TMP số hóa hệ thống điều khiển thông gió
- Thứ sáu - 05/08/2022 05:58
- In ra
- Đóng cửa sổ này
Công ty Cổ phần Thủy điện Thác Mơ (TMP) xác định: ứng dụng số hóa vào hệ thống điều khiển thông gió sẽ góp phần nâng cao độ tin cậy của thiết bị công nghệ, cải thiện năng suất lao động và đáp ứng tiêu chí sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.
Điều hành viên trực ca đương phiên kiểm tra tín hiệu điều khiển thông gió, tại trạm chủ (SLAVE -CPU S7-1200)
Hiện trạng
Theo thiết kế ban đầu, hệ thống điều khiển thông gió được vận hành theo phương pháp thủ công. Khi xảy ra các hư hỏng như kẹt lá van điều khiển phân bổ luồng gió trong ống thông gió, hệ thống không có chức năng cảnh báo hiện trạng không tương xứng, trạng thái này thường dẫn đến tình trạng quá tải động cơ. Mặt khác, trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn, nhân viên vận hành phải cơ động đến vị trí tủ điều khiển để thao tác vận hành các động cơ thông gió phục vụ công tác chữa cháy, gây mất thời gian và nguy hiểm cho điều hành viên. Bên cạnh đó, hệ thống chưa giám sát được nhiệt độ và độ ẩm ở khu vực cần thông gió, chưa có khả năng vận hành tự động cũng như điều khiển và giám sát từ SCADA… Theo đó, thiết bị công nghệ sau 26 năm vận hành đã không còn phù hợp với phương thức vận hành hiện đại ngày nay.
Sự cần thiết số hóa thiết bị công nghệ
Số hóa hệ thống điều khiển thông gió thông qua giao thức truyền thông Modbus TCP/IP chỉ bằng một loại dây chuyên dùng, kết nối tất cả các trạm thông gió về một trung tâm điều khiển. So với sơ đồ cũ, không những việc ứng dụng số hóa đã giảm hàng trăm, hàng ngàn dây kết nối từ các cụm thông gió rời rạc về trung tâm, mà còn giảm đáng kể về không gian đi cáp điện. Điều đó cũng đồng nghĩa là giảm chi phí đầu tư, giảm chi phí nhân công và thời gian thi công.
Giải pháp số hóa cũng phù hợp với nhu cầu xây dựng Trung tâm điều khiển tập trung thông minh cụm nhà máy điện Smart OCC (Operations Control Center) và là yêu cầu cấp thiết. Việc số hóa hệ thống điều khiển thông gió là một trong các bước hình thành một mô hình quản lý vận hành hiện đại theo hướng tập trung, đáp ứng yêu cầu sử dụng hợp lý nguồn nhân lực. Nâng cao năng suất lao động, phù hợp với lộ trình phát triển lưới điện thông minh theo chủ trương của EVN.
Nhìn về tương lai, TMP ưu tiên triển khai công nghệ 4.0 vào trong việc điều khiển và giám sát thiết bị tại các nhà máy, kết nối với hệ thống SCADA hiện hữu, phát triển hệ thống điều khiển thông minh, đồng bộ hệ thống điều khiển, giám sát thiết bị của nhà máy, phục vụ tích cực cho công tác sản xuất kinh doanh khi tham gia thị trường điện cạnh tranh.
