Các module được bố trí thành nhiều rack (trừ CPU 312FM và CPU 313
chỉ có một rack), CPU ở rack 0, slot 2, kế đó là module phát IM 360, slot 3,
có nhiệm vụ kết nối rack 0 với các rack 1, 2, 3, trên mỗi rack này có các
module kết nối thu IM 361, bên phải module IM là các module SM/FM/CP.
Cáp nối hai module IM dài tối đa 10m. Các module được đánh số theo slot và
dùng làm cơ sở để đặt địa chỉ đầu cho các module ngõ vào ra tín hiệu. Đối với
CPU 315- 2DP, 316- 2DP, 318- 2DP có thể gán địa chỉ tùy ý cho các module.
105 trang |
Chia sẻ: baoanh98 | Lượt xem: 809 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống điều khiển bảo vệ cho trạm biến áp trung gian Gia Lộc – Hải Dương bằng PLC của Siemens, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Lệnh đảo của Lockout SF6 của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0
Lò xo máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 đã đạt yêu cầu
Trang 49
Lệnh đảo của mạch cắt máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 hư hỏng
Lệnh cắt từ rơle bảo vệ
Và lệnh cắt từ hệ thống SCADA + khóa “từ xa / giám sát” ở vị trí “giám sát”.
Hoặc lệnh cắt từ tủ điều khiển + khóa “từ xa / giám sát” ở vị trí “từ xa” và
khóa “L/R” tại máy cắt ở vị trí “R”.
2.1.9. Tín hiệu điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất 22kV (J01, 05,
09, 11, 13, 15 – Q8). (hình 2.4c)
- Tín hiệu điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất J01 – Q8 gồm:
Thực hiện đóng cắt tại chỗ
Và dao cách ly Q9, 110kV đang mở
Và máy cắt J01 – Q0, 22kV đang mở
- Tín hiệu điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất 22kV (J05, J07,
J09, J11, J13 – Q8):
Thực hiện đóng cắt tại chỗ
Và máy cắt J05, J07, J09, J11, J13 – Q0, 22kV đang mở
- Tín hiệu điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất 35kV (J15 – Q8)
cần cả 5 điều kiện sau:
Thực hiện đóng cắt tại chỗ
Máy cắt J01 – Q0, 22kV đang mở
Máy cắt J05 – Q0, 22kV đang mở
Máy cắt J07 – Q0, 22kV đang mở
Máy cắt J09 – Q0, 22kV đang mở
Máy cắt J11 – Q0, 22kV đang mở
Máy cắt J13 – Q0, 22kV đang mở
2.2. PHÂN TÍCH PHẦN BẢO VỆ RƠLE VÀ ĐO LƢỜNG.
Sơ đồ phương thức bảo vệ rơle và đo lường (hình 2.5)
Trang 50
Trang 51
Các phần tử bảo vệ và đo lường được cấp nguồn và lấy tín hiệu đo từ
biến điện áp CTV – I, từ biến dòng đo lường TV1K (VT – 24kV) và biến
dòng TV1H (VT – 38,5kV).
2.2.1. Phân tích trang bị điện phần bảo vệ.
2.2.1.1. Bảo vệ phía cao thế 110kV.
Bảo vệ trước thanh cái 110kV có các bảo vệ:
- 21/21N: bảo vệ khoảng cách
- 67/67N: bảo vệ quá dòng có hướng
- FL: Xác định vị trí điểm sự cố
- FR: ghi và lưu trữ sự cố
- F85: bảo vệ truyền cắt liên động
- F25: hòa đồng bộ
- F79: tự động đóng lặp lại
- F74: Rơle giám sát mạch cắt
- Q1: dao cách ly 110kV
- Q0: máy cắt 110kV
- Q15, Q51, Q52, Q8: Các dao nối đất 110kV
- Và một điểm đấu được đưa tới F87T1 bảo vệ so lệch máy biến áp
T1
Bảo vệ sau thanh cái 110kV có các bảo vệ:
- LA – 96kV; 10A; chống sét van 110kV
- F50/51: bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian
- F50/51N: bảo vệ quá dòng chạm đất cắt nhanh và có thời gian
Bảo vệ của máy biến áp T1:
- F87T: bảo vệ so lệch máy biến áp
- F64: bảo vệ chống trạm đất bên trong máy biến áp
- F49: bảo vệ quá tải máy biến áp
- FR: ghi lại và lưu trữ sự cố
Trang 52
- Chống sét van LA – 96kV
2.2.1.2. Bảo vệ phía trung thế 35kV.
Bảo vệ phía trước thanh cái 35kV có các bảo vệ:
- F50/51: bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian
- F50/51N: bảo vệ quá dòng chạm đất cắt nhanh và có thời
- F50BF: Bảo vệ chống hỏng máy cắt
- F90: rơle tự động điều chỉnh điện áp
- LA – 35kV: chống sét van
- F74: rơle giám sát mạch cắt
- Và 1 đầu đưa đến F87T1 bảo vệ so lệch máy biến áp T1
Bảo vệ phía sau thanh cái 35kV có các bảo vệ:
- F74; rơle giám sát mạch cắt
- F50/51: bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian
- F50BF: Bảo vệ chống hỏng máy cắt
- F79: tự động đóng lặp lại
- GA: thiết bị báo chạm đất theo tín hiệu dòng điện
- F27: bảo vệ điện áp thấp
- F59: bảo vệ điện áp cao
- F81: thiết bị sa thải phụ tải theo tần số
- GV: thiết bị báo chạm đất theo tín hiệu điện áp
- ZCT: rơle bảo vệ dòng rò
2.2.1.3. Bảo vệ phía trung thế 22kV.
Bảo vệ trước thanh cái 22kV có các bảo vệ sau:
- F50/51: bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian
- F50/51: bảo vệ quá dòng chạm đất cắt nhanh và có thời gian
- F50BF: bảo vệ chống hỏng máy cắt
- LA – 22kV: chống sét van
- F74: rơle giám sát mạch cắt
Trang 53
- Và 1 đầu đưa đến F87T1 bảo vệ so lệch máy biến áp T1
Bảo vệ phía sau thanh cái 22 kV có các bảo vệ sau:
- F74: rơle giám sát mạch cắt
- F50/51: bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian
- F50BF: bảo vệ chống hỏng máy cắt
- F79: tự động đóng lặp lại
- F27: bảo vệ điện áp thấp
- F59: bảo vệ điện áp cao
- ZCT: rơle bảo vệ dòng rò
2.2.2. Phân tích trang bị điện phần đo lƣờng.
2.2.2.1. Đo lường phía cao thế 110kV.
Phía trước thanh cái 110kV phần đo lường được lấy nguồn từ Td và tín
hiệu đo từ CTV – I có các loại đo lường sau:
- TM : bộ đếm điện năng nhiều giá (công tơ hữu công Wh, công tơ vô
công WARh) có khả năng lập trình được.
- P : bộ đo lường đa chức năng có khả năng có khả năng lập trình được
(đo dòng pha A, B, C; đo điện áp pha A, B, C, AB, BC, CA; đo công suất tác
dụng, công suất phản kháng, điện năng tiêu thụ, điện năng vô công).
- Td : bộ biến đổi đo lường lấy nguồn từ biến điện áp CVT – I và CVT–
I cấp tín hiệu đo cho các thiết bị đo, thiết bị đầu cuối.
- RTU: thiết bị đầu cuối dùng cho hệ thống SCADA thu thập tín hiệu
công suất tác dụng và công suất phản kháng (P, Q) phía cao thế 110kV.
- FL: xác định vị trí điểm sự cố
- FR: ghi và lưu trữ sự cố
Phía cao thế sau thanh cái 110kV phần đo lường được lấy nguồn từ Td và
tín hiệu đo từ CTV – I có các loại đo lường sau:
Trang 54
- P : bộ đo lường đa chức năng có khả năng có khả năng lập trình được
(đo dòng pha A, B, C; đo điện áp pha A, B, C, AB, BC, CA; đo công suất tác
dụng, công suất phản kháng, điện năng tiêu thụ, điện năng vô công).
- RTU: thiết bị đầu cuối dùng cho hệ thống SCADA thu thập tín hiệu
công suất tác dụng và công suất phản kháng (P, Q).
Đo lường của máy biến áp T1:
- TPi: chỉ thị vị trí của bộ điều chỉnh điện áp
- OTi: chỉ thị vị trí nhiệt độ dầu của máy biến áp
- WTi: chỉ thị nhiệt độ của cuộn dây máy biến áp
- RTU: thiết bị đầu cuối dùng cho hệ thống SCADA thu thập tín hiệu từ bộ
chỉ thị vị trí của bộ điều chỉnh điện áp TPi.
