ng hien lieu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦUTrong thời đại hiện nay, cùng với sự phát triển xã hội, quá trình công nghiệp

hóa cũng phát triển một cách mạnh mẽ và không ngừng. Những công trình công nghiệp lớn và trọng điểm đều được áp dụng ở mức độ tự động hóa tương đối cao. Mọi thành tựu về tự động hóa đều phải được thực hiện trên nền tảng của lý thuyết điều khiển tự động. Chính vì vậy, lý thuyết điều khiển tự động là yếu tố quyết định của mọi quá trình tự động hóa sau này.

Xi măng là vật liệu quan trọng trong ngành xây dựng. Các nhà máy sản xuất xi măng ở nước ta hiện nay đều là những nhà máy có quy mô lớn, có mức độ tự động hóa tương đối cao, sản xuất chủ yếu dựa vào nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương. Trong quá trình sản xuất xi măng thì công đoạn nghiền liệu đóng vai trò then chốt trong toàn bộ dây chuyền. Công đoạn nghiền liệu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của xi măng. Vì vậy nhóm sinh viên thực hiện đồ án đã chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều khiển công đoạn nghiền liệu cho dây chuyền 2 nhà máy xi măng Hoàng Thạch”.Nội dung đồ án gồm 4 chương như sau:Chương I : GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG. Chương II : NGHIÊN CỨU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU.Chương III : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆUChương IV : THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU MÁY NGHIỀN.

Đây là đồ án tốt nghiệp về một nhà máy sản xuất xi măng lớn, hơn nữa chúng em không có đủ điều kiện và tài liệu để tìm hiểu về nhà máy nên đồ án của nhóm em chắc chắn không thể tránh khỏi những hạn chế. Chúng em mong nhận được ý kiến đánh giá của thầy cô và các bạn quan tâm đến đề tài này. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Văn Hòa, và các thầy cô giáo trong bộ môn đã hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình trong quá trình thực tập và hoàn thành đồ án này.Chúng em xin cảm ơn tới các kỹ sư đang làm việc tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch đã hướng dẫn và cung cấp tài liệu trong quá trình tìm hiểu nhà máy.

Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2010 Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Khả Hoan Phạm Trung Thành

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1 1


MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................1CHƯƠNG I...........................................................................................................4GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG..........................4

1.1. Giới thiệu về nhà máy xi măng Hoàng Thạch............................................41.1.1. Các khái niệm về sản phẩm xi măng pooclăng...................................41.1.2. Nguyên liệu sản xuất xi măng pooclăng............................................51.1.3. Nhiên liệu dùng cho công nghệ sản xuất xi măng..............................51.1.4. Một số tính chẩt của xi măng pooclăng...............................................5

1.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng...................................................71.2.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu.........................................................81.2.2. Công đoạn nghiền nguyên liệu............................................................91.2.3. Công đoạn cấp liệu vào lò.................................................................101.2.4. Công đoạn tiền nung..........................................................................101.2.5. Công đoạn nghiền ximăng.................................................................111.2.6. Công đoạn đóng bao..........................................................................13

1.3.Hệ thống tự động hoá trong nhà máy xi măng Hoàng Thạch...................141.3.1. Hệ thống SDR...................................................................................141.3.3. Hệ thống FLS – QCX........................................................................141.3.4. Hệ thống xử lý báo động...................................................................151.3.5. Hệ thống xử lý đo lường...................................................................151.3.6. Hệ thống tự động điều chỉnh, duy trì tự động các thông số kỹ thuật......................................................................................................................151.3.7. Hệ thống điều khiển logic.................................................................15

CHƯƠNG II........................................................................................................17NGHIÊN CỨU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU.................................................17

2.1.Thiết bị và công nghệ công đoạn nghiền liệu............................................172.1.1. Kho đồng nhất sơ bộ..........................................................................172.1.2. Máy nghiền........................................................................................172.1.3. Máy phân ly SEPAX 560 – 144.......................................................262.1.4. Silo CF...............................................................................................282.1.5. Cầu xúc liệu.......................................................................................302.1.6. Các băng tải cao su............................................................................342.1.7. Các máng Fluxo.................................................................................342.1.8. Các gầu nâng.....................................................................................352.1.9. Các loại van trong công đoạn............................................................35

2.2.Mô tả dây chuyền công nghệ công đoạn R2.............................................352.3 Hệ thống điều khiển công đoạn nghiền liệu..............................................42

2.3.1. Các bộ điều khiển điều chỉnh và ý nghĩa tính chất của nó................422.3.2.Hệ thống cân định lượng....................................................................432.3.2. Bộ điều khiển tỉ lệ PIDCON..............................................................472.3.3.Hệ thống ổn định chất lượng QCX.....................................................50



2.3.4.Hệ thống điều chỉnh độ mịn và độ ẩm của bột liệu............................52CHƯƠNG III.......................................................................................................55HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU..........55

3.1. Sơ đồ điều khiển hệ thống cấp liệu máy nghiền.......................................553.2. Cân định lượng.........................................................................................56

3.2.1. Khái niệm..........................................................................................563.2.2.Cấu tạo cân băng định lượng,và nguyên lí hoạt động........................563.2.3 Tế bào cân trọng lượng(Loadcell)......................................................573.2.4.Nguyên lí tính lưu lượng....................................................................593.2.5. Đo trọng lượng liệu trên băng tải:.....................................................603.2.6. Khái quát về điều chỉnh cấp liệu cho cân băng.................................603.2.7 .Sơ đồ khối cấu trúc của hệ cân định lượng.......................................61

3.3.Cân máng đo liệu hồi lưu R2J06...............................................................623.4. Động cơ....................................................................................................623.5.Biến tần......................................................................................................63

3.5.1.Xây dựng vectơr không gian:.............................................................633.5.2. Điều khiển biến tần trên cơ sở phương pháp điều chế vector không gian:.............................................................................................................653.5.3. Nguyên lý của phương pháp điều chế vector không gian:................67

3.6.Tổng hợp bộ điều chỉnh lưu lượng............................................................713.6.1.Phương pháp tính toán thông số của bộ điều chỉnh lưu lượng..........733.6.2. Tổng hợp bộ điều chỉnh lưu lượng của hệ thống cân cấp liệu và lưu lượng máy nghiền........................................................................................75

CHƯƠNG IV......................................................................................................83THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU MÁY NGHIỀN...................................................................................................83

4.1 Giới thiệu phần mềm WINCC...................................................................834.1.1 Tổng quan về Wincc...........................................................................834.1.2 Các loại Project trong WinCC............................................................834.1.3 WinCC Explorer.................................................................................834.1.5 Các trình soạn thảo và đối tượng chuẩn của WinCC.........................854.1.5.1 Graphic Designer.............................................................................85

4.2. Xây dựng chương trình giám sát..............................................................884.2.1. Tạo dự án Project..............................................................................884.2.2. Tạo Tag và Group Tags.....................................................................894.2.3. Xây dựng màn hình công nghệ..........................................................894.2.4. Tạo thuộc tính Tag Logging..............................................................904.2.5. Tạo thuộc tính Alarm Logging..........................................................91

4.3. Quy trình vận hành...................................................................................92KẾT LUẬN.........................................................................................................99TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................100



CHƯƠNG IGIỚI THIỆU CHUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG

1.1. Giới thiệu về nhà máy xi măng Hoàng ThạchNhà máy xi măng Hoàng Thạch là một đơn vị thành viên của Tổng công ty xi

măng Việt Nam nămg trên địa bàn xã Minh Tân, huyện Kinh Môn, tỉnh Hải Dương. Nhà máy được khởi công từ ngày 19/05/1976, do hãng F.L.SMIDTH của Đan Mạch thiết kế và xây dựng với hai dây chuyền công nghệ khép kín, hiện đại, mức độ tự động hóa cao, sản xuất xi măng theo phương pháp khô sử dụng lò quay, tháp trao đổi nhiệt gồm hai nhánh, buồng phân hủy (Canciner) đốt hoàn toàn bằng than cám. Nhà máy hoàn thành lắp đặt dây chuyền sản xuất Hoàng Thạch I vào năm 1982 và ngày 25/11/1983 công ty cho ra đời được mẻ Clinker đầu tiên. Cùng với nhu cầu xi măng trong nước tăng cao do sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, dây chuyền sản xuất Hoàng Thạch II dược gấp rút xây dựng vào năm 1982. Cho đến năm 1996 thì sản phẩm của cả hai dây chuyền đều được tung ra thị trường. Dây chuyền II với công suất thiết kế đạt 1,2 triệu tấn/năm, nâng tổng công suất của cả hai dây chuyền lên 2,3 triệu tấn/năm. Trong thực tế sản xuất thì năng suất cũng được tăng dần từng năm:

- Năm 1991 sản xuất được : 931.203 tấn.- Năm 1992 sản xuất được : 1.000.418 tấn.- Năm 1995 sản xuất được : 1.282.523 tấn.- Năm 1997 sản xuất được : 2.100.000 tấn.

Hiện nay công ty đang tiến hành xây dựng dây chuyền Hoàng Thạch III với công suất thiết kế 1,2 triệu tấn clinker/năm. Dây chuyền III dự tính sẽ đưa vào hoạt động sản xuất vào quý III năm 2009 nâng tổng công suất của cả 3 dây chuyền lên 3,5 triệu tấn xi măng/ năm. Với công nghệ sản xuất và thiết bị tiên tiến thuộc loại bậc nhất trên thế giới của hãng F.L.SMIDTH, cả ba dây chuyền sản xuất được tự động hóa và tin học hóa ở mức cao từ khâu phối liệu, nung luyện clinker đến nghiền, đóng bao xi măng thông qua chương trình được lập ở trung tâm xử lý vi tính và điều hành ở hai phòng điều khiển trung tâm. Nhờ vậy sản phẩm xi măng Hoàng Thạch luôn có chất lương cao, được khách hàng tín nhiệm. 1.1.1. Các khái niệm về sản phẩm xi măng pooclăng

Xi măng pooclăng là chất kết dính xây dựng, các thành phần của nó gồm có các hợp chất có độ bazơ cao.

Trên quan điểm hoá học người ta phân chia như sau: Nhóm xi măng silic - môi trường nước. Nhóm xi măng Alumin - môi trường nhiệt độ cao. Nhóm xi măng khác - môi trường đăc biệt.

Xi măng pooclăng là chất kết dính thủy lực được sản xuất bằng cách nghiền mịn clinker xi măng với thạch cao (3-5%) và phụ gia nếu có.

Khi thành phần phụ gia thêm vào > 15% thì xi măng được gọi theo gốc cùng với tên phụ gia như xi măng pooclăng xỉ , xi măng pooclăng pudơlan…



Clinker xi măng là sản phẩm nung đến kết khối của hỗn hợp nguyên liệu đá vôi đá sét theo các modun hệ số phù hợp để tạo ra các thành phần khoáng theo mong muốn.1.1.2. Nguyên liệu sản xuất xi măng pooclăng

Thành phần phối liệu của sản xuất xi măng gồm có bốn oxit chính là CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3.

- Oxít canxi do các nhóm nguyên liệu chứa cacbonnat canxi cung cấp (đá vôi). - Oxit silcic, oxit nhôm, oxit sắt nằm trong các khoáng sét do các đá sét cung

cấp. - Để điều chình cho phù hợp các thành phần phải thêm vào một số phụ gia điều

chình như quặng sắt, bôxít. Khi chọn nguyên liệu cho đá vôi sét mà hàm lượng sét > 20% là tốt nhất. Cho

clinker tốt, công nghệ đơn giản ít tốn năng lượng.Đất sét chứa các thành phần sau: khoáng sét, muối khoáng, tạp chất hữu cơ, đá

sỏi cát trương thạch trong đó khoáng sét là chủ yếu.Để sản xuất xi măng thì đá sét phải có hàm lượng khoáng sét > 70- 75%.

1.1.3. Nhiên liệu dùng cho công nghệ sản xuất xi măng

Quá trình tạo clinker thu nhiệt cà chỉ xảy ra hoàn toàn ở nhiệt độ cao 1400 - 1500 0C trong thời gian nhất định. Vì vậy phải cung cấp nhiên liệu để nung chín được clinker.

Trong công nghệ sản xuất xi măng hiện sử dụng 3 nhiên liệu chính:- Nhiên liệu rắn (than).- Nhiên liệu lỏng (dầu MFO).- Nhiên liệu khí (khí thiên nhiên).

Nhiên liệu rắn chủ yếu thường dùng với loại than đá lửa dài, nhiều chất bốc để pha hỗn hợp than bụi.

Nhiên liệu lỏng dầu MFO nhiệt năng cao ít tro dễ điều chỉnh khi nung nhưng giá thành cao và phải gia nhiệt trước khi đưa và lò.

1.1.4. Một số tính chẩt của xi măng pooclăng - Độ mịn: Độ mịn quyết định cường độ của ximăng khi đông cứng, xi măng sẽ cứng hơn nếu min hơn lại dễ hút ẩm và khi hoá rắn thường hay rạn nứt, toả nhiều nhiệt. Hơn nữa nếu nghiền quá mịn xi măng, thì làm tốn thời gian và năng lượng nên năng suất giảm.

- Trọng lượng riêng: Phụ thuộc và thành phần khoáng của clinker, hàm lượng phụ gia. Trọng lựợng riêng của xi măng pooclăng là 3.05 - 3.2 g/cm3. - Lượng nước tiêu chuẩn:

Là lượng nước cần thiết đưa vào trộn vưa xi măng. Lượng nước đưa vào sẽ ảnh hưởng tới thời gian đóng rắn của xi măng và giảm

cường độ của xi măng. - Thời gian đông kết:

Là thời gian tính từ khi đổ nước vào xi măng khi bắt đầu và kết thúc đóng rắn. Đây là một đặc tính quan trọng của xi măng pooclăng dựa vào đó có thể tính

toán thời gian thi công xây dựng.



Tốc độ đông kết của xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng của clinker, lượng nước nhào vữa, độ mịn của xi măng, nhiệt độ của môi trường. - Tính chịu lửa:

Xi măng pooclăng chịu nhiệt kém. Ở nhiệt độ 20000C thì mác xi măng giảm 50%, ở nhiệt độ 57500C thì xi măng bị phá huỷ hoàn toàn. - Mác của xi măng:

Người ta làm một mẫu bê tông theo tiêu chuẩn rồi đo cường độ chịu lực của mẫu đó. Giá trị cường độ chịu lực của mẫu bê tông chính là mác của xi măng. - Độ ổn định thể tích:

Là độ co ngót nằm trong phạm vi cho phép được xác định bằng nguyên tắc dụng cụ Le chaterlie < 10 mm.



1.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng.

Dây chuyền sản xuất chính của công ty xi măng Hoàng Thạch bao gồm các công trình sau đây:


Cảng

Đá vôi Đập búa Đập trục Đá vôiĐậpbúa

Kho đồng nhất sơ bộ

Kho:Than,xỉBô xít

Phụ gia thạch cao

Sấy,nghiền nguyên liệu

Sà lan dầu

Bể dầu

Phụ gia

Si lo clinker

ClinkerThạch cao

Đồng nhất bột liệu

Cấp liệu lò nung

Lò nungHầm sấy dầu

Máy nghiền than

Nghiền xi măng

Silo chứa xi măng

Đóng bao

Đường thuỷ Đường bộĐường sắt


- Từ công trình 1 đến 10 là khu khai thác đá vôi và đá sét, được khai thác theo phương pháp cắt tầng, nổ mìn phá đá. - Công trình 11 và công trình 19 là phân xưởng nguyên liệu: với nhiệm vụ đập nhỏ đá vôi và đá sét để đưa vào kho 15 sau đó đưa qua máy nghiền và được đồng nhất phối liệu. - Công trình 20 và công trình 30 là phân xưởng lò, nó làm nhiệm vụ nung luyện bột liệu đã được đồng nhất thành Clinker. - Công trình 31 và công trình 33 là phân xưởng xi măng, có nhiệm vụ nghiền Clinker thành xi măng và được đưa vào xi lô chứa. - Công trình 34 là phân xưởng đóng bao và xuất xi măng với nhiệm vụ đóng bao xi măng và xuất xi măng theo các tuyến đường bộ, đường sắt và đường sông.

1.2.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

Hình 1:Công đoạn nghiền và vận chuyển đá - Đá vôi: đá vôi được khai thác bằng phương pháp khoan nổ, cắt tầng, sau đó đá vôi được xúc và vận chuyển tới máy đập búa bằng các thiết bị có trọng tải lớn. Đá vôi được đổ vào băng tải kiểu xích cào J10. Tại đây những loại đá có kích thước nhỏ được đưa trực tiếp xuống băng tải J12. Còn những loại đá to được đưa qua máy đập kiểu búa EV để đập nhỏ, sau đó cũng đổ xuống băng tải J12. Nguyên liệu sau khi được đổ xuống J12 sẽ được tiếp tục đưa xuống băng tải U10 và U12 để vận chuyển vào kho chứa liệu. Kho chứa liệu có 2 tác dụng vừa để dự phòng vừa để đồng nhất nguyên vật liệu. - Đá sét: được khai thác bằng phương pháp cầy ủi hoặc khoan nổ mìn và bốc xúc vận chuyển bằng các thiết bị có trọng tải lớn về máy đập búa xuống kích thước 75 mm (đập lần 1) và đập bằng máy cán trục xuống kích thước 25 mm (đập lần 2). Sau khi đập đá sét được vận chuyển và rải thành 2 đống riêng biệt trong kho đồng nhất sơ bộ, mỗi đống khoảng 6.600 tấn. - Phụ gia điều chỉnh: để đảm bảo chất lượng Clinker, công ty kiểm soát quá trình gia công và chế biến hỗn hợp phối liệu theo đúng các modul, hệ số được xác định. Do



đó ngoài đá vôi và đá sét còn có các nguyên liệu điều chỉnh là quặng sắt, quặng bôxít và đá silic.* Công đoạn nghiền đá sét và vận chuyển cũng tương tự như công đoạn nghiền và vận chuyển đá vôi.1.2.2. Công đoạn nghiền nguyên liệu

Hình 2 :Công đoạn nghiền liệu

Đá vôi, đá sét, phụ gia được cấp vào máy nghiền qua hệ thống cân DOSIMAT và cân băng điện tử JO9 qua van điều liệu được đưa vào máy nghiền bi R2M01. Liệu ở đầu ra máy nghiền được đưa tới buồng phân ly S01. Tại đây nếu liệu nhỏ và mịn sẽ được thổi lên đưa vào 2 cyclon S15 và S17, liệu mịn lắng xuống vào 2 van kiểu vít S16, S18 và được đổ xuống máng U01. Những hạt liệu to sẽ được đưa trở lại máy nghiền qua máng M22 đến gầu nâng J01, qua máng J02 đến máng J04. Đồng thời những hạt liệu có kích thước vừa cũng được hút lên S01, qua van và rơi xuống máng J04, từ máng J04 qua bộ đo lưu lượng J06 để quay trở lại máy nghiền. Khí thải được tách bụi mịn tại 2 cyclon S15 và S16 được hút bởi quạt S20. Khí từ quạt S20 hồi lưu trở lại phân ly S01, một phần được đưa vào lọc bụi tĩnh điện J2P21. Sau khi qua lọc bụi, khí sạch được đưa ra ngoài theo hệ thống quạt thông gió. Dây chuyền I nhà máy ximăng Hoàng Thạch là dây chuyền sản xuất ximăng lò quay phương pháp khô, chu trình kín, có hệ thống trao đổi nhiệt 4 tầng (cyclon) và hệ thống làm nguội kiểu hành tinh gồm 10 lò con. Nhiên liệu hỗn hợp gồm 85% than cám 3 và 15% dầu MFO, nhưng hiện nay công ty đã cải tạo lại vòi phun và đốt bằng 100% than cám 3, dầu nặng MFO chỉ dùng cho sấy lò và sử dụng khi nghiền than gặp sự cố thiếu than mịn. Dây chuyền II nhà máy là dây chuyền sản xuất ximăng lò quay phương pháp khô,



chu trình kín, có hệ thống tiền nung (Canciner) tiêu hao nhiệt lượng thấp là 715 Kcal/ Kg Clinker, được làm nguội kiểu dàn ghi, tăng hiệu quả làm mát, chất lượng sản phẩm tốt, dễ nghiền. Hệ thống điều khiển tự động hoàn toàn, hiện đại bằng công nghệ PJC Master Piece ABB. Ngoài ra ở dây chuyền II còn có hệ thống SCANNER giám sát nhiệt độ vỏ lò. Lò được kéo bởi động cơ 1chiều công suất 450 Kw dùng hệ điều khiển SIMOREG. 1.2.3. Công đoạn cấp liệu vào lò Trong công đoạn này bao gồm 2 gầu nâng: Gầu nâng R2A20 là gầu nâng chính còn gầu nâng W2B20 là gầu nâng phụ. Nguyên vật liệu sau khi vào một trong hai gầu nâng R2A20 hoặc W2B20 sẽ được rơi xuống máng khí động R2A21, từ đây liệu sẽ được đưa vào silô đồng nhất H2H01, trong đó có khí nén sục liên tục. Dòng khí sục liên tục này có tác dụng đồng nhất liệu một cách hiệu quả.

