Trong lịch sử hoạt động của mình, Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - Vinacomin đã từng thành lập Phòng Tự động hóa. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khác nhau, phòng Tự động hóa đã giải thể năm 2002, các bộ phận của phòng được sáp nhập vào các đơn vị khác trong Viện. Lĩnh vực Điện - Tự động hóa trong Viện vẫn hoạt động xong với quy mô nhỏ và phân tán.
HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) Đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị điện phòng nổ phục vụ khai thác than hầm lò TS Đỗ Trung Hiếu 1, *, ThS Phạm Văn Hiếu Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ Giới thiệu chung Những kết đạt Trong lịch sử hoạt động mình, Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - Vinacomin thành lập Phịng Tự động hóa Tuy nhiên, nhiều nguyên nhân khác nhau, phòng Tự động hóa giải thể năm 2002, phận phòng sáp nhập vào đơn vị khác Viện Lĩnh vực Điện - Tự động hóa Viện hoạt động xong với quy mô nhỏ phân tán Trong giai đoạn gần đây, với phát triển mạnh mẽ KH&CN, giới nói chung Việt Nam nói riêng quan tâm đến cách mạng cơng nghiệp lần thứ Ngành Than - Khống sản khơng nằm ngồi xu đó, Tập đồn TKV đẩy mạnh thực chương trình “3 hóa” tất lĩnh vực hoạt động SXKD, đặc biệt khai thác than hầm lò Đứng trước yêu cầu, đòi hỏi thực tiễn, ngày 01/01/2020, Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - Vinacomin định thành lập Trung tâm Tự động hóa (T5) với hạt nhân phịng Điện - Tự động hóa Kiểm toán lượng thuộc Trung tâm Thử nghiệm - Kiểm định Tự động hóa (T2) số kỹ sư điện - tự động hóa, cơng nghệ thơng tin tập hợp từ phận khác Viện Do vậy, nói hình thành xong Trung tâm Tự động hóa thừa hưởng nhiều kinh nghiệm lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế chế tạo triển khai lắp đặt thiết bị điện - tự động hóa phục vụ ngành mỏ, sản phẩm Trung tâm kế thừa phát triển từ kết chung Viện từ nhiều năm Việc tái lập Trung tâm Tự động hóa, thể bước đắn mục tiêu phát triển Viện bền vững, gắn với phát triển chung ngành Tập đồn Cơng nghiệp Than Khống sản Việt Nam 2.1 Kết nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ Ngay từ Tập đồn TKV có Quyết định số 2394/QĐ-TKV ngày 28/12/2018 phê duyệt “Đề án ứng dụng THH-TĐH Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam giai đoạn đến 2020, giai đoạn 2021-2025, tầm nhìn đến 2030”, cán Phịng Điện - Tự động hóa Kiểm toán Năng lượng trước Trung tâm Tự động hóa tích cực đề xuất tham gia chủ trì nhiều nhiệm vụ nghiên cứu khoa học cấp Các nhiệm vụ nghiên cứu thuộc lĩnh vực Điện - Tự động hóa hầu hết có hàm lượng khoa học tính ứng dụng thực tiễn cao Chỉ tính 03 năm (2018-2020), năm Trung tâm Tự động hóa chủ trì tham gia thực 5-6 nhiệm vụ nghiên cứu với kinh phí hàng chục tỷ động, vươn lên thành trung tâm có khối lượng nghiên cứu lớn toàn Viện Một số nhiệm vụ nghiên cứu tiêu biểu mà trung tâm thực gồm: (1) Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, tích hợp trung tâm điều khiển giám sát Nhà máy sàng tuyển than Vàng Danh 2” thuộc dự án KH&CN cấp quốc gia Viện chủ trì thực hiện; (2) Dự án SXTN “Sản xuất thử nghiệm số tủ điện điều khiển - giám sát thiết bị sử dụng khai thác hầm lò” cấp BCT; (3) Đề tài “Thiết kế chế tạo khởi động mềm trung (610kV, cơng suất đến 1000kW) phịng nổ dùng mỏ than hầm lò” cấp TKV; (4) Dự án SXTN “Hoàn thiện thiết kế, chế tạo nội địa hóa áp dụng thử nghiệm giải pháp tự động hóa tuyến vận tải băng tải mỏ than hầm lò” cấp TKV; (5) Đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống làm mát cưỡng khơng khí cho biến tần phòng nổ sử dụng cho mỏ than hầm lò” cấp TKV; (6) Đề tài “Nghiên cứu thiết 214 