2.2.2.2. Đo lường phía trung thế 35kV.
Phía trước thanh cái 35kV phần đo lường được lấy nguồn từ Td và tín hiệu
đo từ TV1H có các loại đo lường sau:
- TM : bộ đếm điện năng nhiều giá (công tơ hữu công Wh, công tơ vô
công WARh) có khả năng lập trình được.
- P : bộ đo lường đa chức năng có khả năng có khả năng lập trình được
(đo dòng pha A, B, C; đo điện áp pha A, B, C, AB, BC, CA; đo công suất tác
dụng, công suất phản kháng, điện năng tiêu thụ, điện năng vô công).
- Td : bộ biến đổi đo lường lấy nguồn từ biến điện áp TV1H và TV1H
cấp tín hiệu đo cho các thiết bị đo, thiết bị đầu cuối.
- RTU: thiết bị đầu cuối dùng cho hệ thống SCADA thu thập tín hiệu
công suất tác dụng và công suất phản kháng (P, Q) phía cao thế 35kV.
Phía cao thế sau thanh cái 35kV phần đo lường được lấy nguồn từ Td và
tín hiệu đo từ TV1H có các loại đo lường sau:
- TM : bộ đếm điện năng nhiều giá (công tơ hữu công Wh, công tơ vô
công WARh) có khả năng lập trình được.
Trang 55
- RTU: thiết bị đầu cuối dùng cho hệ thống SCADA thu thập tín hiệu điện
áp (U) phía hạ áp của biến dòng TV1H.
- V: vôn kế đo điện áp của máy biến dòng điện TV1K thông qua một chỉnh
mạch vômet.
- GA: thiết bị báo trạm đất theo tín hiệu dòng điện
- GV: thiết bị báo chạm đất theo tín hiệu điện áp
2.2.2.3. Đo lường phía trung thế 22kV.
Phía trước thanh cái 22kV phần đo lường được lấy nguồn từ Td và tín hiệu
đo từ TV1K có các loại đo lường sau:
- TM : bộ đếm điện năng nhiều giá (công tơ hữu công Wh, công tơ vô
công WARh) có khả năng lập trình được.
- P : bộ đo lường đa chức năng có khả năng có khả năng lập trình được
(đo dòng pha A, B, C; đo điện áp pha A, B, C, AB, BC, CA; đo công suất tác
dụng, công suất phản kháng, điện năng tiêu thụ, điện năng vô công).
- Td : bộ biến đổi đo lường lấy nguồn từ biến điện áp TV1K và TV1K
cấp tín hiệu đo cho các thiết bị đo, thiết bị đầu cuối.
- RTU: thiết bị đầu cuối dùng cho hệ thống SCADA thu thập tín hiệu
công suất tác dụng và công suất phản kháng (P, Q) phía cao thế 22kV.
Phía cao thế sau thanh cái 22kV phần đo lường được lấy nguồn từ Td và
tín hiệu đo từ TV1K có các loại đo lường sau:
- TM : bộ đếm điện năng nhiều giá (công tơ hữu công Wh, công tơ vô
công WARh) có khả năng lập trình được.
- RTU: thiết bị đầu cuối dùng cho hệ thống SCADA thu thập tín hiệu điện
áp (U) phía hạ áp của biến dòng điện TV1K.
- V: vôn kế đo điện áp của máy biến dòng điện TV1K thông qua một chỉnh
mạch vômet.
2.3. PHÂN TÍCH PHẦN THÔNG TIN LIÊN LẠC.
2.3.1. Hệ thống viễn thông khu vực.
Trang 56
Hình 2.6. Sơ đồ hệ thống viễn thông khu vực.
Trang 57
Hệ thống viễn thông khu vực bao gồm:
- Trạm biến áp(TBA) – 220kV Hải Dương, TBA – 110kV Phố Cao: là
2 trạm đã có thiết bị truyền dẫn, chỉ xem xét, lắp đặt, bổ xung card, thiết bị
ghép kênh PCM-30, Teleprotection.
- TBA – 110kV Gia Lộc, Đồng Niên: là 2 trạm xem xét, trang bị mới
thiết bị truyền dẫn, ghép kênh, Teleprotection, cấp nguồn, hệ thống Camera
quan sát.
- Nhà máy nhiệt điện Phả Lại
- TBA – 110kV Đông Anh
- TBA – 220kV Phố Nối
- TBA – 110kV Đông Anh
- TBA – 220kV Mai Động
- A1: trung tâm điều động hệ thống Miền Bắc.
- EVN: Văn phòng tổng công ty Điện Lực Việt Nam
- VT1: trung tâm viễn thông Miền Bắc trực thuộc công ty viễn thông
Điện Lực
- A0: trung tâm điều độ hệ thống điện Quốc Gia
Kết nối các trạm và đường dây kết nối trong hệ thống viễn thông khu vực:
Từ TBA – 110kV Phố Cao theo đường cáp quang đưa tới TBA –
110kV Gia Lộc sau đó sử dụng cáp quang kết hợp với đường dây chống sét
treo trên đường dây 110kV loại 12/24 lõi
12 / 24
OPGW
SM
đưa tới TBA 110kV Đồng
Niên. Từ trạm Đồng Niên dòng thông tin được chia làm 2 đường:
- Một đường sử dụng loại cáp quang
24
OPGW
SM
24 lõi đưa tới nhà máy
nhiệt điện Phả Lại sau đó cũng sừ dụng loại cáp này để thông tin tới TBA
Đông Anh, ở đây thông tin được đưa tới EVN và VT1 thông tin được đưa tới
Trang 58
A1 theo đường cáp quang 12 lõi phi kim chôn ngầm hoặc rải rác trong cống,
mương cáp dài 50m
12 / 50
NMOC
SM M
.
- Đường thứ 2 từ đồng niên theo cáp quang OPGW tới TBA – 220kV
Hải Dương. Cũng bằng loại cáp quang này thông tin từ Hải Dương được đưa
tới TBA – 220kV Phố Nối rồi đưa tới TBA – 220kV Mai Động sau đó sử
dụng cáp quang
12
ADSS
SM
loại 12 lõi đưa tới A0. Từ đây thông tin được đưa tói
EVN và VT1 bằng 12m cáp quang
12 /10
NMOC
SM m
loại 12 lõi sau đó từ EVN và
VT1 thông tin được đưa tới A1 cũng bằng loại cáp này.
Trang 59
2.3.2.Nguồn cấp DC – 48V tại TBA – 110kV Gia Lộc.
Sơ đồ cấp nguồn DC – 48V tại TBA – 110kV Gia Lộc (hình 2.7).
Từ tủ tự dùng AC – 220V sử dụng 2 dây AC 2x6 cấp nguồn cho tủ
phân phối (TPP) nguồn AC – 220V qua 2 aptomat K1, K2 loại 15A. Từ TPP
nguồn AC – 220V được đưa ra 6 aptomat 5A K3 đến K8. Trong đó K6 được
đưa tới bộ cắt lọc sét AC – 220V/10A theo 6m dây AC 2x6. Bộ cắt lọc sét
được nối đất bằng 10m cáp 1x16, tiếp đó từ bộ cắt lọc sét theo 6m dây AC
2x6 nguồn 220V được đưa tới bộ nắn nạp AC – 220V/ DC – 48V 30A. Bộ
nắn được nối đất bằng 10 m cáp 1x16 theo 10m dây được đưa tới tổ ACCU
48V/100AH trên 40m dây DC 2x10. Từ bộ nắn nạp theo 10m dây DC 2x6 tới
TPP nguồn DC – 48V, qua aptomat K1 30A nguồn DC được phân phối tới 4
phụ tải qua 4 aptomat K2, K3, K4, K5. Các phụ tải lần lượt là: ATM –
1/MUX( thiết bị truyền dẫn quang STM – 1 cấu hình đầu cuối), PCM-
30TER(thiết bị ghép kênh PCM – 30 đầu cuối), MODEM(máy thông tin cho
điều khiển điều độ), TELEPROTECTION(máy thông tin cho rơle bảo vệ
khoảng cách). Các phụ tải đều được cấp nguồn DC – 48 bằng 6m cáp DC 2x4
và đều được nối đất thiết bị bằng 10m cáp 1x16.
Trang 60
Hình 2.7. Sơ đồ cấp nguồn DC – 48V tại trạm biến áp 110KV Gia Lộc.
Trang 61
CHƢƠNG 3.
TỔNG QUAN VỀ PLC S7 – 300
3.1. MỞ ĐẦU.
Ở hệ thống tự động hóa quá trình sản xuất trong công nghiệp trước đây,
các hệ thống điều khiển số thường được cấu tạo trên cơ sở các rơle và các
mạch điện tử logic kết nối với nhau theo nguyên lý làm việc của hệ thống.
Đối với các hệ thống đơn giản và có tính độc lập thì việc sử dụng các
phần tử logic có sẵn liên kết cứng với nhau rất có ưu điểm về giá thành. Tuy
nhiên trong các hệ thống điều khiển phức tạp, nhiều chức năng thì việc cấu
trúc theo kiểu kiên kết cứng có nhiều nhược điểm như:
- Hệ thống cồng kềnh, đầu nối phức tạp dẫn đến độ tin cậy kém.
- Trường hợp cần thay đổi chức năng của hệ thống hoặc sửa chữa các
hư hỏng sẽ rất khó khăn và mất rất nhiều thời gian nếu hệ thống là phức tạp,
số lượng rơle là lớn.
Sự phát triển của máy tính điện tử, sự phát triển của tin học cùng với sự
phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động, dựa trên cơ sở tin học gắn liền với
hàng loạt sự phát minh liên tiếp như mạch tích hợp điện tử IC – năm 1959, bộ
vi xử lý – năm 1974 những phát minh đó đóng góp một vai trò quan trọng
và quyết định trong việc phát triển mạnh mẽ kỹ thuật máy tính và các ứng
dụng của nó trong khoa học kỹ thuật như PLC, CNC
Thiết bị điều khiển khả trình PLC ra đời cho phép khắc phục được rất
nhiều nhược điểm của hệ thống điều khiển liên kết cứng trước đây và việc sử
dụng PLC đã trở nên rất phổ biến trong công nghiệp tự động hóa.
PLC (Programmable Logic Controler) là thiết bị điều khiển lập trình
được (hay còn gọi là khả trình), cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán
điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình, PLC thực chất là một máy tính,
Trang 62
nhưng điểm khác ở đây là nó được thiết kế chuyên cho lĩnh vực điều khiển và
làm việc trong điều khiển phức tạp với sự thay đổi của nhiệt độ, độ ẩm, hay
nói cách khác là một máy tính chuyên dụng.
Đặc điểm của PLC:
- Được thiết kế để chịu được độ rung lắc, nhiệt độ, độ ẩm và tiếng ồn.
- Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra.
- Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu
giải quyết được các phép toán logic.
Đến nay các thiết bị và kỹ thuật PLC đã phát triển mạnh mẽ, những
người sử dụng không cần kiến thức về điện tử cũng như kiến thức về máy tính
mà chỉ cần lắm vững công nghệ sản xuất, điều khiển quy trình, nắm vững
phương pháp lập trình để chọn thiết bị cho phù hợp là có thể đưa vào áp dụng
cho điều khiển quy trình công nghệ tự động hóa sản xuất đó.
3.2. NGUYÊN LÝ CHUNG CỦA PLC.
3.2.1. Cấu hình cứng.
Cấu trúc.
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý chung cấu trúc của PLC.
Bus
CPU
Khối vi xử
lý trung tâm
+
Hệ điều hành
Bộ đếm
vào/ ra
Bộ nhớ chương trình
Timer
Bộ đếm
Bít cờ
Cổng vào ra
onboard Quản lý
ghép nối
Cổng ngắt và đếm
tốc độ cao
Trang 63
Các bộ phận.
Khối xử lý trung tâm và hệ điều hành: tính toán, xử lý và thực
hiện điều khiển toàn bộ hoạt động của PLC. Hệ điều hành
chương trình được lưu trong ROM.
Bộ nhớ chương trình: lưu giữ chương trình, có thể làm bộ đệm
cho quá trình xử lý và tính toán. Thông thường bộ nhớ chương
trình dùng loại RAM, EFPROM
Bộ đệm vào ra: phục vụ cho việc truy xuất các tín hiệu vào/ ra
số, còn các tín hiệu vào/ra tương tự được truy xuất trực tiếp.
Bộ thời gian (Timer): tạo thời gian trễ mong muốn giữa tín hiệu
logic đầu vào và tín hiệu logic đầu ra.
Bộ đếm (Couter): thực hiện chức năng đếm sườn xung của tín
hiệu đầu vào.
Cổng vào/ ra Onboard: là cổng vào/ ra được gắn ngay trên
module CPU.
Cổng ngắt và đếm tốc độ cao: quản lý các loại ngắt và chương
trình xử lý ngắt, quản lý các bộ đếm tốc độ cao.
Quản lý ghép nối: quản lý việc ghép nối của CPU với các
module mở rộng, các thiết bị ngoại vi
Bus: phục vụ cho việc truyền thông nội bộ và giữa CPU với các
thiết bị ngoại vi
3.2.2. Các chức năng chính.
Trong CPU đã được cài đặt sẵn hệ điều hành của chương trình, thực
hiện tất cả các chức năng điều khiển thời gian thực, truyền thông, chuẩn đoán
và kiểm tra, quản lý thông tin, lưu trữ và bảo vệv.v.
CPU có bộ nhớ chương trình và RAM tốc độ cao (tốc xử lý lệnh tương
đối nhanh, thực hiện một lệnh nhị phân trong khoảng thời gian 300ns) cung
cấp một dung lượng đủ lớn (64Kbyte) cho chương trình người sử dụng. Có
Trang 64
khả năng mở rộng một cách linh hoạt, lên tới 32 module mở rộng nằm trên 4
thanh rack.
Chức năng lưu trữ thông tin: CPU có thể lưu trữ tất cả các thông tin về
cấu hình hệ thống, các chương trình ứng dụng (chương trình chính, con,
ngắt). Trong một số trường hợp đặc biệt CPU còn có khả năng lưu trữ số
liệu mà không cần pin nuôi. Ngoài ra có thể sao chép dự phòng chương trình
một cách đơn giản nhờ card nhớ, dung lượng lên tới 4MB.
Chức năng bảo vệ: CPU cung cấp password nhằm xác định quyền truy
cập cho chương trình và các dữ liệu. Nếu không có password thì không thể
thực hiện việc quan sát, sao chép, xóa chương trình ứng dụng.
Chức năng kiểm tra, chuẩn đoán và thông báo các tình trạng kỹ thuật
của hệ thống cho người vận hành: CPU có khả năng kiểm tra và chuẩn đoán
các tình trạng kỹ thuật của hệ thống, bao gồm cả về cấu hình cứng và lỗi trong
các chương trình ứng dụng. Ngoài ra CPU còn dành một vùng đệm để lưu trữ
các kết quả kiểm tra và chuẩn đoán, 100 lỗi và các sự kiện ngắt mới nhất được
lưu trữ tại vùng đệm để phục vụ cho việc kiểm tra tiếp theo. Sau khi thực hiện
việc kiểm tra và chuẩn đoán thì CPU sẽ thông báo các trạng thái lỗi cho người
vận hành bằng đèn LED. Các đèn LED chỉ ra lỗi phần cứng hay phần mềm,
lỗi thời gian, lỗi vào / ra hay lỗi của pin nuôi và các trạng thái hoạt động như
RUN, STOP
Chức năng thông tin: Có thể sử dụng thiết bị lập trình (PC, PG) để
thực hiện quan sát sự thay đổi trạng thái của các tín hiệu trong quá trình thực
hiện chương trình, thậm chí có thể thay đổi các biến số một cách độc lập
chương trình người dùng. Ngoài ra thiết bị lập trình còn có thể được dùng để
cung cấp cho người sử dụng các thông tin về dung lượng bộ nhớ, chế độ hoạt
động của CPU, bộ nhớ làm việc và bộ nhớ số liệu đang được sử dụng, thời
gian quét hiện tại và nội dung của vùng đệm kiểm trav.v.
Chức năng truyền thông: các chức năng truyền thông chính:
Trang 65
Truyền thông với thiết bị lập trình /OP (Operator Panel)
Truyền thông số liệu toàn cục.
Truyền thông cơ sở.
Truyền thông mở rộng.
Truyền thông tương thích với S5.
Truyền thông theo chuẩn.