Hình 3 :Công đoạn cấp liệu vào lò

Khi xảy ra sự cố hoặc gầu nâng R2A20 đầy thì khi đó van phân chia R2U06 sẽ đưa liệu vào gầu nâng phụ W2B20, từ đây liệu được đưa lên máng trượt W2A21, qua van phân chia W2A24 và W2A25 để đưa xuống máng trượt R2A21. Sau đó nguyên liệu sẽđược đưa vào xilô đồng nhất H01 để đồng nhất liệu. Đáy xilô có dạng hình tròn, từ đây liệu sẽ được rút xuống theo các cửa liệu khác nhau theo từng cụm một, điều này giúp cho liệu được rút xuống một cách đều đặn. Các van điều tiết điều chỉnh lưu lượng liệu qua bộ giám sát H2-3050, qua van H30 xuống két cân W2A01, qua máng xuống đường ống dẫn theo kiểu vít xoắn W2A06, tiếp tục qua van phân chia W2A09 đưa liệu vào gầu nâng W2A20, qua máng trượt W2A21 để đưa liệu vào hệ thống tháp trao đổi nhiệt.



1.2.4. Công đoạn tiền nung Dây chuyền II xi măng Hoàng Thạch có hệ thống sấy cyclon năm tầng và hệ

thống làm mát kiểu dàn ghi được điều khiển bằng biến tần. Khi sử dụng hệ thống sấy cyclon 5 tầng có các đặc điểm sau:

- Giúp năng suất lò tăng lên 2,5 lần.- Mức độ canxi hóa trong Canciner không lớn hơn 90 đến 95 % để tránh quá

nhiệt và tổn thất nhiệt lớn tại Canciner.

Hình 4 :Công đoạn tiền nung và làm mát Clinker Tháp trao đổi nhiệt nung nguyên liệu khoảng 800 0C. Sau đó bột liệu được đưa tới lò quay W01. Nhiệt độ sau lò cỡ khoảng 1300 0C. Để đốt lò cháy, ban đầu lò được đốt bằng dầu FO, sấy lên cỡ 100 0C, đưa vào vòi phun dưới dạng mù để dầu cháy được dễ dàng và triệt để. Sau khi cháy sơ bộ, nhiệt độ trong lò đủ lớn thì sẽ phun than đưa vào lò. Than cũng được phun vào lò dưới dạng sương mù. Nguyên vật liệu sau khi được nung sẽ chuyển thành Clinker. Sau đó Clinker đang nóng được đưa vào khu vực làm mát, qua máy đập búa M01 đập nhỏ chuyển vào xilô chứa. Ở dây chuyền Hoàng Thạch I sử dụng hệ thống lò vệ tinh gồm 10 lò con để làm mát tự nhiên, phương pháp này mất nhiều thời gian và không hiệu quả. Còn trong dây chuyền HT II sử dụng dàn ghi K08, liệu sau khi đi qua dàn ghi này sẽ được hệ thống quạt thổi làm mát, đồng thời nguyên liệu dưới tác động của dàn ghi rung sẽ được rơi xuống và rút ra ngoài qua 11 cửa tháo. Khí nóng thoát ra trong quá trình này sẽ được tận dụng đưa vào lò sấy, phương pháp này giúp Clinker nguội nhanh và tối ưu hóa được quá trình sấy.



1.2.5. Công đoạn nghiền ximăng Máy nghiền ximăng trong dây chuyền I và II đều làm việc theo chu trình kín

(có phân ly trung gian), máy nghiền dây chuyền I năng suất thiết kế là 176 tấn/h, máy nghiền dây chuyền I năng suất thiết kế là 200 tấn/h.

Hình 5 :Công đoạn trộn phụ gia, thạch cao Clinker ở trong silô L10 qua hệ thống van tháo xuống băng tải J20, liệu tiếp tục qua hệ thống gầu nâng W2J27 (dạng xích) để đổ vào hệ thống cân liệu DOSIMAT. Cùng lúc đó các chất phụ gia, thạch cao cũng được lấy từ kho qua hệ thống băng tải bằng cao su đổ vào hệ thống cân A01, B01, C01. Tùy theo tỷ lệ yêu cầu giữa các nguyên vật liệu đã được tính toán trước để kết hợp với nhau. Sau đó nguyên vật liệu sẽ được đổ xuống hệ thống băng tải A02, A03 để đưa vào máy nghiền ximăng M01.



Hình 6 :Công đoạn nghiền ximăng Sau khi nghiền, xi măng được đưa xuống máng trượt M22 qua hệ thống gầu nâng J01 và được đưa xuống máng trượt J02. Tại đây những hạt đủ tiêu chuẩn sẽ được cuốn theo dòng khí động vào buồn phân ly S01, từ buồng phân ly này sẽ được đi qua các cyclon S15, S17, S19, S21. Tại các cyclon này, ximăng được lắng xuống, qua van S16, S18 xuống máng trượt J04 và qua van S20, S22 xuống máng trượt J07. Từ 2 máng trượt này xi măng được đổ xuống đường ống dẫn có vít xoắn U01, qua hệ thống băng tải U02 đến U08, qua van phân chia để đưa vào 5 xilô chứa. Trường hợp những hạt có kích thước vừa và to thì sẽ theo máng trượt J02, được đưa tiếp qua máng trượt J08, qua bộ đo lưu lượng J10-320 để đưa trở lại máy nghiền M01 nghiền lại cho đạt độ mịn yêu cầu. Bụi xi măng qua máy nghiền sẽ được lọc bụi, làm sạch và thoát ra ngoài. Trường hợp bụi bám vào tay áo sẽ được qua van vít P13 và van phân chia P14 đi xuống đường ống dẫn có vít xoắn U01 hoặc rơi xuống máng trượt M22. 1.2.6. Công đoạn đóng bao Từ đáy các xilô chứa, qua hệ thống cửa tháo liệu, xi măng được vận chuyển tới các két chứa của máy đóng bao hoặc các bộ phận xuất ximăng rời theo đường bộ. Hệ thống máy đóng bao gồm: + Dây chuyền I có 6 máy đóng bao mỗi máy 12 vòi, năng suất 100 tấn/giờ.



+ Dây chuyền II gồm 2 máy đóng bao mỗi máy có 8 vòi, năng suất 120 tấn/giờ, các bao xi măng sau khi được đóng xong qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển đến các máng xuất đường bộ, đường sắt và đường thuỷ.

1.3.Hệ thống tự động hoá trong nhà máy xi măng Hoàng Thạch1.3.1. Hệ thống SDRHệ thống giám sát- đối thoại – báo cáo.+ Giám sát.Các số liệu ở các điểm đo ở từng công đoạn sản xuất được tập hợp xử lý và đưa lên máy tính để tạo ra các bản số liệu của từng công đoạn.

- Công đoạn đá vôi, đá sét. - Công đoạn nghiền liệu.

- Công đoạn nghiền phụ gia. - Công đoạn nghiền than, sấy dầu.

- Công đoạn lò nung. - Công đoạn nghiền xo.

- Công đoạn đóng bao.Các số liệu gồm: Trị số của các quá trình sản xuất, số liệu về các động cơ chính.+ Đối thoại. Là sự trao đổi giữa người vận hành ở phòng điều khiển trung tâm với các công đoạn sản xuất được thực hiện thông qua các máy tính và các thiết bị ngoại vi của nó.+ Báo cáo. Các số liệu cần thiết nhất của các thiết bị cần được lưu trữ trong máy tính chúng được dùng để lập các bản báo cáo.

- Báo cáo của nhà máy thể hiện các số liệu theo từng giờ. Để chuẩn bịcho việc bảo dưỡng các thiết bị theo từng kỳ.- Nắm bắt được tình trạng thiết bị để kịp thời bảo dưỡng hoặc thay thế.- Báo cáo về báo động của từng công đoạn để công nhân nắm bắt được

trước khi sự cố.Đây là hệ thống thông tin xí nghiệp bao gồm các hệ thống truyền hình công nghiệp.+ Chức năng.

Giúp cho người vận hành ở Trung tâm biết và có thể quan sát bằng mắt ở các điểm hay các vị trí quan trọng.+ Hệ thống truyền hình công nghiệp.

Nhà máy được trang bị hệ thống camera đặt ở các nơi, các vị trí quan trọng trong dây chuyền. Tương ứng với các mẫu hình được đặt ở trong phòng điều hành trung tâm của nhà máy.

+ Hệ thống thông tin nội bộ:Bao gồm các hệ thống điện thoại tự động và các bộ đàm dùng để liên lạc, giúp

cho người vận hành trung tâm liên lạc trực tiếp một cách nhanh nhất đến người vận hành tại chỗ để thông báo hoặc chỉ đạo người vận hành làm theo những yêu cầu cần thiết khi chạy máy hoặc sự cố.



1.3.3. Hệ thống FLS – QCX.Đây là hệ thống kiểm tra chất lượng bằng máy tính điện tử và phân tích quang phổ gồm có:+ Phân tích mẫu như xi măng, clinke, đá sét, đá vôi…

- Để biết được chất lượng của các mẫu đó, để kịp thời điều chỉnh phụgia bổ sung vào hay bớt đi để cho ra một sản phẩm tốt nhất.

- Để tính toán điều chỉnh đơn phối liệu in, báo cáo và phân tích của thiết bị trong hệ thống QCX.

+ Máy phân tích Rơnghen:Đây là máy phân tích nhanh dùng để phân tích các mẫu bột liệu trong thời

gian ngắn nhất để kịp thời điều chỉnh các nguyên liệu vào máy nghiền.+ Máy tính điện tử: dùng để tính toán các số liệu mà máy phân tích Rơnghen hoặc phân tích mẫu đưa sang để kịp thời điều chỉnh trọng lượng của các vật liệu đưa vào máy nghiền hoặc lò nung clinke.+ Cân băng và bộ PID là bộ cân băng định lượng dùng để cân chính xác trọng lượng vật liệu vào máy nghiền, nhờ bộ PID đưa tín hiệu về phòng trung tâm.

1.3.4. Hệ thống xử lý báo động.+ Chức năng: Thông tin quá trình vận hành cho phòng điều khiển trung tâm về tình trạng vận hành của nhà máy. Hệ thống này là hệ thống bổ sung cho hệ thống điều khiển động cơ và thường làm việc với hệ thống logic tĩnh. Trong hệ thống này có 2 báo động.

- Báo động về thiết bị. - Báo động về quá trình sản xuất.

1.3.5. Hệ thống xử lý đo lường.Chức năng tập hợp xử lý và phân bố các tín hiệu đo lường. Các tín hiệu đo

lường dẫn từ các bộ chuyển đổi đặt tại các điểm đo được tập hợp về hệ thống xử lý đo lường, các tín hiệu này được qua bộ khuyếch đại. Mặt khác do yêu cầu công nghệ chế tạo, các bộ chuyển đổi tín hiệu có thể là:

U = 0 ÷ 10 VI = 0 ÷ 20 mAI = 4 ÷ 20 mA.

Đồng nhất hóa các tín hiệu ra là điện áp một chiều ( 0 ÷ 10).

1.3.6. Hệ thống tự động điều chỉnh, duy trì tự động các thông số kỹ thuật.

Các thông số kỹ thuật gồm: t0, P, F, Q.+ Các thông số kỹ thuật trên được cố định theo yêu cầu công nghệ với độ chính xác nhất định.+ Toàn bộ hệ thống tự động điều chỉnh của nhà máy bao gồm nhiều mạch vòng điều chỉnh.+ Thông thường một mạch vòng điều chỉnh có một bộ chuyển đổi có nhiệm vụ biến đổi các đại lượng điện thành không điện bằng các tín hiệu điện tỷ lệ.1.3.7. Hệ thống điều khiển logic.

Đây là hệ thống điều khiển logic chương trình hóa, dùng để điều khiển trình



tự hoạt động hay không một cách liên động giữa các động cơ của các máy trong một công đoạn. Thông thường các động cơ khởi động – dừng một cách liên động có thể thực hiện bằng 3 thế hệ thiết bị.

+ Hệ thống Rơle điện từ. + Hệ thống logic tĩnh.

+ Hệ thống máy tính.*. Chức năng của hệ thống.

+ Thông tin về vận hành (tình trạng thiết bị).+ Trình tự khởi động và dừng.+ Liên động vận hành.+ Liên động bảo vệ.+ Lựa chọn chế độ vận hành.

*. Mức điều khiển ( có 4 mức).+ Mức điều khiển của người vận hành.+ Mức điều khiển chính.+ Mức điều khiển đơn vị.+ Mức điều khiển quá trình sản xuất.

*. Trang bị:+ Hệ thống các bảm nút bấm phần C của bàn điều khiển Trung tâm.+Hệ thống các máy tính cho các công đoạn chịu sự chi phối của phòng điều hành Trung tâm.+ Hệ thống các tủ điều khiển đơn vị (tại công đoạn).+ Hệ thống các tủ chuyển tiếp nối giữa các tủ điều khiển đơn vị U = 24 v DC và mạch động lực.



CHƯƠNG IINGHIÊN CỨU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU

2.1.Thiết bị và công nghệ công đoạn nghiền liệu 2.1.1. Kho đồng nhất sơ bộ

Nguyên liệu đá vôi và đá sét sau khi được gia công sơ bộ bởi các máy đập,máy cán trục, được vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ nguyên liệu Đồng nhất theo phương thức đánh đống , rải theo từng lớp , kiểu luống

Hình 2.1: Kho đồng nhất sơ bộ 2.1.2. Máy nghiền

Máy nghiền sử dụng trong công đoạn là loại máy nghiền TUMS 5,4 x 11,5 + 3,15.Thân máy nghiền Tums 5,4*11,5 + 3,15m.Hộp giảm tốc Symetro kiểu TS*2160A, có tỷ số truyền là 584/14,08 (vòng/phút).Giảm tốc quay chậm kiểu TTVF-1700T tỷ số truyền là 985/8.18(vòng/phút).Phân ly SEPAX 560M124-250KW.Hai cyclôn lắng 6.3m.Lò đốt phụ HG-0.Khí thải từ lò nung vào.* Cấu tạo của máy nghiền:-Vỏ máy nghiền:

Là một bộ phận chính của máy và chứa vật thể nghiền, phân loại bên trong. Là một chi tiết hình trụ bằng thép, đảm bảo độ đồng tâm . Vỏ máy được bảo vệ bởi các tấm lót .- Ngõng trục máy nghiền:

Dùng để đỡ toàn bộ máy nghiền và được đặt trên hai ổ đỡ guốc trượt .- Đầu máy nghiền:Là phần nối giữa thân máy nghiền và ngõng trục, trên đó có lắp các tấm lót chịu mài mòn .



- Thiết bị gầu múc:Cung cấp cho máy nghiền dòng liệu đồng nhất. Vận chuyển vật liệu từ ngăn

sấy sang ngăn nghiền .- Ngăn sấy:

Ngăn sấy dài 3.15m , trong đó có lắp các cánh xới và gầu múc liệu. Chức năng chủ yếu của chúng là, làm tơi xốp vật liệu, tăng diện tích tiếp xúc với dòng khí nóng loại bỏ độ ẩm tự nhiên, trước khi vào khoang nghiền ..- Ngăn nghiền:

Dài 11.5m trong đó có lắp các tấm lót chịu mài mòn và chứa từ 260- 290tấn bi có kích thước từ 20 90 .Lượng bi nạp trong máy nghiền hiện nay như sau:

stt loại bi( mm) KL nạp( tấn) Tỷ lệ(%)1 90 36,526 13,862 80 50,933 19,333 70 32,552 12,354 60 38 14,425 30 36,679 13,926 25 42 15,947 20 26,805 10,17Tổng lượng bi nạp: 263,495 100

- Phần chuyển tiếp:Có các nhiệm vụ nối ngõng trục với khớp màng nhờ đó chuyển được mô men

quay từ hộp số tới trục máy nghiền. Cho bột liệu nghiền đi ra khỏi máy nghiền, thông gió máy nghiền .

Trong máy nghiền có lót các tấm lót chịu mài mòn bằng thép hợp kim , cụ thể ở ngăn nghiền sử dụng tấm lót phân loại, tạo nên sự phân loại các kích cỡ bi đạn nghiền ( bi lớn ở đầu khoang sấy, bi nhỏ ở đầu ra bột liệu ).

Các vách ngăn dùng để chia máy nghiền thành các khoang khác nhau, trên đó có gắn các tấm ghi chịu mài mòn.

* Nguyên lý làm việc:Vật liệu được các thiết bị vận chuyển đưa đến đầu vào máy nghiền và đến

ngăn sấy có w < 6%.Dòng khí nóng được lấy từ sau hệ thống tháp trao đổi nhiệt năm tầng của lò

nung hoặc từ hệ thống gia nhiệt theo đường ống dẫn đến khoang sấy của máy. Dòng khí có nhiệt độ từ 280 – 350.o C.

Máy được chia làm hai ngăn, ngăn sấy dài 3.15(m) ngăn nghiền dài 11.5(m). Ngăn sấy có các cánh xới nhằm làm tơi xốp vật liệu, tăng bề mặt tiếp xúc của dòng vật liệu trong dòng khí nóng, làm hiệu quả quá trình sấy và nghiền được tốt hơn.

Tại khoang sấy khi máy nghiền hoạt động, vật liệu được các cánh xới và gầu múc liệu, múc lên theo chiều quay của máy nghiền và dải đổ xuống phân tán vào dòng khí nóng và được sấy khô.



Vật liệu được chuyển sang ngăn nghiền nhờ dòng khí và các cánh dẫn hướng tại phần vách ngăn. Tại ngăn nghiền vật liệu được đập và trà sát, giảm kích thước đến độ mịn theo yêu cầu. Bột mịn được dòng khí đưa đến phần chuyển tiếp và đi qua các lỗ của ghi ra liệu.

