Dự án này được triển khai với mục tiêu hiện đại hóa hệ thống SCADA hiện hữu trong nhà máy nhiệt điện JorgeLacerda C (công suất 363 MW)

Trung tâm truyền thông của Elipse Software

NHU CẦU

Nằm trong Capivari de Baixo, thành phố nằm cách Florianópolis 135 km, Jorge Lacerda Complex là tổ hợp Nhiệt điện lớn nhất Mỹ Latin. Sử dụng các công nghệ từ các quốc gia Châu Âu, tổ hợp được kết nối tới hệ thống năng lượng điện tích hợp quốc gia (Integrated National System). Ngoài nhiệm vụ phát điện, tổ hợp này còn đóng vai trò vô cùng quan trọng trong vùng bởi vì đây là khách hàng tiêu thụ than đá lớn nhất vùng của bang Santa Catarina.

Dự án hình thành với mục đích hiện đại hóa hệ thống SCADA trong nhà máy nhiệt điện Jorge Lacerda C (363MW). Đối với vấn đề này, bước đầu tiên là thay thế hệ thống vận hành cũ đang đảm nhận việc điều khiển trong trạm thao tác (ETs). Một hệ thống khép kín, được phát triển đặc biệt chịu trách nhiệm thực hiện trong nhà máy. Thực tế, hệ thống đã sử dụng nhiều phần mềm khác nhau để hợp thành hệ thống giám sát bao gồm một môi trường đồ họa dựa trên phần mềm Full Graphics, với định hướng phát triển bằng ngỗn ngữ  C và hệ điều hành UNIX.

Ngoài ra, hệ thống đã gặp một số khó khăn trong quá trình vận hành. Do nhiều vấn đề, Tractebel đã quyết định sử dụng một phần mềm khác, đó là Elipse E3. Đây là một giải pháp được phát triển bởi công ty Elipse Software-Brazil, cung cấp trọn bộ dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật cho lắp đặt và giải quyết các vấn đề cho các ứng dụng khi sử dụng công cụ mới này. Ý tưởng này để có được một phần mềm mở cho phép bổ sung các tính năng mới, và trên hết là sự tin cậy.

GIẢI PHÁP

Elipse E3 được thực hiện trên hai server trong nhà máy nhiệt điện Jorge Lacerda C, hoạt động với cấu trúc Hot-Stanby. Với cấu trúc này, hệ thống được điều khiển bởi một trong hai server, và server thứ hai sẽ hoạt động ở trong trạng thái chờ (stand-by) cho đến khi có một vấn đề nào đó bị lỗi trong server thứ nhất. Quá trình chuyển đổi vô cùng phức tạp bởi vì công ty đã quyết định phát triển đồng thời nhiều dự án khác nhau, buộc Tractebel phải làm việc với nhiều nhà cung cấp.

Ở giai đoạn này, khi công ty quyết định hiện đại hóa các đơn vị/hệ thống con ở xa trung tâm – các thiết bị đảm nhận việc thu thập thông tin cấp trường và sau đó truyền chúng tới các hệ thống giám sát. Do đó, trong khi nhiều chuyên gia tham gia và can thiệp vào dự án liên quan tới phần mềm Elipse được cài đặt, một số người khác tập trung vào hiện đại hóa cho các đơn vị/hệ thống con tại hiện trường ở xa.

Vượt qua những khó khăn, việc cài đặt công cụ mới đã được tiến hành. Đầu tiên, các ETs đang chạy trên hệ thống cũ được thay thế bằng các máy tính servers và chạy trên hệ điều hành Windows. Bước này tạo nên sự quen thuộc hơn cho các nhà điều hành vận hành hệ thống mới. Sau đó, các hệ thống cũ sẽ được thay thế bởi các giải pháp của Elipse.

Song song với các quá trình này, các thay đổi được thực hiện trong đơn vị/hệ thống con ở xa, các hệ thống này có kiến trúc là một vòng kín liên kết 11 hệ thống con, và có thể mở rộng thêm và trao đổi thông tin giữa mỗi đơn vị. Với cấu trúc này, thay vì chỉ có một bộ thu thập dữ liệu từ xa tập trung, cấu trúc có tới 11 hệ thống con, cho phép giám sát được tất cả thông tin được lưu trữ từ một hệ thống thành phần bất kì. Liên quan đến việc truyền dữ liệu tới các server, chỉ có hai khả năng thực thi nhiệm vụ này.

Cuối cùng, khác với những gì đã có từ trước, khi có ba ETs chứa hệ thống cũ, hai trong số chúng bắt đầu được áp dụng các giải pháp Elipse. Với sự sửa đổi này, server chính được thông qua để thực hiện tính năng đã có từ trước bằng ET  đã được nâng cấp.

CÁC ĐẶC TRƯNG

Hình 1-Các bản ghi báo cáo về ngày và thời gian chính xác của các sự kiện

Hệ thống giám sát có tính năng theo dõi các hệ thống chính của nhà máy nhiệt điện Jorge Lacerda C. Thông qua đó, các nhà điều hành có thông tin về tất cả các biến đổi trong quy trình theo thời gian thực, thông tin liên quan tới đo lường áp suất, nhiệt độ và các loại thông tin thay đổi khác, cũng như truy cập tới các dữ liệu cảnh báo, với một tính năng được gọi là “Trình tự các sự kiện” (Sequencing of Events).