Các cổng truyền thông trên CPU hầu hết là RS485. CPU kết nối với
thiết bị lập trình (PC) bằng MPI (Multi Point Interface), các I/ O phân tán,
OP thông qua cổng RS485. Giao diện đa điểm (MPI) có thể thực hiện tới 4
kết nối tĩnh với các thiết bị lập trình (PCs, OPs), 8 kết nối động đồng thời với
S7 – 300/400, có thể thiết lập một mạng đơn giản gồm 16 CPU kết nối với
nhau và thực hiện được “truyền thông số liệu toàn cục”. Giao diện
PROFIBUS – DP của CPU cho phép việc điều khiển phân tán.
Ngoài ra còn một số chức năng tích hợp sẵn trên CPU như: bộ đếm, đo
tần số, điều khiển vị trí, điều khiển khối chức năngv.v.
3.3. CÁC MODULE CỦA PLC S7 – 300.
Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế, các bộ điều khiển PLC
được thiết kế không bị cứng hóa về cấu hình, chúng được chia nhỏ thành các
module. Số module được sử dụng ít hay nhiều tùy thuộc vào từng bài toán cụ
thể, tuy nhiên bao giờ cũng phải có một module chính, đó là module CPU.
Các module còn lại là các module truyền, nhận tín hiệu với đối tượng điều
khiển các module chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ bước...Chúng
được gọi là các module mở rộng. Tất cả các module được gá trên các thanh
ray (rack). Mỗi rack cho phép đặt tối đa là 11 module theo thứ tự nhất định.
Như vậy là một CPU được ghép nối cùng các module mở rộng trên
thanh rack, trong đó việc truy nhập của CPU vào các module mở rộng được
thực hiện thông qua địa chỉ của chúng. Một module của CPU có khả năng
Trang 66
quản lý được 4 thanh rack với tối đa 8 module mở rộng (tính từ module CPU)
trên mỗi thanh rack mà các cổng vào /ra trên nó có địa chỉ khác nhau.
Bảng 3.1. Bảng thể hiện địa chỉ của các module mở rộng trên các thank rack
ứng với các slot:
Hình 3.2. Hình biểu diễn thứ tự các module trên các thanh rack.
Trang 67
Các module được bố trí thành nhiều rack (trừ CPU 312FM và CPU 313
chỉ có một rack), CPU ở rack 0, slot 2, kế đó là module phát IM 360, slot 3,
có nhiệm vụ kết nối rack 0 với các rack 1, 2, 3, trên mỗi rack này có các
module kết nối thu IM 361, bên phải module IM là các module SM/FM/CP.
Cáp nối hai module IM dài tối đa 10m. Các module được đánh số theo slot và
dùng làm cơ sở để đặt địa chỉ đầu cho các module ngõ vào ra tín hiệu. Đối với
CPU 315- 2DP, 316- 2DP, 318- 2DP có thể gán địa chỉ tùy ý cho các module.
3.3.1. Module CPU.
Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ,
các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485)và có thể có một vài
cổng vào ra số được gọi là vào/ ra Onboard. Có rất nhiều loại module khác
nhau chúng được đặt theo tên như CPU312, CPU314,
Hình 3.3: Cấu hình bộ CPU.
Những module cùng sử dụng một loại vi xử lý nhưng khác nhau về
cổng vào/ ra onboard cũng như khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư
viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào onboard này sẽ
được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ cái IFM
(Intergrated Funtion Module) ví dụ CPU312IFM, CPU314IFM
S7- 300 có các loại module như CPU312, CPU314, CPU315 được
chia làm hai loại chính là :
Trang 68
Loại CPU chỉ có một cổng truyền thông phục vụ cho việc kết nối với
các thiết bị lập trình mạng. Loại này không thực hiện điều khiển phân
tán được.
Loại CPU có hai cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai
có chức năng phục vụ việc nối mạng phân tán.
Mô tả mặt trước của module CPU 315 – 2DP: (hình 3.4)
Hệ thống chỉ thị (Status and fault LEDs).
Công tắc chọn chế độ hoạt động.
Cổng truyền thông phục vụ cho việc kết nối với MPI.
Cổng truyền thông phục vụ cho việc kết nối với PROFIBUS –
DP.
Nguồn và nối đất (Terminals for power supply and functional
ground).
Hình 3.4. Mặt trước module CPU 315 – 2DP.
Trang 69
Hệ thống chỉ thị: hệ thống chỉ thị báo các trạng thái hoạt động của CPU, bao
gồm:
SF(đỏ)chỉ thị trạng thái các lỗi.
BATF(đỏ)chỉ thị trạng thái lỗi nguồn pin nuôi.
DC5V(xanh lá cây)báo trạng thái nguồn +5VDC bình thường
FRCE(vàng)chỉ thị hoạt động tích cực.
RUN( xanh lá cây) báo CPU đang trong chế độ hoạt động.
STOP(vàng) báo CPU đang trong chế độ dừng.
BUSF(đỏ)báo lỗi giao diện PROFIBUS.
Công tắc chọn chế độ hoạt động: Công tắc chọn chế độ hoạt động là một núm
xoay có 4 vị trí, tương ứng với 4 chế độ:
RUN – P: chế độ lập trình và chạy của CPU.
RUN: đặt chế độ CPU hoạt động.
STOP: đặt CPU vào chế độ dừng.
MRES: Xóa chương trình trong CPU và sao chép chương trình từ card
nhớ sang CPU. Thẻ nhớ có dung lượng từ 16KB đến 4MB.
Pin nuôi giúp nuôi chương trình và dữ liệu khi mất nguồn (tối đa là một
năm), ngoài ra còn nuôi đồng hồ thời gian thực. Với loại CPU không có pin
nuôi thì cũng có một phần vùng nhớ được duy trì.
Cổng truyền thông để kết nối MPI: CPU kết nối với MPI (Multi Poit
Interface) bằng giao diện RS485, 9 chân nó phục vụ cho việc truyền thông
giữa các trạm với nhau và trạm với máy tính.
Cổng truyền thông để kết nối với PROFIBUS – DP: bằng giao diện RS485, 9
chân nó phục vụ cho việc nối mạng phân tán.
3.3.2. Module mở rộng.
3.3.2.1. Module nguồn PS.
Trang 70
Module nguồn (PS – Power Supply) có ba loại: 2A, 5A, 10A. Dùng để
chuyển đổi tín hiệu điện 120/ 230VAC thành 24VDC để cung cấp cho CPU,
cảm biến / cơ cấu chấp hành v.v.
Sơ đồ cấu trúc mạch của module nguồn PS307 (10A)
Hình 3.5. Module nguồn PS.
Bảng 3.2. Bảng thông số kĩ thuật của module nguồn PS 307 –10A:
Đầu vào
Điện áp đầu vào.
Giá trị biến thiên điện áp.
Dải điện áp cho phép.
120/230VAC
93 đến 132VAC/ 187 đến 264VAC
Thời gian quá áp cực tiểu. 20ms
Tần số làm việc.
Giá trị định mức.
Giá trị cho phép.
50/60 Hz.
47 đến 63 Hz
Dòng đàu vào.
Giá trị định mức ở 230VAC.
Giá trị định mức ở 120VAC.
1,7A
3,5A
Đầu ra
Điện áp đầu ra.
Giá trị định mức.
Giá trị cho phép.
24VDC
24VDC + 5%
Dòng đầu ra
Trang 71
Giá trị định mức. 10A
Thông số chung
Tổn hao công suất
Nhiệt độ làm việc
30W
0 – 60 độ C
3.3.2.2. Module xử lý tín hiệu SM.
Module tín hiệu (SM – Sign Module) bao gồm:
- Module tín hiệu vào số ( DI – Digital Input). Số lượng các cổng vào
số trên mỗi module có thể là 8, 16 hoặc 32 tùy vào từng loại.
- Module tín hiệu ra số ( DO – Digital Output). Số lượng các cổng ra số
trên mỗi module có thể là 8, 16 hoặc 32 tùy vào từng loại.
- Module tín hiệu vào /ra số (DI/DO – Digital Input/ Digital Output).
Số lượng các cổng vào /ra số trên mỗi module có thể là 8 vào /8 ra hoặc 16
vào /16 ra tùy thuộc vào từng loại.
- Module tín hiệu vào tương tự (AI – Analog Input). Thực chất chính là
bộ chuyển đổi tương tự số. Số lượng các cổng vào tương tự trên mỗi module
có thể là 2, 4 hoặc 8 tùy theo từng loại.
- Module tín hiệu ra tương tự (AO – Analog Output). Thực chất chính
là các bộ chuyển đổi số tương tự. Số lượng cổng ra tương tự trên mỗi module
có thể là 2, 4 tùy thuộc vào từng loại.
