Đồ án Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất Xi măng Công ty Xi măng Bỉm Sơn

TRƯỜNG ĐẠI HOC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA CƠNG NGHIỆP ====o0o==== BÁO CÁO MƠN HỌC HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA NHÀ MÁY XI MĂNG Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyển sản xuất Xi măng Công ty Xi măng Bỉm Sơn Mã học phần: EE4325 Mã lớp học: 111947 Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Mạnh Tiến Sinh viên thực hiện: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: ĐK&TĐH 03 – K61 MSSV: 20164378 Hà Nội, 09-2019 Lời nói đầu Ngày nay, nhà máy xi măng ngày có quy mơ lớn, u cầu điều khiển tự động cao, tin cậy khả xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ưu Vì việc hiểu biết dây chuyền cơng nghệ, cấu hình hệ thống điều khiển nhà máy Xi măng giúp cho sinh viên hiểu biết sâu kiến thức ngành Tự động hóa tự tin bước qua cánh cổng đại học định hướng ngành nghề cho thân Trong học phần Hệ thống tự động hóa nhà máy xi măng (EE4325) mơn Tự Động Hóa Cơng Ngiệp, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, em TS Nguyễn Mạnh Tiến giao cho đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất Xi măng Công ty Xi măng Bỉm Sơn” Em xin cảm ơn thầy Nguyễn Mạnh Tiến tận tình hướng dẫn em, dạy cho em nhiều kiến thức đề tài môn học kiến thức thực tế khác học phần Hệ thống tự động hóa nhà máy Xi măng Do hạn chế trình độ nên báo cáo cịn nhiều sai sót, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy bạn để đề tài hoàn thiện Hà Nội, ngày 13 tháng 11 năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Mạnh Tuấn SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Mục lục MỤC LỤC Phần I: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn Giới thiệu Công ty Xi măng Bỉm Sơn Công nghệ sản xuất Xi măng VLXD Bỉm Sơn 2.1 Mặt bằng tổng thể dây chuyền sản xuất xi măng 2.2 Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất xi măng: 2.3 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền sản xuất xi măng: Phần II: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn Giới thiệu hệ thống DCS Hệ thống điều khiển phân tán DCS nhà máy xi măng Bỉm Sơn 14 2.1 Mô tả chi tiết trình bày chức cấp điều khiển giám sát 15 2.2 Mô tả chi tiết trình bày chức cấp điều khiển 16 2.3 Mô tả BUS phương thức truyền thông hệ thống 19 Phần III:.Nghiên cứu điều khiển (PLC) dây chuyền SX 25 Giới thiệu chung 25 Đặc tính kỹ thuật phần cứng 27 Phầm mềm lập trình 30 KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Phần 1: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn Phần I: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn Giới thiệu Công ty Xi măng Bỉm Sơn Xi măng Bỉm Sơn - nhãn hiệu Con Voi trở thành niềm tin người sử dụng-Sự bền vững cơng trình Sản phẩm tiêu thụ 10 tỉnh thành nước Trải qua 26 năm xây dựng phát triển, công ty XM Bỉm Sơn sản xuất tiêu thụ 27 triệu sản phẩm Công ty nhà nước tặng thưởng nhiều danh hiệu cao quý Anh hùng Lao động thời kỳ đổi mới, huân chương Độc Lập hạng Công ty cấp chứng ISO 9000-2001 cho hệ thống quản lý chất lượng Sản phẩm Công ty từ 1992 đến liên túc người tiêu dùng bình chọn hàng Việt Nam chất lượng cao? CƠNG TY XIN THƠNG BÁO: từ ngày 01/05/2006 Cơng ty chuyển đổi thành Công ty Cổ phần xi măng Bỉm Sơn theo QD số 486/QĐ-BXD ngày 23/3/2006 Bộ trưởng Bộ xây dựng đăng ký kinh doanh số 2800232620 Sở KH&ĐT tỉnh Thanh Hóa cấp Lịch sử hình thành phát triển: Cơng ty Xi măng Bỉm Sơn - Nhà máy xi măng Bỉm Sơn thành lập ngày 4-3-1980 - Ngành nghề kinh doanh: sản xuất, kinh doanh xuất xi măng, Clinker - Ngày 12-8-1993 Bộ xây dựng quyết định thành lập Công ty xi măng Bỉm Sơn - Năm 2003 Công ty hịan thành dự án cải tạo đại hố dây chuyền số chuyển đổi công nghệ từ ướt sang khô, nâng công suất nhà máy lên 1,8 triệu sản phẩm/năm - Từ năm 2004 đến Công ty thực tiếp dự án xâydựng nhà máy xi măng công suất triệu sản phẩm/năm [Giới thiệu dự án] - Ngày 01/05/2006 chuyển đổi thành Công ty cổ phần xi măng Bỉm Sơn a Tên Công ty: CÔNG TY CỔ PHẦN XI MĂNG BỈM SƠN + Tên gọi tắt: Công ty xi măng Bỉm Sơn + Tên giao dịch Quốc tế: BIMSON JOINT STOCK COMPANY + Tên viết tắt: BCC + Trụ sở Công ty: Phường Ba Đình-Thị xã Bỉm Sơn-tỉnh Thanh Hóa + Tel/Fax: 037.824.242/037.824.046 SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Phần 1: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn b Ngành nghề kinh doanh: - Sản xuất, kinh doanh, xuất nhập xi măng, clinker - Sản xuất, kinh doanh loại vật liệu xây dựng khác c Vốn điều lệ: 956.613.970.000 đồng Việt Nam d Người đại diện theo pháp luật Công ty - Chức danh: Tổng Giám đốc công ty - Họ tên: Ngô Sỹ Túc Công nghệ sản xuất Xi măng VLXD Bỉm Sơn Quá trình sản xuất xi măng VLXD Bỉm Sơn mô tả qua giai đoạn cụ thể sau: 2.1 Mặt bằng tổng thể dây chuyền sản xuất xi măng Công ty Xi măng Bỉm Sơn gờm phân xưởng sản xuất chính, phân xưởngsản xuất phụ chủ yếu ⁎ Các phân xưởng sản xuất bao gồm: - Xưởng mỏ nguyên liệu: Với dụng cụ máy móc thiết bị phục vụ cho việc khai thác đá vôi đá sét tai mỏ nằm cách nhà máy khoảng 3km - Xưởng ô tô vật tư: Bao gồm loại ô tô vận tải có trọng lượng lớn vậnchủn đá vơi, đá sét công ty - Xưởng tạo nguyên liệu: Thiết bị máy đập, máy nghiền thiết bị phụ trợ khác làm nhiệm vụ nghiền đá vôi, đá sét để tạo hỗn hợp nguyên liệu sản xuất clanker - Xưởng lị nung: Có thể nói phân xưởng quan trọng công ty Tại diễn trình nung hỗn hợp nguyên liệu để tạo clanker Hoạt động lị nung có ảnh hưởng trực tiếp quan trọng trình sản xuất công ty Với hai phương pháp sản xuất xi măng mà cơng ty áp dụng có hai loại lị nung phù hợp SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Phần 1: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn Xưởng nghiền xi măng: thiết bị máy nghiền chuyên dùng thiết bị phụ trợ khác có nhiệm vụ nghiền hỗn hợp clanker, thạch cao chất phụ giathành xi măng - Xưởng đóng bao: Dùng máy đóng bao có nhiệm vụ đưa xi măng bột vào đóngbao sản phẩm ⁎ Các phân xưởng sản xuất phụ bao gồm: - Phân xưởng điện tự động: Phân xưởng điện có chức đảm bảo cung cấp điện liên tục cho trình sản xuất - Phân xưởng cấp nước: Có nhiệm vụ cung cấp nước cho sản xuất sinh hoạt