CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN
CỨNG HỆ THỐNG SCADA
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
- Các thiết bị điện tử thông
minh IED (Intelligent
Electronic Devices);
-Cấu trúc thiết bị đầu cuối
RTU (Remote Terminal Unit);
-Ứng dụng khối điều khiển
lập trình PLC (Programmale
Logic Controllers) trong hệ
thống SCADA;
-Cấu trúc của trạm điều
khiển trung tâm;
-Cấu trúc truyền thông;
-Giao diện Người – Máy HMI
(Human Machin Interface).
§2.1. GIỚI THIỆU CHUNG
§2.2 CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ THÔNG MINH IEDs
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
Biểu thị
Điều khiển
Ghi lại
các sự cố
Kiểm tra
Bảo vệ
IDE
2.2.1. Chức năng của IED
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
Hình 2.2. Cấu trúc rơle kỹ thuật số
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
2.2.2. Rơle kỹ thuật số
• Hình dáng bên ngoài của một rơle
khoảng cách số MICOM P441 như hình
1. Trong đó:
• (1) - màn hình tinh thể lỏng (LCD) có thể
hiển thị 16 kí tự dưới hai hàng.
• (2) - bốn đèn LED cố định.
• (3) - tám đèn LED hiển thị vùng khả trình.
• (4) - hệ thống các phím chức năng.
• (5) - phím chức năng đọc, xoá các kí tự
và hiển thị thời gian.
• (6) - vỏ bọc và kí hiệu sản phẩm.
• (7) - tấm che chắn bảo vệ các đầu kết nối
cổng truyền thông.
• (8) - phần đầu kẹp chì.
MICOM P441
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
Chức năng của từng khối như sau :
1) Đầu vào: Dòng điện và điện áp được lấy từ các cuộn dây thứ cấp
của biến dòng điện và biến điên áp.
2) Khối biến đổi đại lượng đầu vào.
Dòng điện và điện áp danh định của thứ cấp biến dòng điện và biến
điện áp có trị 5A, 1A và 110 V, 100 V còn quá lớn so với các thông số
vào của linh kiện rơle, do đó cần phải giảm tín hiệu vào xuốn thấp cỡ
vài mA và khoảng 10 V.
3) Khối lọc tương tự.
Lọc nhiễu, hài bậc cao và các thành phần không mong muốn trong
các đại lượng đầu vào.
• 8) Tín hiệu nhị phân BI ( Binary Input)
• Khối này nhận tín hiệu nhị phân từ điều độ hoặc nhận các tín
hiệu nhị phân từ các phần tử khác thực hiện phối hợp liên động
trong vận hành của hệ thống.
• 9) Nguồn thao tác.
• Biến đổi các nguồn điện 220V, 110V thành điện áp 12V, 24V,
48V DC cung cấp cho các nguồn linh kiện CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
• 2.2.3. Công tơ điện tử nhiều biểu giá
• Một công tơ điện tử nhiều biểu giá gồm các khối Chức năng của từng
khối như sau :
1) Đầu vào (Input)
2) Đầu ra ( Output)
• 3) Hệ thống đo lường
• 4) Xử lý tín hiệu
• 5) Các giá trị đo
• 6) Thay đổi biểu giá
7) Dữ liệu cho việc in hóa đơn
• 8) Bộ nhớ
• . 9) Nguồn nuôi
• 10) Giao diện truyền tin.
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
• 2.2.3. Công tơ điện tử nhiều biểu giá
•
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
• 2.2.3. Công tơ điện tử nhiều biểu giá
điện áp được chuyển đổi từ 1(5)A và 100(110)V xuống cỡ mA và mV
thông qua các Shunt dòng điện và điện trở phân áp, sau đó tín hiệu dòng
và áp được đưa vào bộ chuyển đổi tương tự - số A/D (Analog/Digital) và
bộ chuyển đổi này sẽ biến đổi tín hiệu đầu vào thành tín hiệu số tức thời
thông qua các mức hiệu chuẩn đưa tới bộ xử lý tín hiệu số.
4) Xử lý tín hiệu
Bộ xử lý tín hiệu xác định số lượng giá trị đo từ giá trị số tức thời đầu
vào như sau:
- Công suất tác dụng và công suất phản kháng của từng pha;
- Điện áp và dòng điện từng pha;
- Tần số, góc lệch pha.
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
§2.3. THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI RTU CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
§2.3. THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI RTU CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
§2.3. THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI RTU
-Thiết bị đầu cuối RTU ( Remote Terminal Unit) là một thiết bị thu
thập thông tin từ các IEDs do nó quản lý, lưu vào cơ sở dữ liệu và
gửi thông tin tới trạm chủ hoặc cấp quản lý cao hơn qua các đường
truyền tin. Thông thường, RTU là thiết bị xử lý thông minh có thể
giám sát và điều khiển các thiết bị đặt ở xa trung tâm điều khiển và
truyền các tín hiệu thu thập được đến trung tâm điều khiển.
- Một RTU loại nhỏ thường có ít hơn 20 tín hiệu số và tương tự, loại
hoặc RS-485 dùng cho các công việc sau:
Giao tiếp với các thiết bị kiểm tra lỗi;
Giao tiếp với các Trạm vận hành;
Kết nối truyền thông với Trung tâm điều khiển.
CPU được thiết kế một hệ thống đèn LED báo lỗi để thông báo các sự cố và
báo lỗi của CPU, của các thiết bị vào ra I/O (Intput/Output).
Một bộ phận khác rất quan trọng của CPU đó là bộ định thời, cung cấp thời
gian thực giúp cho việc thông báo các sự kiện theo thời gian được chính
xác tuyệt đối.
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
2.3.3. Mô-đun đầu vào
tương t AI ( Analog Input)
Sơ đồ phần cứng của Mô-đun
đầu vào tương tự như bên:
Mô-đun đầu vào tương tự AI
có năm thành phần chính như
sau:
-Bộ đa cổng đầu vào (The
input multiplexer);
-Bộ khuếch đại tín hiệu đầu
vào (The input signal
amplifier);
-Mạch lấy mẫu và giữ tín hiệu;
-Bộ chuyển đổi tín hiệu tương
tự sang tín hiệu số A/D
(Analog/Digital);
-Giao diện truyền dữ liệu (Bus
interface) và hệ thống định
thời (Timing system)
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
2.3.7. Mô-đun số/ tương tự
Do yêu cầu của ứng dụng, nhiều RTU cần có cả mô-đun số và
tương tự, các mô-đun này được chế tạo có đặc điểm sau:
4 đầu vào tương tự (8 bit);
2 đầu vào số;
1 đầu ra số;
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ THỐNG SCADA
2.3.8. Mô-đun truyền thông
Các RTU hiện đại được thiết kế linh hoạt, đủ để xử lý các phương tiện
truyền thông nhiều như:
RS-232/RS-442/RS-485;
Dialup telephone lines/dedicated landlines;
Microwave/MUX;
Satellite.
X.25 packet protocols
Radio via trunked/VHF/UHF/900 MHz.
2.3.9. Mô-đun nguồn cấp
Các RTU có thể hoạt động ở nguồn cấp 110/240V AC ±10% 50Hz
hoặc 12/24/48V DC ±10%. Mặt khác để đảm bảo cho hoạt động của RTU
được liên tục kể cả khi có sự cố mất điện thì các pin sử dụng cho RTU
phải là loại pin chất lượng cao như lead acid hoặc nickel cadmium. Các
loại pin này đảm bảo cho RTU có thể hoạt động được khoảng 20 giờ.
Copyright: Tài liệu đại học ©