- Module tín hiệu vào /ra tương tự (AI/AO –Analog Input/Analog
Output). Số lượng các cổng vào /ra tương tự trên mỗi module có thể là 4 vào/
2 ra hoặc 4 vào /4 ra tùy thuộc vào từng loại.
3.3.2.3. Module ghép nối IM.
Module ghép nối (IM – Interface Module) đây là loại module chuyên
dụng có nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng với nhau thành một
khối và được quản lý chung bởi một module CPU.
Trang 72
Hình 3.6: Module ghép nối IM360 và IM361.
Module IM360 gắn ở rack 0 kế module CPU dùng để ghép nối với
module IM 361 đặt ở các rack 1, 2, 3 giúp kết nối các module mở rộng với
CPU khi số module lớn hơn 8. Cáp nối giữa hai rack là loại 368.
Trong trường hợp chỉ có 3 rack thì dùng loại IM365.
3.3.2.4. Module chức năng FM.
Module chức năng (FM – Function Module) có chức năng điều khiển
riêng như: module điều khiển động cơ bước, động cơ servo, module PID
3.3.2.5. Module truyền thông CP.
Module truyền thông (CP – Communication Module) phục vụ truyền
thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính.
3.4. CẤU TRÖC BỘ NHỚ CỦA CPU S7 – 300.
Bộ nhớ PLC S7 – 300 được chia làm 3 vùng nhớ chính như sau:
+ Vùng chứa chương trình ứng dụng.
(Load Memory): là vùng nhớ chương trình ứng dụng (do người sử
dụng viết) bao gồm tất cả các khối chương trình ứng dụng OB, FC, FB các
khối chương trình trong thư viện hệ thống được sử dụng (SFC, SFB) và các
khối dữ liệu DB.
+ Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng.
Trang 73
(System memory): là vùng nhớ chứa các bộ đệm vào/ số (Q, I), các
biến cờ (M), thanh ghi T – Word, PV, T – bit của Timer, thanh ghi C – Word,
PV, C – bit của Counter.
+ Vùng chứa các khối dữ liệu.
(Work memory): là vùng nhớ chứa các khối DB đang được mở, khối
chương trình (OB, FC, FB, SFC, hoặc SFB) đang được CPU thực hiện và
phần bộ nhớ cấp phát cho chương trình những tham số hình thức để các khối
chương trình này trao đổi tham trị với hệ điều hành và với các khối chương
trình khác (Local block). Tại một thời điểm nhất định vùng Word memory chỉ
chứa một khối chương trình. Sau khi khối chương trình đó được thực hiện
xong thì hệ điều hành sẽ xóa nó khỏi Word memory và nạp vào đó khối
chương trình kế tiếp đến lượt thực hiện.
Hình 3.7. Phân chia các vùng ô nhớ trong.
3.4.1. Vùng chứa chƣơng trình ứng dụng.
Vùng nhớ chương trình được chia làm 3 miền:
- OB (Organiation block): Miền chứa chương trình tổ chức.
- FC (Function): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm
có biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình gọi nó.
Trang 74
- FB (Function block): Miền chứa chương trình con, được tổ chức
thành hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu với chương trình nào
khác. Các dữ liệu này phải được xây dựng thành một khối dữ liệu
riêng (gọi là DB – data block).
3.4.2. Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chƣơng trình ứng dụng.
Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được
chia thành 7 miền khác nhau bao gồm:
- I (Process image input): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số.
Trước khi bắt đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc giá trị logic
của tất cả các cổng đầu vào và cất giữ chúng trong trong vùng nhớ I.
- Q (Process image output): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số, kết
thúc giai đoạn thực hiện chương trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic
của bộ đệm Q tới các cổng ra số. Thông thường chương trình không
trực tiếp gán giá trị tới tận cổng ra mà chỉ chuyển chúng vào bộ đệm
Q.
- M: Miền các biến cờ. Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này
để lưu giữ các tham số cần thiết và có thể truy nhập nhóm theo bít
(M), byte (MB), từ (MW) hay từ kép (MD).
- T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (Timer) bao gồm việc lưu giữ giá
trị thời gian đặt trước (PV – Preset value), giá trị đếm thời gian tức
thời gian (CV – current value) cũng như giá trị đầu ra của bộ thời
gian.
- C: Miền nhớ phục vụ bộ đếm (Counter) bao gồm việc lưu giữ giá trị
thời gian đặt trước (PV – preset value), giá trị đếm tức thời (CV –
Curent value) và giá trị logic đầu ra của bộ đếm.
- PI: Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự (I/O External
input). Các giá trị tương tự tại cổng vào của module tương tự sẽ
được module đọc và chuyển tự động theo địa chỉ. Chương trình ứng
Trang 75
dụng cụ thể truy cập miền nhớ PI theo từng byte (PIB), từng từ
(PIW), từng từ kép (PID).
- PQ: Miền địa chỉ cổng ra của các module tương tự, các giá trị theo
những đại chỉ này sẽ được module tương tự chuyển tới các cổng ra
tương tự. Chương trình ứng dụng cụ thể truy cập miền nhớ PQ theo
từng byte (PQB), từng từ (PQW), từng từ kép (PQD).
3.4.3. Vùng chứa các khối dữ liệu.
Vùng chứa các khối dữ liệu, được chia làm 2 loại:
- DB (Data block): Miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối.
Kích thước cũng như số lượng khối do người sử dụng quy định, phù
hợp với từng bài toán điều khiển. Chương trình có thể truy nhập
miền này theo từng bit (DBX), byte (DBB), từ (DBW), từ kép
(DBD).
- L (Local data block): Miền dữ liệu địa phương, được các khối
chương trình OB, FC, FB tổ chức và sử dụng cho các biến nháp tức
thời và trao đổi dữ liệu của biến hình thức với những khối chương
trình đó gọi nó. Nội dung của một số dữ liệu trong miền nhớ này sẽ
bị xóa khi kết thúc chương trình tương ứng trong OB, FC, FB. Miền
này có thể được truy cập từ chương trình theo bit (L), theo byte
(LB), theo từ (LW), hoặc theo từ kép (LD).
3.5. VÕNG QUÉT CHƢƠNG TRÌNH.
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi
là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ
liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện
chương trình. Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện từ lệnh đầu
tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (Block end). Sau giai đoạn thực hiện
chương trình là giai đoạn chuyển nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra
Trang 76
số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra
lỗi.
Hình 3.8. Vòng quét chương trình.
Bộ đệm I và Q không liên quan đến cổng vào/ra tương tự nên các lệnh
truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với các cổng vật lý chứ
không qua bộ đệm. Thời gian cần thiết để PLC thực hiện một vòng quét được
gọi là thời gian quét (scan time), thời gian vòng quét không cố định tức không
phải vòng quét nào cũng được thực hiện trong khoảng thời gian như nhau. Có
vòng quét được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tùy thuộc
vào số lệnh trong chương trình được thực hiện và khối dữ liệu được truyền
thông trong vùng quét đó.
Giữa việc gửi tín hiệu để đối tượng xử lý, tính toán đến việc gửi lệnh
đến đối tượng điều khiển có một thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét.
Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt ở chế độ ngắt, PLC sẽ ưu
tiên chương trình ngắt được thực hiện cho dù nó đang làm bất cứ việc gì (trừ
một số CPU).
Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ ra, thông thường lệnh không làm việc
trực tiếp với cổng vào /ra mà chỉ thông qua bộ đếm ảo của cổng trong vùng
nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai
đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU quản lý. Ở một số module CPU, khi gặp
Trang 77
lệnh vào ra ngay lập tức, hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả
chương trình xử lý ngắt, để thực hiện trực tiếp với cổng vào /ra.
3.6. CẤU TRÖC CHƢƠNG TRÌNH.
Chương trình cho S7 – 300 được lưu trong bộ nhớ của PLC ở vùng
dành riêng cho chương trình và có thể được lập ở hai dạng khác nhau:
+) Lập trình tuyến tính: Toàn bộ chương trình điều khiển nằm trong một khối
trong bộ nhớ, khối được chọn là khối OB, là khối mà PLC luôn quét và thực
hiện các lệnh trong nó thường xuyên, từ lệnh đầu tiên cho đến lệnh cuối cùng
và quay trở lại lệnh đầu tiên.
Hình 3.9. Lập trình tuyến tính.