công nhân viên đồng thời phần cung cấp nước sinh hoạt cho phận dân cư lân cận - Ngồi cịn có phân xưởng: sửa chữa thiết bị, sửa chữa cơng trình, xưởng khí Các phân xưởng mang tính chất phục vụ cho sản xuất 2.2 Sơ đờ cơng nghệ dây chuyền sản xuất xi măng: SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Phần 1: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn 2.3 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền sản xuất xi măng: Q trình sản xuất xi măng mơ tả qua giai đoạn cụ thể sau: 2.3.1 Quá trình chuẩn bị ngun nhiên liệu: Từ mỏ, đá vơi khai thác (nở mìn) vận chủn bằng xe tải đổ qua máy đập búa (1) đưa kích thước nhỏ đưa lên máy rải liệu (2) để rải liệu chất thành đống kho (đồng sơ bộ) Tương tự với đất sét, phụ gia điều chỉnh (quặng sắt, đá si líc, quặng bơ xít ), than đá nguyên liệu khác chất vào kho đồng theo cách Tại kho chứa, loại máy cào liệu (5) (6) cào lớp (đồng lần hai) đưa lên băng chuyền để nạp vào Bin chứa liệu (7) theo loại đá vôi, đất sét, quặng sắt Than Đá thô từ kho chứa đưa vào máy nghiền đứng (20) để nghiền, với kích thước hạt đạt yêu cầu đưa vào Bin chứa (21) cịn hạt chưa đạt hời máy nghiền nghiền lại đảm bảo hạt than nhiên liệu cháy hồn tồn cấp cho lị nung tháp trao đởi nhiệt 2.3.2 Q trình sản xuất Clinker thành phẩm: Từ Bin chứa liệu (7), loại nguyên liệu rút chạy qua hệ thống cân định lượng theo tỷ lệ cấp phối đưa từ nhân viên vận hành điều khiển (tỷ lệ phối liệu qút định từ phịng thí nghiệm) Tấc nguyên liệu gom vào băng tải chung đưa vào máy nghiền đứng (8) để nghiền kích thước yêu cầu, nguyên liệu đồng lần Bột liệu sau nghiền chuyển lên Silo đồng (9) chuẩn bị để cấp cho lị nung, Silo đờng có hệ thống sục khí nén liên tục vào Silo để tiếp tục đờng lần Để có sản phẩm Clinker ổn định thấy nguyên liệu phải qua lần đờng Tháp trao đởi nhiệt (11) Lò quay nung Clinker (12) Tháp trao đổi nhiệt (11) hệ thống gồm từ 3-5 tầng, tầng có hoặc Cyclone có cấu tạo để tăng thời gian trao đổi nhiệt bột liệu Bột liệu cấp từ đỉnh tháp xuống, nhiệt nóng từ than đốt cháy từ Calciner lò nung lên tạo điều kiện cho phản ứng tạo khoáng bên bột liệu Mặc dù bột liệu xuống SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Phần 1: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn khí nóng lên thực chất q trình trao đởi nhiệt chiều cấu tạo đặc biệt Cyclon trao đởi nhiệt Lị nung (12) có dạng hình trụ trịn đường kính từ - mét dài từ 30 - 80 mét tùy vào cơng suất lị Vỏ lị nung làm băng thép chịu nhiệt, bên có lót lớp vật liệu chịu lửa Góc nghiêng lị từ 3% - 5% để tạo độ nghiêng cho dòng nguyên liệu chảy bên Tại đầu Clinker có dàn quạt thởi gió tươi làm nguội nhanh Clinker Than mịn rút từ Bin chứa trung gian (21) cấp cho vòi đốt tháp trao đởi nhiệt lị nung để đốt cháy nung nóng bột liệu Phối liệu rút từ Silo chứa (9), qua cân định lượng đưa lên đỉnh tháp trao đổi nhiệt bằng thiết bị chuyên dùng Từ đỉnh tháp (11), liệu từ từ xuống qua tầng Cyclone kết hợp với khí nóng từ lò nung lên gia nhiệt dần lên khoảng 800-9000C trước vào lò nung (12) Trong lò, nhiệt độ 14500C oxit CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 có nguyên liệu kết hợp với tạo thành số khống qút định chất lượng Clinker như: C3S, C2S, C3A C4AF Viên Clinker khỏi lò rơi xuống dàn làm lạnh (13), hệ thống quạt cao áp đặt bên thởi gió tươi vào làm nguội nhanh viên Clinker nhiệt độ khoảng 50 ÷ 900C, sau Clinker chủn lên Silo chứa Clinker 2.3.3 Quá trình sản xuất xi măng đóng bao thành phẩm: Clinker rút từ Silo, cấp vào Bin chứa (15) để chuẩn bị nguyên liệu cho trình nghiền xi măng Tương tự Thạch Cao Phụ Gia từ kho chuyển vào Bin chứa riêng theo loại Dưới Bin chứa, nguyên liệu qua cân định lượng theo khối lượng đơn phối liệu, xuống băng tải đưa vào máy cán (16) để cán sơ bộ, sau đưa vào máy nghiền xi măng (17) Bột liệu khỏi máy nghiền đưa lên thiết bị phân ly (18), hạt chưa yêu cầu hời lưu máy nghiền để nghiền tiếp cịn hạt đạt kích thước yêu cầu phân ly tách ra, theo dòng quạt hút đưa lên lọc bụi (19) thu hời tồn đưa vào Silo chứa xi măng (22) Quá trình nghiền diễn theo chu trình kín liên tục Từ Silo chứa (22) xi măng cấp theo cách khác nhau: Rút xi măng cấp trực tiếp cho xe bồn nhận hàng dạng xá/rời Và cấp qua máy đóng bao (23), để đóng thành bao 50kg giao đến phương tiện nhận hàng SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Phần 3: Nghiên cứu điều khiển PLC dây chuyền sản xuấn Phần II: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn Giới thiệu hệ thống DCS a Khái niệm DCS – (Distributed Control System), hệ thống điều khiển cho dây chuyền sản xuất, trình hoặc hệ thống động học nào, điều khiển khơng tập trung nơi mà phân toàn hệ thống, với hệ thống điều khiển hoặc nhiều điều khiển Giải pháp thiết kế hệ DCS thương phẩm hướng vào ứng dụng điều khiển phân tán nên thường thiết kế theo hệ thống mở, khả tích hợp cao kể tích hợp với PLC khác điều khiển máy công đoạn sản xuất độc lập Mục tiêu tạo thuận lợi cao cho kỹ sư thiết kế tích hợp hệ thống điều khiển Thế mạnh DCS khả xử lý tín hiệu tương tự thực chuỗi trình phức tạp, khả tích hợp dễ dàng Các hệ thống DCS thương phẩm ngày thường bao gồm điều khiển (controller), hệ thống mạng truyền thông phần mềm điều hành hệ thống tích hợp Các hệ DCS có thể quản lý từ vài nghìn điểm đến hàng chục nghìn điểm vào/ra Nhờ cấu trúc phần cứng phần mềm, hệ điều khiển có thể thực đờng thời nhiều vịng điều chỉnh, điều khiển nhiều tầng, hay theo thuật toán điều khiển đại: Nhận dạng hệ thống, điều khiển thích nghi, tối ưu, bền vững, điều khiển theo mơ hình dự báo (MPC), fuzzy, neutral, điều khiển chất lượng ( QCS) Để phục vụ cho việc trao đổi thông tin, hệ DCS thương phẩm ngày hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông từ cấp trường đến cấp quản lý Hiện giao thức chuẩn hoá (Profibus, Foudation FieldBus, Ethernet) Các hệ DCS thương phẩm ngày có độ tin cậy cao: nhờ có khả dự phịng kép tất thành phần hệ (controller, mođun I/O, bus truyền thông), khả thay đổi chương trình (sửa chữa download), thay đởi cấu trúc hệ, thêm bớt thành phần mà không cần làm gián đoạn, không cần SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Phần 