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống quản lý giám sát điều khiển từ xa thẻ wifi phòng nổ nhằm phục vụ: giám sát tình trạng thiết bị, kiểm sốt tình trạng thợ mỏ, đo lường điều khiển từ xa dựa mạng tốc độ cao Ethernet wifi phòng nổ” cấp TKV 2.2 Kết triển khai áp dụng vào sản xuất Bên cạnh công tác nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ, cán cán Trung tâm T5 phát huy triển khai thương mại hóa hàng loạt sản phẩm điện - tự động từ kết đề tài nghiên cứu, sản phẩm mang lại nguồn thu nhập đóng góp doanh thu đáng kể cho Viện (khoảng 15%), điển hình sản phầm khởi động mềm trung, hạ thế; tủ điều khiển phòng nổ; thiết bị mạng - wifi phòng nổ; camera phòng nổ; cắt liên động phịng nổ thiết bị khởi động mềm trung 6kV phòng nổ mang lại nhiều doanh thu cao nhất, khoảng 20 tỷ đồng, sau thiết bị tủ điều khiển phòng nổ ~6 tỷ đồng, khởi động mềm hạ phòng nổ ~5,5 tỷ đồng, camera phòng nổ ~2 tỷ đồng, bàn điều khiển tời trục hầm lò ~1,6 tỷ đồng Các sản phẩm Trung tâm phát triển yếu tố chất lượng đồng thời hướng tới tính cao cấp, tích hợp số giải pháp truyền thơng đại kết nối với hệ thống điều khiển giám sát tập trung toàn mỏ để nâng cao hiệu sử dụng thiết bị giảm chí phí đầu tư hạ tầng mạng thơng tin mỏ hầm lị • Một số sản phẩm điện phịng nổ thương mại hóa thành cơng a Bộ khởi động mềm trung phòng nổ IEMMMVS-6000/200 (400): Tủ khởi động mềm trung 6kV, tiêu chuẩn phòng nổ Exd[ia]I cho động băng tải, bơm nước, quạt thơng gió hầm lị, bao gồm: cơng-tắc-tơ đầu vào 7,2kV-400A, Bộ khởi động mềm 6,9kV180A/360A, Contactor bypass 7,2kV-400A, Biến dòng đo lường, Cảm biến đo lường điện áp đầu vào đầu điện tử 7,2kV, Bảo vệ dịng rị Tín hiệu điều khiển: tín hiệu điều khiển từ xa, giám sát trạng thái từ xa an toàn tia lửa Ex ia I Sản phẩm hợp tác với hãng Rockwell Automation - Mỹ Địa áp dụng: Công ty CP than Mông Dương - TKV, Công ty than Thống Nhất - TKV, Cơng ty than Hịn Gai - TKV b Bộ khởi động mềm hạ phòng nổ IEMMLVS-660(1140) Tủ khởi động mềm hạ 660/1140V loại phòng nổ Exd[ia]I cho động băng tải, bơm nước, quạt thơng gió hầm lị, bao gồm: cầu dao đảo chiều, Bộ khởi động mềm Tín hiệu điều khiển: tín hiệu điều khiển từ xa, giám sát trạng thái từ xa an toàn tia lửa Ex ia I Sản phẩm hợp tác với hãng Rockwell Automation - Mỹ Địa áp dụng: Công ty than Mạo Khê - TKV, Công ty than Hòn Gai - TKV c Bộ biến tần phòng nổ VCKINV-Ex-660/* - Kiểu phòng nổ Exd[ia]I cho động máy mỏ hầm lị: Cơng suất tối đa 350kW, Điện áp định mức: 660690V AC (-15%,+5%), pha 50Hz; Điện áp ngõ (V): 0~ điện áp ngõ vào; Tần số ngõ (Hz): 0~400Hz (tùy chọn cao hơn); Chế độ điều khiển: V/F control, Sensorless vector (SVC), Torque control - Chế độ khởi động: Chế độ khởi động vô cấp; Có thể chuyển sang chế độ khởi động trực tiếp biến tần bị lỗi (khởi động công-tắc-tơ) - Địa áp dụng: Cơng ty than Hịn Gai –TKV 215 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HĨA (MEAE2021) - Địa áp dụng: Công ty Than Hạ Long - TKV, Công ty Than Thống Nhất - TKV d Tủ điều khiển phòng nổ TĐK-P-I - Mã hiệu: TĐK-P-I-127/24V; - Dạng bảo vệ an tồn: Exd[ia]I; - Nguồn ni : U= 660/127 VAC; f= 50 Hz; - Phần kết nối với ngoại vi đầu vào số: dạng bảo vệ an toàn: Ex ia I; - Bộ điều khiển PLC: Siemens - Đức, Rockwell - Mỹ; - Ứng dụng tự động hóa băng tải, tời trục, bơm nước, cửa gió mỏ hầm lò; - Địa áp dụng: Cơng ty Than Hịn Gai - TKV (Tự động hóa tuyến băng tải), Công ty CP Than Vàng Danh (Điều khiển tự động băng tải), Công ty than Thống Nhất (điều khiển tự động tời cáp chở người), Công ty than Hạ Long - TKV (các hệ thống tời cáp chở người) f Bàn điều khiển tời JK - Điều khiển tự động hệ thống tời trục mỏ giếng