Hệ điều khiển lọc bụi tĩnh điện

 

Hệ điều khiển lọc bụi tĩnh điện với đầy đủ giải pháp phần cứng (Mạch điện tử, PLC) và phần mềm (HMI, SCADA). Hệ thống được thử nghiệm và đã lắp đặt tại Nhà máy điện Bãi Bằng - tổng công ty giấy Việt Nam, chạy ổn định từ 2008. Tổng cộng 6 bộ, cho 02 lò Động lực và Thu hồi, chia thành 3 tuyến lọc.

 

Sơ đồ khối hệ thống điều khiển lắng tĩnh điện

 

 

Hiển thị thông số vận hành

Bao gồm:

§  Điện áp sơ cấp máy biến áp, đơn vị Volt

§  Dòng điện sơ cấp máy biến áp, đơn vị Ampe

§  Điện áp thứ cấp máy biến áp (điện áp trên phân cực hệ thống lắng), đơn vị kV

§  Dòng điện thứ cấp máy biến áp, đơn vị mA

Đường progress bar sẽ cho người quan sát biết tương quan giá trị các thông số so với giá trị cực đại.

Khi giá trị các thông số đến ngưỡng cực đại, đường progress bar sẽ chuyển từ màu xanh sang màu đỏ.

Phía dưới là hiển thị bằng đồng hồ và số dạng LED. Ngoài 04 thông số trên còn thêm 02 thông số:

§  Công suất biểu kiến của cụm, đơn vị kVA

§  Số lần phóng điện tính theo đơn vị 1 phút. Trong các hệ thống lắng lý tưởng, số lần phóng điện này nằm trong khoảng 120-140 lần/phút

Hiển thị các trạng thái

Ngày giờ: Là ngày giờ lấy theo hệ thống của máy. Trong trường hợp ngày giờ này không chính xác, người dùng có thể chỉnh lại ngày giờ trên Windows.

Địa chỉ Modbus: Bộ PC104 có giao diện theo hai hướng. Thứ nhất, kết nối online với bộ Controller để trao đổi thông tin trạng thái, vận hành, thông số…Thứ hai, kết nối online với PLC theo chuẩn Modbus để chuyển thông tin và nhận thông tin với PLC. 02 trạm ESP, biến tần kết nối trên cùng một đường bus truyền thông, chuẩn vật lý RS485. Mỗi trạm có một địa chỉ riêng biệt trong đó

Các trạng thái khác:

§  Truyền thông Controller: Cho biết trạng thái truyền thông với bộ Controller (trực tiếp điều khiển các Thyristor). Khi đèn nhấp nháy thể hiện việc truyền thông bình thường. Khi đèn tối, đường truyền thông bị gián đoạn

§  Truyền thông với PLC: Là đường truyền thông Modbus đã nêu ở trên. Khi đèn nhấp nháy thể hiện việc truyền thông bình thường. Khi đèn tối, đường truyền thông bị gián đoạn

§  Contactor chính đóng: Contactor chính đóng khiến relay phụ đóng, chuyển tín hiệu báo về PLC. PC104 đọc trạng thái này từ PLC. Trong trường hợp không nhân được tín hiệu này có thể do:

o   Contactor chưa đóng

o   Relay tương ứng không tác động, hỏng tiếp điểm

o   Không nhận được tín hiệu truyền thông với PLC

§  Chế độ tự động (Auto): Sáng khi nhận được thông báo từ bộ Controller cho biết đang ở chế độ tự động. Trong chế độ này, Controller tự động tăng giảm điện áp, giải trừ hiện tượng Back Corona

§  Chế độ bằng tay (Man): Sáng khi nhận được thông báo từ bộ Controller cho biết đang ở chế độ bằng tay. Thường đây là chế độ để thử hệ thống, ít dùng để vận hành

§  Controller sẵn sàng: Trạng thái nhận được thông qua đường truyền thông RS232 với bộ Controller, báo bộ Controller đã ở trạng thái sẵn sàng (chưa chạy). Controller sẵn sàng liên quan đến tín hiệu “ON” trên board mạch (xem thêm bản vẽ).