2: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn khởi động lại q trình (thay đởi online) Cơ sở liệu trình hệ DCS thương phẩm thiết kế sẵn sở liệu lớn có tính tồn cục thống Các nhà sản xuất DCS cam kết thời gian hỗ trợ với sản phẩm DCS lớn, từ 15 đến 20 năm để đảm bảo thời gian hoạt động khai thác hệ thống lớn Tất đặc điểm cho thấy hệ DCS hoàn toàn đáp ứng yêu cầu giải pháp tự động hoá tích hợp tởng thể Các chun gia ngày nay, DCS không thể thay thế ứng dụng lớn b Mơ hình phân cấp hệ thống Càng cấp chức mang tính chất địi hỏi u cầu cao tốc độ đáp ứng hay tính thời gian thực Một chức cấp thực dựa chức cấp dưới, khơng địi hỏi thời gian phản ứng nhanh cấp dưới, ngược lại lượng thông tin cần trao đổi xử lý lại lớn nhiều Thông thường, người ta coi ba cấp thuộc phạm vi hệ thống điểu khiển giám sát Tuy nhiên, biểu thị hai cấp (quản lý công ty điều hành sản xuất) giúp ta hiểu thêm mơ hình lý tưởng mơ hình lý tưởng cho cấu trúc chức tổng thể cho nhà máy SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Phần 2: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 18 Phần 2: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn 2.3 Mô tả BUS phương thức truyền thông hệ thống 2.3.1 Mạng truyền thông công nghiệp Ethernet nhà máy xi măng Bỉm Sơn Tất kết nối mạng LAN theo chuẩn Ethernet (TCP/IP) Các máy tính vận hành kết nối với điều khiển q trình thuộc cơng đoạn sản xuất thông qua mạng truyền thông Công nghiệp (Industrial Ethernet) bằng cáp quang Để tăng độ tin cậy cho hệ thống mạng truyền thơng Ethernet thiết kế mạng kép (có dự phịng nóng) Tại CCR nhà máy Xi măng Bỉm Sơn bố trí 02 máy tính chủ (server) cấu cài đặt phần mềm hệ thống để đảm bảo hoạt động song song (duplex) chế độ vận hành bình thường Khi có cố máy tính chủ thay thế tồn cơng việc máy tính chủ bị lỗi tồn hệ thống hoạt động bình thường SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 19 Phần 2: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn 2.3.2 Mạng truyền thông cơng nghiệp Ethernet nhà máy xi măng nói chung ➢ Lịch sử phát triển Ethernet Sự phát triển không ngừng việc sử dụng hệ thống xử lý số liệu việc đưa hệ thống vào áp dụng nhiều lĩnh vực chẳng hạn như: hoạt động mơi trường văn phịng, ứng dụng khoa học cơng nghệ, xây dựng, chế tạo máy móc buộc nhà quản lý lĩnh vực cần phải nghĩ đến đưa mạng truyền liệu lớn, có tính cao cấp vào sử dụng nhằm đáp ứng yêu cầu Ngay từ năm 1972, hãng Xerox bắt đầu nghiên cứu phát triển mạng cục kết nối theo dạng bus (LAN) trung tâm nghiên cứu phát triển Palo Alto họ, sử dụng phương pháp truy cập có tên CSMA/CP Tên phương pháp truy cập chữ viết tắt tính chất sau: - Carrier Sense (cảm nhận sóng mang) - Multiple Acces (đa truy cập) - Collision Detection (phát xung đột) Ý nghĩa tính chất hiểu là: + Carrier Sense: Các thành viên mạng (Network users) liên tục "lắng nghe", kiểm tra xem đường truyền lúc có tự hay khơng? (tức có thơng tin truyền mạng hay không) + Multiple Acces: nếu đường truyền mạng tự (khơng có thơng tin truyền mạng) thành viên mạng có thể bắt đầu truy cập truyền liệu lên mạng + Collision Detection: Nếu có