+) Lập trình có cấu trúc: Chương trình được chia thành những phần nhỏ với
từng nhiệm vụ riêng và các phần này trong những khối chương trình khác
nhau. PLC S7 – 300 có 4 loại khối cơ bản:
- Loại khối OB (Organization block): Khối tổ chức và quản lý chương
trình điều khiển. Có nhiều loại khối OB mỗi khối có những chức
năng khác nhau. Chúng được phân biệt bằng các số nguyên đi sau,
ví dụ OB1, OB35, OB40
- Loại khối FC (Program block): Khối chương trình với những chức
năng riêng giống như một chương trình con hoặc một hàm. Một
chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối FC các khối này được
phân biệt với nhau bằng số nguyên sau nó ví dụ FC1, FC2
Trang 78
- Loại khối FB (Funtion Block): Là loại khối FC đặc biệt có khả năng
trao đổi một lượng dữ liệu lớn với các khối chương trình khác. Các
dữ liệu này phải được tổ chức thành khối dữ liệu riêng và có tên là
data block. Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối FB,
mỗi khối này được phân biệt bằng số nguyên dương đứng sau nó
FB1, FB2
- Loại khối DB (Data block): Khối chứa các dữ liệu cần thiết để thực
hiện chương trình. Các tham số của khối do người dùng tự đặt. Một
chương trình ứng dụng có thê có nhiều khối DB. Chúng được phân
biệt bằng số nguyên đứng sau DB1, DB2
- UDT(User Define Data): Là một kiểu dữ liệu đặc biệt do người sử
dụng tự định nghĩa.
Chương trình trong các khối được liên kết với nhau bằng lệnh gọi
khối,chuyển khối. Xem các phần trong các khối như những chương
trình con thì S7 – 300 cho phép gọi chương trình con lồng nhau, tức là
chương trình con này gọi một chương trình con khác và từ một chương
trình con được gọi, lại gọi tới một chương trình con thứ 3. Số các lệnh
lồng nhau tùy thuộc vào từng chủng loại module CPU mà ta sử dụng.
Nếu số lần gọi lồng nhau vượt quá giớ hạn cho phép PLC sẽ tự chuyển
sang chế đọ STOP và đặt cờ báo lỗi.
Hình 3.9. Lập trình có cấu trúc.
Trang 79
3.7. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CHO PLC S7 - 300.
PLC có 3 ngôn ngữ lập trình cơ bản đó là :
- Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement list). Đây là
dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương
trình được ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định,
mỗi câu lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung “tên lệnh”+
“toán hạng”.
- Ngôn ngữ “hình thang” ký hiệu LAD (Ladder logic) đây là dạng
ngôn ngữ đồ họa thích hợp với những người quen thiết kế mạch điề
khiển logic.
- Ngôn ngữ “hình khối” ký hiệu FBD (Function block diagram). Đây
cũng là kiểu ngôn ngữ đồ họa thích hợp với những người quen thiết
kế mạch điều khiển số. Trong ngôn ngữ này sử dụng các khối logic
cơ bản để lập trình chẳng hạn như: AND, OR, NOT, XORViệc
lập trình chính là việc kết nối các khối này theo một thuật toán nào
đó.
Hình 3.10. Ba kiểu ngôn ngữ lập trình cho S7 – 300.
Trang 80
CHƢƠNG 4.
XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẢO VỆ TRÊN
SIMATIC STEP 7
4.1. THỐNG KÊ ĐẦU VÀO ĐẦU RA.
4.1.1. Bảng thống kê đầu vào, ra phía cao thế 110kV.
4.1.1.1. Bảng thống kê đầu vào.
Bảng 4.1. Bảng thống kê đầu vào phía 110kV:
STT Chức năng tín hiệu vào Dạng
tín
hiệu
1 Lệnh đóng máy cắt E01 – Q0 110kV từ hệ thống SCADA DI
2 Khóa “từ xa/giám sát”của máy cắt Q0 110kV ở vị trí “giám sát” DI
3 Lệnh đóng máy cắt Q0 từ tủ điều khiển DI
4 Khóa “từ xa/giám sát”của may cát Q0 110kV ở vị trí “từ xa” DI
5 Khóa “L/R” tại máy cắt E01 – Q0 ở vị trí “R” DI
6 Dao cách ly E01 – Q1 110kV đã đóng DI
7 Dao cách ly E01 – Q9 110kV đã đóng DI
8 Máy cắt H01 – Q0 35kV đã cắt DI
9 Máy cắt J01 – Q0 22kV đã cắt DI
10 Lệnh đảo của lockout SF6 của máy cắt E01 – Q0 DI
11 Lò xo máy cắt E01 – Q0 đã đạt yêu cầu DI
12 Lệnh đóng của máy cắt 110kV tại chỗ DI
13 Khóa “L/R” tại máy cắt E01 – Q0 ở vị trí “L” DI
14 Lệnh cắt máy cắt Q0 110kV từ hệ thống SCADA DI
15 Lệnh cắt máy cắt Q0 Q0 từ tủ điều khiển DI
16 Lệnh cắt từ rơle bảo vệ DI
Trang 81
17 Lệnh cắt từ rơle bảo vệ máy biến áp DI
18 Rơle giám sát mạch cắt máy cắt (F74-1) tác động DI
19 Rơle giám sát mạch cắt máy cắt (F74-2) tác động DI
20 Tín hiệu đảo của mạch cắt máy cắt E01 – Q0 hư hỏng DI
21 Lệnh cắt của máy cắt 110kV tại chỗ DI
22 Lệnh đóng của dao cách ly Q1 từ hệ thống SCADA DI
23 Khóa “từ xa/giam sát” của dao cách ly Q1 ở vị trí “giám sát” DI
24 Lệnh đóng dao cách ly Q1 từ tủ điều khiển DI
25 Khóa “từ xa/ giám sát” của dao cách ly Q1 ở vị trí “từ xa” DI
26 Khóa “L/R” của dao cách ly Q1 ở vị trí “R” DI
27 Dao nối đất E01 – Q15 110kV đã mở DI
28 Dao nối đất E01 – Q51 110kV đã mở DI
29 Máy cắt E01- Q0 110kV đã cắt DI
30 Lệnh đóng tại chỗ của dao cách ly Q1 DI
31 Khóa “L/R” tại dao cách ly Q1 ở vị trí “L” DI
32 Lệnh đóng của dao cách ly Q9 từ hệ thống SCADA DI
33 Khóa “từ xa /giám sát” của dao cách ly Q9 ở vị trí “giám sat” DI
34 Lệnh đóng dao cách Q9 từ tủ điều khiển DI
35 Khóa “từ xa/ giám sát” của dao cách ly Q9 ở vị trí “từ xa” DI
36 Khóa “L/R” tại cách ly Q9 ở vị trí “R” DI
37 Dao nối đất E01 – Q52 110kV đã mở DI
38 Dao nối đất E01 – Q8 110kV đã mở DI
39 Lệnh đóng tại chỗ của dao cách ly Q9 DI
40 Khóa “L/R” của dao cách ly Q9 ở vị trí “L” DI
41 Thực hiện đóng cắt dao nối đất Q15 tại chỗ DI
42 Dao cách ly Q1 110kV đang mở DI
43 Thực hiện đóng cắt tại chỗ dao nối đất Q51 DI
Trang 82
44 Máy cắt E01 – Q0 110kV đang mở DI
45 Thực hiện đóng cắt dao nối đất Q52 tại chỗ DI
46 Dao cách ly Q9 110kV đang mở DI
47 Thực hiện đóng cắt tại chỗ dao nối đất Q8 DI
48 Máy cắt H01 – Q0 35kV đang mở DI
49 Máy cắt J01 – Q0 22kV đang mở DI
4.1.1.2. Bảng thống kê đầu ra.
Bảng 4.2. Bảng thống kê đầu ra phía 110kV:
STT Chức năng tín hiệu ra Dạng tín
hiệu
1 Mạch đóng máy cắt 110kV E01 – Q0 DO
2 Mạch cắt máy cát 110kV E01 – Q0 DO
3 Mạch đóng và cắt dao cách ly 110kV E01 – Q1 DO
4 Mạch đóng và cắt dao cách ly 110kV E01 – Q9 DO
5 Mạch đóng và cắt dao nối đất 110kV E01 – Q15 DO
6 Mạch đóng và cắt dao nối đất 110kV E01 – Q51 DO
7 Mạch đóng và cắt dao nối đất 110kV E01 – Q52 DO
8 Mạch đóng và cắt dao nối đất 110kV E01 – Q8 DO
4.1.2. Bảng thống kê đầu vào, ra phía trung thế 35kV.
4.1.2.1. Bảng thống kê đầu vào.
Bảng 4.3. Bảng thống kê đầu vào phía 35kV:
STT Chức năng tín hiệu vào Dạng
tín
hiệu
1 Lệnh đóng máy cắt H01 – Q0 35kV từ hệ thống SCADA DI
Trang 83
2 Khóa “từ xa/ giám sát” của máy cắt Q0 35kV ở vị trí “giám sát” DI
3 Lệnh đóng máy cắt Q0 từ tủ điều khiển DI
4 Khóa “từ xa/ giám sát” của máy cắt Q0 35kV ở vị trí “từ xa” DI
5 Khóa “L/R” tại máy cắt Q0 ở vị trí “R” DI
6 Lệnh đóng của máy cắt Q0 35kV tại chỗ DI
7 Khóa “L/R” tại máy cắt Q0 ở vị trí “L” DI
8 Dao nối đất E01 – Q8 110kV đã mở DI
9 Dao nối đất thanh cái H11 – Q8 35kV đã mở DI
10 Lockout SF6 của máy cắt H01 – Q0 DI
11 Lò xo máy cắt H01 – Q0 đã đạt yêu cầu DI
12 Dao nối đất H01 –Q8 35kV đã mở DI
13 Lệnh cắt máy cắt Q0 35kV từ hệ thống SCADA DI
14 Lệnh cắt máy cắt Q0 từ tủ điều khiển DI
15 Lệnh cắt từ rơle bảo vệ DI
16 Lệnh cắt từ rơle bảo vệ máy biến áp DI
17 Rơ e giám sát mạch cắt máy cắt (F74 – 1) tác động DI
18 Lệnh đảo của lockout SF6 của máy cắt H01 – Q0 DI
19 Tín hiệu đảo của mạch cắt máy cắt H01 – Q0 hư hỏng DI
20 Lệnh cắt của máy cắt Q0 35kV tại chỗ DI
21 Thực hiện đóng cắt dao nối đất H01 – Q8 35kV tại chỗ DI
22 Dao cách ly Q9 110kV đang mở DI
23 Máy cắt H01 – Q0 35kV đang mở DI
24 Lệnh đóng của máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35kV từ hệ thống
SCADA
DI
25 Khóa “từ xa / giám sát” của máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35kV ở
vị trí “giám sát”
DI
26 Lệnh đóng từ tủ điều khiển của máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35kV DI
Trang 84
27 Khóa “từ xa / giám sát” của máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35kV ở
vị trí “từ xa”
DI
28 Khóa “L/R” tại máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35 kV ở vị trí “R” DI
29 Lệnh đóng tại chỗ của máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35kV DI
30 Khóa “L/R” tại máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35 kV ở vị trí “L” DI
31 Lockout SF6 của H05, 07, 09 – Q0 35kV DI
32 Lò xo máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35kV đã đạt yêu cầu DI
33 Dao nối đất H01 – Q8 35kV đã mở DI
34 Lệnh cắt của máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35kV từ hệ thống
SCADA
DI
35 Lệnh cắt từ tủ điều khiển của máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35kV DI
36 Lệnh cắt từ rơle bảo vệ DI
37 Rơle giám sát mạch cắt máy cắt (F74 – 1) tác động DI
38 Lệnh đảo của lockout SF6 của H05, 07, 09 – Q0 35kV DI
39 Tín hiệu của mạch cắt H05, 07, 09 –Q0 hư hỏng DI
40 Lệnh cắt tại chỗ của máy cắt H05, 07, 09 – Q0 35kV DI
41 Thực hiện đóng cắt tại chỗ dao nối đất H05, 07, 09 – Q8 35kV DI
42 Máy cắt H05, 07, 09 – Q8 35kV đang mở DI
43 Thực hiện đóng cắt tại chỗ dao nối đất H11 – Q8 35kV DI
44 Máy cắt H01 – Q0 35kV đang mở DI
45 Máy cắt H05 – Q0 35kV đang mở DI
46 Máy cắt H07 – Q0 35kV đang mở DI
47 Máy cắt H09 – Q0 35kV đang mở DI
4.1.2.2. Bảng thống kê đầu ra.
Bảng 4.4. Bảng thống kê đầu ra phía 35kV:
STT Chức năng tín hiệu ra Dạng tín hiệu
Trang 85
1 Mạch đóng máy cắt 35kV H01 – Q0 DO
2 Mạch cắt máy cắt 35kV H01 – Q0 DO
3 Mạch đóng và cắt dao nối đất 35kV H01 – Q8 DO
4 Mạch đóng máy cắt 35kV H05, 07, 09 – Q0 DO
5 Mạch cắt máy cắt 35kV H05, 07, 09 – Q0 DO
6 Mạch đóng và cắt dao nối đất 35kV H05, 07, 09
– Q8
DO
7 Mạch đóng và cắt dao nối đất 35kV H11 – Q8 DO
4.1.3. Bảng thống kê đầu vào, ra phía trung thế 22kV.
4.1.3.1. Bảng thống kê đầu vào.
Bảng 4.5. Bảng thống kê đầu vào phía 22kV:
STT Chức năng tín hiệu vào Dạng
tín
hiệu
1 Lệnh đóng máy cắt Q0 22kV từ hệ thống SCADA DI
2 Khóa “từ xa/ giám sát” của máy cắt Q0 22kV ở vị trí “giám sát” DI
3 Lệnh đóng máy cắt Q0 22kV từ tủ điều khiển DI
4 Khóa “từ xa/ giám sát” của máy cắt Q0 22kV ở vị trí “từ xa” DI
5 Khóa “L/R” tại máy cắt Q0 22kV ở vị trí “R” DI
6 Lệnh đóng của máy cắt Q0 22kV tại chỗ DI
7 Khóa “L/R” tại máy cắt Q0 22kV ở vị trí “L” DI
8 Dao nối đất E01 – Q8 35kV đã mở DI
9 Dao nối đất thanh cái J15 – Q8 22kV đã mở DI
10 Lockout SF6 của máy cắt J01 – Q0 DI
11 Lò xo máy cắt J01 – Q8 22kV đã đạt yêu cầu DI
12 Dao nối đất J01 – Q8 22kV đã mở DI
Trang 86
13 Lệnh cắt máy cắt J01 – Q0 22kV từ hệ thống SCADA DI
14 Lệnh cắt máy cắt J01 – Q0 22kV từ tủ điều khiển DI
15 Lệnh cắt từ rơle bảo vệ DI
16 Lệnh cắt từ rơle bảo vệ máy biến áp DI
17 Rơle giám sát mạch cắt máy cắt (F74 – 1) tác động DI
18 Lệnh đảo của lockout SF6 của máy cắt J01 – Q0 DI
19 Tín hiệu đảo của mạch cắt máy cắt J01 – Q0 hư hỏng DI
20 Lệnh cắt của máy cắt J01 – Q0 22kV tại chỗ DI
21 Thực hiện đóng cắt dao nối đất J05, 07, 09, 11, 13 – Q8 22kV
tại chỗ
DI
22 Máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 đang mở DI
23 Lệnh đóng của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV từ hệ
thống SCADA
DI
24 Khóa “từ xa/ giám sát” của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0
22kV ở vị trí “giám sát”
DI
25 Lệnh đóng của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV từ tủ điều
khiển
DI
26 Khóa “từ xa/ giám sát” của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0
22kV ở vị trí “từ xa”
DI
27 Khóa “L/R” tại máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV ở vị trí
“R”
DI
28 Lệnh đóng tại chỗ của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV DI
29 Khóa “L/R” tại máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV ở vị trí
“L”
