ chứa xỉ, bơm ngược về bể nước cấp để tái sử dụng cho các vòi phun Ejector và bùn xỉ, đồng thời trang bị hệ thống bơm châm dung dịch kiềm NaOH để trung hòa độ pH.
• Cấu trúc hệ thống DCS Symphony Harmony của ABB: Phân tích hệ thống điều khiển DCS hiện hữu của tổ máy gồm mạng UCMS (điều khiển tổ máy) và SCMS (điều khiển trạm phụ trợ) liên kết qua Gateway. Các trạm chức năng gồm trạm kỹ thuật EWS, trạm vận hành PPB (Process Portal B chạy trên Windows 2000), trạm giám sát SS và các trạm điều khiển trường HCU (Harmony Control Unit sử dụng module BRC100 dự phòng nóng, module mạng NIS/NPM, khối khung MMU và các tủ TU đấu nối).

Chương 2: Xây dựng giải pháp điều khiển và giám sát cho hệ thống thải xỉ

Chương 2 tập trung khảo sát yêu cầu công nghệ và thiết lập giải pháp tự động hóa:

• Phân tích yêu cầu điều khiển: Đặt ra yêu cầu đồng bộ hóa cao giữa các cụm cơ cấu chấp hành (bơm bùn, máy nghiền, quạt hút, bơm Ejector, van khí nén). Xác lập cơ chế điều khiển hai chế độ Tự động và Bằng tay thông qua màn hình MMI, kèm các điều kiện liên động bảo vệ thiết bị khi gặp sự cố bục ống, kẹt xỉ hoặc sụt áp.
• Phân tích yêu cầu giám sát: Xác định danh mục các biến quá trình cần giám sát trực tuyến liên tục gồm: Áp suất buồng chân không, áp lực đường ống thải, mức bùn xỉ trong hố gom, mức nước bể cấp, trạng thái đóng/mở và hành trình van, trạng thái chạy/dừng/quá tải của động cơ điện, nồng độ tro bay. Chuẩn hóa tín hiệu ngõ vào dạng tương tự (4-20mA, 0-10V) và tín hiệu logic số (24VDC, 48VDC).
• Lựa chọn giải pháp kỹ thuật: Đề xuất sử dụng cấu hình PLC Siemens S7-400H kết hợp các trạm thu thập tín hiệu phân tán Remote I/O đặt tại hiện trường; kết nối truyền thông quang Modbus RS232/FO và PROFIBUS DP nhằm giảm thiểu chiều dài cáp kéo về trung tâm, chống nhiễu công nghiệp và nâng cao độ tin cậy.
• Cơ sở lập trình điều khiển PLC: Phân tích chi tiết kiến trúc CPU S7-400, phân bổ vùng nhớ thực thi (Load memory, Work memory, System memory), cơ chế quét tín hiệu (Process image input - I, Process image output - Q), các thanh ghi Timer/Counter, các khối hàm xử lý chương trình (OB, FC, FB) và khối lưu trữ dữ liệu (DB).

Kết quả và đóng góp

Về kết quả kỹ thuật, luận văn đã đạt được các nội dung cụ thể:

• Chuẩn hóa toàn bộ sơ đồ công nghệ và thông số vận hành của hệ thống thải tro xỉ tại tổ máy 300MW Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí (chu trình thủy lực xỉ đáy lò 1,5h/ca; cấu hình 2 nhánh gom tro bay với 40 phễu ESP và sấy không khí; quy hoạch 2 bãi xỉ 2,1 triệu m3 và 3,4 triệu m3).
• Đưa ra cấu trúc phần cứng hoàn chỉnh cho hệ thống điều khiển trạm thải xỉ dựa trên nền tảng PLC họ S7-400H có dự phòng nóng, giải quyết triệt để bài toán phân tán địa lý của các cụm thiết bị ngoài hiện trường thông qua mạng PROFIBUS DP và đường truyền cáp quang Modbus RS232/FO.
• Thiết lập giải pháp tích hợp dữ liệu trạm phụ trợ thải xỉ vào hệ thống điều khiển DCS Symphony Harmony chung của toàn nhà máy mà không làm gián đoạn hệ thống hiện hữu.
• Xây dựng nguyên lý điều khiển hai chế độ (Tự động/Bằng tay) bảo đảm tính nghiêm ngặt của các liên động logic an toàn, ngăn chặn sai sót chủ quan của nhân viên vận hành.

