Giáo trình Thiết bị điện - Chương 15: Hệ thiết bị SCADA
Chæång 15.
HÃ THIÃT BË SCADA
15.1. CÄNG DUNG - CHÆC NÀNG CUA HÃ SCADA
1. Giåi thiãu hã SCADA
SCADA la tãn viãt tàt cua Supervisory Control And Data Acquisition, nghéa la hã âiãu khiãn
giam sat va thu tháp sä liãu san xuát.
SCADA la mät cäng cu tæ âäng hoa cäng nghiãp, dung ké thuát vi tênh PLC/RTU, âã trå giup
viãc âiãu hanh ké thuát å cac cáp træc ban âiãu hanh cua san xuát cäng nghiãp: tæ cáp phán xæång, xê
nghiãp (hay tram âiãn), âãn cac cáp cao nhát cua mät cäng ty.
Chæc nàng mäi cáp SCADA la cung cáp nhæng dëch vu chuán sau:
a) Thu tháp tæ xa
Thu qua âæång truyãn sä liãu cac sä liãu vã san xuát, va tä chæc viãc læu giæ trong nhiãu loai cå
så sä liãu (sä liãu lëch sæ vã san xuát, vã sæ kiãn thao tac vã bao âäng,...).
b) Dung cac cå så sä liãu âo âã cung cáp nhæng dëch vu vã âiãu khiãn giam sat hã san xuát
•
Hiãn thë bao cao täng kãt vã qua trçnh san xuát (trang man hçnh trang âä thë, trang sæ kiãn,
trang bao âäng, trang bao cao san xuát,...).
Âiãu khiãn tæ xa qua trçnh san xuát (âong / càt cac may càt, tàng / giam nác phán ap,...).
•
c) Thæc hiãn cac dëch vu vã truyãn sä liãu trong hã va ra ngoai (âoc viãt sä liãu PLC/RTU, gåi tra låi cac
ban tin yãu cáu cua cáp trãn vã sä liãu, vã thao tac hã)
Nhçn chung SCADA la mät hã kãt håp phán cæng - phán mãm vi tênh âã tæ âäng hoa viãc quan lê
giam sat âiãu khiãn cho mät âäi tæång san xuát cäng nghiãp.
Tuy yãu cáu cu thã cua bai toan tæ âäng hoa áy, co thã xáy dæng hã SCADA thæc hiãn mät sä
trong nhæng nhiãm vu tæ âäng hoa sau:
•
•
•
•
Thu tháp giam sat tæ xa vã âäi tæång.
Âiãu khiãn âong/càt tæ xa lãn âäi tæång.
Âiãu chènh tæ âäng tæ xa lãn âäi tæång.
Thäng tin tæ xa våi cac âäi tæång va cac cáp quan lê.
Cac chæc nàng âo mäi thæ âãu co nhæng yãu cáu âàc biãt âäi våi cac bä phán cæng, phán mãm chuyãn
trach cua SCADA. Cu thã la:
•
Phán âo - giam sat xa cán bao âam thu tháp, læu giæ, hiãn thë, in án âu nhæng sä liãu cán
cho quan lê ké thuát.
•
Phán âiãu khiãn thao tac xa phai bao âam âæåc viãc kiãm tra "ÂONG" an toan, âung âàn.
Âäi våi viãc "ÂONG" læåi cao ap phai co thiãt bë thæc hiãn hoa âäng bä lãn thanh cai cao ap kiãu tæ
âäng. Bãn canh SCADA cán phai co "ÂONG / CÀT" bàng tay.
•
Phán âiãu chènh tæ âäng tæ xa cán phán âënh va quy âënh trong nhiãm vu âiãu chènh âiãn ap,
tán sä å tram phat âiãn, trong nhiãm vu âiãu ap cua Tap changer å tram âiãn, hã SCADA phai âam nhiãm
âãn âáu.
•
Phán truyãn tin xa phai quy âënh ro cac nhiãm vu truyãn sä liãu hiãn træång va nhát la
nhiãm vu thu tuc truyãn sä liãu våi cac cáp SCADA âiãu âä.
2. Kãt cáu cå ban cua hã SCADA
Theo truyãn thäng cua tæng hang chã tao, cac SCADA nhæng nàm 90-95 thæång co kãt cáu, co
cac thanh phán våi chæc nàng håi khac nhau. Tuy nhiãn trong vai nàm gán âáy âa co nhæng tiãn bä quan
trong cua may PC våi cac dëch vu MFC, GUI rát tiãn låi cua hã âiãu hanh Microsoft Windows 95, 98,
196
SCADA CIMPLICITY
AND PLC
CIMPLICITY
Viewers
ETHERNET
CIMPLICITY Server
Facility Wide Server
SCADA tram
PC våi Windows 95/98/NT
Bus RS-232
Liãn lac ngoai hã
PLC
hay
RTU
Transmitter
hay RTU sä
thäng minh
Vao 0÷10V
Chuán hoa
DC
Âiãu khiãn
ra 0÷24V
Læång Âiãu khiãn
vát lê ra 0÷24V
vao
chuyãn
Hçnh 15-1
Phæång an scada tram âiãn læc
197
NT, cua PLC måi va màt khac la cac tiãn bä måi cua cac transmitter / RTU sä thäng minh. Nhæng âiãu
quan trong nay âa dán cac hang âãn khuynnh hæång hã SCADA kãt cáu theo nhæng chè tiãu sau:
•
May tênh chu SCADA la PC våi Microsoft Windows 95, 98, NT.