DI
30 Lockout SF6 của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV DI
31 Lò xo máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV đã đạt yêu cầu DI
32 Dao nối đất J05, 07, 09, 11, 13 – Q8 22kV đã mở DI
Trang 87
33 Lệnh cắt của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV từ hệ thống
SCADA
DI
34 Lệnh đóng của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV từ tủ điều
khiển
DI
35 Lệnh cắt từ rơle bảo vệ DI
36 Rơ le giám sát mạch cắt máy cắt (F74 – 1) tác động DI
37 Lệnh đảo của lockout SF6 của máy cắt J05, 07, 09, 11, 13–Q0
22kV
DI
38 Tín hiệu đảo của mạch máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV
hư hỏng
DI
39 Lệnh cắt tại chỗ cảu máy cắt J05, 07, 09, 11, 13 – Q0 22kV DI
40 Thực hiện đóng cắt dao nối đất J15 – Q8 22kV tại chỗ DI
41 Máy cắt J01 – Q0 22kV đang mở DI
42 Máy cắt J05 – Q0 22kV đang mở DI
43 Máy cắt J07 – Q0 22kV đang mở DI
44 Máy cắt J09 – Q0 22kV đang mở DI
45 Máy cắt J11 – Q0 22kV đang mở DI
46 Máy cắt J13 – Q0 22kV đang mở DI
47 Thực hiện đóng cắt tại chỗ dao nối đất J01 – Q8 22kV DI
48 Dao cách ly Q9 110kV đang mở DI
49 Máy cắt J01 – Q0 22kV đang mở DI
4.1.3.2. Bảng thống kê đầu ra.
Bảng 4.6. Bảng thống kê đầu ra phía 22kV:
STT Chức năng tín hiệu ra Dạng tín
hiệu
1 Mạch đóng máy cắt 22kV J01 – Q0 DO
Trang 88
2 Mạch cắt máy cắt 22kV J01 – Q0 DO
3 Mạch đóng máy cắt 22kV J05, 07, 09, 11, 13 –Q0 DO
4 Mạch cắt máy cắt 22kV J05, 07, 09, 11, 13 –Q0 DO
5 Mạch đóng và cắt dao nối đất 22kV J05, 07, 09, 11,13- Q8 DO
6 Mach đóng và cắt dao nối đât 22kV J15 – Q8 DO
7 Mach đóng và cắt dao nối đât 22kV J01 – Q8 DO
4.2. THIẾT LẬP PHẦN CỨNG.
Hình 4.1. Hộp thoại thiết lập phần cứng cho CPU.
Trang 89
Trang 90
Trang 91
Trang 92
4.3. ĐỊNH NGHĨA ĐẦU VÀO, ĐẦU RA.
Hình 4.2. Vào hộp thoại xác định chức năng các đầu vào ra.
4.3.1. Bảng phân chia chức năng đầu vào.
Bảng 4.7. Bảng phân chia chức năng đầu vào:
Trang 93
Trang 94
Trang 95
Trang 96
4.3.2. Bảng phân chia chức năng đầu ra.
Bảng 4.8. Bảng phân chia chức năng đầu ra:
Trang 97
Trang 98
Trang 99
4.4. VIẾT PHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN.
4.4.1. Phƣơng trình điều khiển phía cao thế 110kV.
Phương trình điều khiển mạch đóng máy cắt E01 – Q0 110kV:
I0.0x I0.1 = M0.0
I0.2xI0.3xI0.4 = M0.1
M0.0 + M0.1 = M0.2
I0.5xI0.6xI0.7xI1.0 = M0.3
1.1I xI1.2 = M0.4
I1.3xI1.4xM0.3 = M0.5
Q20.0 = (M0.2xM0.3 + M0.5) x M0.4
Phương trình điều khiển mạch cắt máy cắt E01 – Q0 110kV:
I1.5xI0.1 = M0.6
I1.6xI0.3xI0.4 = M0.7
M0.6 + M0.7 = M1.0
M1.0xI1.7xI2.0 = M1.1
I2.1xI2.2x 1.1I xI1.2x 2.3I = M1.2
I2.4xI0.4 = M1.3
Q20.1 = (M1.1 + M1.3)xM1.2
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao cách ly E01 – Q1
110kV:
I2.5xI2.6 = M1.4
I2.7xI3.0xI3.1 = M1.5
M1.4xM1.5 = M1.6
I3.2xI3.3xI3.4 = M1.7
I3.5xI3.6 = M2.0
Q20.2 = (M1.6 + M2.0)xM1.7
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao cách ly E01 – Q9
110kV:
Trang 100
I3.7xI4.0 = M2.1
I4.1xI4.2xI4.3 = M2.2
M2.1 + M2.2 = M2.3
I4.4xI4.5xI3.4 = M2.4
I4.6xI4.7 = M2.5
Q20.3 = (M2.3 + M2.5)xM2.4
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất E01 – Q15
110kV:
Q20.4 = I5.0xI5.1
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất E01 – Q51
110kV:
Q20.5 = I5.2xI5.1xI5.3
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất E01 – Q52
110kV:
Q20.6 = I5.4xI5.5xI5.3
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất E01 – Q8
110kV:
Q20.7 = I5.6xI5.5xI5.7xI6.0
3.3.2. Phƣơng trình điều khiển phía trung thế 35kV.
Phương trình điều khiển mạch đóng máy cắt H01 – Q0 35kV:
I6.1xI6.2 = M2.6
I6.3xI6.4xI6.5 = M2.7
I6.6xI6.7 = M3.0
I7.0xI7.1xI7.2xI7.3xI7.4 = M3.1
Q21.0 = (M2.6 + M2.7+ M3.0)xM3.1
Phương trình điều khiển mạch cắt máy cắt H01 – Q0 35kV:
I7.5xI6.2 = M3.2
I7.6xI6.4xI6.5 = M3.3
Trang 101
(M3.2 + M3.3)xI7.7x 8.0I = M3.4
I8.1x 7.2I xI7.3x 8.3I = M3.5
I8.4xI6.7 = M3.6
Q21.1 = (M3.4 + M3.6)xM3.5
Phương trình điều khiển mạch đóng máy cắt H05, H07, H09 – Q0
35kV:
I8.5xI8.6 = M3.7
I8.7xI9.0xI9.1 = M4.0
I9.2xI9.3 = M4.1
I9.4xI9.5xI9.6 = M4.2
Q21.2 = (M3.7+ M4.0 + M4.1)xM4.2
Phương trình điều khiển mạch cắt máy cắt H05, H07, H09 – Q0
35kV:
I9.7xI8.6 = M4.3
I10.0xI9.0xI9.1 = M4.4
I10.1x(M4.3 + M4.4) = M4.5
I10.2x 9.4I xI9.5xI10.4 = M4.6
I10.5xI9.3 = M4.7
Q21.3 = (M4.5 + M4.7)xM4.6
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất H01 – Q8
35kV:
Q21.4 = I10.6xI10.7xI11.0
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất H05, H07,
H09 – Q8, 35kV:
Q21.5 = I11.1xI11.2
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất H11 – Q8
35kV:
Q21.6 = I11.3xI11.0xI11.5xI11.6xI11.7
Trang 102
3.3.3. Phƣơng trình điều khiển phía trung thế 22kV.
Phương trình điều khiển mạch đóng máy cắt J01 – Q0, 22kV:
I12.0xI12.1 = M5.0
I22.2xI12.3x12.4 = M5.1
I12.5xI12.6 = M5.2
I12.7xI13.0xI13.1xI13.2xI13.3 = M5.3
Q21.7 = (M5.0 + M5.1 + M5.2) xM5.3
Phương trình điều khiển mạch cắt máy cắt J01 – Q0, 22kV:
I13.4xI12.1 = M5.4
I13.5xI12.3xI12.4 = M5.5
I13.6xI13.7x(M5.4 + M5.5) = M5.6
I14.0x 13.1I xI13.2x 14.2I = M5.7
I14.3xI12.6 = M6.0
Q22.0 = (M5.6 + M6.0)xM5.7
Phương trình điều khiển mạch đóng máy cắt J05, J07, J09, J11, J13
– Q0, 22kV:
I14.4xI14.5 = M6.1
I14.6xI14.7xI15.0 = M6.2
I15.1xI15.2 = M6.3
I15.3xI15.4xI15.5 = M6.4
Q21.1 = (M6.1 + M6.2 + M6.3)xM6.4
Phương trình điều khiển mạch cắt máy cắt J05, J07, J09, J11, J13 –
Q0, 22kV:
I15.6xI14.5 = M6.6
I15.7xI14.7xI15.0 = M6.7
I16.0x(M6.6 + M6.7) = M7.0
I16.1x 15.3I xI15.4x 16.3I = M7.1
I16.4xI15.2 = M7.2
Trang 103
Q22.2 = (M7.0 + M7.2)xM7.3
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất J01– Q8,
22kV:
Q22.3 = I16.5xI16.6xI16.7
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất J05, J07, J09,
J11, J13– Q8, 22kV:
Q22.5 = I17.0xI17.1
Phương trình điều khiển mạch đóng và cắt dao nối đất J15– Q8,
22kV:
Q22.5 = I17.2xI16.6xI17.3xI17.4xI17.5xI17.5xI17.7
Trang 104
4.5. LẬP TRÌNH BẰNG NGÔN NGỮ LADDER LOGIC.
Hình 4.3. Các khối chương trình lập trình.
Trang 105
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 7.PhamDuyTan.pdf