SCADA trong hệ thống điện

Chào Suu.
Vậy là tất cả đều đã thống nhất là trước tiên, bạn phải tìm hiểu và viết được chương trình điều khiển thiết bị dùng chuẩn DNP3.0. Quả thật là khá khó khăn cho dân hệ thống điện đi viết những chương trình điều khiển thiết bị kiểu như vậy: Khi học ở trong trường thì ta cũng chỉ được nghe qua, không có điều kiện thử, còn khi đi làm thì lại dùng phần mềm điều khiển có sẵn, bán kèm thiết bị, không phải làm gì cả. Nếu bạn làm thành công thì quả thật là đáng quý. Rất mong nhận được những chia sẻ kinh nghiệm của bạn trong quá trình tiến hành công việc.
Về DNP3.0, vì bạn đang công tác tại truờng ĐHBK TP HCM, nên mình nghĩ bạn có thể hỏi thêm ý kiến của những người giảng dạy bên phần tự động hoá quá trình công nghiệp, mình nghĩ là
bộ môn Tự động hoá-khoa Điện-Điện tử. Có thể bạn sẽ tìm được ở đó những tài liệu chi tiết về protcole DNP3, cũng như mạng DNP3.
Sống trong đời sống cần có một tấm lòng

Nếu mình nói là viết được phần mềm cho các relay và cả DNP thì có ai đầu tư cho mình không? Cho mình giữ code nguồn nhé. Xin lỗi mọi người nhưng đây là chuyện sống chết chứ chả chơi.

Nếu mình nói là viết được phần mềm cho các relay và cả DNP thì có ai đầu tư cho mình không? Cho mình giữ code nguồn nhé. Xin lỗi mọi người nhưng đây là chuyện sống chết chứ chả chơi.

Em không hiểu cấu trúc của thiết bị relay có khả năng lập trình được, mà các bác đang nói ở đây là như thế nào, mong các bác có thể nói rõ hơn.
Theo cách nghĩ chủ quan (em biết các máy cắt nhưng chưa biết relay lập trình này) thì kiến trúc của 1 thiết bị này như sau:
- Gồm 1 contactor để điều khiển moteur đóng cắt.
- Gồm 1 loại PLC nào đó, ví dụ như logo chẳng hạn điều khiển.
- Gồm 1 số các thiết bị chống quá áp và quá dòng.
- Tất cả các bộ phận bảo vệ này cùng với contactor được điều khiển bởi PLC.
-Chương trình trong PLC bao gồm 1 phần giao tiếp với PC thông qua cổng RS-232 hay 485.
Các bác xem thử em nói có thiếu thừa gì không và giải thích rõ hơn ( cảm ơn các bác trước).
Còn em nghĩ là hiện nay các hãng sản xuất thiết bị mạng công nghiệp ứng dụng TCP/IP rất nhiều. Mặt khác, theo chuẩn gói IP có 1trường cho phép nâng cao độ ưu tiên của bản tin trong mạng (đây là cơ sở của voip), với lại các thiết bị mạng TCP/IP ngày nay đạt tới tốc độ Gbps rồi, mà 10Mbps vẫn tốt hơn so với RS-232 chứ.
Còn DNP em không biết. Đề nghị các bác nói qua 1 chút.
Còn em nghĩ , vấn đề thời gian thực cũng như hệ Fuzzy Logic hiện nay đã và đang được nghiên cứu áp dụng trong tự động hoá rất nhiều (cái này là do thằng bạn em công tác tại BKHN mà em biết).
Theo 1 số thầy giáo khoa Điện BKHN và 1 số bạn bè công tác trong ngành Tự động hoá thì ngày nay người ta chủ yếu phát triển các ứng dụng PC-based. Cái này em thấy rất là lý thú nhưng thông tin lại không rộng rãi lắm.
Cuối cùng chúc các bác khoẻ.