•
Bus truyãn tin la multidrop (våi PC Master) tiãu chuán RS485, våi cac protocol truyãn tin
cäng nghiãp master slaver âæåc chon dung nhiãu nhát.
•
Thiãt bë thu tháp sä liãu va truyãn tin våi PC la:
- PLC (hoàc RTU ) dung våi cac transmitter analog 0÷10V.
- Hoàc la transmitter sä thäng minh.
Så âä mät hã SCADA måi cå ban theo chè tiãu nhæ váy, dung å cáp phán xæång hay tram âiãn nhæ hçnh
15-1.
Truyãn tin xa cac
vàn phong KÂ xa
SCADA xê nghiãp
May quan trë
Hã thäng tin quan lê
Mang Ethernet truyãn tin
giæa cac SCADA xê nghiãp
SCADA phán xæång
Ethernet
SCADA
Phán
xæång
RS-485
RS-485
RS-485
RS-485
Hçnh 15-2: SCADA phán xæång
3. Cac cáp SCADA trong xê nghiãp cäng nghiãp
Mät hã thäng san xuát cäng nghiãp thæång âæåc tä chæc phán nhiãm nhiãu cáp quan lê, mäi cáp
co nhæng nhiãm vu âo læång, thu tháp va âiãu khiãn riãng lãn nhæng âäi tæång may moc trong hã thäng.
Trong âo co tçnh hçnh la cac âäi tæång may moc thæång làp âàt trong âëa phæång cua cáp quan lê phán
xæång xê nghiãp la cáp dæåi. Va cung co mät âàc âiãm næa la mät âäi tæång tuy thuäc sæ giam sat - âiãu
198
khiãn cua cáp trãn vã màt san xuát nhæng cung con thuäc sæ giam sat - âiãu khiãn vát lê cu thã vã màt ván
hanh, chuán âoan va bao dæång cua nhæng cáp khac tháp hån.
Nhæng âiãu nay la cå så chè âao cho viãc tä chæc cac cáp SCADA quan lê hã thäng san xuát
ngay.
nay. Nhæng nguyãn tàc chênh sau:
a) Cáp SCADA phán xæång å dæåi se thæc hiãn viãc thu tháp sä liãu trãn cac may moc trong phán xæång,
co sæ phán loai ro may moc thiãt bë nao âæåc quan lê vã san xuát båi cáp SCADA nao. Cac sä liãu phán
loai áy se âæåc cac SCADA truyãn tin bao cao tæ cáp dæåi lãn cáp trãn, theo nhëp goi cua cac SCADA cáp
cao hån mät cáp cho âãn cáp cán thu tháp, læu giæ, hiãn thë, in án, sæ dung cho âiãu khiãn san xuát å cac
cáp.
b) Mäi cáp se thæc hiãn bai toan phán têch, tênh toan âæåc giao va tênh âæa ra cac lãnh thao tac thay âäi
hay tàng giam chè tiãu hay âong/càt cac âäi tæång cua mçnh. No se qua hã truyãn tin gåi lãnh áy tåi cáp
SCADA liãn quan âã thæc hiãn.
Âã thæc hiãn nhæng bai toan âiãu khiãn, phán têch riãng nay cua mçnh, SCADA mäi cáp thæång
âæåc trang bë thãm nhæng phán cæng may tênh, phán mãm phán têch chuyãn dung. No láy sä liãu hiãn
hanh tæ SCADA cung cáp âã giai bai toan âo cho ra kãt qua cho ngæåi va cho ca hã SCADA.
Så âä hçnh 15-2 giåi thiãu mät mang SCADA cua cáp phán xæång va cáp xê nghiãp. Tæ hã trãn
ta tháy co nhiãu dang mang truyãn tin trong hã:
•
Truyãn tin giæa PC master va PLC slave phán xæång trãn bus RS-485 multidrop våi
protocol RTU hoàc tæång âæång.
•
Truyãn tin nhanh, nhiãu vã âo læång, âiãu khiãn san xuát giæa cac PC phán xæång våi cac
PC xê nghiãp: SCADA, Administrator, Management Information System MIS. Thæång dung mang
Ethernet hay Ethernet TCP/IP multidrop 10Mbd.
•
Nãu cán tæ PC may quan trë PC SCADA xê nghiãp co thã tä chæc mät mang truyãn tin,
thæång la dung vä tuyãn âiãn, âã truyãn tin våi cac vàn phong quan lê kinh doanh cáp trãn âàt å xa.
15.2. TÄ CHÆC SCADA TRONG HÃ THÄNG ÂIÃN LÆC
1. Tä chæc bä trê mät cáp SCADA
Trong hã thäng âiãn læc træåc hãt âã âap æng yãu cáu tæ âäng hoa va sä hoa viãc quan lê san xuát
trong hã thäng âiãn læc va kem theo no phan anh nhæng âiãu kiãn kinh tã - ké thuát cua thæc tã san xuát
âiãn læc.