Tại phần chuyển tiếp, phần lớn bột liệu lọt qua các lỗ ghi đến thiết bị vận chuyển

N0 Danh mục Thông số1 Năng suất máy 300 (Tấn /giờ)2 Nhiệt độ tác nhân sấy (vào ) < 4500C3 Nhiệt độ tác nhân sấy (ra ) 70 – 900C4 Độ ẩm liệu ra khỏi máy nghiền W < 1%5 Lượng sót sàng (R009) < 12%6 Kích thước máy nghiền 5,4*(11,5 + 3,15 )m7 Công suất động cơ 4850KW8 Số vòng quay động cơ 591(vòng /phút )9 Hiệu điện thế động cơ 6KV10 Dòng động cơ 590A11 Khối lượng bi cầu nạp 260 – 290 ( Tấn)12 Công suất quạt hút 1700KW13 Hiệu điện thế quạt hút 6 KV



Sơ đồ cấu tạo máy nghiền

Hình 2.2: Cấu tạo máy nghiền



Ổ đỡ dạng guốc trượt của máy nghiền R2M01

Hình 2.3 :Cấu tạo dạng guốc trượt của máy nghiền



Vị trí các tấm lót

Hình 2.4 : Vị trí cấu tạo các tấm lót



Hình 2.5 : Cấu tạo vách máy nghiền R2M01



Cấu tạo nắp máy nghiền R2M01

Hình 2.6 : Cấu tạo nắp máy nghiền



2.1.3. Máy phân ly SEPAX 560 – 144Cấu tạo:Máy được chia một cách tương đối gồm hai phần, phần phân ly và phần phân tán.

1- Cửa ra liệu tinh.2- Trục quay rô to.3- Hệ thống truyền động.4- Cánh rô to.5- Cánh dẫn hướng.6- Giá đỡ.7- Côn liệu thô.8- Cửa ra liệu thô.9- Cửa vào liệu.10- Khóa khí.11- Tấm rải liệu.12- Cửa ra liệu tinh.13- Cửa ra bi đạn mòn.14- Cửa khí vào phân ly.

Nguyên lý hoạt động:



Bột liệu sau khi ra khỏi máy nghiền được hệ thống vận chuyển lên phần phân tán của phân ly R2S01 qua cửa vào liệu (9) xuống tấm rải liệu (11), liệu được phân bổ theo chiều ngang. Vật liệu quá thô, các phần bi bị vỡ được loại ra đi vào khóa khí (10) và ra ngoài theo cửa (13). Phần hạt mịn được cuốn lên cùng với dòng khí +bụi mịn đi trực tiếp từ đầu ra máy nghiền qua cửa khí vào phân ly (14), dưới sức hút của quạt R2(S20) và độ mở van R2(R01), van hồi lưu R2(R02) tương ứng. Trên phần phân ly có hệ thống cánh dẫn hướng cố định và cánh phân ly chuyển động quay tròn qua phần chuyền động của mô tơ máy. Dưới sức hút của quạt, luồng hạt mịn, hạt trung bình cùng với dòng khí đi qua hệ thống cánh dẫn hướng cố định. Cánh dẫn hướng này có tác dụng hướng cho dòng (khí + bụi ) đi vào vùng phân ly động được phân bố một cách đồng đều theo chiều cao vùng phân ly. Các hạt vật liệu thô va đập vào các cánh phân ly bị văng ra ngoài va đập vào các cánh dẫn hướng mất động năng rơi xuống côn liệu thô (7), hồi lưu trở lại máy nghiền qua cửa ra liệu thô (8) và cân ( có cân định lượng R2J06). Phần hạt mịn có trọng lượng nhỏ đi qua được các cánh phân ly vào hai cyclôn lắng R2S15 và R2S17 theo phương tiếp tuyến. Trong cyclon lắng hạt liệu mịn do có trọng lượng lên lực ly tâm lớn hơn văng vào thành cyclon, mất động năng rơi xuống, đi ra ngoài qua các van xoay R2S16 và R2S18 đến các thiết bị vận chuyển lên silô đồng nhất H2H01.

Phần khí đi lên qua cửa cyclon theo quạt hút R2S20, một phần hồi lưu về phân ly R2S01, một phần vào lọc bụi điện J2P21.Thông số kỹ thuật

Điểm đặt Thông sốĐộng cơ SEPAXCông suất 250(kw)Hiệu điện thế động cơ 380(v)Số vòng quay động cơ 484 – 1450(v/ph)Giảm tốc động cơ 38 – 144(v/ph)



Sơ đồ cấu tạo của máy phân ly

Hình 2.7 : Máy phân ly SEPAX

2.1.4. Silo CFCấu tạo silô CF:


1-

5-

4-

7-

3-

2-

6-

14-Cửa khí vào phân ly

9-

10

-

13-

11-

12-

Phần

ph

ân

tán

Phần

ph

ân

lyốn

g đi

ều c

hỉnh

theo

chi

ều d

ài

8-


- Chiều cao silô CF là 60(m).- Đường kính 24(m).- Lượng dự chữ để cấp cho lò nung II là từ 3 – 5 ngày.- Hiệu quả đồng nhất cao, do cách lấy liệu tại nhiều lớp và nhiều điểm khác nhau

trong silô chứa trong một mức thời gian nhất định.- Sức chứa của silô là 23.000 (Tấn). Hiện nay sử dụng thể tích chứa là

17.000(Tấn).Quá trình tháo của silô CF:

- Silô CF có 7 cửa tháo gồm các cửa A,B,C,G,F,D,E và được chia thành 3 nhóm chính lần lượt là nhóm I gồm hai cửa (A, B) nhóm II gồm hai cửa (C,G) nhóm III gồm ba cửa (F,D,E).

- Trong mỗi cửa tháo lại gồm có 6 cửa nhỏ hình tam giác đều nhau được ký hiệu và đánh số từ (1 – 6).

- Một chu kỳ tháo được tiến hành trong 12 phút đối với các cửa lớn. Việc rút liệu liên tục và đồng thời trong cả ba nhóm, trong mỗi nhóm liệu lại được rút từ các tam giác nhỏ (1-6) của cửa lớn.

- Bột liệu được đổ vào silô H2H01 từ máng R2A21. Bột liệu được đồng nhất và chứa trong silô. Qúa trình đồng nhất liên tục kiểu dòng chảy linh động nhờ hệ thống khí nén thổi vào thông qua hệ thống phân phối khí dưới đáy silô. Đáy silô chia làm 7 khu vực, mỗi khu vực gồm có 6 phần tam giác bằng nhau. Giữa mỗi khu vực có một lỗ mở bộ phận tháo động bằng một hình nón cho thoát áp suất. Mỗi khu vực lại chia thành 6 phần tam giác bằng nhau. Vậy đáy silô được chia thành 7 cửa tháo, 42 điểm tháo liệu giống nhau , mỗi vùng đều được lắp các hộp thông gió xốp. Có thể thông gió đồng thời cả 3 phần một cách độc lập nhờ khí nén từ 2 (trong 3) máy thổi khí nén. Mỗi thời điểm tháo thì liệu được tháo xuống từ 3 phần tam giác khác nhau trong 7 vùng chia của đáy silô, tương ứng qua 3 cửa khác nhau trong 7 cửa tháo. Việc tháo liệu này được lập trình tự động, cứ luân phiên tháo 3 phần tam giác một. Các lỗ mở bộ phận tháo được lắp các van nắp. Từ các van này liệu được chuyển bằng khí đến bể trộn H2H23. Việc thông gió mạnh bột liệu được giả lỏng trong bể trộn. Do vậy bột liệu được đồng nhất tốt hơn, từ bể trộn bột được tháo xuống két cân W2A01 qua van tiết lưu khí nén H2H30, hoặc tháo phụ trợ cho dây chuyền I vào két cân W2A11 qua van H2H31 để đưa sang silô H1H01.



Silo CF Quá trình đồng nhấtHình 2.8 :Silo CF và quá trình đồng nhất

2.1.5. Cầu xúc liệu

- Cầu xúc đá vôi : A2L03 (loại SCE – DF 215/31.5).- Cầu xúc đá sét : C2L03 (loại SCE – DF 72/31.5).

Vật liệu sau khi đồng nhất thô được vận chuyển lên các băng tải để đi vào máy nghiền liệu R2M01. Việc chuyển liệu từ các đống liệu trong kho đồng nhất được thực hiện bởi cầu xúc liệu. Có hai cầu xúc liệu cho mỗi dây chuyền (một kho) 1 cầu xúc đá vôi , 1 cầu xúc đá sét. Khi hoạt động thì cả hai cầu xúc được hoạt động đồng thời.Việc xúc liệu được diễn ra tại đầu đống liệu, tại mặt vát nghiêng tự nhiên của đống liệu.Cấu tạo của cầu xúc liệu:Cầu chính (31 )Cấu trúc bên trên (di chuyển ngang ) (21)Dầm đỡ xích cào (05 )



Băng tải cao su (09) và (15 )Giá di chuyển (01).Giá di chuyển (02).Dầm đỡ xích cào (05).Băng tải (09).Băng tải cao su (15). Kết cấu bên trên (21). Trục đẩy (22).Cửa đổ (23). Máng (26). Phần trên dầm (27). Phần dưới dầm (29). Bàn con lăn (32). Cửa xả liệu (34).Vách (35).Băng tải dọc kho (36).Vành quay (62). Các bánh răng xích (65).Hai vòng bi (67).Trục bánh răng (68).Các tấm thếp cào (70). Các nẹp thép chịu mòn (71).Hai dải xích con lăn (72). Con lăn dẫn hướng (73).Vít định vị (75).Cửa tháo (78).Bình chứa thuỷ lực (91). Hai xilanh thuỷ lực (95).

Nguyên lý làm việc: Cầu xúc đá vôi và đá sét cùng đưa vật liệu ( theo phương xiên ) lên các băng tải

đồng thời cũng là cân định lượng qua các cửa đổ sau đó vật liệu được đổ xuống băng tải chạy dọc kho (36), băng tải này sẽ chuyển vật liệu tới một băng tải 2 chiều để đưa vật liệu vào máy nghiền hoặc đổ ra ngoài theo sự lựa chọn từ trung tâm.

Hai cân băng xác định lượng vật liệu được đưa vào máy nghiền, số liệu được báo về bộ điều khiển trung tâm của công đoạn. Từ đó nó sẽ điều chỉnh tốc độ của mỗi cầu xúc để đạt được lượng liệu theo yêu cầu công nghệ.

Cầu chính thì chạy dọc kho, trong khi đó kết cấu bên trên (mang xích cào) chạy ngang kho.

Khi phần trên ở vị trí xa nhất (cạnh tường kho) nó sẽ tác động vào công tắc đảo chiều Khi đó cụm máy di chuyển ngang dừng và cụm máy di chuyển dọc bắt đầu chạy. Cầu xúc tiến về phía trước (vào đống liệu) theo một tốc độ đã được tính toán để đạt được lượng liệu theo yêu cầu.

Khi cầu chính đã thực hiện di chuyển về phía trước tương ứng với độ sâu đã được tính toán thì di chuyển dọc dừng và thiết bị di chuyển ngang bắt đầu hoạt động và tiếp



tục cho tới khi nó tác động vào công tắc đảo chiều thì quá trình lại diễn ra như trên. Quá trình này được lặp đi lặp lại cho tới khi cầu xúc xúc hết đống liệu.Sơ đồ cấu tạo của cầu xúc liệu.

Hình 2.9 : Cầu xúc liệu nhìn ngang kho



Hình 2.10 : Cầu xúc liệu nhìn dọc kho

Hình 2.11 :Băng xích của xích cào cầu xúc liệu



Các thông số kỹ thuật:

Danh mục Thông số

Năng suấtĐá vôi:333(T/h)Đá sét :

Di chuyển dọc(động cơ)p = 1,1(kw)n = 1405(v/ph)u = 380(v)

Giảm tốc di chuyển dọcDi chuyển nhanh: 8,1(v/ph)Di chuyển chậm: 0,32(v/ph)

Di chuyểnngang(2độngcơ)

26,5(kw)1430(v/ph)380(v)

Động cơ băng xích15(kw) 1475(v/ph)380(v)

Giảm tốc băng xích 19,2 (v/ph)

Động cơ băng tải cao su5.5(kw) 1600(v/ph)380(v)

Giảm tốc 14,1(v/ph)Động cơ tời điện 12,5(kw)

2.1.6. Các băng tải cao suĐược mắc vào hai tang quay và đỡ trên hệ thống con lăn sắp xếp theo hình máng.

Tang chủ động gắn với động cơ kéo băng. Tang bị động chuyển động quay theo và thường được gắn bộ phận giám sát tốc độ, để kiểm soát việc chạy thực sự của băng tải. Ngoài ra còn có thể có hệ thống báo lệch băng, các công tắc an toàn dọc 2 bên theo chiều dài băng tải... giúp cho việc sử lý sự cố được kịp thời..

Công đoạn R2 có các băng tải : - R2J07 : băng tải dọc cầu xúc đá vôi.- R2J08 : băng tải dọc cầu xúc đá sét.- R2U17 : băng tải vận chuyển quặng sắt từ két chứa tới băng tải R2J08.- R2U18: băng tải vận chuyển bô xít từ két chứa tới băng tải R2J09.- R2J09 : băng tải cấp liệu đầu vào máy nghiền R2M01 (có thể đảo chiều

vận chuyển liệu để đổ ra ngoài).

2.1.7. Các máng FluxoCòn gọi là máng khí động, được chia thành hai khoang dưới và trên theo chiều dài

và thường đặt hơi dốc xuống theo chiều dòng chảy của vật liệu giữa hai khoang có một lớp vải đặc biệt (polyvilin axetat ), đảm bảo cho vật liệu chuyển động ở khoang trên, không được lọt xuống khoang dưới. Có một quạt thổi để tạo luồng khí trong khoang



dưới thổi qua lớp vải ngăn, dọc theo chiều dài máng, tạo lực nâng cho vật liệu di chuyển. Cần phải quan tâm tới sự thủng rách lớp vải ngăn, sẽ làm ùn tắc vật liệu trong máng. Các máng khí động thường có thiết bị báo đầy, sẽ làm dừng khi máng bị đầy. Máng khí động dùng cho vật liệu khô, mịn và linh động.

Công đoạn R2 có các máng Fluxo :- R2M22: vận chuyển liệu đầu ra máy nghiền R2M01 đổ vào gầu nâng

R2J01.- R2J02 : vận chuyển liệu nhận từ gầu nâng R2J01 tới phân ly R2S01.- R2J04 : vận chuyển liệu thô hồi lưu về máy nghiền.- R2U01, R2U03, R2U04: vận chuyển bột phối liệu sau cylon lắng R2S15,

R2S17 đến chân gầu nâng R2A20 (hoặc W2A20).- R2A21: vận chuyển bột liệu từ của đổ gầu nâng R2A20 để đổ vào si lô

H2H01.

2.1.8. Các gầu nângDùng để vận chuyển vật liệu khi cần đưa lên cao. Bao gồm nhiều gầu lắp nối tiếp

nhau trên băng tải cao su chuyển động trên hai tang quay. Tang chủ động ở trên có bộ phận chống quay ngược và được gắn với động cơ. Tang bị động ở dưới, cả trên và dưới đều có thiết bị giám sát chạm thành và giám sát tốc độ.

Công đoạn R2 có các gầu nâng :- R2J01 : vận chuyển bột liệu đầu ra máy nghiền R2M01.- R2A20: vận chuyển bột liệu đổ vào máng khí động R2A21.

2.1.9. Các loại van trong công đoạn- Van cửa chớp: các cánh van giống nhau như cánh cửa chớp vận hành đóng mở

một động cơ, thông qua cơ cấu cánh tay đòn...- Van cửa lật, của rút (giống như van các cống nước) đóng mở bằng khí nén hoặc

động cơ.- Van trống quay: thường để kết hợp vừa tháo vận chuyển vật liệu qua van,

nhưng lại ngăn cản không cho dòng khí lọt qua.

2.2.Mô tả dây chuyền công nghệ công đoạn R2Từ kho đồng nhất sơ bộ 15- 2, đá vôi, đá sét được các cầu xúc liệu A2L03,

C2L03, xúc rồi đổ lên các băng tải R2J07, R2J08 rồi vận chuyển tới máy nghiền. Việc xúc liệu được diễn ra tại mặt vát nghiêng tự nhiên của đống liệu. Việc định lượng nguyên liệu nhờ hệ thống cân băng điện tử. Công suất xúc liệu có thể thay đổi nhờ điều chỉnh điểm đặt tự động trong PLC sao cho đúng tỷ lệ các cấu tử theo bài phối liệu và phù hợp với nhu cầu của máy nghiền. Đồng thời với việc xúc và định hướng đá vôi, đá sét là việc định hướng cung cấp phụ gia điều chỉnh quặng sắt, Bôxít. Từ kho chứa Bôxít và Quặng sắt được vận chuyển lên các két chứa riêng biệt L01, L02 nhờ các băng tải cao su D1J02, R2U15, R2U16. Từ đây chúng được tháo ra và được định lượng bằng hệ thống cân DOSIMAT. Sau đó chúng được các băng tải R2U17, R2U18 vận chuyển đến băng tải R2J08 để đưa đến máy nghiền.

Hỗn hợp nguyên liệu: đá vôi, đá sét, bô xít, quặng sắt đã được định lượng theo đúng tỷ lệ bài phối hợp được nạp vào máy nghiền nhờ băng tải R2J09. Máy nghiền



nguyên liệu là máy nghiền bị kiểu TUMS, sấy nghiền liên hợp, làm việc theo chu trình kín có phân ly trung gian, năng suất 300 T/ h. Qua máy nghiền, hỗn hợp nguyên liệu được nghiền mịn đến độ mịn 12% lượng còn trên sàng R009 và sấy khô đến độ ẩm W 1%. Tác nhân sấy là khí thải nóng hệ lò nung hoặc từ lò đốt phụ có nhiệt độ 280 - 3500C. Vật liệu ra khỏi máy nghiền được chuyển lên phân ly SEPAX nhờ hệ thống máng khí động R2M22, R2J02 và gần nâng R2J01. một phần nhỏ hạt rất mịn theo dòng khí thông gió máy nghiền đi lên thẳng máy phân ly. Trên máng khí động R2M22 có trang bị thiết bị loại bi nghiền vỡ các hạt rất thô nhằm chống lại sự tắc nghẽn máng R2M22 do dòng vật liệu tuần hoàn. Qua máy phân li hỗn hợp nguyên liệu sau nghiền được phân tách làm hai phần. Phân hạt thô sẽ hồi lưu trở lại máy nghiền bằng máng khí động R2J04, phần hạt mịn đạt yêu cầu được thu hồi bởi tổ hợp 2 Cyclore lắng S15, S17. Như vậy lượng liệu tổng cấp vào máy nghiền sẽ gồm 2 phần: Phần cấp từ băng tải R2J09 và lượng hạt thô hồi lưu xác định bởi cân R2J06. Lượng bột liệu đạt yêu cầu được tháo ra từ 2 cyclone lắng sau đó được vận chuyển đến silo đồng nhất nhờ hệ thống máng khí động và gầu nâng.

Phần khí sạch được hút ra từ đỉnh 2 Cylone lắng bằng quạt hướng trục R2S20 công suất 1700 Kw. Một phần khí hút ra được hồi lưu trở lại đi qua lọc bụi điện J2P21.