§  Controller hoạt động: Sáng khi Controller hoạt động ở chế độ Manual hoặc Auto.

§  Remote: Báo khóa chuyển mạch trên mặt tủ chuyển sang chế độ Remote. Tín hiệu này lấy từ PLC thông qua đường truyền Modbus. Theo thiết kế cũ, khi thiết bị ở chế độ remote, người vận hành tại chỗ không thể can thiệp. Phương thức này gây khó khăn vận hành hơn nên được loại bỏ. Bộ điều khiển vẫn nhận lệnh bình thường trong chế độ remote.

Lỗi và trạng thái đặc biệt

Các trạng thái đặc biệt và lỗi được thể hiện bằng các đèn nhỏ như dưới đây. Bình thường, các đèn tối. Khi có lỗi, hiển thị sáng màu đỏ.

§  OCS: (overcurrent secondary) Đèn báo quá dòng phía thứ cấp bộ lắng tĩnh điện.

§  OCP: (overcurrent primary) Đèn báo quá dòng phía sơ cấp bộ lắng tĩnh điện

§  FLT: (fault) Lỗi chung, do nhiều nguyên nhân, ví dụ mất tín hiệu đồng bộ pha

§  OV: (overvoltage) Lỗi quá điện áp

§  SHC: (short circuit) Lỗi ngắn mạch. Điện áp thấp mà dòng đã quá cao. Có thể chạm dây dủ hoặc sơ cấp, thứ cấp

§  Reset: Bộ Controller đang tiến hành khởi động lại, chưa hoàn tất.

Các nút chức năng

Các nút chức năng gồm 05 nút tương ứng với 05 quá trình khác nhau. Có thể gọi quá trình này bằng cách nhấn phím tương ứng F1-F5 hoặc dùng chuột tác động (nếu đang cắm chuột). Chức năng cụ thể, xem mục III

Chế độ bằng tay

Mặc định, bộ điều khiển hoạt động theo chế độ tự động. Chế độ bằng tay chỉ sử dụng khi bắt đầu thao tác hoặc thử lại hệ thống sau khi khắc phục sự cố (chạm, chập…)

Ở chế độ bằng tay, nút ấn số ba thể hiện dòng “F3-auto/MAN” (thay vì “F3-AUTO/man”). Đèn trạng thái “Chế độ tự động (auto)” tối, “Chế độ bằng tay (man)” sáng.

Tại màn hình chính, người vận hành có thể trực tiếp tăng, giảm dòng điện đặt cực đại “chế độ bằng tay” bằng cac phím UP, DOWN, LEFT, RIGHT

Khi nhấn các phím này, giá trị đặt dòng cực đại liên tục gửi xuống controller. Hộp thoại tự động biến mất sau 5s không có phím ấn hoặc khi người dùng nhấn Enter.

Các phím chức năng

F1-Start

Tác động:	Chuột hoặc phím F1
Trạng thái:	Đang ở chế độ dừng hiển thị “F1-Start” Đang ở chế độ chạy hiển thị “F1-Stop”

Nút dùng chuyển trạng thái Controller từ chế độ dừng sang chế độ chạy và ngược lại.

Khi chuyển từ chế độ dừng sang chế độ chạy, hệ thống cần thỏa mãn các điều kiện:

§  Controller đã ở trạng thái sẵn sàng (qua RS232)

§  Contactor chính đã đóng (qua RS485)

Nếu điều kiện 1 không thỏa mãn, hộp thoại sau xuất hiện

Nhấn OK nếu chấp nhận bỏ qua kiểm tra điều kiện 1. Nhấn Cancel nếu muốn không thực hiện lệnh Start

Nếu điều kiện 2 không thỏa mãn, hộp thoại sau xuất hiện

Nhấn OK nếu chấp nhận bỏ qua kiểm tra điều kiện 1. Nhấn Cancel nếu muốn không thực hiện lệnh Start

Note: Nhấn Cancel bằng cách chuyển phím LEFT/RIGHT (mũi tên trái/ phải) để chuyển focus của nút.

