Đáp Án Scada [PDF]

Zitiervorschau

Câu 1:Các lĩnh vực ứng dụng của SCADA ? Trả lời: - Hệ thống SCADA ứng dụng hiệu quả nhất trong vấn đề tự động hoá điều khiển quá trình liên tục và phân bố. -Công nghệ dầu khí. -Điều khiển sản xuất, truyển tải và phân phối điện năng . -Cung cấp nước, làm sạch nước và phân phối nước. -Điều khiển những đối tượng vũ trụ; -Điều khiển trong giao thông (tất cả các dạng giao thông: hàng không, đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, tàu điện ngầm). -Viễn thông. -Quân sự. Câu 2: Sự phân cấp quản lý của hệ SCADA? Trả lời: Được chia ra làm 3 cấp: Cấp 1: -Phần tử có chức năng giám sát các thông số vận hành của lưới, - Điều khiển ra lệnh cho các phần tử đóng cắt, ghi chụp phân tích các sự cố xảy tra trên lưới:cách li,máy cắt,Atomat…. Cấp 2: Cấp thứ 2 của hệ thống SCADA là các điều khiển các trạm và thiết bị đầu cuối RTU có chức năng chủ yếu là thu thập dữ liệu từ các IEC,lưu lại dữ liệu trong máy tính của trạm chủ,phục vụ cho việc đọc dữ liệu qua các giao tiếp người máy và truyền dữ liệu thu thập được lên cấp quản ly cao hơn theo các chuẩn truyền tin.(chuẩn sinh ra có tính lắp lẫn) Cấp 3: Cấp thứ 3 là trung tâm điều khiển toàn hệ thống,nơi thực hiện,thu thập số liệu từ cá trạm điều khiển và các RTU.thực hiện các chức năng tính toán đánh giá trạng thái của hệ thống,dự báo nhu cầu phụ tải và thực hiện các chức năng điêu khiển quan trọng như phân phối công suất giữa các nhà máy điện,lên kế hoạch vận hành cho các hệ thống điện. Câu 3: Trình bày các yêu cầu chung của hệ thống scada (các chức năng của hệ thống scada)? Trả lời: Một hệ thống SCADA chuẩn phải cung cấp được các chức năng sau: Chức năng giám sát Giám sát và đảm bảo được tính chính xác toàn bộ các thông số vận hành của hệ thống như dòng điện, điện áp, công suất, tần số, vị trí nấc của máy biến áp,… Giám sát được các trạng thái của các phần tử đóng cắt trong hệ thống. Đó là trạng thái đóng/mở của máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa Chức năng điều khiển Quá trình điều khiển phải chính xác, tin cậy. Trong quá trình thực hiện các thao tác đóng/mở máy cắt, dao cách ly, điều khiển chuyển nấc phân áp của máy biến áp,… từ xa ( từ Trung tâm điều độ vùng/miền hoặc quốc gia phải đảm bảo tuyệt đối tin cậy, không được nhầm lẫn, có nghĩa là các thao tác phải được giám sát chặt chẽ về tính liên động phối hợp giữa máy cắt, dao cách ly và các thiết bị liên quan tuân theo quy trình quy phạm vận hành của hệ thống. Cài đặt thông số từ xa. Khi có sự thay đổi về cấu trúc của lưới hoặc nâng cao công suất chống quá tải thì các thông số vận hành của lưới và thiết bị sẽ thay đổi, vì vậy ta cần phải đặt lại các thông số chỉnh định bảo vệ rơ le hoặc thay đổi tỷ số biến đổi trong các thiết bị đo đếm như đồng hồ và công tơ cho phù hợp với thực tế. Việc cài đặt này có thể được thực hiện từ xa tại các Trung tâm điều độ vung/miền hoặc quốc gia Quản lý và lưu trữ dữ liệu