Hình 2-Dòng màu đỏ tương ứng với những khu vực có báo động được kích hoạt

Đây là một công cụ cho phép các nhà điều hành biết chính xác khi nào có sự kiện và do đó sẽ đánh giá các nguyên nhân tốt và hiệu quả hơn. Trong ngắn hạn, Elipse E3 chịu trách nhiệm thu thập dữ liệu trong các đơn vị/hệ thống con từ xa về tình hình vận hành hệ thống của nhà máy và sau đó, biểu diễn các dữ liệu trên các màn hình giám sát-điều khiển hệ thống.

Song song với đó, một số tính năng khác đã được Elispe software phát triển. Ví dụ, một định hướng về tính toán hiệu suất nhiệt của máy phát điện, cho phép người vận hành giám sát, quản lí hiệu năng của nhà máy. Một tính năng nữa được gọi là mô-đun hướng dẫn vận hành, qua từng bước, sẽ chỉ ra những hành động gì mà người vận hành cần thực hiện khi vận hành hệ thống. Phần mềm sẽ thông báo khi hành động cụ thể đã được hoàn thành hoặc những gì ở bước tiếp theo cần thực hiện để hoàn thiện quá trình.

Hình 3-Hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu

LỢI ÍCH

Theo kỹ sư phụ trách của Bộ phận Công nghiệp hóa và Điều khiển của Lorge Lacerda Complex, João Henrique Volcato Pichini, Elipse E3 đã mang lại nhiều lợi ích hơn hẳn so với hệ thống cũ. Để hiểu hơn về thực tế này, những khuyết điểm, hạn chế đã được lên danh sách, những lợi ích khi chuyển sang sử dụng phần mềm mới.

Trước khi chuyển đổi

• Các máy trạm (vận hành) Sun dựa trên hệ thống ban đầu được cài đặt trong nhà máy
• Ứng dụng duy nhất tại Brazil, thiếu sự nhất quán, đồng nhất, tập trung trên môi trường đồ hoạ Full Graphics và hướng phát triển trong UNIX và ngôn ngữ lập trình C.
  – Phần mềm đóng kín, làm cho không thể thêm những tính năng mới.
  – Sự phục hồi dữ liệu quá khứ từ các dữ liệu đã được ghi bằng băng từ.
  – Các vấn đề khi cài đặt máy in và các sự cố video giám sát.

Sau khi chuyển đổi

• Các máy trạm (vận hành) hoạt động trên hệ điều hành Windows.
• Ghi dự liệu vào trung tâm dữ liệu từ ETs thông qua DVD.
• Hệ thống con từ xa được liên kết theo một vòng kín (mạng OPTONET), với hai trong số chúng đóng vai trò như thiết bị tập trung dữ liệu.
• Chứa những tính năng mới phù hợp với các nhiệm vụ giám sát trong công việc điều hành.
• Giao thức truyền thông mở (DNP 3.0) giữa đơn vị từ xa và hệ thống giám sát có thể cài đặt kết hợp với Elipse E3, bởi vì giải pháp Elipse E3 hỗ trợ giao thức này.
• Kết nối đầy đủ 11 hệ thống con từ xa đã lắp đặt và vận hành trước đó.

Hình 4-Hệ thống được thiết kế mới

CÁC ĐÁNH GIÁ KHI HOÀN THIỆN

Đối với kỹ sư Pichini, một trong những bài học chính được rút ra trong dự án liên quan tới tầm quan trọng là việc tham gia của tất cả các nhà điều hành trong việc phát triển và cài đặt ứng dụng.

“Điều này thực sự quan trọng, tất cả con người đã từng tham gia trong việc xác định các bố cục màn hình và các thủ tục để thực hiện dự án. Phần lớn những lúc khó khăn khi vượt qua đều có sự hỗ trợ của các đồng nghiệp”, ông nói.

Về phần mềm, Pichini quan tâm tới việc phê duyệt các giải pháp, mong  muốn thực hiện các dự án mới.

“Chúng tôi rất hài lòng với sản phẩm Elipse. Điều đó vô cùng đúng đắn, chúng tôi muốn sử dụng nó trong năm nay để thực hiện công việc giám sát và điều khiển các hệ thống khác đã được lắp đặt trong các hệ thống khác của Jorge Lacerda Complex”.

“Việc sử dụng Elipse E3 cho phép Tractebel Energy thích ứng và tùy chỉnh phát triển của các hệ thống SCADA của Nhà máy nhiệt điện Jorge Lacerda C, thông qua quan hệ đối tác mạnh mẽ với các nhà cung cấp và một mạng lưới hỗ trợ có trình độ cao. Ngoài ra, công cụ này có một giải pháp kỹ thuật với mối quan hệ chi phí-lợi ích tuyệt vời, đáp ứng cho tất cả các nhu cầu của chúng tôi”, trích dẫn từ Gabriel de Oliveira, nhà phân tích quá trình hoạt động của Tractebel Energia.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: Tractebel Energia S.A

Đơn vị tích hợp hệ thống: Vieira-Ishikawa Software Ltda

Gói phần mềm Elipse sử dụng: Elipse E3

Số lượng license: 2

Nền tảng phần cứng: Servidor DELL

Số lượng thống tin I/O: 3500

Driver I/O (giao thức): DNP3