Em không hiểu cấu trúc của thiết bị relay có khả năng lập trình được, mà các bác đang nói ở đây là như thế nào, mong các bác có thể nói rõ hơn.
Theo cách nghĩ chủ quan (em biết các máy cắt nhưng chưa biết relay lập trình này) thì kiến trúc của 1 thiết bị này như sau:
- Gồm 1 contactor để điều khiển moteur đóng cắt.
- Gồm 1 loại PLC nào đó, ví dụ như logo chẳng hạn điều khiển.
- Gồm 1 số các thiết bị chống quá áp và quá dòng.
- Tất cả các bộ phận bảo vệ này cùng với contactor được điều khiển bởi PLC.
-Chương trình trong PLC bao gồm 1 phần giao tiếp với PC thông qua cổng RS-232 hay 485.
Các bác xem thử em nói có thiếu thừa gì không và giải thích rõ hơn ( cảm ơn các bác trước).
Còn em nghĩ là hiện nay các hãng sản xuất thiết bị mạng công nghiệp ứng dụng TCP/IP rất nhiều. Mặt khác, theo chuẩn gói IP có 1trường cho phép nâng cao độ ưu tiên của bản tin trong mạng (đây là cơ sở của voip), với lại các thiết bị mạng TCP/IP ngày nay đạt tới tốc độ Gbps rồi, mà 10Mbps vẫn tốt hơn so với RS-232 chứ.
Còn DNP em không biết. Đề nghị các bác nói qua 1 chút.
Còn em nghĩ , vấn đề thời gian thực cũng như hệ Fuzzy Logic hiện nay đã và đang được nghiên cứu áp dụng trong tự động hoá rất nhiều (cái này là do thằng bạn em công tác tại BKHN mà em biết).
Theo 1 số thầy giáo khoa Điện BKHN và 1 số bạn bè công tác trong ngành Tự động hoá thì ngày nay người ta chủ yếu phát triển các ứng dụng PC-based. Cái này em thấy rất là lý thú nhưng thông tin lại không rộng rãi lắm.
Cuối cùng chúc các bác khoẻ.

Tôi nghĩ trước tiên các bạn nên phân biệt rõ ràng mình muốn làm gì. Ở đây tôi thấy nhắc đến 2 vấn đề là can thiệp vào hoạt động của thiết bị và tiếp nối với hệ điều khiển.
- Hoạt động của thiết bị vốn đã được định hình bởi microprocessor hoặc electromechanic bên trong thiết bị. Muốn can thiệp vào đây chưa chắc đã đạt được độ tối ưu vì những tiêu chuẩn đa phần dựa vào cấu trúc của nhà thiết kế.
- Nếu như ta đã có tính hiệu đầu vào thì việc còn lại là tương tác với SCADA ra sao, và tôi nghĩ đây là điều các bạn quan tâm. Ngược lại nếu các bạn muốn nói về sensor hoặc thiết bị đọc tính hiệu thì đó là một vấn đề khác.
- Đa số các thiết bị mới điều có khả năng truyền tải DNP3 cũng như các phần mềm đều có khả năng tiếp nhận nó. Bạn có thể viết chương trình ở đây, nhưng có cần thiết không lại lại chuyện khác hoặc chương trình sẽ được viết theo cách nào? Trước tiên phải phân biệt rõ trong quá trình truyền tải có rất nhiều protocol tham gia không chỉ có ICCP, DNP3, OPC, TCP/IP...
- TCP/IP vốn là một tập hợp protocols chủ yếu gồm TCP ở layer 4 (transport layer) và IP ở layer 3 (network layer). Khi data truyền từ bên các layer trên xuống nó sẽ được đóng gói thành và chuyển đi theo vài phương cách khác nhau. Chính ở đây có thể thấy rõ trong quá trình truyền tải tính hiệu có sự có mặt của TCP/IP dù rằng ta sử dụng ICCP, DNP3...
- Nếu khả năng truyền tải dựa trên TCP/IP vậy tại sao xuất hiện các protocol chuyên dụng? Có nhiều lý do, như phương thức hoạt động của thiết bị, thời gian cho phép truyền tải...tuy nhiên ở đây chúng ta đang nói đến Time-Series Data. Có nghĩa rằng tính hiệu ở đây gồm hai phần chính: giá trị và thời gian tiếp nhận giá trị. Tất nhiên có thể còn có nhiều thứ khi nói đến "Quality" nhưng căn bản chỉ là thời gian của giá trị. Các thiết bị gần như lưu nhận giá trị theo nhiều phương thức khác nhau theo những phương thức định trước nhưng để tính toán đòi hỏi các thông số phải cùng thời gian. Đây chính là điều cần lưu ý nhất khi muốn bất kỳ một chương trình real-time nào.
SCADA/EMS gần như interchangeable vì con người gần như quyết định sự hoạt động của hệ thống theo một trình tự hợp lý nhất có thể nghĩ ra theo hoàn cảnh hiện tại. Muốn phát triển SCADA không chỉ có phần mềm và phần cứng mà cần nhất là những "qui luật" được rõ ràng để các chu trình hoạt động được định hình một cách đồng nhất với thời gian.
=================