2. Nhán xet âanh gia
Âäi våi cac mang siãu cao ap, cao ap thç viãc tênh toan xæ lê âã ra lãnh thao tac âiãu khiãn viãc phat -
truyãn tai la nhiãm vu âàc thu cua cac trung tám âiãu âä quan lê mang. Cáp tram khäng âu kha nàng âam
nhán viãc nay. Co mät thæc tã la viãc thu tháp sä liãu va thæc hiãn thao tac san xuát lai âæåc thæc hiãn å
cac tram âàt å xa. Nhæng viãc nay muän âæåc âiãu khiãn tæ âäng tæ xa, tæ cac trung tám âiãu âä thç phai
co mät mang truyãn tin tät giæa trung tám våi cac tram va cac thiãt bë thæa hanh thao tac, hoa âäng bä
cung nhæ cac thiãt bë càt, chuyãn mach phai âæåc tæ âäng hoa tät va hoat âäng tin cáy.
Trong âiãu kiãn con chæa hoan hao thç co thã giao viãc thu tháp va thao tac cao ap, siãu cao ap
cho tram thæc hiãn theo lãnh cua âiãu âä.
•
Con viãc quan lê phán phäi cung cáp âiãn å trung ap thç thæång giao cho cac tram lam. Tram
co âu sä liãu nay va kha nàng nay, âã giai phong båt ganh nàng cac cáp âiãu âä truyãn tai.
199
•
Âãn khi co thã bao âam mæc âä hoan thiãn cua tæ âäng hoa SCADA va truyãn tin, thç
cac nhiãm vu thao tac, thäng tin âån gian cua tram se co thã âæåc hoan toan tæ âäng hoa, khäng cán co
ngæåi træc ban san xuát næa. Ta se co nhæng tram khäng ngæåi træc.
Bang 15.1: Tom tàt nhæng cáp quan lê ké thuát san xuát âiãn læc
Cáp quan lê
Näi dung quan lê chênh
•
Phat va truyãn tai âiãn læc siãu cao ap
500÷1000kV liãn vung lanh thä quäc gia.
•
•
Phæång an phat P, Q cac nguän phat chu yãu
quäc gia.
Quan lê tán sä, dæ phong än âënh ténh, âäng cua
hã thäng quäc gia. Trao læu cäng suát truyãn tai
quäc gia.
•
Thu tháp sä liãu, thao tac bao vã råle, chuán
âoan, bao dæång thiãt bë siãu cao ap.
Phæång an phat P, Q cac nguän chu khu væc.
Trao læu cäng suát, phán bä âiãn ap 220kV å
cac trong tám tai. Dæ phong än âënh cua nguän
khu væc.
•
•
Phat va truyãn tai âiãn læc âãn cac tram trong
mang cao ap 220kV khu væc.
•
•
•
•
•
•
•
Thu tháp sä liãu, thao tac, bao vã, chuán âoan,
bao dæång thiãt bë 220kV.
Phat Q bu, trao læu cäng suát.. Phán bä ap
110kV trong mang trong âëa ban.
Thu tháp sä liãu, thao tac, bao vã, chuán âoan,
bao dæång thiãt bë 110kV.
Phat Q bu âëa phæång. Âiãu chènh âiãn ap trung
ap våi Tap changer, sa thai thai theo tán.
Thao tac, bao vã, bao dæång thiãt bë ha ap.
Phán phäi âiãn læc trong âëa ban cac mang
110kV.
•
•
Phán phäi, cung cáp âiãn læc âëa phæång mang
≤ 35kV.
Cung cáp âiãn læc ha ap khu dán cæ, xê nghiãp
nho.
Khi tæ SCADA âiãu âä cán âiãu khiãn thao tac xuäng mät thiãt bë cao ap, no se gåi qua âæång
truyãn mät ban tin lãnh thao tac xuäng RTU cua thiãt bë âo å tram liãn quan âã thæc hiãn.
Mät cach khac ban tin lãnh cung co thã gåi xuäng SCADA tram, âã no thæc hiãn thao tac.
Âæång truyãn tin tæ SCADA âiãu âä xuäng mäi tram thæång la tai ba, cap quang hay radio mät
kãnh.
Cho nãn å läi vao SCADA âiãu âä phai âàt thãm mät may PC lam phán kãnh - táp trung liãn lac
våi cac kãnh xuäng cac tram.
Å nåi âæång truyãn tai ba / radio cua âiãu âä vao mäi tram, nãu co SCADA tram thç co thã kãt
näi no vao cäng truyãn tin cua SCADA tram.
Nãu khäng co SCADA tram, ma co âàt nhæng RTU cua âiãu âä thç phai âàt thãm mät may
chuyãn Adapter multidrop lãn bus multidrop cua cac RTU.