Sơ đồ công nghệ công đoạn nghiền liệu



Hình 2.12. Sơ đồ công nghệ cầu xúc đá vôi



Hình 2.13 : Sơ đồ công nghệ cầu xúc đá sét



Hình 2.14 : Sơ đồng công nghệ phần cấp quặng sắt và boxit



Hình 2.15 : Sơ đồ công nghệ phần nghiền liệu và phân ly



2.3 Hệ thống điều khiển công đoạn nghiền liệu.2.3.1. Các bộ điều khiển điều chỉnh và ý nghĩa tính chất của nó.

Các bộ P.I.D:- R2J07F1_PID Limestone feed ctrl:

P.I.D điều chỉnh lượng đá vôi nhờ tác nhân điều chỉnh là tốc độ gầu, tốc dộ di chuyển ngang, tốc độ băng của cầu vôi. Khi 1 trong các nhân tố trên tăng thì sẽ làm cho lượng đá vôi cấp vào máy nghiền tăng.R2J08F1_PID Shale feed Control:

P.I.D điều chỉnh lượng đá sét nhờ tác nhân điều chỉnh là tốc độ gầu, tốc độ di chuyển ngang, tốc độ băng của cầu vôi. Khi 1 trong các nhân tố trên tăng thì sẽ làm cho lượng đá sét cấp vào máy nghiền tăng lên.Bộ P.I.D này hoạt động ở chế độ “E1”.R2M01F1_PID Mill new feed - P.I.D điều chỉnh lượng cấp liệu mới vào máy nghiền:

Bộ P.I.D này kết nối với hệ thống QCX. Từ % điểm đặt của các nguyên liệu được đặt dưới QCX quy ra số tấn /giờ cho từng nguyên liệu. Định lượng qua các thiết bị cân băng điện tử cho (đá vôi và đá sét) và cân đô si mát cho Bô xít, quặng sắt.Bộ P.I.D này được hoạt động ở chế độ kết nối “E1”.- R2S20J1_PID Mill fan load ctrl:

P.I.D điều chỉnh công suất quạt R2S20 nhờ thay đổi độ mở van quạt R2R01Z1. Khi độ mở van quạt R2R01Z1 tăng thì công suất quạt tăng và ngược lại. - R2M01Y2_PID Mill feed control – Bộ P.I.D điều chỉnh tổng cấp liệu cho máy nghiền R1M01:

Ở chế độ “AUTO”: Tổng lượng vật liệu cấp vào máy nghiền luôn luôn là hằng số (SETPOINT). Khi lượng hồi lưu từ phân ly thay đổi thì bộ P.I.D này sẽ tự động tăng giảm lượng cấp liệu mới sao cho lượng cấp liệu thực tế cho máy nghiền đạt giá trị điểm đặt (SETPOINT). ở chế độ “AUTO” thì tốc độ các cầu xúc vôi, sét luôn phải thay đổi để có lượng vật liệu tương ứng với điểm đặt mới mà P.I.D đã điều khiển.

Ở chế độ “MAN”: giá trị nhập vào là % năng suất máy nghiền (100% = 400 Tấn). Số liệu này có thể là hằng số trong một thời gian tương đối dài (nếu không có biến động lớn về nguyên liệu đầu vào và chất lượng sản phẩm đầu ra…). Bởi vậy, các cầu xúc vôi, sét hoạt động tương đối ổn định.

Hiện tại, vận hành luôn đặt bộ P.I.D ở chế độ “MAN” .- R2M01T2_PID2 Temp. heat gen.:

P.I.D điều chỉnh nhiệt độ ra của máy nghiền R2M01T2 nhờ thay đổi lưu lượng dầu vào lò đốt phụ. Khi áp suất dầu tăng thì nhiệt độ R2M01T2 tăng và ngược lại.

Bộ điều chỉnh:Bộ điều chỉnh độ mịn của phối liệu nhờ điều chỉnh tốc độ phân ly. Khi tốc độ

phân ly tăng độ mịn của sản phẩm tăng và ngược lại.Bộ điều chỉnh sức hút qua máy nghiền nhờ điều chỉnh độ mở van R2R02Z1.

Khi độ mở của van gió hồi lưu phân ly R2R02Z1 tăng thì sức hút qua máy nghiền kém và ngược lại.



Bộ điều chỉnh nhiệt độ đầu vào máy nghiền nhờ việc điều chỉnh độ mở van gió lạnh R2J12Z1. Khi độ mở van gió lạnh R2J12Z1 tăng thì nhiệt độ đầu vào sẽ giảm và ngược lại.

Bộ điều chỉnh lượng gió nóng qua máy nghiền nhờ sự điều chỉnh của van R2R03Z1. Khi độ mở van R2R03Z1 tăng thì lượng gió nóng qua máy nghiền tăng và ngược lại.

Bộ điều chỉnh tỷ lệ % của các nguyên liệu (new feed): khi hệ thống QCX không hoạt động (sự cố và ở chế độ QCX central off) thì tại Trung tâm, người vận hành phải đưa vào các tỷ lệ của các nguyên liệu để quy ra lượng cho các hệ thống định lượng.

R2J07F1_F01 Belt weigher flow: Lượng đá vôi trên băng R2J07 tác động trở lại bộ R2J07F1_P.I.D để điều khiển tốc độ cầu xúc vôi cho phù hợp với điểm đặt.

Bộ điều chỉnh R2T01P1_P01: Điều chỉnh áp suất dầu vào lò đốt phụ. Khi nhiệtt độ đầu ra của lò đốt phụ thấp, cần tăng lượng dầu cho lò đốt phụ thì trước hết cần tăng áp suất dầu phun vào lò đốt phụ. Hiện đang điều chỉnh tại chỗ dưới công đoạn.

Bộ điều chỉnh R2J08F1_F01: Lượng vật liệu trên băng R2J08 tác động trở lại bộ R2J08F1_PID để điều chỉnh tốc độ cầu xúc đá sét sao cho lượng đá sét bằng với điểm đặt.

2.3.2.Hệ thống cân định lượng.Cân định lượng

Trong dây chuyền công nghệ của dây chuyền sản xi măng để cho dây chuyền có thể hoạt động tốt đảm bảo sản lượng cũng như chất lượng thì cần đòi hỏi phải có các hệ thống điều khiển và giám sát mọi hoạt động của dây chuyền cũng như phát hiện và khắc phục các sự cố kịp thời nhất. Trong đó hệ thống cân định liệu là một trong những hệ thống quan trọng. Chức năng của hệ thống cân định liệu là xác định khối lượng cũng như lưu lượng liệu để từ đó phục vụ cho các hệ thống điều khiển khác như điều khiển cấp liệu máy nghiền ,điều khiển cấp liệu lò nung…thông qua các thiết bị như load cell, đosimat (Cân băng),disomat (cân két),betl weigh (cân băng tải).v.v. Một trong những vấn đề quan trọng nhất trong hệ thống cân định liệu là việc cân dòng nguyên liệu trên các băng tải hoặc băng chuyền.Vấn đề chuyên chở liệu và các quá trình là một trong các công việc chính trong nhà máy xi măng và điều đảm bảo tốc độ dòng chảy để điều khiển được quá trình. Tốc độ của dòng chảy nguyên liệu trên băng chuyền thường được đo bằng bàn cân kiểu băng chuyền.Nguyên tác của việc cân này được mô tả trong hình vẽ sau:



Nguyên tắc trên dựa trên cơ sở tế bào cân có ngưỡng đo biến dạng.Các tế bào cân chuyển tín hiệu đo trọng lượng thành tín hiệu điện tương ứng,tín hiệu này được nhân với tốc độ băng tải và cho biết tốc độ dòng chảy.Nếu như các tín hiệu dòng chảy sử dụng cùng với bộ điều khiển băng chuyền hệ thống này được chuyển thành bộ cấp liệu cân. Có thể sử dụng thước đo dòng chảy có ảnh hưởng hay dong nguyên liệu liên tục nếu không có nguyên liệu vận chuyển trên bộ chuyền băng tải.Độ lệch của dòng hạt phát sinh ra phản lực tỷ lệ với tốc độ dòng chảy tức thời.Lực này được đo bằng tế bào cân và được xử lý trong bộ truyền dẫn.Khi kết hợp với 1 bộ tiền nạp liệu có thể điều chỉnh được thì thước đo dòng chảy có ảnh hưởng được sử dụng làm bộ đièu chỉnh nạp liệu. Thường không sử dụng cách đo tốc độ dòng chảy bằng tia gamma hay tia phóng xạ do các quy định về độ phức tạp và độ an toàn.

Các thiết bị trong hệ thống cân định liệu- Đosimat

Đosimat là một thiết bị điển hình trong hệ thống cấp liệu cho máy nghiền.Thiết bị này giữ cho liệu trên băng là hằng số theo mong muốn.Trong dây chuyền II có các loại AP06,AP07 và AP07.1.Sau đây là mô tả về 1 bộ Đosimat tiêu biểu của dây chuyền II bộ AP07. Sơ đồ khối

Bộ điều khiển và khuếch đại cân AP07 được nối với các cân băng và cấp liệu…Nó gồm có khuếch đại cân,bộ PID,bộ biến đổi V/F cho bộ đếm điện cơ.

+Sơ đồ khối của AP07



Bộ khuếch đại cân(Weighing amplifier)Bộ khuếch đại cân có đặc điểm là độ điều chỉnh từ 100-2600 tương ứng với độ

nhạy từ 3.85mV- 100mV của tín hiệu ra. Có thể đặt độ khuếch đại bằng cách xoay 10 vòng với thay đổi của dải và khoá. Bộ lọc thông thấp với hằng số thời gian T = 0.1- 200s chắc chắn phù hợp với tín hiệu lọc. Việc điều chỉnh trọng lượng cũng dùng băng tay xoay chiết áp 10 vòng có chỉ thị và khoá và nó cũng tạo ra sự biến đổi đầu ra phù hợp chính xác với sự điều chỉnh. Việc chọn các thông số P,I,D được sử dụng bằng cách điều chỉnh các bộ điều chỉnh R trên giá đỡ. Nó có thể tạo giá trị max sau:P=10,TI =150s TD=50s. Có thể hoạt động ở chế độ tự động hoặc băng tay.Điểm đặt có thể đặt cục bộ hoặc từ bên ngoài.

Tất cả các đẩu ra đều được bảo vệ chống ngắn mạch.Tín hiệu ra có thể là tín hiệu điện áp 0 ~ 5V hoặc tín hiệu dòng 0(4)~10 mA.

Ngoài các chức năng kể trên đặc điểm đặc trưng của bộ khuếch đại cách ly là loại ra các lỗi đo đạc được tạo ra bởi các mạch vòng nối đất như là một nguồn cung cấp được thiết kế đặc biệt mà nó có thể hoạt động được với điện áp chính dao động lớn để giảm ảnh hưởng của nhiễu vào nguồn điện chính và 1 biến áp hình xuyến với tấm chắn bảo vệ.

Để sử dụng thuận lợi người ta chế tạo như là 1 mô đun được cung cấp các điểm test với các đèn LED phục vụ điều khiển để trực quan biết chỉ thị lỗi.Hơn thế nữa có thiết kế các đầu vào ra lên các bản mạch PC.

Bộ AP07 gồm 1 bộ nhân tín hiệu cân và tín hiệu tốc độ băng .Trong trường hợp liệu tràn qua băng thì tín hiệu cân sẽ không tính đúng làm mất tín hiệu trọng lượng ta cần quan tâm.Khi đó tín hiệu tốc độ băng sẽ cung cấp cho phần tử cân.Trong mạch tín hiệu cân được nhân với tín hiệu tốc độ băng tải.

Mô tả chức năng Điều khiển quá trình của ĐôsimatAP07 Năng suất của thiết bị được điều khiển hợp lý để nó được duy trì ở 1 hằng số .Việc điều chỉnh này được tiến hành bằng cách gắn liền bộ điều khiển PI(D) ngay


V

F F

M

G

LO

AD

CE

LL

Máy phát tốc

Bộ ĐK Động cơ

Khuếch đại cân

Cân tỷ lệ

Set point

Bộ đk PI(D)


sau phần tử cân(điều này đảm bảo cho khối lượng của liệu trên phần tính khối lượng và phần điều khiển động cơ).

Phần tử cân thực tế bao gồm bộ bộ lực căng chúng được nối về điện với các cầu wheatstone bởi vì giá trị E của cầu này thay đổi tỷ lệ với taỉ trên phần tử cân.Tín hiệu ra của phần tử cân se theo đó tỷ lệ với khối lượng của liệu tác động lên phần tính khối lượng.

Trong thực tế nguồn cung cấp cho phần tử cân được lấy từ máy phát tốc.Nguồn điện áp này tỷ lệ với tốc độ băng tải.Tín hiệu ra của phần tử cân sẽ tỷ lệ với khối lượng liệu chạy qua phần tử cân trên một đơn vị thời gian (tấn/giờ).Đó là nguyên tắc cơ bản tạo ra tín hiệu nhân giữa tín hiệu tốc độ băng và tín hiệu khối lượng.Nếu tốc độ băng tải được coi như là hằng số thì nguồn nuôi tế bào từ bộ phát tốc được thay đổi bởi nguồn điện áp 1 chiều từ AP07.

Tín hiệu ra của tế bào cân được khuếch đại và lọc qua bộ khuếch đại cân vì vậy tín hiệu ra là 10 V hoặc là 20 mA tương xứng với năng suất liệu đặt được.Tín hiệu này được sử dụng làm tín hiệu vào cho bộ PI(D) nó được so sánh với điểm đặt mong muốn và sau đó nó cung cấp tín hiệu cần thiết cho bộ điều khiển động cơ.

Trong 1 vài trường hợp điều khiẻn thì điều khiển tốt nhất có thể thu được là tín hiệu tốc độ không qua bộ lọc trong quá trình điều khiển(tốc độ băng tải).Mặc dù vậy nó được thay thế bằng bộ lọc cho tín hiệu trọng lượng.- Load cell

Load cell được sử dung làm các tế bào cân trong hệ thống cân định lượng. Load cell được cấu tạo từ những điện trở Tenzo đó là những điện trở có hệ số thay đổi điện trở theo lực tác dụng.Điện trở sẽ tăng khi bị căng (+R) và giảm khi bị nén (-R).Bốn điện trở mắc thành hình cầu như hình vẽ :

Bộ khuếch đại là cần thiết để cung cấp cho bộ biến đổi với cầu điện áp kích thích và khuếch đại máy đo tín hiệu .Sơ đồ cơ bản của hệ thống đo


-R

-R

+R

+R

Measuring signal10VTransducer with Indicator

Amplifier

DigitalIndicator

0 1 1 1

Computer

RS 232-CIEEE 488-78

NguåN CUNG CÊP

v

TÝn hiÖu ®o

mV/V


-Đisômat kétKhác với Đôsimat dùng để cân băng còn Đisômat dùng để cân két.Tín hiệu cân

lấy từ 3 bộ tế bào cân rồi đưa về bộ điều khiển cân DISOMAT CONTROLLER.Tại đây giá trị trọng lượng của liệu trong két được hiển thị trên màn hình của bộ điều khiển. Chức năng chủ yếu của Đisômat là để giám sát trọng lượng liệu trong két.Nó được dùng trong phân xưởng nghiền liệu và nghiền xi măng.

2.3.2. Bộ điều khiển tỉ lệ PIDCON1. Định nghĩa

Khối chức năng PIDCON đã được phát triển từ các chức năng điều khiển trong quá trình xử lý khác nhau .Do đó nó được gọi là bộ điều khiển quá trình .Một bộ điều khiển PIDCON thông thường có đầy đủ các chức năng điều khiển độc lập

Để điều khiển các tác vụ , bộ PIDCON yêu cầu các phần chức năng phụ trợ .Các tác vụ gồm :

- Ratio control (điều khiển tỷ lệ ) , tức là điều khiển các mối quan hệ , ví dụ như các dòng chảy khác nhau , bộ PIDCON được bổ trợ thêm một trạm tỷ lệ RATIOSTN .- Increase /Decrease control PIDCON cần bổ trợ thêm chức năng điều khiển 3 vị trí - Special control (điều khiển đặc biệt ) đay là một chức năng điều khiển khác biệt so với các bộ điều khiển truyền thống .ý nghĩa của giải pháp này có thể được phát triển để giải quyết những vấn đề điều khiển không bình thường

2. Các đặc tính , tính chất của bộ điều khiển quá trình PIDCON

- Tuỳ ý lựa chọn các thuật toán điều khiển :P,PI,PD,PID - Các thông số điều khiển được xác định từ các trạm điều khiển bởi người vận hành hoặc được điều khiển từ các chương trình trên PC - Các chế độ điều khiển :BAL ,MAN ,AUTO và các tầng mở rộng - Các chức năng điều khiển tự động bao gồm :việc chỉnh định các chế độ điều khiển tối ưu một cách hợp lí và rõ ràng - Điều khiển tốc độ thay đổi của các điểm đặt và tín hiệu ra bằng tay - Có giới hạn các điểm đặt và tín hiệu ra- Có điều khiển lực các tín hiệu ra với mức tối ưu khác nhau


DISOMAT

CONTROLLER

Weight=180 t


- Các cảnh báo hoặc các sự kiện bằng tay mang nhiều thông tin điều khiển các tín hiệu

3. Cấu trúc bộ điều khiển PIDCON Bộ điều khiển PIDCON bao gồm PC element , Database element và MMC (Man machine communication)

4. Chức năng của bộ điều khiển PIDCONNhững khả năng tiềm tàng của bộ PIDCON là kết quả của sự tác động qualại

của một tổ hợp chức năng đơn lẻ .Để hiểu được các khả năng chứa trong bộ điều khiển PIDCON cần phải hiểu biết về các chức năng riêng lẻ và cách đấu nối .

Phần này mô tả các đặc điểm cơ bản của PIDCON đưa ra sơ đồ khối chức năng của bộ điều khiển.Chi tiết về từng khối trong sơ đồ khối chức năng đợc mổ tả trong các phần sau.

5. Các đặc điểm cơ bản Hình vẽ sau trên đưa ra một sơ đồ khối chức năng của PIDCON .Tất cả các

khối ,ngoại trừ MMC,DATA BASE ELEMENT là thành phần của PC element.Các đặc tính của PIDCON được chứa đựng qua việc mô tả các chức năng sau:

- Một lệnh để yêu cầu chế độ điều khiển được đưa ra bởi người vận hành hoặc từ 1 chương trình trên máy PC khác.Các chức năng điều khiển thông báo để chọn chế độ điều khiển.Màn hình và máy in nếu liên quan sẽ được thông báo qua DB và MMC.Các tín hiệu cũng được biến đổi theo những mục đích khác nhau như chỉ thị từ xa các chế độ điều khiển.


PIDCONAlarm

Data base element

MMC

MODE CONTROL

Controldeviation

SetpointSelecti

on

ControlAlgorithm

OutputSignal

ControlForced control

Máy tính Bàn phím Máy in

Command


-Với chế độ điều khiển lựa chọn sẽ xác định định những quá trình sử lý tín hiệu bộ điều khiển.Các chức năng do đó được miêu tả khác nhau đối với mỗi chế độ điều khiển khác nhau.

-Các đặc tính chung được đề cập trước khi mô tả về các chức năng : + Tín hiệu ra có thể là điều là giới hạn tín hiệu lớn nhất và thấp nhất . + Tốc độ tín hiệu ra cũng cần giới hạn.