Tôi nghĩ trước tiên các bạn nên phân biệt rõ ràng mình muốn làm gì. Ở đây tôi thấy nhắc đến 2 vấn đề là can thiệp vào hoạt động của thiết bị và tiếp nối với hệ điều khiển.
- Hoạt động của thiết bị vốn đã được định hình bởi microprocessor hoặc electromechanic bên trong thiết bị. Muốn can thiệp vào đây chưa chắc đã đạt được độ tối ưu vì những tiêu chuẩn đa phần dựa vào cấu trúc của nhà thiết kế.
- Nếu như ta đã có tính hiệu đầu vào thì việc còn lại là tương tác với SCADA ra sao, và tôi nghĩ đây là điều các bạn quan tâm. Ngược lại nếu các bạn muốn nói về sensor hoặc thiết bị đọc tính hiệu thì đó là một vấn đề khác.
- Đa số các thiết bị mới điều có khả năng truyền tải DNP3 cũng như các phần mềm đều có khả năng tiếp nhận nó. Bạn có thể viết chương trình ở đây, nhưng có cần thiết không lại lại chuyện khác hoặc chương trình sẽ được viết theo cách nào? Trước tiên phải phân biệt rõ trong quá trình truyền tải có rất nhiều protocol tham gia không chỉ có ICCP, DNP3, OPC, TCP/IP...
- TCP/IP vốn là một tập hợp protocols chủ yếu gồm TCP ở layer 4 (transport layer) và IP ở layer 3 (network layer). Khi data truyền từ bên các layer trên xuống nó sẽ được đóng gói thành và chuyển đi theo vài phương cách khác nhau. Chính ở đây có thể thấy rõ trong quá trình truyền tải tính hiệu có sự có mặt của TCP/IP dù rằng ta sử dụng ICCP, DNP3...
- Nếu khả năng truyền tải dựa trên TCP/IP vậy tại sao xuất hiện các protocol chuyên dụng? Có nhiều lý do, như phương thức hoạt động của thiết bị, thời gian cho phép truyền tải...tuy nhiên ở đây chúng ta đang nói đến Time-Series Data. Có nghĩa rằng tính hiệu ở đây gồm hai phần chính: giá trị và thời gian tiếp nhận giá trị. Tất nhiên có thể còn có nhiều thứ khi nói đến "Quality" nhưng căn bản chỉ là thời gian của giá trị. Các thiết bị gần như lưu nhận giá trị theo nhiều phương thức khác nhau theo những phương thức định trước nhưng để tính toán đòi hỏi các thông số phải cùng thời gian. Đây chính là điều cần lưu ý nhất khi muốn bất kỳ một chương trình real-time nào.
SCADA/EMS gần như interchangeable vì con người gần như quyết định sự hoạt động của hệ thống theo một trình tự hợp lý nhất có thể nghĩ ra theo hoàn cảnh hiện tại. Muốn phát triển SCADA không chỉ có phần mềm và phần cứng mà cần nhất là những "qui luật" được rõ ràng để các chu trình hoạt động được định hình một cách đồng nhất với thời gian.
=================