3. Cac loai hçnh SCADA trong hã thäng âiãn læc
Tæ phán têch trãn ngæåi ta âa âã ra vai loai hçnh SCADA sau:
a) SCADA âiãu âä mang truyãn tai cao ap, siãu cao ap
No dung âã trå giup ngæåi âiãu âä âo læång âiãu khiãn vã ké thuát san xuát cac mang cao ap,
siãu cao ap trong cac viãc sau:
200
Man
chiãu
räng
Man
chiãu
räng
SCADA
Âiãu âä
EMS
DTS
Mang truyãn nhanh Ethernet
Phán kãnh
Phán kãnh
Âæång tai ba,
Radio,Cap quang
Cac SCADA
Tram
RS-485
RS-485
RS-485
Protocol
H iãn træång
PLC,RTU,
IED
Vao 0÷10V
Âiãu khiãn ra
Chuán hoa DC 0÷24V DC
Hçnh 15-3
SCADA Âiãu âä va cac SCADA tram
201
-No thu tháp va quan lê cac sä âo va trang thai cua cac âäi tæång cao ap âàt å cac tram. Cac sä liãu
nay âæåc truyãn tæ cac tram lãn qua nhæng âæång truyãn riãng (tai ba, hoàc cap quang hoàc radio, viba).No
tiãn hanh nhæng tênh toan vã phán têch, nhán dang, vã âiãu khiãn täi æu, vã dæ bao cac trao læu va phán bä
âiãn ap cung nhæ vã dæ phong än âënh.
Khäi læång tênh toan âiãu khiãn nay thæång lån va phæc tap væåt ra ngoai khuän khä cua cac
SCADA thäng thæång. Do âo bãn canh SCADA âiãu âä thæång âàt thãm hai loai may tênh chuyãn trach
khac trå giup cho no la:
-May tênh EMS(Energy Manahement System) co phán mãm âàc biãt chuyãn dung lam nhæng tênh
toan noi trãn, sæ dung sä liãu vao do SCADA cung cáp.
-May DTS(Dispatcher Training Simulator) co phán mãm la mät bä mä phong mãm cua mang cao
ap cung sæ dung sä liãu do SCADA cáp cho.
SCADA NHA MAY ÂIÃN
(Viewer)
QUAN TRË NHA MAY ÂIÃN
Ethernet TCP/IP
QUAN LÊ TRAM ÂIÃN
Turbine
(Server)
May phat
(Server)
Nen khê
(Server)
Âáp-Hä chæa
(Server)
Tram âiãn
Cao ap
Tram âiãn
Trung ap
RS-485
RS-485
RS-485
RS-485
RS-485
RS-485
Sensor
A p læc
Van,
Motor
Sensor
U,I,f
Mæc so
phat xung
P,h
Motor nen khê Transmitter thuy vàn
Transmitter I,P,Q
Hçnh 15-4
SCADA va quan trë thuy âiãn
Âã huán luyãn cac âiãu âä viãn, ngæåi ta ra âã cho âiãu âä viãn tiãn hanh nhæng âiãu khiãn, thao
tac lãn bä mä phong nay, thay cho thao tac lãn thiãt bë thát âã táp dæåt. Mäi trçnh tæ thao tac áy se âæåc
DTS phán têch, âanh gia âung sai va cho âiãm.
b) SCADA tram
SCADA tram dung trå giup cho træc tram âã thu tháp sä liãu giam sat va thao tac âiãu khiãn lãn:
-Træåc hãt la thiãt bë trung ap va Tap Changer cua tram.
-Trong træång håp âæåc giao thãm, ca viãc thu tháp cao ap âã bao cao SCADA âiãu âä (co læu giæ)
va thæc hiãn cac lãnh thao tac thiãt bë cao ap cua SCADA âiãu âä gåi xuäng (hoàc cac træc tram).
202
Bàt âáu chu trçnh
-Bä phán quan lê thäng tin gæi ban tin âãn tæng nut PLC/IDE thæ XX
láy cac thäng sä âo âãn XX
-Nhán ban tin vã cac sä âo âo cát vao Buffer thu
-Bä quan trë CSDL cáp nhát cac sä liãu måi, cáp nhát cac cå så sä
liãu vã sæ kiãn( Event), vã bao âäng (Alarm).
-Bä quan lê View Graphics cáp nhát cac sä liãu lãn cac trang âä
hoa(graphics), trang âä thë
Co ban tin tæ
Y
SCADA cáp trãn
N
Nhán va giai
ma ban tin
Y
Co yãu cáu phuc vu cua
træc ban(phêm, chuät)
Thæc hiãn cac yãu cáu cua
SCADA cáp trãn
N
Thæc hiãn cac yãu cáu
cua træc ban
N
Âãn chu trçnh måi
chæa ?
Y
Hçnh 15-5: Så âä khäi thæc hiãn
203
Viãc truyãn lãnh thao tac co thã bàng sä (khäng ngæåi træc), hoàc bàng âiãn thoai qua ngæåi træc
tram.
Mach thu tháp sä liãu co thã thæc hiãn tuy sæ thiãt kã bàng:
+1÷2 PLC va cac transmitter analog.
+Mät bä Card RTU våi cac transmitter analog.
+Hoàc mät sä transmitter sä âiãn læc thanh bä thäng minh.
SCADA tram co nhæng bus truyãn tin sau:
+Mät bus goi sä liãu / truyãn lãnh hiãn træång kiãu RS-485 näi SCADA tram multidrop våi cac
PLC hoàc cac RTU hoàc cac transmitter âiãn læc thäng minh.
+Mät hoàc mät vai bus truyãn tin RS-232 âã giao tiãp thäng tin våi mät hoàc vai SCADA âiãu âä
cao ap 220kV,110kV.