Comm

Tác động:	Chuột hoặc phím F2
Trạng thái:	Một hiển thị, “F2-Comm”

Phím “F2-Comm” chỉ dùng cho kỹ thuật viên hiểu sâu về truyền thông công nghiệp. Người vận hành không cần sử dụng chức năng này.

Khi nhấn F2, cửa sổ theo dõi truyền thông như sau sẽ xuất hiện.

Bên trái là theo dõi truyền thông PC104-Controller

Bên phải là theo dõi truyền thông PC104-PLC

Dòng lệnh đỏ: Là lệnh truyền đi từ PC104

Dòng lệnh xanh: Là lệnh nhận về PC104 (nếu đúng địa chỉ, trong trường hợp Modbus).

Muốn thoát, nhấn F5 (hoặc chuột)

F3-auto/man

Tác động:	Chuột hoặc phím F3
Trạng thái:	Khi Controller đang chế độ Auto, “F3-AUTO/man” Khi Controller đang chế độ Auto, “F3-auto/MAN”

Nút chỉ có tác dụng khi có kết nối với Controller. Nút chuyển trạng thái khi thực sự nhận được xác nhận đã chuyển trạng thái từ Controller (đồng thời với chuyển trạng thái đèn tương ứng).

Chế độ bằng tay: Bộ Controller điều khiển để dòng điện thứ cấp đạt đến dòng đặt manual và duy trì dòng điện này theo vòng điều khiển kín.

Chế độ tự động: Bộ Controller điều khiển tăng dần dòng thứ cấp đến ngưỡng phóng điện hoặc đạt dòng Max Auto. Nếu có hiện tượng phóng điện, Controller giảm điện dòng sau đó tăng trở lại để dò điểm làm việc tối ưu.

 F4-Reset

Tác động:	Chuột hoặc phím F4
Trạng thái:	Một trạng thái hiển thị: “F4-Reset”

Khi hệ thống có lỗi, một số lỗi nghiêm trọng không tự giải trừ mà đòi hỏi trực kỹ thuật giải quyết, sau đó reset lại hệ thống để có thể chạy tiếp. Quan sát trên đèn hiển thị lỗi để thấy các lỗi này.

Nhấn nút, hộp thoại sau xuất hiện:

Nhấn tiếp Enter nếu thực sự muốn reset. Chuyển sang Cancel để bỏ lệnh.

Note:Thông thường, các lệnh khác được truyền liên tục xuống Controller đến khi nhận được xác nhận từ phía Controller.  Lệnh Reset là lệnh đặc biệt, chỉ được truyền một lần và không đợi xác nhận từ Controller (vì bản thân controller đang khởi động lại). Vì vậy, nếu nhấn 1 lần không thành công (chưa hết đèn đỏ), có thể nhấn nhiều lần.

F5-Parameter

Tác động:	Chuột hoặc phím F5
Trạng thái:	Một trạng thái hiển thị: “F5-Parameter”

 

Nút chỉ có tác dụng khi Controller trong trạng thái Stop. Nếu Controller đang chạy, một hộp thoại thông báo lỗi sẽ xuất hiện và yêu cầu nhấn Enter để quay trở lại.

Khi bắt đầu mở hộp thoại, hệ thống luôn tự cập nhật thông số từ dưới Controller. Quá trình cập nhật này kết thúc khi dòng “ĐANG ĐỌC DỮ LIỆU TỪ CONTROLLER…” biến mất.