Đội Thí nghiệm thuộc Trung tâm Dịch vụ và Sửa chữa Cơ điện là đơn vị chủ trì thiết kế và thi công đề tài “Số hóa Hệ thống điều khiển thông gió” và được lãnh đạo TMP phê duyệt triển khai. Hệ thống điều khiển mới là một mô hình bố trí điều khiển theo cụm phù hợp với các cao trình khác nhau. Các CPU S7-1200 (SLAVE) được bố trí theo từng cụm để có thể điều khiển các nhóm các động cơ thông gió phía dưới thông qua mạch điều khiển. Các CPU này nhận được lệnh điều khiển và phản hồi các trạng thái của các động cơ thông gió cơ sở đến CPU S7-1500 (MASTER) đặt tại tủ điều khiển trung tâm bằng kết nối truyền Modbus TCP/IP. Nguồn cấp cho các CPU điều khiển phía dưới sử dụng hai bộ nguồn dự phòng nóng, đảm bảo nguồn điều khiển liên lục không gây gián đoạn trong quá trình điều khiển, giám sát. Hệ thống còn được trang bị các cảm biến gắn tại các vị trí quan trọng để có thể theo dõi nhiệt độ, độ ẩm tại các vị trí này. Các cảm biến này kết nối với các CPU điều khiển bên dưới trong hệ thống thông qua truyền thông Modbus TCP/IP. Tại các lá van điều khiển phân bổ luồng gió trong ống thông gió được lắp thêm các cảm biến hành trình để giám sát độ mở của lá van. Điều này là cần thiết để tác động ngắt các động cơ ra khỏi nguồn điện khi các lá van này bị kẹt. Ngoài ra, các động cơ còn được trang bị thêm các rơ-le nhiệt để bảo vệ khi xảy ra sự cố trên. Việc điều khiển và giám sát từ xa các động cơ thông gió bên dưới được thực hiện từ màn hình cảm ứng TP1200 Comfort lắp tại tủ điều khiển trung tâm hoặc qua hệ thống SCADA…
Kết quả đạt được
Ứng dụng công nghệ 4.0 vào Hệ thống thông gió của TMP đã đáp ứng được nhu cầu kết nối với hệ thống SCADA hiện hữu, giám sát từ xa các động cơ thông gió. Đồng thời, tạo được sự đồng bộ trong hệ thống điều khiển, cảnh báo và xử lý kịp thời các hư hỏng, tự động xuất dữ liệu báo cáo.., nâng cao năng suất lao động, góp phần nâng cao độ tin cậy thiết bị công nghệ.
Việc ứng dụng các cảm biến giám sát được nhiệt độ, độ ẩm các khu vực cần thông gió để phục vụ cho việc điều khiển hoạt động của các động cơ thông gió hợp lý là động thái tích cực hưởng ứng “Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” số 50/2010/QH12 ngày 17 tháng 6 năm 2010 do Quốc hội ban hành, góp phần nâng cao ý thức của người lao động về sử dụng tiết kiệm năng lượng và hiệu quả trong thời đại mới 4.0.
Theo thiết kế ban đầu, hệ thống điều khiển thông gió được vận hành theo phương pháp thủ công. Khi xảy ra các hư hỏng như kẹt lá van điều khiển phân bổ luồng gió trong ống thông gió, hệ thống không có chức năng cảnh báo hiện trạng không tương xứng, trạng thái này thường dẫn đến tình trạng quá tải động cơ. Mặt khác, trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn, nhân viên vận hành phải cơ động đến vị trí tủ điều khiển để thao tác vận hành các động cơ thông gió phục vụ công tác chữa cháy, gây mất thời gian và nguy hiểm cho điều hành viên. Bên cạnh đó, hệ thống chưa giám sát được nhiệt độ và độ ẩm ở khu vực cần thông gió, chưa có khả năng vận hành tự động cũng như điều khiển và giám sát từ SCADA… Theo đó, thiết bị công nghệ sau 26 năm vận hành đã không còn phù hợp với phương thức vận hành hiện đại ngày nay.
Tủ điều khiển động cơ thông gió hiện tại với cấu hình thô sơ, không đáp ứng nhu cầu vận hành thông minh
Sự cần thiết số hóa thiết bị công nghệ
Số hóa hệ thống điều khiển thông gió thông qua giao thức truyền thông Modbus TCP/IP chỉ bằng một loại dây chuyên dùng, kết nối tất cả các trạm thông gió về một trung tâm điều khiển. So với sơ đồ cũ, không những việc ứng dụng số hóa đã giảm hàng trăm, hàng ngàn dây kết nối từ các cụm thông gió rời rạc về trung tâm, mà còn giảm đáng kể về không gian đi cáp điện. Điều đó cũng đồng nghĩa là giảm chi phí đầu tư, giảm chi phí nhân công và thời gian thi công.