15.3. PHÁN MÃM RUNTIME THÆÅNG LÃ CUA SCADA
Phán mãm RUNTIME cua SCADA la mät chæång trçnh thæc hiãn cac nhiãm vu cua cu thã. Giäng
nhæ cac chæång trçnh trong thåi gian thæc, chæång trçnh nay chay trong mät thåi gian ngàn va làp lai theo
chu trçnh, thæång chu trçnh cua SCADA tram tæ 1 giáy âãn 2 giáy. Chu trçnh cua SCADA âiãu âä tæ 2 giáy
âãn 10 giáy.
Nhiãm vu cua SCADA trong mäi chu trçnh bàt âáu bàng thu tháp sä âo cua cac âäi tæång âiãu
khiãn, biãu hiãn cac sä liãu áy cho ngæåi træc va thæc hiãn nhæng dëch vu bát chåt khac nhau theo yãu cáu
cua træc ban, trong âo co dëch vu vã âiãu khiãn xa, âiãu chènh xa, giæ bao cao sä liãu lãn cáp trãn,...
Cac nhiãm vu trãn co nhæng phán theo trát tæ træåc sau nhæ :goi båi sä âo, cáp nhát cac sä liãu måi
nhæng cung co nhæng phán dëch vu co thã âäng thåi chäng lãn nhau; yãu cáu hã SCADA phai thæc hiãn
âæåc hãt. Vç váy hã RUNTIME SCADA phai âæåc chay trãn mät hã âiãu hanh âa nhiãm - âa luäng (multi -
task - multithead). Thêch håp nhát hiãn nay la nhæng hã âiãu hanh Windows 95/98 NT, hoàc nhæng hã âiãu
hanh vi tênh gäc UNIX .
Qua læu âä trãn ta tháy hã RUNTIME SCADA la nhæng chæång trçnh chênh âã chay may. No âæåc
láp trãn cå så dung nhæng modul phán mãm chæc nàng chênh nhæ :
•
Modul quan lê phat thu cac ban tên hiãu træång (våi PLC, RTU ) va thu phat ban tin cua âiãu
âä.
•
•
•
Modul quan trë cac cå så sä liãu (vã san xuát, vã event, alarm).
Modul quan lê View - Graphic (vã cac trang graphic, trend).
Cac modul quan lê dëch vu chuät (vã cac trang graphic, trang trend, vã in bao cao san xuát , vã
âong /càt (co/khäng hoa âäng bä), tàng /giam ,...)
15.4. HÃ PHÁN MÃM THÆÅNG PHÁM SCADA CÄNG NGHIÃP
Tæ nhæng nàm 95 mät sä hang âa âæa ban ra thë træång nhæng phán mãm thæång phám SCADA
cäng nghiãp. Nhæng ngæåi thiãt kã tæ âäng hoa co thã làp rap nãn mät hã phán cæng PC, PLC, bus thäng tin
va dung phán mãm SCADA phat triãn nhæ thã âã thiãt kã ra mät chæång trçnh RUNTIME SCADA thêch
håp âã chay phán cæng âo, va do âo tao ra mät hã SCADA hoan chènh, thêch håp cho âä an cua mçnh.
Nhæng phán mãm thæång phám SCADA nay thæång xáy dæng våi cac chè tiãu chát læång tät,
sæ dung dã dang tiãn låi ma lai kinh tã, båt cäng âáu tæ nghiãn cæu (gia mua bàng 1,5 lán gia mät bä
transmitter).
Thæc chát phán mãm SCADA thæång phám nay gäm 2 phán chênh
204
•
Mät chæång trçnh RUNTIME SCADA våi cac thäng sä hoat âäng cua cac modul chæc nàng con âã
träng chæa âæåc xac âënh. Chênh ngæåi thiãt kã mät âä an SCADA cu thã se khai bao cac thäng sä nay
cho thêch håp våi yãu cáu cua âä an.
* Mät phán mãm goi la phán thiãt kã cáu hçnh no la mät phán mãm âäi thoai gäm nhæng modul
cäng cu thiãt kã. Cac cäng cu nay se qua cach âäi thoai láp trçnh thán thiãn våi ngæåi thiãt kã âã giup viãc
khai bao âung âu cac thäng sä cán thiãt âã hæång dán cac modulchæc nàng trãn co thã hoat âäng.
* Mät chæång trçnh compiler se dëch cac modul våi cac thäng sä khai bao nay.
Cac cäng cu chênh âã thiãt kã cáu hçnh xãp theo thæ tæ cac bæåc thiãt kã
* Cäng cu khåi tao ra âä an Project måi.
* Cäng cu Device âã khai bao vã cac PLC âæåc dung (hang, kiãu,...).
* Cäng cu Communication âã khai bao vã Protocol truyãn tin, cac Port truyãn tin, âëa chè cac nut
truyãn tin å cac Device.
* Cäng cu Point âã khai bao vã cac âiãm âo sä liãu (tãn, kiãu biãn, format biãn, âiãu kiãn âo, cach
âo, cach tênh âäi,...).
* Cäng cu View - Graphic Baikler âã giup viãc ve cac trang graphic va khai bao cac hoat hoa cáp
nhát trãn cac trang
* Cäng cu Trend âã khai bao cac trang âä thë trend.