Quá trình chỉnh các thông số

§  Chuyển đến thông số kế tiếp: F1 hoặc phím DOWN, hoặc Enter

§  Chuyển đến thông số trước đó: F2 hoặc phím UP

§  Sau khi chỉnh xong, nhấn “F4-Save” để thông số chuyển xuống Controller. Dòng chữ “ĐANG GHI DỮ LIỆU XUỐNG CONTROLLER…”  xuất hiện và mất đi khi quá trình ghi hoàn tất.

§  Nhấn “F3-Read Ctrlr” để đọc lại thông tin, kiểm tra việc truyền đã chính xác chưa

§  Nhấn “F5-Return” để quay về màn hình chính.

Note: Nếu không nhấn F4-Save, dữ liệu không được cập nhật xuống bộ Controller

Giải thích các thông số cài đặt:

Dòng điện cực đại, chế độ Manual	Là dòng điện cực đại khi bộ điều khiển chạy ở chế độ Manual (bằng tay). Trong chế độ này, bộ điều khiển chỉ quan tâm đến giá trị dòng và cố gắng đưa hệ thống đạt giá trị này, dù có tối ưu hay không. Thường chỉ sử dụng để kiểm tra hoạt động hệ thống, với giá trị nhỏ dưới 100mA §  Max: 400mA §  Min: 5mA
Dòng điện cực đại, chế độ Auto	Là dòng điện cực đại khi bộ điều khiển chạy ở chế độ Auto (tự động). Trong chế độ này, bộ điều khiển tăng giảm dòng tùy vào các thông số đo được, tìm điểm làm việc tối ưu nhất có thể §  Max: 400mA §  Min: 5mA
Tỷ lệ giảm dòng sau phóng điện	Là tỷ lệ tính theo phần ngàn của hệ số giảm dòng điện (so với dòng danh định). Khi gặp hiện tượng phóng điện và hệ thống đang ở chế độ tự động, Controller điều khiển để dòng điện giảm dần xuống đến khi hết phóng điện §  Max: 500 ‰ §  Min: 1 ‰
Thời gian tăng dòng đến Io	Là thời gian tính bằng giây để dòng điện tăng dần. Lấy mốc dòng điện danh đinh Io làm chuẩn. §  Max: 300 s §  Min: 10 s
Dòng điện tối thiểu	Là dòng điện nhỏ nhất mà hệ thống sẽ lùi về khi xảy ra phóng điện. Dòng tính theo phần trăm dòng định mức §  Max: 100 % §  Min: 1 %
Hệ số điều khiển Kp	Là hệ số điều khiển của bộ điều khiển PI. Đây là thông số không khuyến khích thay đổi. Chỉ có kỹ sư điều khiển, am hiểu hệ thống chỉnh hệ số này. Note: Chỉnh sai sẽ dẫn đến mất ổn định hệ thống điều khiển
Hệ số điều khiển Kp	Là hệ số tích phân của bộ điều khiển PI. Đây là thông số không khuyến khích thay đổi. Chỉ có kỹ sư điều khiển, am hiểu hệ thống chỉnh hệ số này. Note: Chỉnh sai sẽ dẫn đến mất ổn định hệ thống điều khiển
Điện áp danh định Us	Là giá trị danh định của điện áp thứ cấp. Với hệ thống hiện tại, giá trị này là 70kV
Dòng điện danh định Is	Là giá trị danh định của dòng điện thứ cấp. Với hệ thống hiện tại, giá trị này là 400mA
Dòng Ip tối đa	Dòng điện tối đa phía sơ cấp. Là ngưỡng bảo vệ phía sơ cấp
Modbus	Đặt địa chỉ Modbus 553-EP1-HV1: 10 553-EP2-HV1: 05 553-EP1-HV2: 05 553-EP2-HV2: 10 Mặc định, cổng để giao tiếp với PLC là cổng 2, chuẩn RS485
Port	Vị trí cổng của đường truyền RS232 với Controller. Mặc định là 1. Có thể chọn các giá trị 1,3,4 (cổng 2 nối PLC). Thiết lập này chỉ có tác dụng khi khởi động lại chương trình