6. Thuật toán điều khiển (Control Algorithm)Thuật toán điều khiển bao gồm luật P,PI,PD,PID.Các thông số khác nhau có thể

được xác định từ bàn phím của người vận hành và từ PC kết nối.Cái này tạo ra khả năng điều khiển thích nghi với hệ số khuếch đại lớn với sai lệch lớn giữa điểm đặt và giá trị đo được.Nguồn gốc có thể thực hiện trên bộ điều khiển giá trị đo hoặc trên bộ điều khiển sai lệch.

Định hướng hoặc đảo chiều hiệu ứng điều khiển thông qua máy tính lập trình.Anti Reset Wind Up được thực hiện khi tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển được

giới hạn hoặc khi bộ điều khiển điều khiển từ hướng khác hơn là từ khối Control Algorithm.Thành phần I của bộ điều khiển được điều khiển tới 1 giá trị mà tổng của thành phần P và I chiếm lấy giá trị giới hạn.Sự dao động ở tín hiệu đầu ra được báo hiệu bằng cách này tránh được khi giới hạn ngừng hoặc khi điều khiển thay đổi

7. Hoạt động dây chuyềnCác tín hiệu đo được được lấy từ các tế bào cân của các bộ đôsimat và betl

weigh qua bộ biến đổi đưa vào bộ PID.Hệ thống cảm biến độ ồn Folafon giám sát việc điều khiển bằng cách thu tiếng ồn thông qua micro. Tín hiệu từ folafon được chuyển thành tín hiệu điện và nạp vào máy khuếch đại rồi đưa đến bộ PIDCON .Mục tiêu của bộ PIDCON là để điều khiển tốc độ của các thiết bị nạp liệu sao cho mức tiêu thụ của gầu nâng ở trị số không đổi.Quy trình này thực hiện bằng cách truyền tín hiệu điều khiển đến bộ tỷ lệ .Tín hiệu này được so sánh với tín hiệu quy chiếu từ điểm đặt.Nếu giữa hai tín hiệu này có sai lệch,chức năng của hộp tỷ lệ là chuyển các tín hiệu lên hoặc xuống các động cơ của bộ nạp liệu được điều khiển bằng thyristor.Động cơ này xác định lượng liệu như đá vôi , đá sét,bôxít và quặng sắt.Khối lượng của các nguyên liệu trên được cài đặt trên các chiết áp đổi điểm đặt trên các hộp tỷ lệ và ưlượng hỗn hợp được cài đặt trên chiết áp cho điểm đặt trên bộ PI(D).

Trong sơ đồ trên bộ điều khiển PIDCON sẽ tính lượng liệu mới cấp vào máy nghiền (new feed).Các tín hiệu vào gồm có các tín hiệu đo khối lượng liệu trên các băng tải sau khi đã được biến đổi và khuếch đại,tín hiệu đo độ ồn để xác định lượng liệu trong máy nghiền,tín hiệu cân liệu hồi lưu R2J06F1,tín hiệu 2 chiều từ hệ thống QCX (Tín hiệu này chủ yếu để đưa ra tỷ lệ các loại liệu cần nạp vào máy nghiền).


Folafon

Khuyếch đại và tính toán

PIDCONMáy

nghiền


Lượng liệu mới cấp vào máy nghiền (new feed) bằng lượng liệu đặt trừ đi lượng liệu trong máy và lượng liệu hồi lưu.Giá trị lượng liệu đặt được đưa vào bộ PIDCON từ phòng điều khiển trung tâm,giá trị này cho mỗi loại liệu là khác nhau.

2.3.3.Hệ thống ổn định chất lượng QCXLà hệ thống kiểm tra việc nghiền liệudựa trên kết quả nghiền thô ở phễu hứng

trước khi đưa vào máy nghiền liệu.Các mẫu này được lấy trên băng tải sau khoang chứa.Điểm lấy mẫu 6a,7a,8,9.

Kết quả phân tích và kết quả sau nghiền(12a)được sử dụng trong việc kiểm tra tự động để tính toán tỷ lệ nguyên liệu đưa vào máy nghiền.Bằng cách sử dụng thông tin này có thể điều chỉnh thành phần hoá học của phối liệu để đáp ứng yêu cầu chất lượng. Hệ thống tự động cho việc kiểm tra nghiền liệu là hệ thống QCX.(Hệ thống điều khiển chất lượng bằng tia X)Hệ thống này dùng để tự động giám sát và điều chỉnh các thông số hoá học của các giai đoạn sản xuất khác nhau trong sản xuất xi măng.Hệ thống QCX cho kết quả phân tích nhanh và chính xác về các thành phần hoá học của các mẫu nguyên liệu để kiểm tra để quyết định việc điều chỉnh tự động.

Hệ thống này kiểm tra quá trình trông nguyên liệu trong kho tiền đồng nhất ở dường vào của các máy nghiền liể dụng phép tối ưu hoá đẻ xác định lượng nguyên liệu thô cần thiết.Hệ thống tự động đăng ký lượng cấp liệuvà thiết lập lượng cấp liệu mới dựa trên kết quả phân tích các mẫu được lấy ra liên tiếp

Hệ thống này kiểm tra quá trình trông nguyên liệu trong kho tiền đồng nhất ở dường vào của các máy nghiền liệu dụng phép tối ưu hoá đẻ xác định lượng nguyên liệu thô cần thiết.Hệ thống tự động đăng ký lượng cấp liệuvà thiết lập lượng cấp liệu mới dựa trên kết quả phân tích các mẫu được lấy ra liên tiếp.- Cấu trúc hệ thống QCX. Gồm hệ thống vi tính nối liền với nhiều thiết bị I/O quá trình (PLCs) các thiết bị phân tích và cá thiết bị đầu cuối của người điều khiển .Cấu trúc hệ thống theo kiểu module cho phép có cấu hình cơ bản của hệ thống quản lý chất lượng hoá tự động hoàn chỉnh.



Tối đa 16 thiết bị phân tích khác nhau XRF,XRD máy phân tích cỡ hạt, may phân tích hấp thụ nguyên tử, máy phân tích CO2,SO3 , máy phân tích diện tích bề mặt, thiết bị thử bê tông…đều có thể nối với hệ thống QCX. + Số lượng thiết bị đầu cuối là không han chế. + Dung lượng máy tính đặt ra là hạn chế + Cấu hình thiết bị đầu cuối theo yêu cầu của người quản lý và vị trí cụ thể của thiết bị đầu cuối. + Do có cấu trúc kiểu module nên có thể nâng cấp hệ thống QCX bao gồm những phương tiện báo cáo nhanh dựa trên quá trình xử lý thông tin đã chọn và tiêu chuẩn báo cáo đối với từng yêu cầu báo cáo kế hoạch cụ thể cấu trúc hệ thống cho phép truyền dữ liệu tới các máy tính khác, máy tính các nhân hoặc toàn mạng.

- Việc xác định tỷ lệ phần trăm của liệu được điều khiển và thay đổi liên tục mỗi khi tính toán ,điều khiển được kích hoạt bởi các máy phân tích mẫu phối liệu khác . Hoạt động điều khiển bao gồm các tính toán phân tích mẫu phối liệu ,sản lượng và tiêu thụ trong giai đoạn lấy mẫu,tổng sai lệch về yêu cầu chất lượng và điểm đặt mới cho máy cấp liệu.Bộ điều khiển cấp liệu của máy nghiền liệu được tự động điều chỉnh theo điểm đặt mới hoặc được điều khiển bằng tay.- Sơ đồ điều khiển phối liệu chia làm 4 bước khác nhau

1. Đăng ký tiêu thụ liệu và sản lượng phối liệu dựa trên các tín hiệu đo được của máy cấp liệu.

2. Phân tích quang phổ X quang các mẫu phối liệu và liệu.3. Tính toán độ sai lệch đối vơi yêu cầu chát lượng của phối liệu trên cơ sở

yêu cậu quy định về chất lượng và kết quả phân tích phối liệu.4. Nếu tính toán tỷ lệ thành phần liệu dựa trên các sai lệch về yêu cầu chất

lượng và các giới hạn vận hành của nhà máy .



-Hệ thống QCX tận dụng các thiết bị xử lý của hệ thống điều khiển quá trình bằng máy tính.Cácđiểm này gồm các chu trình điều khiển nghiền liệu trình bày ở hình vẽ dưới đây.Trong đó gồm 27 điểm A ,C và 10 điểm B.

-Điểm A(Analog) dùng để xử lý các tín hiệu đo analog.Giá trị điểm bằng tín hiệu đo trong bộ lập trình công nghệ ví dụ các tín hiệu cân tính bằng tấn /giờ.

-Điểm B (Binary)dùng để xử lý các tín hiệu đo digital.Giá trị điểm là các mệnh lệnh như chạy , dừng , mở và được tính bằng một vài tín hiệu số. -Điểm C (Caculated)thực hiện tính toán .Giá trị điểm là kết quả tính toán cụ thể bằng các số liệu liên quan tới quá trình với bộ lập trình như tổng một vaì lượng liệu đo bằng tín hiệu.

Các điểm A,B,C dành cho hệ QCX

Các điểm A Các điểm BCác tín hiệu tình trạng

Các điểm C

A1 (*) Liệu thô ướt ở tế bào cân

B1 (*)

Động cơ nghiền liệu

C1 (*)

Tỷ lệ nước trong liệu

A2 (*)Giá trị thực tế của bộ ĐK máy cấp liệu

B2 (*)

Máy cấp liệu C2 (*)

Điểm đặt QCX (Được lấy từ tính toán RPM của máy cấp liệu)

B3 Điều khiển điểm đặt QCX

C3 Điểm đặt điểm điều khiển

B4 Điều khiển điểm đặt QCX

C4 (*)

Cấp liệu khô được lọc,bị trễ về lý thuyết được lưu tại bộ lấy mẫu phối liệu

B5 Hồi lưu bụi C5Tổng sản lượng nghiền ướt được ghi tại đầu vào máy nghiền

B6 Bộ lấy mẫu phối liệu

C6Tổng sản lượng nghiền khô được ghi tại bộ lấy mẫu phối liệu

B7Thiết bị vận chuyển bộ lấy mẫu phối liệu(3 điểm)

C7Lượng bụi có thể Quay lại trước bộ lấy mẫu

Các điểm có đánh dấu (*) là yêu cầu 1 điểm cho máy cấp liệu còn các điểm khác 1 điểm cho máy nghiền liệu.Sơ đồ các điểm lấy mẫu



2.3.4.Hệ thống điều chỉnh độ mịn và độ ẩm của bột liệu

Hình 2.16. Sơ đồ điều khiển độ mịn và độ ẩm

Trong đó :ZI : Bộ chỉ thị vị trí.TC:Bộ điều chỉnh nhiệt độ.TAH: Báo động nhiệt độ cao.JC : Bộ điều chỉnh công suât.JI :Bộ chỉ thị công suất.



TRALHH : Bộ tự ghi và báo động mức cao của nhiệt độSS : Công tắc an toàn.SAL : Cảnh báo mức an toàn của tốc độ.SHC : Bộ điều chỉnh tăng tốc độ của S01SI : Bộ chỉ thị tốc độTIAH : Bộ chỉ thị và báo động nhiệt độTheo yêu cầu sản xuất tại nhà máy xi măng hoàng thạch(TC07-2003).Bột phối liệu nung phải có thành phần hoá học thoả mãn yêu cầu kĩ thuật sau:

Tên chỉ tiêu Giá trị %Hàm lương A2L03 % 12.5-14.5Hàm lượng SiO2% 2-4Hàm lượng Fe2O3 % 1.8-4Hàm Lượng CaO % 42-46Hệ số bão hoà đá vôi LSF 97-103Modun Silic Sim 2.0-2.6Modun A1M 0.7-2

- Sau khi ra khỏi máy nghiền độ ẩm của bột phối liệu phải nhỏ hơn 1%.- Bột liệu khi ra khỏi máy nghiền trước khi vào lò lung phải có lượng sót sàng nhỏ

hơn 0.09mm và không lớn hơn 15%.Trong quá trình điều khiển thì người ta không trực tiếp đo được độ ẩm của phần

bột liệu sau nghiền mà người ta đo độ ẩm thông qua nhiệt độ của phần bột liêu sau nghiền. Nếu nhiệt độ càng cao thì độ ẩm càng thấp và ngược lại nhiệt độ thấp thì độ ẩm cao.Mà từ đó dẫn tới việc điều chỉnh nhiệt độ đầu vào bằng tăng nhiệt độ buồng đốt dầu ,hay tang tốc độ phân ly nhờ quạt S01 ,S20 hoặc tăng độ mở van R01 và R02,R03.1. Điều chỉnh độ ẩm :

-Khi sản phẩm bột liệu quá khô:+Giảm nhiệt độ tác nhân sấy:Giảm lượng gió của lò cung cấp hoặc giảm lượng dầu đốt trong lò đốt phụ.+ Giảm tốc độ gió quá máy nghiền bằng cách mở thêm R2R02 hoặc điều chỉnh giảm công suất quạt của R2S20 như sơ đồ trên.

-Khi độ ẩm quá lớn: Tăng cường quá trình sấy bằng các thổi ngược lại trường hợp trên, đôi khi cần phải xử lí cả năng suất cấp liệu máy nghiền.2. Điều chỉnh độ mịn - Khi độ mịn không đạt yêu cầu(R009) : Tiến hành điều chỉnh tăng lương hồi lưu từ phân ly băng cách tăng công suất, tốc độ quay của quạt R2S01 hoặc giảm sức hút của quạt R2S20 hay mở thêm R2R02 nếu không được thì ta phải tiến hành giảm lượng cấp liệu đầu vào của máy nghiền. - Khi lượng liệu quá nhỏ thì ta phải tiến hành ngược lại hoặc tăng lương liệu đầu vào máy nghiền.



CHƯƠNG III HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU CÔNG ĐOẠN

NGHIỀN LIỆU3.1. Sơ đồ điều khiển hệ thống cấp liệu máy nghiềnLưu đồ điều khiển

Hình 3.1 : Lưu đồ điều khiển của hệ thống cấp liệu máy nghiềnFalaphon là cảm biến đo độ ồn độ rung của máy nghiền từ đó đưa ra được tín

hiệu lưu lượng trong máy nghiền. Tín hiệu này kết hợp với tín hiệu đo lưu lượng của phần liệu hồi lưu qua cân máng R2J06 từ đó đưa ra tín hiệu lưu lượng của phần lưu lượng do hệ thống cân cấp liệu cấp cho máy nghiền.Tín hiệu này qua bộ điều chỉnh lưu lượng đưa trở về bộ điều khiển của hệ thống kiểm tra chất lượng QCX rồi đưa ra hệ số


ĐáVôi

Qu

ăng

Sắt

ĐáSét

BôXít

Betl weighBetl weigh Betl weighBetl weigh ĐôsimatĐôsimat ĐôsimatĐôsimat

PIDCON

YY

PIDCON

YY

PIDCON

YY

PIDCON

YY

R2J06

Máy nghiền

XY

XY

FY

FC

FY

FY

FY

Hồi Liệu

FY

Falaphon

FRIALH

J06F1M01F1M01F2

L03Y1 L03Y2 L03Y1 L03Y2 A01Y1 A01Y2 B01Y1 B01Y2

X01X2

X01X1


anpha cho từng lượng liệu đá vôi , đá sét, boxit, quặng sắt rồi tiếp tục đựa tới bộ điều khiển PIDCON của từng cân.Sau đó bộ PIDCON của từng cân sẽ đưa ra tín hiệu để điều khiển các hệ thống cân cấp liệu.

Ý nghĩa của các bộ điều khiểnFA : Cảnh báo lưu lượngFC : Bộ điều chỉnh lưu lượngFI : Bộ chỉ thị lưu lượngFT : Bộ biến đổi lưu lượngFY : Bộ điều chỉnh tỉ lệFRIALH : Bộ tự ghi và cảnh báo lưu lượng hồi lưuII : Bộ chỉ thị dòng điệnSC : Bộ điều chỉnh tốc độ động cơSI : Bộ chỉ thị tốc độSAL : Cảnh bảo mức độ an toàn của động cơQQI : Bộ chỉ thị tổng trọng lượngXA : Cảnh báo thiết bịXY : Rơ le đo độ ồn độ rungWIAL : Bộ báo mức trọng lượng trong két cân

3.2. Cân định lượngTrong hệ thống cấp liệu cho máy nghiền công đoạn nghiền liệu của dây chuyền

2 nhà máy xi măng hoàng thạch thì hệ thống cấp liệu bao gồm 4 cân trong đó 2 cân băng điện tử và 2 cân băng dosimat .Trong đó 2 cân băng điện tử dung để cân đất sét và đá vôi còn 2 cân băng dosimat dùng để cân quặng sắt và boxit .Tuy nhiên về mặt cấu tạo và nguyên lí của 2 loại cân này là giống nhau .

3.2.1. Khái niệmCân băng định lượng là thiết bị bao gồm các thiết bị ghép nối với nhau mà

thành,cân băng định lượng của nhà máy là cân định lượng băng tải,được dung cho hệ thống cân liên tục(liên tục theo chế độ dài hạn và lặp lại).Thực hiện phối liệu một các liên tục theo tỷ lệ yêu cầu công nghệ đặt ra. Trong các nhà máy sản xuất công nghiệp,các dây chuyền sản xuất xi măng,hệ thống cân băng định lượng còn đáp uwng sự ống định về lưu lượng và điều khiển lưu lượng phù hợp với yêu cầu,chính vì nó đóng một vai trò rất quan trọng trong việc phối liệu và hoạch định sản xuất,do đó nó quyết định vào chất lượng sản phẩm, góp phần vòa sự thành công của dây chuyền. Cân băng định lượng trong sản xuất xi măng là cân băng tải ,nó là thiết bị cung cấp kiểu trọng lượng vật liệu được chuyên trở trên băng tải mà tốc độ của nó được điều chỉnh để nhận được lưu lượng vật liệu ứng với giá trị do người vận hành đặt trước.3.2.2.Cấu tạo cân băng định lượng,và nguyên lí hoạt động.



Hình 3.2 :Sơ đồ cấu tạo của cân băngCấu tạo của cân băng định lượng gồm các phân sau:

1: Phễu cấp liệu2: Cảm biến trọng lượng (Load Cell).3: Băng truyền.4: Tang bị động.5: Bulông cơ khí.6: Tang chủ động.7: Hộp số.8: SenSor đo tốc độ.9: Động cơ không đống bộ (được nối với biến tần)10: Cảm biến vị trí

Nguyên lí hoạt động của cân băng định lượng Khi vật liệu được chuyên chở trên băng nó sẽ gây ra một lực F tác động lên bề mặt băng. Băng tải di chuyển với vận tốc V trên các con lăn tải. Truyền động kéo cân băng định lượng nhờ hai tang trống, trong đó một tang trống chủ động nối với trục động cơ. Tang bị động được gắn với hệ thống đối trọng để khắc phục hiện tượng trượt giữa tang trống và băng tải. Để tính trọng lượng vật liệu trên băng, ở đây sử dụng một cảm biến trọng lượng là tế bào cân (loadcell). Trọng lượng của vật liệu trên 1m chiều dài băng tải trên giá cân truyền vào tế bào cân. Đồng thời tốc độ của băng tải được đo bằng máy phát tốc (điện áp đưa ra từ máy phát tốc tỷ lệ với tốc độ băng tải). Điện áp này cung cấp cho cầu đo trong tế bào cân. Như vậy tín hiệu lấy ra từ đường chéo cầu cân cho biết lưu lượng liệu trên băng.