* Cäng cu Report âã khai bao format cac bao cao.
* Cäng cu Alarm âã khai bao âënh nghéa cac alarm ,...
* Cäng cu phêm cæa sä âã thiãt kã va âënh nghéa cac phêm mãm va cac cæa sä âäi thoai,...
Âàc biãt chu y, bãn canh nhæng modul áy con co nhæng modul âã hæång dán cho ngæåi dung cac bæåc
thiãt kã ra âä an "SCADA PROJECT" cua mçnh. Chung cho ngæåi dung nhæng chè dán ro rang, vàn tàt,
thán thiãn tiãn låi. Chung thæång mang tãn la: "HELP"hay "PROJECT DESIGN GUIDE".
Cuäi cung trong goi phán mãm SCADA thæång phám trãn âéa hoàc âéa quang con co nhæng tai liãu
ké thuát noi chi tiãt vã cac bä phán, cach dung chung âã ngæåi dung tham khao âi sáu.
Noi chung sæ hæång dán áy âu giup cac ké sæ tæ âäng hoa co thã dung cac goi phán mãm SCADA
nay âã thã thiãt kã triãn khai âã an SCADA cu thã cua mçnh.
15.5. CAC MANG TRUYÃN TIN CUA SCADA
Hã SCADA hoat âäng âæåc la nhå co nhæng mang truyãn tin âã cung cáp trao âäi sä liãu giæa
SCADA våi cac âäi tæång va våi cac SCADA khac.
Trong hã SCADA tram thæång dung mät sä mang truyãn tin näi tiãp dang bus :
* bus hiãn træång
* cac bus truyãn tin väi cac hã SCADA cáp trãn å xa
* bus truyãn tin giæa PC SCADA chu va nhæng PC quan lê khac trong tram.
* âæång truyãn tin våi may in
1. Mang BUS truyãn tin hiãn træång RS-485
Tiãu chuán RS - 485 quy âënh no la mät mang bus cáp 2 dáy, âån gian la 2 dáy xoàn âã truyãn tin
kiãu multidrop giæa PC SCADA lam master våi cac PORT PS - 485 lam slave, cua cac thiãt bë sä PLC, RTU
hay Transmitter thäng minh.
Multidrop la tát ca cac Port (co "VAO" va "RA") mäi cai âæa 2 cæc A(-),B(+), âãu näi lãn vao 2
dáy A(-), B(+) chung cua bus truyãn tin. Bus âo âam bao sæ liãn lac thu phat giæa mät Port nao âo la Phat
våi mät hoàc mät sä Port nao âo khac la thu.
Træång håp trãn goi la liãn lac truyãn ban tin, træång håp dæåi goi la quang bao truyãn ban tin
205
Kãt cáu bus la âån gian nhát : chè co 2 dáy, A(-),B(+). Dáy âát nãu co thãm chè la âã che chàn nhiãu
cho A(-),B(+).
Âiãm âáu näi Drop Point tæ bus vao mäi Port cung âån gian, noi chung khäng cán thãm linh kiãn
chuyãn tiãp.
Tên hiãu trãn 2 dáy A(-), B(+) nay la vi sai va âäi dáu, dung âã ky hiãu 2 ma “1” va “0” nhæ sau :
+ la “1” (mark) khi UBA > 0.
+ la “0” (Space) ) khi UBA <0.
Mæc âä dung âæåc cua biãn âä tin hiãu khi UBA cho phep tæ 2V âãn 6V,
thæång dung mæc 5V (co miãn bát âënh 1/0 la 0,2V ).
Tán sä bit (baudrate) âæåc dung tæ 9,6kbd âãn 10kbd. Thæång dung 19.2kbd, 38.4kbd hay 100kbd
våi khoang cach truyãn tåi 2 km.
Sä læång Port näi lãn mät âoan bus cho phep la 32 Port. Nãu muän thãm Port thç cuäi âoan bus phai
làp näi tiãp thãm mät mach khuyãt / tao dang Repeater. Repeater áy co thã truyãn thãm cho 32 Port næa. Cæ
nhæ váy co thã làp thãm nhæng Repeater næa âã truyãn tin Multidrop giæa 256 Port .
Tä chæc truyãn tin cäng nghiãp master - slave la mät cach quy âënh âæåc dung nhiãu trong cäng
nghiãp âã thæc hiãn viãc âoc láy sä liãu âo tæ may slave å hiãn træång lãn may master va viãt sä liãu lãnh tæ
may master xuäng may slave nhæ sau :
•
•
•
Mät (hoàc vai ) may âiãu khiãn lam master, va nhæng may hiãn træång la slave co âanh sä âëa
chè Port 01, 02,...
Mäi chu trçnh âoc hoàt viãt âãu do Port master khåi âáu bàng cach gåi xuäng Port slave XX
mät ban tin yãu cáu "Âoc" hoàc "Viãt" cai gç.
Port slave XX se nhán ban tin âo thæc hiãn yãu cáu "Âoc" hoàc "Viãt" âo va gåi lai Port master
mät ban tin tra låi/bao cao.
Chu y: Cán noi ro thãm la tæ hçnh ve så læåc trãn tháy ràng trãn mät âoan bus co nhiãu Port näi lãn
(max 23 Port). Mäi Port lai co mät läi ra va mät läi vao.