nghiêng JK, DKNU, - Sử dụng hệ thống PLC S71200/1500 Hãng Siemens - Đức, hệ thống PLC kép; - Các tiêu kỹ thuật đáp ứng theo QCVN02; - Địa áp dụng: Công ty Than Hạ Long - TKV g Bộ switch mạng mạch vòng Ethernet phòng nổ wi fi hầm lò - Mã hiệu: VCK-SW-Ex-01, VCK-Wi-Ex-01 - Kết cấu vỏ: Exd [ia] I; - Khoảng cách tối đa kết nối tới trạm Ethernet khác: theo giới hạn cáp quang cáp đồng; - Phần nguồn ni máy trạm: 127/660VAC,50/60 Hz - Tín hiệu an toàn tia lửa: Exia I (RS485/422 Ăng-ten wifi); - Cổng truyền thông Ethernet đến thiết bị khác: kết nối đa mạch vòng, tốc độ 100MB, 1GB, 10GB tùy chọn; e Bộ đóng cắt liên động - Mã hiệu: ĐKLĐ-2 - Kết cấu phòng nổ Exd [ia] I; - Điện áp định mức: 1140V/660V/380V±15%; 50 Hz; - Nguồn an tồn tia lửa: Exia I; - Tín hiệu vào liên động: Exia I; - Liên động với đầu đo khí mỏ, thiết bị điều khiển; 216 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) 3.Định hướng giai đoạn tới - Địa áp dụng: Công ty Than Khe Chàm - TKV, Cơng ty Than Hịn Gai - TKV, Cơng ty than Dương Huy - TKV Trong giai đoạn tới, cách mạng công nghiệp lần thứ tiếp tục phát triển mạnh mẽ, kết hợp công nghệ điều khiển, tự động hóa với cơng nghệ thơng tin ngày đại, thúc đẩy phát triển hệ thống thiết bị máy móc ngày thơng minh, đại Đối với thiết bị giới hóa phục vụ đào lò, khai thác, vận tải chế biến than - khống sản khơng nằm ngồi xu hướng Thiết bị giới ngày đại, vận hành hiệu qủa an tồn Chính lý đó, Tập đồn TKV coi việc đại hóa lĩnh vực sản xuất than hầm lị “3 hóa” yếu tố để tăng suất, giảm giá thành, tăng hiệu hoạt động sản xuất khai thác mỏ tương lai h Hệ thống giám sát camera phòng nổ - Mã hiệu: T.CAM, T.CAM-WI - Sử dụng trong: Mỏ than hầm lị Zone 1, Zone - Mơi trường: Áp suất 86~106 KPa, nhiệt độ 45°C~60°C, độ ẩm 95% RH (25°C) - Cấp bảo vệ phòng nổ: Exd I cho loại cáp quang, cáp đồng Ethernets; Exd [ia] I cho loại kết nối không dây WIFI - Nguồn cấp: AC127/24/12V - Kích thước (DxRxC): 440x130x180 - Địa áp dụng: Cơng ty Than Hịn Gai - TKV, Cơng ty Than Dương Huy - TKV, Công ty Than Khe Chàm - TKV, Công ty Than Hạ Long - TKV , Cơng ty than ng Bí - TKV Trung tâm T5 với định hướng chung Viện, tiếp tục phát triển ứng dụng sản phẩm điện điều khiển đặc thù ngành than, đặc biệt thiết bị điện phịng nổ ngồi đáp ứng nhu cầu điều khiển cấp nguồn cịn đáp ứng khả tích hợp liên động điều khiển tập trung, tự động hóa q trình sản xuất khai thác - vận tải chế biến phức hợp, tính yếu tố thiết yếu cấp trường làm sở cho việc phát triển mỏ đại, giảm đáng kể số người quản lý vận hành an toàn, hiệu qủa, tiết kiệm chi phí vận hành Trước mắt Trung tâm tập trung vào nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sản phẩm cụ thể gồm: Biến tần phòng nổ làm mát chất lỏng sử dụng mỏ hầm lị; Máy cắt phịng nổ tích hợp truyền thơng điều khiển giám sát tập trung mỏ hầm lò; Hệ thống điều chỉnh tự động lưu lượng quạt gió cục mỏ hầm lò; Thiết bị giám sát, cảnh báo đứt băng; Thiết bị cảm biến tỷ trọng huyền phù; Hệ thống chẩn đoán lỗi động điện sử dụng công nghệ IoT 217 ... phòng nổ; thiết bị mạng - wifi phòng nổ; camera phòng nổ; cắt liên động phịng nổ thiết bị khởi động mềm trung 6kV phòng nổ mang lại nhiều doanh thu cao nhất, khoảng 20 tỷ đồng, sau thiết bị tủ... đại, thúc đẩy phát triển hệ thống thiết bị máy móc ngày thơng minh, đại Đối với thiết bị giới hóa phục vụ đào lò, khai thác, vận tải chế biến than - khống sản khơng nằm ngồi xu hướng Thiết bị giới... vào nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sản phẩm cụ thể gồm: Biến tần phòng nổ làm mát chất lỏng sử dụng mỏ hầm lị; Máy cắt phịng nổ tích hợp truyền thơng điều khiển giám sát tập trung mỏ hầm lò; Hệ