3.2.3 Tế bào cân trọng lượng(Loadcell)Là thiết bị đo trọng lượng trọng hệ thống cân nó có cấu tạo gồm các bộ chuyển

đổi đo và .Có 2 loại chuyển đổi đo là SFT(Smat Foree Tran Sduer) và tế bào cân Tenzomet

Chuyển đổi đo SFT



Đầu đo trọng lượng là nơi đặt tải cần đo, nó truyền lực tác động trực tiếp của tải lên một đây dẫn đặt trong từ trường không đổi. Nó làm thay đổi sức căng của dây dẫn nên dây dẫn bị dao động (bị rung). Sự dao động của dây dẫn trong từ trường sinh ra sức điện động cảm ứng. Sức điện động này có tác động chặt chẽ lên tải trọng đặt trên đầu đo. Đầu cảm biến nhiệt độ xác định nhiệt độ của môi trường để thực hiện việc chỉnh định vì các phần tử SFT phụ thuộc vào rất nhiều vòng nhiệt độ. Bộ chuyển đổi : Chuyển đổi các tín hiệu đo lường từ đầu đo thành dạng tín hiệu số. Bộ xử lý : Xử lý tất cả các tín hiệu thu được và các tín hiệu ra bên ngoài theo phương thức truyền tin nối tiếp

Chuyển đổi đo TOZENMET

Nguyên lý tế bào cân Tenzomet dựa theo nguyên lý cầu điện trở, trong đó giá trị điện trở của các nhánh cầu thay đổi bởi ngoại lực tác động lên cầu. Do đó nếu có một nguồn cung cấp không đổi (UN=const) thì hai đường chéo kia của cầu ta thu được



tín hiệu thay đổi theo tải trọng đặt lên cầu. Khi cầu cân bằng thì điện áp ra U r=0. Khi cầu điện trở thay đổi với giá trị ΔR thì điện áp ra sẽ thay đổi, lúc này điện áp ra được tính theo công thức. ΔR Ur=UN * RTrong đó: UN - điện áp nguồn cấp cho đầu đo

Ur - điện áp ra của đầu đoΔR - lượng điện trở thay đổi bởi lực kéo trên đầu đoR - giá trị điện trở ban đầu của mỗi nhánh cầu.với R tỷ lệ với khối lượng vật liệu trên băng cân thì thấy tín hiệu Ura là khuyếch đại nên sau đó gửi tín hiệu này qua biến đổi A/D vào bộ điều khiển để xử lý.

Giả sử cấp cho đầu vào cầu cân một điện áp là UN=10v thì cứ 100kg vật liệu trên băng LoadCell sẽ chuyển thành 2mv/v tương ứng. Lúc này, điện áp ra của cầu cân sẽ là Ura=20mv

3.2.4.Nguyên lí tính lưu lượng Cân băng định lượng (cân băng tải) là thiết bị cung cấp liệu kiểu trọng lượng.Vật liệu được chuyên trở trên băng tải, mà tốc độ của băng tải được điều chỉnh để nhận được lưu lượng đặt trước khi có nhiều tác động liên hệ(liệu không xuống đều).Cầu cân về cơ bản bao gồm : Một cảm biến trọng lượng (LoadCell) gắn trên giá mang nhiều con lăn. Trọng lượng của vật liệu trên băng được bốn cảm biến trọng lượng (LoadCell) chuyển đổi thành tín hiệu điện đưa về bộ xử lý để tính toán lưu lượng. Để xác định lưu lượng vật liệu chuyển tới nơi đổ liệu thì phải xác định đồng thời vận tốc của băng tải và trọng lượng của vật liệu trên 1 đơn vị chiều dài. Trong đó tốc độ của băng tải được đo bằng cảm biến tốc độ có liên hệ động học với động cơ. Tốc độ băng tải V (m/s) là tốc độ của vật liệu được truyền tải. Tải của băng truyềnlà trọng lượng vật liệu được truyền tải trên một đơn vị chiều dài ∂ (kg/m). Cân băng tải có bộ phận đo trọng lượng để đo ∂ và bộ điều khiển để điều chỉnh tốc độ băng tải sao cho điểm đổ liệu, lưu lượng dòng chảy liệu bằng giá trị đặt do người vận hành đặt trước.Bộ điều khiển đo tải trọng trên băng truyền và điều chỉnh tốc độ băng đảm bảo lưu lượng không đổi ở điểm đổ liệu.

Q = ƍ * V Trọng lượng tổng trên băng là lực Fc(N) được đo bởi hệ thống cân trọng lượng và ∂, được tính theo biểu thức:

ƍ=

Trong đó : L - chiều dài của cầu cân g - gia tốc trọng trường (g=9,8 m/s2)

Lực hiệu dụng Fm(N) do trọng lượng của vật liệu trên băng tải gây nên:Fm =Fc – F0

Trong đó : F0 – là lực đo trọng lượng của băng tải cả con lăn và giá đỡ cầu cân.



Tải trọng trên băng truyền có thể tính là:ƍ = S * γ

Trong đó : γ - khối lượng riêng của vật liệu (kg/m3)S - tiết diện cắt ngang của vật liệu trên băng (m2)

Do đó lưu lượng có thể tính là:

3.2.5. Đo trọng lượng liệu trên băng tải:Trọng lượng đo nhờ tín hiệu của LoadCell bao gồm trọng lượng của băng tải và

trọng lượng vật liệu trên băng. Vì vậy để đo được trọng lượng của liệu thì ta phải tiến hành trừ bì (tức là trừ đi trọng lượng của băng tải ).Bộ điều khiển xác định trọng lượng của liệu nhờ trừ bì tự động các phân đoạn băng tải.Nguyên lý của quá trình trừ bì như sau :

Băng tải phải được chia thành các phân đoạn xác định. Trong lúc trừ bì băng tải rỗng (không có liệu trên băng) trọng lượng của mỗi đoạn băng được ghi vào bộ nhớ. Khi vận hành bình thường cân băng tải trọng lượng của mỗi vật liệu trên mỗi phân đoạn được xác định bằng cách lấy trọng lượng đo được trên đoạn đó trừ đi trọng lượng băng tải tương ứng đã ghi trong bộ nhớ. Điều này đảm bảo cân chính xác trọng lượng liệu ngay cả khi dùng băng tải có độ dày không đều trên chiều dài của nó. Việc điều chỉnh trọng lượng cần phải thực hiện đồng bộ với vị trí của băng (belt index được gắn trên băng) mới bắt đầu thực hiện trừ bì. Khi ngừng cân vị trí của băng tải được giữ lại trong bộ nhớ do đó ở lần khởi động tiếp theo việc trừ bì được thực hiện ngay.

3.2.6. Khái quát về điều chỉnh cấp liệu cho cân băngViệc điều chỉnh cấp liệu cho băng cân định lượng chính là điều chỉnh lưu lượng

liệu cấp cho băng cân.*Thực hiện bằng 3 phương pháp:- Phương pháp 1: Điều chỉnh cấp liệu kiểu trôiPhương pháp này điều chỉnh cấp liệu bằng tín hiệu của sensơr cấp liệu kiểu trôi để điềukhiển 5 thiết bị cấp liệu.Vị trí của sensơr cấp liệu theo kiểu trôi được đặt ở phía cuối của ống liệu.- Phương pháp 2: Điều chỉnh cấp liệu liên tục.

Phương pháp này điều chỉnh cấp liệu liên tục cho băng cân định lượng sử dụng bộ điều chỉnh PID để điều chỉnh cấp liệu (có thể là van cấp liệu hoặc van quay) để đảm bảo cho lượng tải trên một đơn vị chiều dài băng tải là không đổi. Bộ PID có tác dụng điều chỉnh nếu lưu lượng thể tích của liệu trên băng thay đổi theo phạm vi ±15% và bộ PID chỉ hoạt động sau khi băng đã hoạt động.* Nhận xét 2 phương pháp trên:

Hai phương pháp trên điều chỉnh cấp liệu khác hẳn nhau về bản chất. Xét về độ chính xác điều chỉnh thì phương pháp 2 hơn hẳn phương pháp 1, thời gian điều chỉnh nhỏ, thiết bị cấp liệu làm việc ổn định không bị ngắt quãng, nhưng phạm vi điều chỉnh không rộng. Phương pháp 1 đơn giản hơn, phạm vi điều khiển rộng hơn và có thể dược



đặt bởi người sử dụng, nhưng trong phạm vi điều chỉnh thiết bị phải làm việc gián đoạn thì ảnh hưởng không tốt đến tuổi thọ của thiết bị.- Phương pháp 3: Điều chỉnh mức vật liệu trong ngăn xếp:

Phương pháp điều chỉnh mức liệu trong ngăn xếp có thể coi là sự kết hợp của 2phương pháp trên : phương pháp điều chỉnh gián đoạn và điều chỉnh liên tục. Phương pháp này tận dụng những ưu điểm và khắc phục nhưng nhược điểm của 2 phương pháp trên và được thiết kế đặc biệt cho các băng cân định lượng.

3.2.7 .Sơ đồ khối cấu trúc của hệ cân định lượng

Hình 3.3 : Sơ đồ cấu trúc của cân định lượngTrong đó :

Động cơ sử dụng là động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc, tốc độ của độngcơ đo được nhờ sensơr đo tốc độ (máy fát xung).

Số xung phát ra từ máy phát xung tỷ lệ với tốc độ động cơ và được đưa về bộ điềukhiển.

Bộ điều khiển (dùng vi xử lý) điều chỉnh tốc độ của băng tải và lưu lượng liệu ở điểm đổ liệu sao cho tương ứng với giá trị đặt.

Bộ cảm biến trọng lượng (LoadCell) biến đổi trọng lượng nhận được trên băng thành tín hiệu điện đưa về bộ khuyếch đại.

Điều chỉnh tốc độ của động cơ bằng cách điều chỉnh tần số cấp nguồn cho động cơ.Chức năng của bộ điều chỉnh

Bộ điều chỉnh đóng vai trò quan trọng trong hệ thống cân băng định lượng, nó có hai chức năng chính sau:



- Nhận tín hiệu trọng lượng từ bộ khuếch đại và tín hiệu tốc độ từ máy phát xungtruyền về để tính lưu lượng.- So sánh lượng đặt: So sánh lưu lượng đặt với lượng thực nhận được từ bộ khuếch đại và máy phát xung. Từ đó tính được sai lệch giữa lượng đặt và lượng thực và tạo hàm điều khiển.

3.3.Cân máng đo liệu hồi lưu R2J06Loại cân này sử dụng nguyên lý đo động lượng của dòng bột liệu tự chảy qua

mặt cong của máng cân được lắp đặt nghiêng so với phương thẳng đứng, vì vậy nó phụ thuộc nhiều vào đặc tính biến động của bột liệu, hơn nữa máng cân kiểu cong cho nên sự tồn đọng của bột liệu trên máng cân nhiều và không ổn định cũng là một trong các nguyên nhân làm mất ổn định của cân trong quá trình cấp liệu.

R2J06 có đặc điểm : Cơ cấu để điều chỉnh lưu lượng dòng bột liệu chỉ có một đối tượng điều chỉnh, băng cách thay đổi góc mở của Valve cấp liệu. Vì vậy đường cong cấp liệu có biên độ sai lệch lớn so với giá trị đặt

3.4. Động cơĐộng cơ không đồng bộ được sử dụng rất rộng rãi, trong thực tế do kết cấu đơn

giản, làm viêc chắc chắn hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ đựơc sử dụng rộng rãi nhất trong ngành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kw. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ, . . . Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng để làm máy bơm hay máy gia công nông sản phẩm. Trong đời sống hàng ngày, động cơ không đồng bộ dần dần chiếm một vị trí quan trọng: quạt gió máy quay đĩa, động cơ trong tủ lạnh, . . . . . tóm lại với sự phát triển của nền điện khí hoá và tự động hoá sinh hoạt hằng ngày, phạm vi sử dụng của động cơ không đồng bộ ngày càng rộng rãi.

Nhược điểm của động cơ không đồng bộ là: Hệ số cos thấp, điều chỉnh và khống chế các quá trình quá độ khó khăn, riêng với động cơ rôto lồng sóc có các chỉ tiêu khởi động xấu hơn.

Xét về mặt cấu tạo người ta chia động cơ không đồng bộ ra làm hai loại: Động cơ rôto dây quấn và động cơ rôto lồng sóc(còn gọi là rôto ngắn mạch).


A D

Xung

D

Tính Toán

D

A

Q đặt

Xung

0 ÷ 10


3.5.Biến tần3.5.1.Xây dựng vectơr không gian:

Động cơ xoay chiều ba pha dù là động cơ đồng bộ hay không đồng bộ, đều có

ba cuộn dây stato với dòng điện ba pha, bố trí không gian tổng quát như hình vẽ

Hình 3.4 :Sơ đồ cuộn dây và dòng stato của động cơ xoay chiều 3 pha.

Trong hình vẽ ta không quan tâm đến việc động cơ đấu hình sao hay tam giác,

ba dòng điện istt(t), isv(t), isw(t) là ba dòng chạy từ lưới qua đầu nối vào động cơ. Khi

chạy động cơ bằng biến tần, đó là ba dòng ở đầu ra của biến tần Ba dòng điện đó thoả

mãn phương trình:

isu(t) + ist(t) +isw(t) = 0 ( 5-1)

Trong đó từng dòng điện pha thoả mãn các công thức:

isu(t) =

isv(t) = (5-2)

Về phương diện mặt phẳng cơ học ( mặt cắt ngang), động cơ xoay chiều ba pha

có ba cuộn dây lệch nhau một góc 120o . Nếu trên mặt cắt đó ta thiết lập một hệ toạ độ

phức với trục thực đi qua trục cuộn dây u của động cơ, ta có thể xây dựng vector

không gian sau đây.

(5-3)

Theo công thức (1.3) vector is(t) là một vector có modul không đổi quay trên

mặt phẳng phức với tốc độ góc và tạo với trục thực (đi qua trục cuộn dây pha

u ) một góc . Trong đó fs là tần số mạch stato. Việc xây dựng vector is(t) được

mô tả trong hình sau:



Hình 3.5 :Thiết lập vector không gian từ các đại lượng pha

Qua hình 3.5 ta thấy dòng điện của từng pha chính là hình chiếu của vector mới

thu được trên trục của cuộn đây pha tương ứng. Đối với các đại lượng khác của động

cơ như: điện áp, dòng rotor, từ thông stator, từ thông rotor ta đều có thể xây dựng

vector không gian tương ứng như đối với dòng điện kể trên. Mặt phẳng phức có trục

thực là a và trục ảo là b. Hình chiếu của vector dòng is xuống hai trục thực và ảo là isa

và isb như hình (3.6)

Hình 3.6 :Biểu diễn dòng điện Stato dưới dạng vector không gian với các phần tử là isa và isb thuộc hệ tọa độ stato cố định

Ta thấy rằng hai dòng điện kể trên là hai dòng hình sin. Như trong lý thuyết máy điện đã đề cập, ta có thể hình dung ra một động cơ điện tương ứng với hai cuộn dây cố định a và b thay thế cho ba cuộn u, v, w. Hệ toạ độ nói trên là hệ toạ độ stator cố định.

Trên cơ sở công thức (5.1) và theo điều kiện điểm trung tính của ba cuộn dây stator không nối đất ta chỉ đo 2 trong 3 dòng điện stator là đầy đủ thông tin về vector is(t) với các thành phần trong công thức (5.1). Công thức (5.1) chỉ dùng khi trục của


1200

isw

1200

1200

Cuôn dâyPha U

Cuôn dâyPha U

Cuôn dâyPha U

Im0120je

V

WV

UWV

0240

3

2 jsw eti

Re

tisu3

2

0120

3

2 jsv eti

0240je

D4T1 T3

D3 D5T5

T4D1

T6D6 T2 D2

C

Nis ia

T4

ib

0

ic

CBA

it1 iD4

it4 it4


cuộn dây pha u được chọn làm trục quy chiếu chuẩn như trong hình vẽ 3.6. Điều này có ý nghĩa trong toàn bộ quá trình xây dựng hệ thống điều khiển điều chỉnh sau này.

isa = isu (5-4a)

3.5.2. Điều khiển biến tần trên cơ sở phương pháp điều chế vector không gian:Mạch động lực của biến tần :

Hình 3.7 :Sơ đồ động lực điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc bằng biến tần

+ Khâu (I) là khâu chỉnh lưu không điều khiển cầu 3 pha biến đổi nguồn xoay

chiều thành nguồn một chiều cung cấp cho nghịch lưu.

+ Khâu (II) là khâu trung gian (bộ lọc) giữ cho E= Const.

+ khâu (III) là khâu nghịch lưu biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay

chiều cung cấp cho động cơ.

Hình 3.8 cho ta thấy sơ đồ nguyên lý của động cơ xoay chiều ba pha nuôi bởi

biến tần dùng van bán dẫn. Thông thường các đôi van được vi xử lý/ vi tính điều khiển

sao cho điện áp xoay chiều ba pha với biên độ cho trước được đặt lên ba cực của động

cơ đúng theo yêu cầu. Biến tần được nuôi bởi điện áp một chiều Umc. Biến tần được đề

cập trong đề tài này hoạt động theo kiểu cắt xung với tần số cao, các van bán dẫn ở

đây chủ yếu dùng Transistor ( IGBT, MOSFET).

Sơ đồ điều khiển biến tần:


D1 D2 D4T1 T3

D3 D5T5

D1D1

T4D1

T6D6 T2 D2

220V

L

C

(I) (II) (III)

M


Hình 3.8 :Sơ đồ nguyên lý của động cơ không đồng bộ ba pha nuôi bởi biến tần

nguồn áp được điều khiển theo phương pháp điều chế vector không gian

Mỗi pha của động cơ có thể nhận một trong hai trạng thái: 1 (nối với cực dương

của Umc) hoặc 0 (nối với cực âm của Umc ). Do có ba pha (ba cặp van bán dẫn nên sẽ

tồn tại 23 = 8 khả năng nối các pha của động cơ với Umc như trong bảng sau :

Bảng 1: Các khả năng nối pha động cơ với Umc :

Cuộn dây pha 0 1 2 3 4 5 6 7

Pha u 0 1 1 0 0 0 1 1

Pha v 0 0 1 1 1 0 0 1

Pha w 0 0 0 0 1 1 1 1

Xét một trong tám khả năng đó, ví dụ khả năng thứ tự của bảng 1 với sơ đồ nối

trong hình 3.9a. Ta dễ dàng tính được điện áp rơi trên từng cuộn dây pha u,v hoặc w.

Bố trí hình học của ba cuộn dây pha trên mặt phẳng, ta thấy rằng tổ hợp thứ 4 đó tương

đương với trường hợp ta áp đặt lên ba cụôn dây pha vactor điện áp Us với modul

2Umc/3 như trong hình 3.9b. Để tìm điên áp thực sự rơi trên từng pha ta chỉ việc tìm

hình chiếu của vector Us lên trục của cuộn dây.

Error: Reference source not found

Hình 3.9 a) Sơ đồ nối ba cuộn dây pha theo khả năng thứ 4 của bảng 1

Hình 3.9 b) Vector không gian ứng với khả năng thứ 4 của bảng 1

Tương tự khả năng thứ tự, ta dể dàng xây dựng được vector điện áp tương ứng

cho tất cả các trường hợp còn lại . Các vector chuẩn đó được đánh số u0, u1.....,u7 hệ số

thứ tự của bảng. Ở đây có hai trường hợp đặc biệt:

u0 cả ba cuộn dây pha nối với cực âm

u7 cả ba cuộn dây pha nối với cực dương.