Nói vê? cấu trúc rơ le thì đầu tiên phải nói là: Cũng như SCADA, các rơle số có cấu trúc và cách thức vận hành hoàn toàn phụ thuộc vào nhà sản xuất. Các nhà sản xuất khác nhau có triết lý khác nhau để thiết kế các rơle bảo vệ của mình. Theo một mô tả chung nhất về chức năng thì có lẽ rơle cũng có cấu trúc giống như PLC. Theo em, điểm khác nhau là rơle là thiết bị chuyên dụng (Đang nói rơ le trong hệ thống điện nhé), còn PLC là các thiết bị mang mục đích chung. Chương trình của các rơ le số được viết sẵn bởi nhà sản xuất. Người sử dụng chỉ có thể thay đổi các thông số chỉnh định (ngưỡng dòng điện, điện áp) qua giao diện HMI.
Dưói đây là sơ đồ cấu trúc của rơle UT612 của SIEMENS. Rơ le này có chức năng bảo vệ so lệch, tức là thuộc loại rơle số phức tạp nhất.
Các khối chính ở trên sơ đồ gồm có:
MI Khối các biến dòng trung gian đầu vào, đồng thời tạo cách ly về điện của mạch trong rơ le với mạch tín hiệu đầu vào
IA Khuếch đại tín hiệu vào. Có kết hợp với các bộ lọc analogue
A/D Khối chuyển đổi tương tự số
uC Bộ vi xử lý. Là trái tim của rơ le. Tại đây tất cả các chức năng của rơ le được thực hiện, có thể liệt kê một số như sau:
- Chức năng bảo vệ chính: Theo dõi các giá trị đo lường và so sánh với ngưỡng tác động. Gửi tín hiệu đến rơ le trung gian ở đầu ra khi có sự cố. Đối với trường hợp của rơle so lệch, khối lượng tính toán của VXL là rất lớn: Tính toán các dòng so lệch, dòng hãm, xác định vị trí điểm làm việc dựa trên các đại lượng trên, lọc thứ tự không, phát hiện bão hoà biến dòng...
- Chức năng đo lường: Tính toán giá trị RMS của các đại lượng đo lường. Hiển thị lên màn hình nếu có yêu cầu của người sử dụng.
- Chức năng lưu trữ thông tin: Ghi lại các sự kiện xảy ra. Loại sự cố, các pha tác động, các hỏng hóc. Trong trường hợp sự cố, thường thì rơle sẽ ghi lại giá trị dòng và áp các pha trong một khoảng thời gian nhất định, phục vụ cho công tác phân tích sự cố
- Chức năng tự kiểm soát: Theo dõi tình trạng làm việc của bản thân rơle
OA Khối khuếch đại tín hiệu ở đầu ra. Ngăn cách uC và mạch ngoài
Bảng điều khiển Cho phép người sử dụng giao tiếp tại chỗ với rơ le
Đầu vào nhị phân và đồng hồ(Binary input, Time synchronisation) Dùng để phối hợp sự làm việc của rơle với các thiết bị bên ngoài. Sự phối hợp là một đặc điểm điển hình trong bảo vệ rơle, nó có nhiệm vụ chuyển đi các tín hiệu khoá, cho phép làm việc, tín hiệu đồng bộ thời gian giữa các rơ le trong hệ thống.
Rơ le đầu ra Gửi tín hiệu đi đóng cắt các máy cắt. Người sử dụng có thể thiết lập được cách các rơ le này hoạt động đối với từng loại sự cố
Ngoài ra là các giao diện khác đến hệ thống SCADA, PC..