Giải pháp số hóa cũng phù hợp với nhu cầu xây dựng Trung tâm điều khiển tập trung thông minh cụm nhà máy điện Smart OCC (Operations Control Center) và là yêu cầu cấp thiết. Việc số hóa hệ thống điều khiển thông gió là một trong các bước hình thành một mô hình quản lý vận hành hiện đại theo hướng tập trung, đáp ứng yêu cầu sử dụng hợp lý nguồn nhân lực. Nâng cao năng suất lao động, phù hợp với lộ trình phát triển lưới điện thông minh theo chủ trương của EVN.
Nhìn về tương lai, TMP ưu tiên triển khai công nghệ 4.0 vào trong việc điều khiển và giám sát thiết bị tại các nhà máy, kết nối với hệ thống SCADA hiện hữu, phát triển hệ thống điều khiển thông minh, đồng bộ hệ thống điều khiển, giám sát thiết bị của nhà máy, phục vụ tích cực cho công tác sản xuất kinh doanh khi tham gia thị trường điện cạnh tranh.
Kỹ sư Nguyễn Quốc Bảo thi công tủ điều khiển
Phương án kỹ thuậtĐội Thí nghiệm thuộc Trung tâm Dịch vụ và Sửa chữa Cơ điện là đơn vị chủ trì thiết kế và thi công đề tài “Số hóa Hệ thống điều khiển thông gió” và được lãnh đạo TMP phê duyệt triển khai. Hệ thống điều khiển mới là một mô hình bố trí điều khiển theo cụm phù hợp với các cao trình khác nhau. Các CPU S7-1200 (SLAVE) được bố trí theo từng cụm để có thể điều khiển các nhóm các động cơ thông gió phía dưới thông qua mạch điều khiển. Các CPU này nhận được lệnh điều khiển và phản hồi các trạng thái của các động cơ thông gió cơ sở đến CPU S7-1500 (MASTER) đặt tại tủ điều khiển trung tâm bằng kết nối truyền Modbus TCP/IP. Nguồn cấp cho các CPU điều khiển phía dưới sử dụng hai bộ nguồn dự phòng nóng, đảm bảo nguồn điều khiển liên lục không gây gián đoạn trong quá trình điều khiển, giám sát. Hệ thống còn được trang bị các cảm biến gắn tại các vị trí quan trọng để có thể theo dõi nhiệt độ, độ ẩm tại các vị trí này. Các cảm biến này kết nối với các CPU điều khiển bên dưới trong hệ thống thông qua truyền thông Modbus TCP/IP. Tại các lá van điều khiển phân bổ luồng gió trong ống thông gió được lắp thêm các cảm biến hành trình để giám sát độ mở của lá van. Điều này là cần thiết để tác động ngắt các động cơ ra khỏi nguồn điện khi các lá van này bị kẹt. Ngoài ra, các động cơ còn được trang bị thêm các rơ-le nhiệt để bảo vệ khi xảy ra sự cố trên. Việc điều khiển và giám sát từ xa các động cơ thông gió bên dưới được thực hiện từ màn hình cảm ứng TP1200 Comfort lắp tại tủ điều khiển trung tâm hoặc qua hệ thống SCADA…
Kết quả đạt được
Ứng dụng công nghệ 4.0 vào Hệ thống thông gió của TMP đã đáp ứng được nhu cầu kết nối với hệ thống SCADA hiện hữu, giám sát từ xa các động cơ thông gió. Đồng thời, tạo được sự đồng bộ trong hệ thống điều khiển, cảnh báo và xử lý kịp thời các hư hỏng, tự động xuất dữ liệu báo cáo.., nâng cao năng suất lao động, góp phần nâng cao độ tin cậy thiết bị công nghệ.
Việc ứng dụng các cảm biến giám sát được nhiệt độ, độ ẩm các khu vực cần thông gió để phục vụ cho việc điều khiển hoạt động của các động cơ thông gió hợp lý là động thái tích cực hưởng ứng “Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” số 50/2010/QH12 ngày 17 tháng 6 năm 2010 do Quốc hội ban hành, góp phần nâng cao ý thức của người lao động về sử dụng tiết kiệm năng lượng và hiệu quả trong thời đại mới 4.0.
Vy Liêm Hòa - TMP