Của Umc. Hai vector này có modul bằng 0 và giữ một ý nghĩa rất quan trọng sau này.


S2

S1

U3

U2

U4

U5 U6

S6

S4

S3

S5

Q1

Q2

Q3

Q4


Hình 3.10 :Tám vector chuẩn do ba cặp van bán dẩn của biến tần tạo nên

Q1....Q4: các góc phần tư ; S1...S6: các góc phần sáu

Hình 3.10 cho ta thấy vị trí của từng vector chuẩn trong hệ tọa độ ab, modul của

từng vector luôn có giá trị 2Umc/3. Ngoài quy ước thông thường về các góc phần tư Q1-

...Q4 phân chia bởi hai trục của hệ tọa độ, các vector chuẩn chia toàn bộ không gian

thành các góc phần sáu S1....S6. Chỉ bằng tám vector chuẩn hóa của hình 3.9 , ta phải

tạo nên điện áp stator với biên độ góc pha bất kỳ mà khâu điều chế dòng sau này yêu

cầu.

3.5.3. Nguyên lý của phương pháp điều chế vector không gian:Để thực hiện một vector điện áp ta xét ví dụ sau đây:Giả sử ta phải thực hiện vector us bất kỳ trên hình 3.8a. Vector đó có thể nằm ở

góc phần sáu bất kỳ nào đó, trong ví dụ này us nằm ở S1. us có thể được tách thành tổng của hai vector con up, ut tựa theo hướng của hai vector chuẩn u1, u2

Các số viết thấp bên phải có ý nghĩa như sau:p: vector bên phảit: vector bên trái

Error: Reference source not found

Thực hiện vector us bất kỳ bằng hai vector điện áp nguồn.

Điên áp phải được tính đổi thành thời gian dòng ngắt van trong phạm vi một

chu kỳ cắt xung nào đó. Giả thiết toàn bộ chu kỳ đó là chu kỳ có ích, được phép dùng

để thực hiện vector, khi này modul tối đa cũng không vượt quá 2Umc/3. Do vậy ta có

công thức sau:

(5-5)

Nếu thời gian tối đa (ví dụ chu kỳ trích mẫu ) là T, ta rút ra nhận xét sau:

- uslà tổng vector của hai vector biên up, ut: us= up+ ut

- Hai vector biên có thể được thực hiện bằng cách thực hiện u1 (cho up) và u2

(cho ut) trong hai khoảng thời gian sau:

; (5-6)


u1


Ta đã có mẫu xung cho u1, u2 (bảng 2), vấn đề là phải tính được khoảng thời

gian Tp, Tt , từ công thức (5-6) ta rút ra nhận xét sau: để tính được Tp, Tt ta phải biết

modul của các vector biên phải :up , biên trái ut .

Thời gian thực hiện các vector bên phải Tp và bên trái Tt , vậy trong khoảng

thời gian còn lại T-(Tp+Tt ), biến tần thực hiện một trong hai vector có modul bằng

không u0 hoặc u7. bằng cách đó trên thực tế ta đã thực hiện phép cộng vector sau:

us= up + ut + u0(u7)

= (5-7)

Ta phải thực hiện trình tự ba vector u1, u2, u0(u7), để làm sáng tỏ hơn ta tách

riêng mẫu xung của bốn vector kể trên ra khỏi bảng 1 như trên:

Bảng 2

u0 u1 u2 u7

u 0 1 1 1

v 0 0 1 1

w 0 0 0 1

Thông qua bảng 2 ta có ngay nhận xét: Trình tự sẽ là có lợi nhất, nếu trong

pham vi một chu kỳ các cặp van ít phải chuyển mạch nhất. Cụ thể ở đây, mỗi cặp sẽ

chỉ chuyển mạch một lần.

Nếu như trạng thái cuối cùng là u0, trình tự thực hiện sẽ là :

u1 u2 u7

Ngược lại nếu trạng thái cuối cùng là u7, trình tự thực hiện sẽ là:

u2 u1 u0

Bằng phương thức thực hiện điện áp (có thể gọi là tạo xung kích thích ) như

vậy, ta sẽ gây tổn hao dòng ngắt các van của biến tần ở mức ít nhất. Nếu ta vẽ ghép

tượng trưng hai chu kỳ nối tiếp nhau thuộc góc phần sáu thứ nhất S1 , ta thu được hình

ảnh quen thuộc của phương pháp điều chế bề rộng xung thực hiện bằng kỹ thuật tương

tự (analog).



Hình 3.11 :Biểu đồ xung của vector điện áp thuộc góc phần sáu thứ nhất S1.

Tới đây ta đã làm quen với quá trình thực hiện vector điện áp ở bất kỳ trong

phạm vi S1. trong tất cả các góc phần sáu còn lại S2.....S6, cách thực hiện là giống hệt

S1.

Hình vẽ sau giới thiệu khái quát biểu đồ xung của các góc phần sáu đó .

Biểu đồ xung kích thích thuộc S2




Hình 3.12:Giản đồ xung của các góc phần 6

3.6.Tổng hợp bộ điều chỉnh lưu lượng

Nhận được kết quả so sánh từ bộ điều khiển biến tần sẽ điều khiển quay động cơ với tốc độ góc là ω, khi đó lưu lượng trên băng sẽ là tích số của trọng lượng liệu trên một đơn vị chiều dài với tốc độ dài của băng. Lưu lượng tức thời trên từng phân đoạn của băng sẽ được gửi về bộ điều khiển để xác định lượng liệu trung bình trên băng bằng cách lấy tích phân lượng liệu tức thời:

Từ đó xác định được lưu lượng thực trên băng và so sánh với lượng đặt do

người vận hành đặt trước.Ta có sơ đồ hệ thống như sau:


QR Đối Tượng

Q


Trong đó:

là tổng hợp của vòng điều chỉnh tốc độ của khối biến tần động cơ

Từ đó ta có vòng điều chỉnh lưu lượng là

Tuy nhiên trong hệ thống cấp liệu cho máy nghiền có 2 cân dosimat và 2 cân băng điện từ tuy về nguyên lí là giống nhau nhưng đối với cân băng đá sét thì chức năng điều khiển khác vì ở đây không điều khiển tốc độ của băng mà chỉ điều chỉnh gầu xúc sao cho lượng liệu được xúc lên băng được duy trì không đổi.

Chính vì thế đối tượng điều khiển của bộ điều khiển lưu lượng cân đá xét có cấu trúc như sau:

Trong đó : t là thời gian trễ vì điểm đo liệu cách cầu xúc 1 khoảng đườngTừ đó ta có được bộ điều chỉnh lưu lượng của cân đá sét như sau:

3.6.1.Phương pháp tính toán thông số của bộ điều chỉnh lưu lượng Để tính toán thông số của bộ điều chỉnh lưu lượng ta dung phương pháp Tối ưu modul và phương pháp Ziegler & Nichol I Tối ưu modul


U-

1

K

Tp

QR 1

K

Tp dQ

-

+ 1U

QR1

tpKe

Tp

dQ

-

1U


Nội dung của phương pháp :

Lớp mô hình đối tượng phù hợp:

- Bài toán chuẩn của phương pháp:

+ Mô hình đối tượng:

+ Để thỏa mãn yêu cầu: e∞ = 0 khi w(t) = 1(t) và Gk(jω) tối ưu, ta đề xuất Gđk(s)=KP/(TIs). Hàm truyền hệ kín là:

Với K= KP.Kđt

Để |Gk (jω)| 1 thì: TI - 2KT= 0

Vậy bộ điều khiển là : với , TI được tùy chọn.

Chất lượng đạt được của phương pháp :độ quá điều chỉnh σmax 5%- Để áp dụng phương pháp này với các mô hình đối tượng khác mô hình chuẩn, ta sử dụng phương pháp xấp xỉ mô hình, đưa về bài toán chuẩn.

Với > 0

Suy ra với

- Với T1> T2 > ….> Tn, ta có:

Để đưa về bài toán chuẩn đề xuất cấu trúc bộ điều khiển có dạng PI

Các tham số của bộ điều khiển tìm được là :

TI = T1 ;

- Bù 2 hằng số thời gian lớn nhất T1 và T2: T1, T2 > T3 > ….> Tn

; > 0

Bộ điều khiển PID_MUL:



Các tham số của bộ điều khiển tính được là: TD = T2 ; TI = T1;

Bộ điều khiển PID_ADD :

Các tham số của bộ điều khiển tính được là: ;TI=T1+T2 ;

Cách lựa chọn cấu trúc và tham số cho bộ điều khiển dựa trên phương pháp tối ưu mô đun được tổng hợp trong bảng sau:

Ziegler & Nichol IXác định thông số của bộ điều khiển PID dựa vào đáp ứng bậc thang của hệ hở:Điều kiện để sử dụng phương pháp này này là đối tượng phải ổn định không dao động và ít nhất hàm quá độ của nó cũng phải có dạng chữ S nghĩa là phải tồn tại điểm uốn.

Khi sử dụng phương pháp này nếu T1 mà quá nhỏ thì hệ kín sẽ không ổn đình, khi đó nên chọn phương pháp tối ưu modul hay hằng số thời gian tổng của Kuhn. Bộ điều khiển PID: Gđk(s) = KP.(1+1/(TI.s)+TDs).



Các thông số tra theo bảng sau:

Luật điều khiển Kp TI TD

Luật P T2/(T1K)∞

0

Luật PI 0.9T2/(T1K) T1 /0.30

Luật PID 1.2T2/(T1K) 2T1 0.5T2

3.6.2. Tổng hợp bộ điều chỉnh lưu lượng của hệ thống cân cấp liệu và lưu lượng máy nghiền

Cân DOSIMAT R2A01

Dùng phương pháp tối ưu modul

Wdt=

Với Kdt=1.1 và T=8Dùng bộ điều khiển PIVới =8 và Kdt=1.1

Suy ra bộ điều khiển PI có Kp=0.45 và Ti= =8 → =0.45/8=0.05625



Hiệu chỉnh thông số bộ PI bằng cách tăng Kp =1 để cho đáp ứng trở lên nhanh hơn

khi đó = 1/8=0.125

Ta được đường đặc tính như sau:

Nhận xét: Đáp ứng đầu ra của vòng điều khiển được thiết kế bằng phương pháp tối ưu môdul có thời gian quá độ là khoảng 20s và không có quá độ điều chỉnh.Bộ điều khiển đạt yêu cầu

Cân DOSIMAT R2B01


Wdt=


Suy ra bộ điều khiển PI có Kp=0.42 và Ti= =9 → =0.42/9=0.0467

Hiệu chỉnh thông số bộ PI bằng cách tăng Kp =1 để cho đáp ứng trở lên nhanh hơn

khi đó =1/9=1.11





Cân Đá Vôi


Wdt=


Suy ra bộ điều khiển PI có Kp=0.33 và Ti= =18→ =0.33/18=0.0183

Hiệu chỉnh thông số bộ PI bằng cách tăng Kp =1.5 để cho đáp ứng trở lên nhanh hơn

khi đó =0.09





Cân Đá Sét


Wdt=

Với Kdt=1.5 T=20 và t=2(s)Dùng bộ điều khiển PIVới =22 và Kdt=1.5

Suy ra bộ điều khiển PI có Kp=0.3 và Ti= =22→ =0.3/22=0.013

Hiệu chỉnh thông số bộ PI bằng cách tăng Kp =1.5 để cho đáp ứng trở lên nhanh hơn

khi đó =0.075




Nhận xét: Đáp ứng đầu ra của vòng điều khiển được thiết kế bằng phương pháp tối ưu môdul có thời gian quá độ là khoảng 25s và không có quá độ điều chỉnh.Bộ điều khiển đạt yêu cầuSuy ra sơ đồ simulink của bốn cân cấp liệu như sau:




Tổng hợp bộ điều khiển lưu lượng máy nghiềnHệ biến tần và máy nghiền có hàm truyền dạng là một khâu quán tính bậc nhất có trễ

Wmn=

Trong đó: Hệ số khuếch đại Kdt=1.3 Hằng số thời gian T=300

Hằng số thời gian trễ t=30 s

Mô hình simulink của đối tượng



Đường đặc tính của đối tượng

Áp dụng phương pháp Ziegler & Nichol I

Ta xác định được từ đồ thị K=1560,T1=60,T2=490



Áp dụng luật điều khiển PI ta có được Kp=0.9T2/(T1K)=0.9x480/(60x1580)=0.0045Ti=0.3T1=18 Suy ra Ki=Kp/Ti=0.025Mô hình simulink điều khiển lưu lượng máy nghiền

Đường đặt tính của mô hình

Nhận xét: Đáp ứng đầu ra của vòng điều khiển được thiết kế bằng phương pháp Ziegler & Nichol I có thời gian quá độ là khoảng 2000s và có thể coi như không có quá độ điều chỉnh vì quá độ nhỏ Bộ điều khiển đạt yêu cầu.



CHƯƠNG IVTHIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

CẤP LIỆU MÁY NGHIỀN

4.1 Giới thiệu phần mềm WINCC4.1.1 Tổng quan về Wincc

WinCC (Window control center) là một hệ thống phần mềm điều khiển giám sát công nghiệp, có tính kỹ thuật và hệ thống màn hình hiển thị đồ họa để điều khiển các nhiệm vụ đặt ra trong sản xuất và tự động hóa quá trình. Hệ thống này có chứa những module chức năng tích hợp công nghiệp cho hiển thị đồ họa, thông báo, lưu trữ và báo cáo. Nó là một trình điều khiển mạnh, nhanh chóng cập nhật các hình ảnh của quá trình quan sát, và các chức năng lưu trữ an toàn bảo đảm một tính lợi ích cao.

WinCC còn có giao diện mở cho các giải pháp của người dùng. Những giao diện này co thể tích hợp trong những giải pháp tự động hóa phức tạp, các giải pháp cho hệ thống mở. Sự truy cập tới nơi lưu trữ dữ liệu tích hợp bởi các giao diện chuẩn ODBC và SQL. Sự lồng ghép những đối tượng và các văn bản được tích hợp bởi OLE2.0 và OLE Custom Controls (OCX). Những cơ chế này làm cho WinCC là một đối tác dễ hiểu, dễ truyền tải trong môi trường Windows.4.1.2 Các loại Project trong WinCC

Client: được gán cố định cho một server trong multi-user project. Client có thể được sử dụng trong multi-user project hoặc trong một hệ thống phân tán.

Multi-client: đối với WinCC V6.0, một multi-client có thể truy cập tối đa 6 server.

Server: server của một multi-user project với client và các multi-client. Một đôi redundant server dùng để dự phòng sự cố có thể như một server.

a) Single-user Project là một trạm vận hành đơn cuối cùng. Tạo cấu hình, vận hành, cũng như kết nối bus quá trình và lưu trữ dữ liệu của project được thực hiện trong máy tính này.b) Multi-User Project

Một Multi-User project có đặc điểm cấu hình điểm nhiều client và một server. Tất cả chúng làm việc trong cùng một project. Tối đa 16 client được truy nhập vào một server. Cấu hình có thể đặt trong server hoặc trong một vài client. Dữ liệu của project là các hình ảnh (picture), các tag, mục lưu trữ dữ trữ trong server và cung cấp cho các client. Server được kết nối với bus quá trình và dữ liệu quá trình được xử lý ở đây. Việc vận hành hệ thống được thực hiện từ các client.c) Multi-Client Project

Multi-User Project là một loại project mà có thể truy nhập vào nhiều server. Các server được liên kết có project của riêng chúng. Cấu hình project của server được thực hiện trong server hoặc trong client, cấu hình multi-client.

Một multi-client có thể truy nhập tối đa 6 server. Có nghĩa là dữ liệu của 6 server có thể được giám sát và điều khiển trên một màn hình multi-client.4.1.3 WinCC Explorer

Xuất hiện khi khởi động WinCC. Tất cả các phần của WinCC đều được khởi động từ đây. Từ cửa sổ WinCC Explorer có thể truy nhập vào tất cả các thành phần mà



một project giao diện người máy cần có cũng như việc xây dựng cấu hình cho các thành phần riêng rẽ đó.WinCC Explorer cung cấp các thông tin về các mục dưới đây:

Chức năng của WinCC Explorer Kiến trúc của WinCC Explorer Các editer chuẩnWinCC Explorer gồm tất cả các chức năng quản lý hệ thống của WinCC. Tại

đây ta có thể đặt cấu hình (computer,tag…) và khởi động module Run-time.Nhiệm vụ của WinCC Explorer:

Tạo một project mới Đặt cấu hình trọn vẹn Gọi và lưu trữ project Quản lý project: mở, lưu, di chuyển và copy Chức năng ấn bản mạng cho nhiều người sử dụng (Client-Server

Inviroment) Trình bày (thể hiện) cấu hình dữ liệu Điều khiển và đặt cấu hình cấp bậc cho các picture /kiến trúc hệ thống,

chẳng hạn như bằng cách thể hiện cây thư mục Cài đặt thông số tổng thể như ngôn ngữ, hệ thống / đường dẫn người

dùng Đặt cấu hình cho vị trí các chức năng đặc biệt của người dùng Lưu trữ các tài liệu phản hồi (feedback documentation) Lập báo cáo trạng thái của hệ thống Chuyển đổi giữa chạy thực và đặt cấu hình Thử các module như mô phỏng khi chạy ( simulation), trợ giúp hoạt

động đặt cấu hình dữ liệu, chuyển đổi các picture, thể hiện trạng thái và tạo thông báo

Quản lý dữ liệu: cung cấp các hình ảnh quá trình (bộ đệm) với các giá trị của tag theo những cách sau: Theo chu kỳ Chu kỳ với sự thay đổi

Một project của WinCC chứa 3 thành phần chính: Computer: Quản lý tất cả các trạm vận hành (WorkStatiion) và trạm chủ

(Server) nằm trong project Tag Managerment: Là kh vực quản lý tất cả các kênh, các quan hệ logic,

các biến nội (Internal tag), biến ngoài (External tag), biến quá trình (tag process) và các nhóm tag (tag groups)

Data type: Chứa các loại dữ liệu được gán cho các tag và kênh khác nhau.

4.1.4 Tag và TagGroupTrong phần mềm WinCC có một khái niệm quan trọng cần phải nắm vững khi

xây dựng một hệ thống điều khiển giám sát là khái niệm về Tag và Tag Groups. Tag thực ra là một thành phần trung gian cho việc truy nhập các giá trị quá trình. Trong một project thì Tag chỉ mang một tên duy nhất và một loại dữ liệu duy nhất. Các Tag này được gán bởi các mối quan hệ logic, các mối liên hệ được định rõ bởi kênh phân



phối các giá trị quá trình tới các Tag sử dụng tại các điểm nối. WinCC Tags chứa trong một cơ sở dữ liệu của một project rộng. Sau khi chạy WinCC thì tất cả các Tag đều được tải vào và tương ứng với cấu trúc Runtime được dựng lên.Tag Groups được dùng để tổ chức các Tag thành các cấu trúc. Tất cả các Tag đều có thể được tổ chức trong các nhóm Tag nhằm làm tăng sự rõ ràng của project. WinCC Tags mô tả một dạng dữ liệu thành phần duy nhất trong một project và những luật cho phép truy cập dữ liệu này. Nói chung, dữ liệu quản lý phân biệt hai loại Tag:

Internal Tag (Tag trong): Là các khối nhớ trong WinCC được phân chia theo chức năng như một PLC thực. Chúng có thể được tính toán và chỉnh sửa trong WinCC và không có địa chỉ trên lớp PLC.