Giám sát được các sự cố xảy ra trên lưới cũng như của các thiết bị, cảnh báo sự cố bằng âm thanh, màu sắc hoặc thông báo trên màn hình hiển thị, ghi lại được các chuỗi sự kiện, sự cố xảy ra và xác định chuẩn đoán sự cố. Tất cả các chức năng trên của hệ thống phải được bảo mật ở mức cao nhất và tuyệt đối tin cây. Tính năng thời gian thực SCADA là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu trong thời gian thực, do đó tính năng thời gian của hệ thống là rất cần thiết và quan trọng. Sự hoạt động bình thường của hệ thống kỹ thuật nói chung, hệ thống điện nói riêng làm việc trong thời gian thực không chỉ phụ thuộc vào độ chính xác, đúng đắn của các kết quả đầu ra, mà còn phụ thuộc vào thời điểm đưa ra kết quả. Để đảm bảo tính năng thời gian thực, một hệ thống Bus phải có những đặc điểm sau : 1) Độ nhạy nhanh: Tốc độ truyền thông tin hữu ích phải đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu trao đổi dữ liệu trong một giải pháp cụ thể 2) Tính tiền định: Dự đoán trước được về thời gian phản ứng tiêu biểu và thời gian phản ứng chậm nhất với yêu cầu của từng trạm. 3) Độ tin cậy, kịp thời: Đảm bảo tổng thời gian cần cho việc vận chuyển dữ liệu một cách tin cậy giữa các trạm nằm trong một khoảng xác định. 4) Tính bền vững: Có khả năng xử lý sự cố một cách thích hợp để không gây thiệt hại thêm cho toàn bộ hệ thống. Câu 4: Anh (chị) hãy vẽ sơ đồ một hệ thống SCADA cơ bản và nêu tên các khối trong sơ đồ? Trả lời: Sơ đồ của một hệ thống SCADA cơ bản là:

Các khối trong sơ đồ: + Trạm điều khiển trung tâm + Cấu trúc truyền thông + Giao diện Người – Máy HMI + Các thiết bị điện tử thông minh IED + Cấu trúc thiết bị đầu cuối RTU + Khối điều khiển lập trình PLC Câu 5: Thiết bị IED là gì? Trình bày nhiệm vụ và chức năng của IED trong hệ SCADA ? Trả lời : IEDs là các thiết bị như rowle kỹ thuật số DR (Digital relay),đồng hồ kỹ thuật đa chức năng DMM,công tơ điện tử nhiều biểu giá,các bộ biến đổi T (Transducer),....có những chức năng và nhiệm vụ sau : - Bảo vệ tác động khi sảy ra sự cố - Biểu thị trạng thái của các phần tử đóng cắt của lưới :trạng thái đóng mở của máy cắt và dao cách ly,vị nấc phân áp của máy biến áp... - Điều khiển các thiết bị đóng cắt của lưới - Ghi lại các sự cố,sự kiện sảy ra trên lưới

- Kiểm tra tình trạng hoạt động của bản thân chúng Ngày nay các IEDs hiện đại được trang bị cổng truyền tin nối tiếp hoặc cổng truyền thông tin quang.Thông qua các đường truyền thông tin chúng được nối hệ thống trạm chủ và các dữ liệu của chúng được kiểm soát,xử lý. Một số IEDs thường dùng là: rơle kỹ thuật số,công tơ điện tử nhiều biểu giá…. Câu 6: RTU là gì? Nêu cấu trúc cơ bản phần cứng RTU ? Trả lời: Thiết bị đầu cuối RTU 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 RTU trung bình có 100 tín hiệu số và khoảng từ 30 đến 40 tín hiệu tương tự. Những loại RTU có số lượng IO lớn hơn nữa thì được gọi là RTU loại lớn. Cấu trúc phần cứng cơ bản của RTU bao gồm: main

Central bus

Central

240V AC source

Power

Non

Processing

Volatile

Volatile

Unit

memory

memory

Supply

Analog

Analog

Output

Input

module

module

Digital Input module

Digital Output module

-Bộ xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit) -Các đầu vào tương tự AI ( Analog Input) -Các đầu ra tương tự AO( Analog Output) -Các đầu vào đếm -Các đầu vào số DI ( Digital Input) -Các đầu ra số DO ( Digital Output ) -Giao diện truyền thông; -Nguồn cấp.(Power supply) Câu 7: Trạm chủ là gì?trình bày cấu trúc và chức năng của một tram chủ? Trả lời:

Cấu trúc của một trạm chủ: Cấu trúc cơ bản của một trạm chủ bao gồm một hoặc nhiều trạm làm việc,trạm nghỉ liên kiết với nhau bằng 1 mạng lan,và các hệ thống truyền thông như các moodem và các thiết bị thu phát sóng radio.Thông thường người ta sử dụng hệ thông PLC có đặt ở trạm chủ và vị trí đặt thiết bị đầu cuối để điều khiển đối tượng Các chức năng chính của một trạm chủ bao gồm:thu thập dữ liệu từ các RTUs ở các trạm con ,điều khiển các thiết bị chuyên dụng thông qua các trạm vận hành hoặc các trạm nghỉ. Sơ đồ cấu trúc 1 trạm chủ như sau:

Trạm thu phát radio modem modem

RS_232 Trạm làm việc

Thiết bị giao tiếp tại M

Trạm nghỉ

Các cổng giao tiếp Thiết bị ghi

Mang lan PLC

Cổng giao tếp PLC ( có cả kênh truyền)

Máy in tốc độ cao

Câu 8:Ứng dụng SCADA trong giám sát lưới điện hạ thế thỏa mãn những muc tiêu nào? Trả lời: Mạng SCADA giám sát lưới diện hạ thế,trong su thế phát triển hiện nay,ngoài chức năng giám sát và thu thập sử lý dữ liệu,còn phải góp phần thỏa mãn những mục tiêu sau: - Đảm bảo tính lien tục của lưới điện hạ thế - Tối ưu hóa các nguồn tài nguyên cũng như chất lượng bảo trì - Nâng cao chất lượng điện năng - Đảm bảo an toàn lưới hạ thế

Câu 9: Vẽ và giải thích sơ đồ SCADA ứng dụng cho một nhà máy điện? Trả lời: Sơ đồ mô tả hệ thống SCADA cho một nhà máy điện như sau:

Cấp giám sát và quản lý ải PC

Giám sát tại nhà máy qua mạng nội bộ

Giám sát từ xa qua mạng

Gi PC

Internet

ROUTER

ROUTER

Cấp điều khiển

Trạm làm việc điều khiển giám sát

PC

PC

SWITCH

Cấp trường Bộ điều khiển

Thiết bị chấp hành

thích sơ đồ:

Thiết bị đo

Trạm làm việc điều khiển giám sát

Thông thường sơ đồ mô tả hệ thống SCADA cho một nhà máy điện được chia làm 3 cấp: 1) Cấp vận hành(cấp trường) Cấp vận hành là cấp độ để các kỹ sư,công nhân vận hành,theo dõi hoạt đông của thiết bị,các thông số theo quy trình công nghệ đặt ra. 2) Cấp điều khiển(dặt tại phòng điều khiển) Cấp điều khiển là cấp đọ các kỹ sư điều khiển tự động sẽ giám sát,điều khiển các thông số,tình trạng của các thiết bị và toàn bộ dây truyền sản xuất theo quy trình đã đặt ra bằng thao tác,theo dõi trên bảng thông số,màn hình hiển thị và điều khiển qua giao diện phần mềm HMI hay màn điều khiển OP. 3) Cấp giám sát,quản lý Đối với cấp giám sát quản lý có hai hình thức tương đương nhau đó là: Giám sát tại nhà máy(tại nhà vận hành): Nhàn quản lý sẽ theo dõi các thông số,tình trạng thiết bị và toàn bộ hoạt động của day truyền sản xuất theo yêu cầu qua giao diện máy tính được kết nối trực tiếp với phòng điều khiển qua đó có thể nắm được tình hình sản xuất,tình trạng vật tư thiết bị,lên kế hoạch sản xuất,truyền tải,… Giám sát từ xa(tại trung tâm):Tại trung tâm tổng công ty,nhà quản lý tại đây có thể theo dõi,giám sát mọi hoạt động của nhà máy thông qua máy tính được kết nối từ xa qua mạng.từ đó có kế hoạch sản xuất,điều đọ bán hàng và nhập hàng. Câu 10: Thông tin trong hệ thống SCADA được truyền đi bằng cách sử dụng các mạng thông tin nào? Trả lời: Các mạng thông tin được sử dụng trong hệ thống SCADA: Mạng điện thoại cố định (ra đời sớm trước mạng Internet) được sử dụng truyền tín hiệu trong hệ thống điện,không tuân theo các quy luật của mạng Internet. Mạng không dây,wifi Mạng máy tính,Internet,mạng LAN