Về mặt đóng góp khoa học và thực tiễn, công trình cung cấp một giải pháp tự động hóa đồng bộ, chuyển đổi từ mô hình vận hành thủ công rời rạc sang điều khiển tập trung có giám sát trực quan trên MMI, giúp nâng cao độ khả dụng của tổ máy nhiệt điện và là tài liệu thiết kế tham khảo thực tế cho các dự án tự động hóa trạm BOP trong ngành nhiệt điện than.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Nghiên cứu tập trung vào đối tượng kỹ thuật cụ thể là tổ máy 300MW Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí với cấu hình hệ thống DCS Symphony Harmony của ABB đã có sẵn, do đó các giải pháp giao tiếp phần cứng và phân bổ cổng truyền thông phụ thuộc nhiều vào nền tảng thiết bị hiện hữu. Phần văn bản luận văn cung cấp dừng lại ở Chương 2, chưa thể hiện đầy đủ toàn bộ kết quả nghiệm thu thực tế của Chương 3 và Chương 4 trên hiện trường.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng khả năng chuẩn hóa cấu hình điều khiển để áp dụng cho các tổ máy công suất lớn hơn (như tổ máy 330MW mở rộng 2 của nhà máy); nghiên cứu tối ưu hóa tiết kiệm năng lượng cho cụm bơm bùn và quạt chân không thông qua điều khiển biến tần; tích hợp các thuật toán chẩn đoán lỗi sớm đường ống và thiết bị chấp hành lên hệ thống quản lý bảo trì thông minh cấp điều hành nhà máy.

Giá trị tham khảo

Luận văn là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên, học viên cao học các ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Kỹ thuật Năng lượng, Kỹ thuật Nhiệt trong việc nghiên cứu mô hình hóa công nghệ nhà máy nhiệt điện và thiết kế hệ thống điều khiển phân tán.
• Kỹ sư thiết kế, vận hành, bảo trì tại các nhà máy nhiệt điện than và các cơ sở công nghiệp nặng có hệ thống vận chuyển vật liệu hạt/tro xỉ rời bằng phương pháp thủy lực và khí nén chân không.
• Phần đáng tham khảo nhất trong luận văn là nội dung khảo sát chi tiết chu trình công nghệ thải xỉ ướt - tro bay khô (Chương 1) và giải pháp thiết kế mạng truyền thông công nghiệp đa tầng kết hợp giữa PLC S7-400H với DCS Symphony Harmony (Chương 2).

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống xả tro xỉ đáy lò của tổ máy 300MW Uông Bí có chu kỳ và công suất vận hành như thế nào?
Xỉ đáy lò rơi từ buồng đốt vào phễu nước làm nguội, clanhke được máy đập nghiền nhỏ rồi dùng bơm Ejector thủy lực đẩy về hố thu bùn xỉ. Công suất thiết kế của hệ thống cho phép thải toàn bộ lượng tro xỉ phát sinh trong 1 ca vận hành (8 giờ) trong khoảng thời gian 1,5 giờ.

2. Hệ thống thu hồi tro bay của nhà máy được bố trí ra sao và phục vụ bao nhiêu phễu thu tro?
Hệ thống gồm 2 nhánh độc lập (nhánh A và nhánh B) vận chuyển tro bằng chân không về silô chứa chung. Mỗi nhánh phục vụ 20 phễu thu tro (gồm 4 hàng phễu của bộ lọc bụi tĩnh điện ESP và 1 hàng phễu dưới bộ sấy không khí kiểu ống), sử dụng 3 quạt chân không trục cam (2 quạt làm việc thường trực cho 2 nhánh, 1 quạt dự phòng).

3. Mặt bằng bãi chứa tro xỉ của Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí có dung tích và quy hoạch sử dụng như thế nào?
Nhà máy có 2 bãi xỉ: Bãi xỉ số 1 có diện tích 8ha, dung tích chứa sau cải tạo khoảng 2,1 triệu m3 (đáp ứng chứa xỉ trong 10 năm); Bãi xỉ số 2 (Khe Ngát B) là bãi xỉ dự phòng có dung tích tối đa 3,4 triệu m3 để sử dụng khi bãi số 1 hết công suất.

4. Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) sẵn có của nhà máy nhiệt điện Uông Bí sử dụng công nghệ gì?
Nhà máy sử dụng hệ thống DCS Symphony Harmony do hãng ABB Singapore cung cấp. Hệ thống phân chia thành mạng điều khiển tổ máy UCMS và mạng điều khiển trạm phụ trợ SCMS (liên kết qua Gateway), bao gồm các trạm điều khiển hiện trường HCU dùng module xử lý BRC100 dự phòng nóng và trạm vận hành PPB chạy trên nền Windows 2000.

5. Giải pháp điều khiển trạm thải xỉ được tác giả thiết kế dựa trên cấu hình phần cứng và mạng truyền thông nào?
Tác giả lựa chọn bộ điều khiển PLC Siemens S7-400H có dự phòng nóng, kết nối với trạm MMI qua Modbus RS232/FO dự phòng, liên kết với các trạm I/O từ xa của phễu xỉ và bơm bổ sung bằng mạng PROFIBUS DP dự phòng, và dùng đường truyền cáp quang riêng biệt để kết nối với trạm bơm nước ngược.