External Tag (Tag ngoài): Gán các địa chỉ và kết nối trong các lớp PLC. Trong loại Tag này có một khung đặc biệt được gọi là dữ liệu thô (Raw Data Tag-RDT). Từ một quan điểm chung, dữ liệu thô phù hợp với một dạng khung dữ liệu thông báo trên mức vận chuyển. RDT không hiển thị được trong Graphics Designer, chúng chỉ được sử dụng trong các ứng dụng khác của WinCC như: Tag Logging và Global Scrips. Trong Driver truyền thông “SIMATIC S7 Protocol Suite” có 4 loại RDT:

RDT-EVENT: Event Processing RDT-ARCHIV: Action Data Connection RDT-BSEND: Sending/Receiving a data block RDT-S7PDV: Transparent communication

4.1.5 Các trình soạn thảo và đối tượng chuẩn của WinCC4.1.5.1 Graphic Designer

Graphics Designer được sử dụng để tạo ra hình ảnh của quá trình. Nó có đặc điểm sau:

Dễ sử dụng, giao diện đơn giản với công cụ và các bảng màu đồ họa Cấu hình sắp xếp hợp lý với các thư viện icon và các đối tượng thích hợp Mở ra giao diện cho các đồ họa quan trọng và cung cấp giao diện OLE 2.0 Hành vi động của các đối tượng ảnh có thể cấu hình được với hỗ trợ từ một

trình trợ giúp (Dynamic Wizard) Các liên kết tới các chức năng phụ nhờ cấu hình script mạnh Các liên kết tới các đối tượng đồ họa mà người sử dụng có thể tạo ra

Graphics Designer chứa các mục sau:1. Các bảng và thanh công cụ phục vụ cho thao tác với Graphics Designer :

Menu Bar Palette chuẩn Thanh trạng thái Thanh lớp

2. Các Palette để tạo và sửa các đối tượng đồ họa: Palette màu Palette đối tượng Palette kiểu Palette về sắp xếp Palette về phóng to, thu nhỏ hình Palette front



3. Bảng đối tượng Các đối tượng chuẩn (Standard Oject): Baogồm: Đường thẳng, hình đa giác,

đường gấp khúc, elip, đường tròn, hình chữ nhật… Các đối tượng thông minh (Smart Object): Gồm các đối tượng nhúng

Ứng dụng Window (Application Window): Là những đối tượng thông báo hệ thống (Alarm Logging), lưu trữ hệ thống (Tag Logging), báo cáo hệ thống (Print jobs). Application Window mở ra những cửa sổ ứng dụng và quản lý nó để hiển thị và vận hành

Điều khiển nhúng và liên kết đối tượng (OLE control): Sử dụng OLE control để cung cấp các công cụ Window (nút bấm, hộp lựa chọn…). Các thuộc tính của nó được biểu thị trong cửa sổ “Object Properties” và tab “Event”.

Trường vào/ra (I/O Field): Sử dụng như một trường vào hoặc ra hoặc cả vào lẫn ra.Các dạng dữ liệu cho phép sử dụng với I/O Field:

Bar: Thuộc tính của nó ảnh hưởng đến sự xuất hiện và tính năng của nó. Nó thể hiện các giá trị bằng đồ thị có quan hệ với giới hạn cao, thấp hoặc hoàn toàn chỉ là miêu tả bằng đồ họa phối hợp thể hiện những giá trị với tỷ lệ do người sử dụng định trước.

Hiển thị trạng thái (Status Display) Sử dụng để thể hiện bất kỳ con số của những trạng thái khác nhau nào. Cho phép thực hiện hiển thị động bằng cách nối nó với giá trị của tất cả các Tag tương ứng với những trạng thái khác nhau.

Danh sách văn bản (Text List): Sử dụng Text List để đưa giá trị cho văn bản. Nó có thể sử dụng như một danh sách vào (vào là danh sách, ra là gia trị) hoặc danh sách ra (vào là giá trị, ra là danh sách) hoặc phối hợp danh sách/văn bản. Dạng số liệu là thập phân, nhị phân hoặc bit dữ liệu đều có thể sử dụng

Các đối tượng của Window (Window Object): Nút bấm (Button): Sử dụng để điều khiển sự kiện quá trình. Nó có

hai trạng thái ấn xuống và không ấn. Liên kết tới quá trình bằng cách thực hiện các thuộc tính động tương ứng.

Hộp thử (Check-Box): Nó được sử dụng khi mà có nhiều sự lựa chọn bằng cách kích lên từng trường hợp mà người sử dụng cần. Cho phép liên kết mềm dẻo với quá trình bằng cách thực hiện những thuộc tính động tương ứng.

Nhóm lựa chọn (Option Group): Tương tự như Check –Box nhưng ở đây là lựa chọn đơn.

Nút tròn (Round Button): Là một công cụ giống như Button phục vụ cho vận hành sự kiện quá trình.

Slider: Là công cụ điển hình chuyển động phục vụ cho điều khiển quá trình. Phạm vi điều chỉnh nằm giữa giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất. Có thể thiết lập một sự kiện tới quá trình bằng cách thực hiện những thuộc tính động tương ứng.



4.1.5.2 Tag LoggingTag Logging chứa các hàm để lấy dữ liệu từ các quá trình đã thực hiện và

chuẩn bị dữ liệu để hiển thị và lưu trữ. Nó có thể mang lại ý nghĩa công nghệ và kỹ thuật liên qua tới trạng thái vận hành hệ thống.Tag Logging được chia thành:

Cấu hình hệ thống (Tag Logging Configuration system/Tag Logging CS): Tất cả các đặc tính cần thiết cho lưu trữ và hiển thị đều được gán dữ liệu bằng “Tag Logging Configuration System”. Những đặc tính này phải được tạo ra và chuẩn bị trước khi khởi động chạy thực hệ thống.

Chạy thực hệ thống (Tag Logging Runtime/Tag Logging RT): Chấp nhận dữ liệu đã đặt và liên kết chúng với những đặc tính đã được chỉ định và chuẩn bị cho lưu trữ và hiển thị.

Tag Logging có 2 thành phần: Timer

Timer thu nhận: Là khoảng thời gian mà các giá trị được Tag Logging copy từ hình ảnh quá trình của bộ quản lý dữ liệu(Data Manager).

Timer lưu trữ : Là khoảng thời gian mà dữ liệu được nạp vào vùng lưu trữ. Bộ định thời lưu trữ luôn luôn là một số nguyên lần bộ định thời thu nhận được thiết lập.

Archives Lưu trữ dữ liệu quá trình (Process Value Archive) Lưu trữ dạng nén (Compressed Archive) Lưu trữ của người sử dụng (User Archive)

Lưu trữ dữ liệu quá trình:Các giá trị của quá trình được thu nhận về môi trường WinCC để xử lý tính

toán thông qua các mối liên hệ logic là các Tag quá trình. Mỗi một thành phần lưu trữ nhận các Tag của quản lý dữ liệu. Mỗi liên kết giữa giá trị quá trình và lưu trữ được hình thành khi lưu trữ mà người sử dụng tạo ra được nối với một Tag.Lưu trữ dạng nén:

Lưu trữ dạng nay nén dữ liệu và phối hợp các số liệu một cách hiệu quả. Theo cách này các giá trị đo có thể được thu thập trực tiếp và được sao chép ngay sau dó. Loại lưu trữ này cho phép lưu trữ lâu dài tất cả các kiểu Tag khác nhau mà Tag Logging sử dụng.Lưu trữ của người sử dụng:

Bất kỳ số lượng Tag do người sử dụng tạo ra đều được nạp vào trong “User Archive”. Vì lí do đó mà người dùng có thể đưa vào phương pháp làm việc hay phương pháp làm việc hay phương pháp thay đổi nào đó sau đó nạp chúng vào trong “User Archive” và nếu cần thiết thì thông qua chúng liên kết với PLC. Ngoài ra lưu trữ của người dùng còn được sử dụng để thu nhận “charge data” (là tổng hợp của các thông báo, dữ liệu quá trình và các giá trị đặt cho mỗi phần sản phẩm). Loại lưu trữ này được tổ chức thành các bảng riêng rẽ trong cơ sở dữ liệu trừ cột đầu tiên của bảng ( có kiến trúc hoàn toàn tự do). Mỗi lưu trữ của người dùng phải có một tên riêng biệt. Truyền thông giữa PLC và WinCC được thực hiện do cấu trúc bức điện phù hợp với quy ước rõ ràng theo kiến trúc của chúng.



4.1.5.3 Report Designer Cung cấp các chức năng cho việc đào tạo và in các báo cáo. Bao gồm: Trình soạn thảo tạo các báo cáo theo trang (Page layout) Trình soạn thảo tạo các báo cáo theo dòng (Line layout)WinCC cung cấp những hộp thoại cho phép lựa chọn cấu hình của dữ liệu được in

ra trong báo cáo. Những hộp thoại này được sắp xếp theo nhưng ứng dụng của chúng: Scripts trong Graphics Designer Alarm Logging CS Alarm Logging Runtime WinCC Explorer Global Scripts Tag Logging CS Tag Logging Runtime Text Library User Administrator

Đối với việc in báo cáo, bạn phải đặt thời gian in, và môi trường in, hệ thống cung cấp các lựa chọn có thể sau:

In được khởi động bởi người sử dụng (Print start by user) Tại một điểm đã được chọn trước (At a preselected time) Chu kỳ in (Cyclic output) In ra màn hình (Output to the screen) In ra một máy In đã được chọn trước (Output to a preselected printer) In vào một file (Output to a file) Output to a page area

4.1.5.4 Alarm –LoggingBộ soạn thảo “Alarm Logging” chịu trách nhiệm nhận và lưu trữ các thông báo

(message).Nó có các chức năng để nhận các thông báo từ các quá trình, và để chuẩn bị, hiển thị, chấp nhận và lưu trữ chúng:Alarm Logging được chia thành 2 phần: Hệ thống cấu hình và hệ thống thời gian thực.

Nhiệm vụ của hệ thống cấu hình Alarm Logging(ALGCS): sử dụng hệ thống cấu hình Alarm Logging (ALGCS) đểtạo cấu hình các thông báo sao cho chúng đạt được hệ thống trong thời gian thực mà bạn mong muốn.

Nhiệm vụ của hệ thống thời gian thực Alarm Logging (ALGRT): nhận thông báo và chấp nhận lời thông báo. Nó chuẩn bị thông báo để hiển thị và lưu trữ

4.2. Xây dựng chương trình giám sát4.2.1. Tạo dự án Project.Nhấn Start>Simatic>WinCC>WinCC V6.0>File>New>Single user project>Ok



Hộp thoại Create a new project xuất hiện đặt tên cho dự án trong khung Project name là DATN

4.2.2. Tạo Tag và Group Tags.Ta thiết lập các biến cho tốc độ quay động cơ của các cân cấp liệu, tốc độ quay

của động cơ máy nghiền và lưu lượng của các thành phần (đá sét, đá vôi, quặng sắt, boxit) có kiểu dữ liệu Unsigned 16-bit value

Và các biến cảnh báo lưu lượng của các thành phần trên và lưu lượng vào máy nghiền kiểu dữ liêu Unsigned 8-bit value.

4.2.3. Xây dựng màn hình công nghệ.Tạo file hình ảnh Main_ScreenTrên cửa sổ Wincc explorer, nhấp chuột phải vào mục Graphics Designer từ cửa sổ menu nhấp chọn New picture bên cửa sổ bên trái xuất hiện file Newpdl0.pdl đổi tên



thành Main_Screen bằng cách nhấp chuột phải chọn Rename picture hộp thoại new name xuất hiện và đổi thành Main_Screen.

Vào cửa sổ Graphics designer

Trên thanh công cụ vào nhấn vào mục View>Library trên hộp thoại Library nhấp đúp vào mục Global Library ta được hình ảnh các thiết bị và chỉ cần nhấp giữ chuột phải và di chuyển ra màn hình giao diện. Tạo nút nhấn:Từ bảng đối tượng Object Palette nhấp dấu cộng chọn Windows Object chọn Button và di chuyển con trỏ ra vị trí cần thiết. Khi thả chuột, hộp thoại Button Configuration xuất hiện.Và chúng ta đặt tên cho nút bấm vào khung mục text.

Cũng trên bảng Object Palette chọn Smart chọn I/O –Field để tạo ra ô hiện ra thông số của các đối tượng thiết bị cần giám sát.

4.2.4. Tạo thuộc tính Tag Logging.Trên màn hình wincc explorer >Taglogging.Nhấp chuột phải vào Archives chọn mục Archive Winzard >Next và chọn đến các tag cần biểu diễn trên đồ thị.



Tiếp đó ta vào mục Graphics designer tạo màn hình biểu đồ. Lấy biểu đồ bằng cách nhấp vào Object Palette>Smart object>Control>Wincc online trend control>Ok.Sau đó nhấp chuột vào biểu đồ ta được hộp thoại chọn Selection và chọn đường dẫn tới tag cần biểu diễn.Và được màn hình như hình vẽ phần sau.

4.2.5. Tạo thuộc tính Alarm LoggingTrên màn hình Wincc explorer>Alarm Logging>Massage block khai báo các

thông báo và vị trí báo rồi chọn đến Tag của biến cần giám sát.

Trở lại màn hình wincc explorer >Graphich designer.Tạo picture có tên Cảnh báo.Nhấp vào picture Cảnh báo lấy bảng thông số cảnh báo bằng cách nhấp chuột vào Object Palette>Smart Object>Control>Wincc Alarm Control>Ok. Ta được bảng thông báo biểu hiện tình trạng hoạt động của thiết bị và vị trí đang báo.



4.3. Quy trình vận hành Màn hình sơ đồ công nghệ

Trên màn hình vận hành chính nhấn nút thì sẽ đưa ra màn hình chọn các chế độ cài đặt cho các cân.



Trong đó :

Nút có ý nghĩa đặt năng suất cho thiết bị từ phòng điều hành trung tâm, điều chỉnh tốc độ động cơ qua bộ điều khiển PID.

Nút có ý nghĩa đặt năng suất cho thiết bị tại tủ điều khiển tại công trình, điều chỉnh tốc độ động cơ qua bộ điều khiển PID.

Nút có ý nghĩa đặt trực tiếp tốc độ động cơ cho thiết bị và không qua bộ điều khiển PID

Nhấn phím ta được bảng cài đặt các thông số của cả hệ thống gồm cài đặt các thông số cân đá sét ,cân đá vôi , cân R2A01, cân R2B01 và máy nghiền R2M01 Màn hình cài đặt thông số hệ thống



Nhấn phím thì ta được bảng cài đặt thông số của cân đá vôi:

Trong đó các nút -0.05% và +0.05% dùng để tự động điều chỉnh cân âm hay dương 0.05%.Mỗi lần nhấn thì sẽ tự động điều chỉnh tham số của cân âm hay dương 0.05% từ đó đưa ra hệ số mới cho cân trên cơ sở của hệ số cũ(mặc định cân đúng với hệ số điều chỉnh hệ số cũ).

Với việc cài đặt các nút Kp,Ti,Deadbank thì người vận hành sẽ nhập thông số bộ điều khiển để đưa về điều khiển các đối tượng điều khiển.Trong đó

Kp : là thành phân P của bộ điều khiển PITi : là thành phần I của bộ điều khiển PIDeadbank : là dải chết của bộ điều khiển mà tại điểm năm trong dải chết thì bộ

điều khiển không còn tác động đến đối tượng điều khiển.Nhấn nút “Back” để trở lại màn hình cài đặtTrên màn hình cài đặt nhấn nút “ Thoát ” để trở về màn hình vận hành chính.Làm tương tự với màn hình cài đặt của các cân còn lại và máy nghiền.



Nhấn phím sẽ đưa ra màn hình cài đặt thông số của cân đá sét như hình sau:

Nhấn nút thì sẽ hiện ra màn hình cài đặt của cân DOSIMAT R2A01 như hình sau:



Nhấn nút thì sẽ đưa ra màn hình cài đặt thông số của cân DOSIMAT R2B01như hình sau:

Nhấn nút thì sẽ đưa ra màn hình cài đặt thông số của máy nghiền R2M01:



` Trên màn hình nhấn nút sẽ đưa đưa ra màn hình hiện thị toàn bộ thông số của hệ thống cân cấp liệu và máy nghiền(bao gồm năng suất đặt, năng suất thực, sai số và tốc độ quay của động cơ..).



Nhấn nút trên màn hình vận hành chính ta được màn hình biểu diển lưu lượng của từng cân cấp liệu và máy nghiền theo thời gian.

Nhấn nút trên màn hình vận hành sẽ hiện ra màn hình cảnh bảo của từng cân cấp liệu và máy nghiền .Nhìn vào bảng thông báo đó ta biết được thành phần nào trong các thành phần(đá vôi, đá sét, quặng sắt, bôxit) thành phần nào thiếu thành phần nào vượt quá mức đặt.



KẾT LUẬNNgày nay lý thuyết điều khiển tự động đã có nhưng bước tiến vượt bậc và được

ứng dụng rộng rãi trong các quá trình công nghệ trong các ngành công nghiệp.Trong những ứng dung của lý thuyêt điều khiển vào thực tế, bài toán ổn định

lưu lượng liệu cấp cho máy nghiền nguyên liệu trong công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch là một trong nhưng bài toán điển hình.

Việc tìm hiểu một hệ thống cấp liệu này rất phước tap, hơn nữa các tham số của hệ thống lại không biết được, nhưng nhờ vào lý thuyết điều khiển và điều khiển quá trình đã phần nào làm rõ được hoạt động của hệ thống.Nhờ có công cụ của Matlab&Simulink đã giúp chúng em có nhưng cái nhìn trực quan trong việc mô phỏng lại hệ thống cấp liệu máy nghiền. Trong quá trình làm đồ án thì chúng em gặp nhiều khó khăn về tìm hiểu công nghệ, cách thức hoạt động và quá trình điều khiển.Nhờ sự hướng dẫn của thầy hướng dẫn và nỗ lực của nhóm chúng em cũng đã mô phỏng được hệ thống cấp liệu máy nghiền

Có thể nói qua quá trình làm đồ án này, chúng em mới thấy được ứng dụng lý thuyết điều khiển vào thực tế là rất đa dạng và phong phú, nó giup cho chúng em phân tích và tìm hiểu kỹ hơn về các hệ thống trong công nghiệp, sau đó đưa ra những phương án điều khiển thích hợp, đặc biệt là bài toán đã nêu. Tuy nhiên do điều kiện và khả năng chúng em còn hạn chế, nên chắc chắn đồ án này không thể không có những thiếu sót, vậy chúng em rất mong được sự góp ý của các thầy giáo, cô giáo để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, nhóm chúng em bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo TS Nguyễn Văn Hòa đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đồ án này.

Hà nội ,ngày 29 tháng 5 năm 2010 Nhóm sinh viên Nguyễn Khả Hoan Phạm Trung Thành



TÀI LIỆU THAM KHẢO[1] Cơ sở tự động điều khiển quá trình – Nguyễn Văn Hòa, Nhà xuất bản giáo dục

2007

[2] Lý thuyết điều khiển tuyến tính – Nguyễn Doãn Phước, Nhà xuất bản khoa học kỹ

thuật 2000

[3] Cơ sở hệ thống điều khiển quá trình – Hoàng Minh Sơn, Nhà xuất bản Bách Khoa

2006

[4] Giáo trình sản xuất xi măng – FLSMIDTH & Hoàng Thạch


ng hien lieu

Documents