Nói vê? cấu trúc rơ le thì đầu tiên phải nói là: Cũng như SCADA, các rơle số có cấu trúc và cách thức vận hành hoàn toàn phụ thuộc vào nhà sản xuất. Các nhà sản xuất khác nhau có triết lý khác nhau để thiết kế các rơle bảo vệ của mình. Theo một mô tả chung nhất về chức năng thì có lẽ rơle cũng có cấu trúc giống như PLC. Theo em, điểm khác nhau là rơle là thiết bị chuyên dụng (Đang nói rơ le trong hệ thống điện nhé), còn PLC là các thiết bị mang mục đích chung. Chương trình của các rơ le số được viết sẵn bởi nhà sản xuất. Người sử dụng chỉ có thể thay đổi các thông số chỉnh định (ngưỡng dòng điện, điện áp) qua giao diện HMI.
Dưói đây là sơ đồ cấu trúc của rơle UT612 của SIEMENS. Rơ le này có chức năng bảo vệ so lệch, tức là thuộc loại rơle số phức tạp nhất.
Các khối chính ở trên sơ đồ gồm có:
MI Khối các biến dòng trung gian đầu vào, đồng thời tạo cách ly về điện của mạch trong rơ le với mạch tín hiệu đầu vào
IA Khuếch đại tín hiệu vào. Có kết hợp với các bộ lọc analogue
A/D Khối chuyển đổi tương tự số
uC Bộ vi xử lý. Là trái tim của rơ le. Tại đây tất cả các chức năng của rơ le được thực hiện, có thể liệt kê một số như sau:
- Chức năng bảo vệ chính: Theo dõi các giá trị đo lường và so sánh với ngưỡng tác động. Gửi tín hiệu đến rơ le trung gian ở đầu ra khi có sự cố. Đối với trường hợp của rơle so lệch, khối lượng tính toán của VXL là rất lớn: Tính toán các dòng so lệch, dòng hãm, xác định vị trí điểm làm việc dựa trên các đại lượng trên, lọc thứ tự không, phát hiện bão hoà biến dòng...
- Chức năng đo lường: Tính toán giá trị RMS của các đại lượng đo lường. Hiển thị lên màn hình nếu có yêu cầu của người sử dụng.
- Chức năng lưu trữ thông tin: Ghi lại các sự kiện xảy ra. Loại sự cố, các pha tác động, các hỏng hóc. Trong trường hợp sự cố, thường thì rơle sẽ ghi lại giá trị dòng và áp các pha trong một khoảng thời gian nhất định, phục vụ cho công tác phân tích sự cố
- Chức năng tự kiểm soát: Theo dõi tình trạng làm việc của bản thân rơle
OA Khối khuếch đại tín hiệu ở đầu ra. Ngăn cách uC và mạch ngoài
Bảng điều khiển Cho phép người sử dụng giao tiếp tại chỗ với rơ le
Đầu vào nhị phân và đồng hồ(Binary input, Time synchronisation) Dùng để phối hợp sự làm việc của rơle với các thiết bị bên ngoài. Sự phối hợp là một đặc điểm điển hình trong bảo vệ rơle, nó có nhiệm vụ chuyển đi các tín hiệu khoá, cho phép làm việc, tín hiệu đồng bộ thời gian giữa các rơ le trong hệ thống.
Rơ le đầu ra Gửi tín hiệu đi đóng cắt các máy cắt. Người sử dụng có thể thiết lập được cách các rơ le này hoạt động đối với từng loại sự cố
Ngoài ra là các giao diện khác đến hệ thống SCADA, PC..

Fuzzy logic cũng là một cách tiếp cận mói để xây dựng các hệ điều khiển. Không phải hiện nay mới phát triển mà nó đã được các nhà SX Nhật ứng dụng nhiều trong các thiết bị dân dụng. Đối với các hệ điều khiển có mức độ quan trọng lớn, fuzzy logic vẫn chưa thuyết phục được ngưòi SX, bởi nói chung khó đánh giá được độ ổn định của hệ thống mờ.