Mäi läi vao co âiãn trå quang 5kΩ. Tát ca cac läi vao 32 cai se lam thanh mät âiãn trå tai cua bus
quang 200Ω, tiãu thu dong âiãn cua Port phat han chã å mæc 20 âãn 30mA. Âàt nhiãu Port hån næa se lam
qua tai cac Port phat.
Con vã cac läi "RA" bçnh thæång tát ca cac läi "RA" lãn bus âãu tæ âäng càt khoi bus (goi la 3 state
hay trang thai 3). Chè khi nao mät Port co ban tin lãn bus thç no måi tæ âäng âáu läi "RA" cua no lãn bus âã
phat. Do âo cac läi "RA" khäng can pha nhau khi phat, bao âam âæa âæåc ban tin nguyãn ven lãn bus.
2. BUS truyãn tin PC SCADA våi may tai ba RS - 232
No khäng phai la bus multidrop ma la bus truyãn tin 1 âiãm våi 1 âiãm (point to point).
Tiãu chuán RS - 232 quy âënh bus truyãn tin 1 âiãm 1 âiãm nhæ sau : no la mät hã bus phæc tap gäm :
* Âã truyãn tên hiãu cán dung 3 ( hoàc 4) dáy bus truyãn tin, tao nãn âæång âi so våi âát, âæång vã so âát
näi giæa läi ra bãn nay våi läi vao bãn kia.
Tên hiãu âi vã trãn cac dáy áy qui âënh 12 V hoàc 24 V so âát âã biãu diãn sä “1” (-12 V) va sä “0”
(+12 V).
* Âã liãn hã bãn phat bàt tay våi bãn thu, co thã quy âënh làp chen thãm mät modem giæa Port cua PC våi Port
cua tai ba. Âäng thåi làp thãm gia PC våi Modem va giæa modem våi tai ba mät sä dáy bus âiãu khiãn våi cac
tên hiãu âiãu khiãn sä:
-
-
-
-
-
RTS
CTS
DSR
DTR
Request to Send (bãn phat bao modem sàn sang muän phat).
Clear to Send (modem bao tai ba sàn sang muän phat).
Data Set Ready (may tai ba sàn sang chuyãn tin sang).
Data Terminal Ready (may phat tin sàn sang).
Co thã thãm tên hiãu Clock.
206
Cac ä càm näi bus RS - 232 quy âënh la ä 25 chán DB -25 hoàc ä 9 chán DB - 9 våi quy âënh cu thã
chæc nàng mäi chán.
Täc âä truyãn tin lãn tai ba thæång quy âënh la 9,6kbd. Täc âä bit va khoang cach truyãn tin RS -
232 kem hån cua RS - 485, viãc truyãn tin RS - 232 va RS - 485 la khäng âäng bä 8 bit /char hay 9 bit char.
Protocol truyãn tin hiãn træång cäng nghiãp co nhiãu loai khac nhau. Thæång dung nhiãu nhát ( tåi
40% æng dung cäng nghiãp) la Protocol RTU -Modbus cua hang Modicon hoàc RTU plus.
15.6.
TRUYÃN TIN TRONG HÃ SCADA
1. Cac dang truyãn tin trong hã SCADA
Viãc truyãn tin trong hã SCADA chiãm vë trê quan trong bác nhát. No phai truyãn âu nhanh chênh
xac cac loai thäng tin khac nhau va âam bao sæ hoat âäng chênh xac trong thåi gian thæc yãu cáu cua hã.
Do váy cac hang chã tao SCADA âa hãt sæc chu y dëch vu nay. Cac hang âa cä tao ra nhæng phæång
thæc, tiãu chuán, thu tuc truyãn tin thäng nhát, thêch håp nhát âu nhanh va âu chàc chàn phuc vu cho viãc
truyãn cac loai luäng tin khac nhau trong hã. Cac luäng truyãn tin giæa phán mãm chu SCADA våi cac phán
mãm cua cac thiãt bë hiãn træång thiãt bë I/O, SCADA cáp trãn hay cac phán mãm æng dung bãn ngoai ( nhæ :
EMS , DMS,...)
Bang 15.2: Täng kãt lai cac bang truyãn tin thæång dung trong hã SCADA
Truyãn tin
Kiãu truyãn
Tiãu chuán thæång dung
May chu våi IDE hiãn træång
Khäng âäng bä kiãu RS-485
multidrop
PLC thu tháp våi IDE hiãn Khäng âäng bä kiãu RS-485
træång multidrop
May chu våi may dæ phong Âäng bä kiãu multidrop
may DMS, EMS va DTS
Ethernet TCP/IP
May chu våi SCADA cáp trãn
Khäng âäng bä kiãu RS-232 tai ba, modem hay
singledrop Radio 450 Hz
DDE Dynamic Data
Exchange)
SCADA våi cac æng dung khac Ban tin qua bä nhå
(
SCADA våi cac thæ viãn Âoc viãt library
(Library)
DLL(
Library)
Dynamic
Link
SCADA våi hã âiãu hanh Quan lê cac cæa sä
(Windows)
Windows
SCADA våi may in
Song song, näi tiãp
RS-232 , ASC II
Nhæ váy ta tháy ràng truyãn tin trong hã SCADA chênh la truyãn tin sä.