Kết luận

Luận văn thạc sĩ của tác giả Nguyễn Hoài Phương đã giải quyết trọn vẹn bài toán thiết kế hệ thống điều khiển tự động hóa cho trạm thải tro xỉ tại tổ máy 300MW Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí. Công trình phân tích sâu sắc dây chuyền công nghệ thải xỉ thủy lực và thu hồi tro bay chân không, đồng thời đề xuất giải pháp kiến trúc điều khiển phân tán sử dụng PLC Siemens S7-400H kết hợp mạng truyền thông đa tầng PROFIBUS DP, cáp quang và Modbus. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở kỹ thuật xác thực, có tính ứng dụng cao trong việc nâng cao độ an toàn, tính tự động hóa và hiệu quả kinh tế cho các nhà máy nhiệt điện đốt than hiện nay.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: T ỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ • Các bơm hoá chất - bổ sung dung dịch sodium hydroxide tới hố thu nước ngược đề điều chỉnh độ pH của nước khi cần thiết. Các bơm nước cao áp, hạ áp và các bơm nước chèn được đặt trong trạm bơm thải xỉ. Các bơm nước ngược và các bơm hoá chất được đặt ở trạm bơm nước ngược. Các bơm nước bổ sung được đặt ở khu vực hố chèn nước ngưng đọn 1.

HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN CHUNG CỦA NHÀ MÁY 1. Giới thiệu chung về hệ thống DCS a) Mô hình phân cấp chung của hệ thống DCS: QL công ty Đánh giá kết quả, lập kế hoạch sản Điều hành xuất, bảo dưỡng, tính toán tối ưu sản xuất Giám sát, vận hành, điều Cấp điều Điều khiển giám sát khiển phối hợp, lập báo cáo khiển quá trình Điều khiển điều chỉnh, Điều khiển bảo vệ Cấp trường Đo lường, truyền động, Chấp hành chuyển đổi tín hiệu (Nguồn: HTĐK phân tán, TS. Hoàng Minh Sơn) Hình 1. Mô hình phân cấp chức năng của một hệ thống điều khiển và giám sát Cấp chấp hành các chức năng chính của cấp chấp hành là đo lường, truyền động (các cơ cấu chấp hành) và chuyển đổi tín hiệu (chuyển đổi các tín hiệu không điện thành tín hiệu điện như: các transmitter chuyển đổi tín hiệu mức nước, áp suất thành tín hiệu 4 – 20mA) truyền về hệ thống điều khiển, hoặc chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ thành tín hiệu điện áp mV hoặc điện trở.

12 Chương 1: T ỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ (Nguồn: Phòng kỹ thuật Công ty nhiệt điện Uông Bí) Hình 1. Các cơ cấu chấp hành Cấp điều khiển nhiệm vụ chính của cấp điều khiển là nhận thông tin từ các cảm biến, xử lý các thông tin đó theo một thuật toán nhất định và truyền đạt lại kết quả xuống các cơ cấu chấp hành. Khi còn điều khiển thủ công, nhiệm vụ đó được người đứng máy trực tiếp đảm nhiệm qua việc theo dõi các công cụ đo lường, sử dụng kiến thức và kinh nghiệm để thực hiện những thao tác cần thiết như ấn nút đóng/mở van, điều chỉnh cần gạt, nút xoay. Cấp điều khiển là các tủ điều khiển HCU của hệ thống điều khiển DCS, các bộ điều khiển PLC tại các trạm lẻ: M4,5,6, M7, M10,.

Hệ thống tủ điều khiển Cấp điều khiển giám sát có chức năng giám sát và vận hành một quá trình kỹ thuật. Khi đa số các chức năng như đo lường, điều khiển điều chỉnh, bảo vệ hệ 13 Chương 1: T ỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ thống được các cấp dưới thực hiện, thì nhiệm vụ của cấp điều khiển giám sát là hỗ trợ người sử dụng trong việc thao tác, theo dõi, giám sát vận hành và xử lý những tình huống bất thường. Các trạm giao diện vận hành MMI đặt tại phòng điều khiển trung tâm và các trạm lẻ.Trung tâm điều khiển giám sát b) Cấu trúc điều khiển: Trong các cấu trúc điều khiển tuỳ theo và việc phân bố vào ra, phân bố điều khiển ta có thể chi ra các loại cấu trúc điều khiển sau: 14 Chương 1: T ỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ Phòng điều MTĐK khiển trung tâm I/O Hiện trường S A S A S A Phân đoạn 2 Phân đoạn n Phân đoạn 1 (Nguồn: HTĐK phân tán, TS. Hoàng Minh Sơn) Hình 1.

Cấu trúc điều khiển tập trung A: Cơ cấu chấp hành S: Cảm biến Cấu trúc tập trung như trên thường chỉ thích hợp cho các ứng dụng tự động hoá qui mô vừa và nhỏ, điều khiển các loại máy móc thiết bị đơn giản, dễ thực hiện và giá thành thấp.