2. Truyãn tin sä
La truyãn âi cac ban tin sä (ma dæåi dang cac bit hay byte,...) tæ nåi phat âãn nåi thu co nhæng tên
hiãu truyãn âã âam bao viãc truyãn sä liãu:
a) Tæ mät æng dung nay âãn mät æng dung (chæång trçnh)
Trong truyãn tin cäng nghiãp thæång la:
- Giæa mät æng dung chu(master) våi mät æng dung slave hay giæa mät æng dung khach hang
(client) våi cac æng dung cua server phuc vu.
207
- Giæa cac æng dung chu våi cac æng dung slave cua mäi master.
- Giæa cac master våi nhau.
b) Theo cac qui âënh / protocol vã
- Kãnh truyãn bit tên hiãu(phisical).
- Dang tên hiãu : bit 0/1 bàng âiãn ap, bàng dong lån be ra sao hay bàng tán sä ,...tên hiãu sä âát
hay cán bàng.
- Täc âä truyãn : 110, 300, 600, 1.2 kbd, 2.4 kbd, 9.6 kbd, 38.4 kbd , 1Mbd, 2 Mbd, 10Mbd
- Thiãt bë truyãn : cap loi, cap âäng truc, dáy xoàn hay cap quang.
- Kãt cáu, cach ma hoa cac nhom bit hay cac byte, kãt cáu cua mät phán bang tin âæåc truyãn mät
lán goi la goi tin ( data link protocol):
- Byte âäng bä /byte kiãu khäng âäng bä.
- Thäng sä vã goi tin: âä dai, kiãu thäng sä,...
- Sä cac goi tin håp thanh ban tin (transport).
- Theo nhæng qui âënh vã cach tçm âæång truyãn tæ device nut phat tåi device
nut thu (routing hay network routing).
- Theo nhæng qui âënh vã tä chæc phiãn (session).
- Theo nhæng qui âënh vã cach trçnh bay ( presentation).
Cac protocol nay âæåc ISO xãp thanh 7 låp:
- Låp protocol vã æng dung ( Application Layer).
- Låp protocol vã trçnh bay ( presentation Layer).
- Låp protocol vã phiãn truyãn ( Session Layer).
- Låp protocol vã ván chuyãn ban tin ( Transport layer).
- Låp protocol vã tçm âæång trong mang ( network routing Layer).
- Låp protocol vã dang thuc sä liãu ( data link Layer).
- Låp protocol vát lê ( Phisical layer).
Nhçn chung cho âãn nay ngæåi ta muän âi âãn thäng nhát chon mät phæång thæc tiãu chuán truyãn
tin å låp vát lê ( Phisical Layer) nhæ sau:
- Truyãn tin âäng bä 2/10 Mbd Ethenet TCP/IP , bus multidrop cho cac -
luäng tin nhiãu va nhanh giæa cac may tênh trong hã va co thã giæa may SCADA våi PLC.
- Truyãn khäng âäng bä täc âä væa phai RS-232 singledrop cho cac bang tin khäng lån nhæng
ngáu nhiãn tæ xa.
- Truyãn khäng âäng bä RS-485 half duplex täc âä nhanh væa phai 100Kbd âãn l Mbd giæa may
tênh chu hay PLC thu tháp våi cac IDE, RTU å hiãn træång trãn bus multidrop.
Con âäi våi protocol cac låp cao qui âënh cáu truc cac bang tin nhæ sau:
- Khåi âáu cac bang tin ( låp data Link).
- Âëa chè nhán, âä dai bang tin ( låp network).
- Näi dung sä liãu, lãnh xuäng ( låp application).
- Khuän dang sä liãu âo tra vã ( låp data link).
- CheckSum, CRC ( låp data link).
Thç chæa co sæ thäng nhát.
Hiãn nay co nhæng protocol cäng nghiãp cua mät sä hang Modicon AEG ( Modbus Protocol),
Allen Bradley âæåc dung nhiãu chiãm 40% san phám thã giåi nhiãu chuán SCADA cung dung chuán
ModBus.
3. Truyãn tin hiãn træång
Viãc truyãn tin hiãn træång nhàm âam bao viãc may chu thæång xuyãn thäng tin våi cac I/O PLC
hay cac IDE.
208
Âa thäng nhát âæåc cac thäng tin theo kiãu:
- May chu gæi mät bang tin tæng lãnh âãn PLC hay IDE trãn bus multidrop
- PLC hay IDE liãn quan thæc hiãn mäi lãnh âo va gæi tra låi mät bang tin kãt qua.
Cac ban tin do may chu gæi âi thæång la lãnh Read cac loai sä liãu cua PLC, IDE va mät vai lãnh
Write mät sä hã sä, bàng sä, gan âëa chè hay âån vë cho cac sä âo
Cac ban tin tra låi thæång la gæi vã cac sä liãu trang thai âo cua IDE hay PLC hay bao cao cac tçnh
trang co sai trong ban tin nhán âæåc.
209
14 trang
22560
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Thiết bị điện - Chương 15: Hệ thiết bị SCADA", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_thiet_bi_dien_chuong_15_he_thiet_bi_scada.pdf