nhiều thành viên mạng đồng thời khởi động truyền thơng tin lên mạng điều có nghĩa xung đột xảy thành viên mà truyền liệu lúc phải dừng lại chờ xem thành viên phép ưu tiên truyền lại liệu lần truyền tiếp theo Tầm quan trọng ý nghĩa mạng LAN ngày nâng cao chủ yếu thực công ty hàng đầu thế giới chuyên lĩnh vực là: Digital Equipment Corporation (DEC), Intel Corporation, and SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 20 Phần 2: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn Xerox, công ty hợp tác với thành liên danh có tên DIX để nghiên cứu phát triển, hướng tới mục tiêu với kết thu cách hoàn hảo hãng Xerox nêu Năm 1980, DIX cho đời phiên V1.0 Ethernet Mơ hình chiếu OSI phát triển thành lớp (layer) phân chia sau: Mơ hình OSI nêu cấu trúc chuẩn hóa Ethernet , nhiên thực tế nhà thiết kế mạng truyền thông công nghiệp thế giới không thiếp áp dụng đầy đủ 07 lớp (layer) nêu Với nhà thiết kế, tùy thuộc vào thiết bị mà họ chế tạo đặc thù, yêu cầu lĩnh vực hoạt động mà lớp ứng dụng mơ hình OSI áp dụng Chi tiết việc sử dụng mô hình OSI thuyết minh tài liệu kỹ thuật mạng truyền thông công nghiệp hãng sản xuất cụ thể SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 21 Phần 2: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn Sơ đồ nguyên lý truy cập CSMA/CD ➢ Tại gọi Ethernet công nghiệp? Ngày Ethernet công nghệ truyền thông phổ biến hệ thống xử lý liệu điện tử Ở mơi trường văn phịng nhà máy cơng nghiệp, Ethernet xây dựng hồn thiện công nghệ chuẩn mực cung cấp dải rộng lớn phương tiện, thiết bị truyền tải thông tin chẳng hạn như: cáp ruột đồng, cáp sợi quang, công nghệ không dây (wire-less), với dải tốc độ truyền từ 10Mbit/s, 100Mbit/s tới 1Gbit/s 10Gbit/s Ngày nay, cơng nghệ ngày đạt vai trị quan trọng lĩnh vực tự động hóa cơng nghiệp SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 22 Phần 2: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn Cùng với tính truyền thơng chuẩn hóa theo mơ hình OSI, tảng kiến trúc liên tục tạo mà mở rộng phát triển khơng ngừng từ cấp độ bên văn phòng, phòng điều khiển, giám sát vươn tới tận thiết bị trường, máy móc, cảm biến Theo hướng vậy, việc xử lý thông tin liệu hiển diện mức trường mà cịn liên tục tích hợp hệ thống thu thập liệu mức kiểm sốt cao Hình ảnh cho thấy phân cấp có thể tạo hệ thống: Hình 2: Ví dụ phân cấp hệ thống tự động hóa cơng nghiệp • ERP: hoạch định ng̀n tài nguyên kinh doanh (Enterprise resource planning) • SCADA: điều khiển giám sát thu thập liệu (Supervisory control & data acquisition) • DCS: Hệ thống điều khiển phân tán (Distributed control system) SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 23 Phần 2: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn • PLC: Bộ điều khiển logic có khả lập trình (Programmable Logic Controler) • Bus trường (Fieldbus) Những loại Bus trường (fieldbus) có sẵn thị trường sử dụng nhiều loại phương tiện truyền tải liệu khác giao diện với mạng cấp cao thông qua "gateway" Đa số nhà sản xuất fieldbus phát triển giao thức họ xây dựng dựa theo chuẩn Ethernet như: Modbus/TCP; EtherNet/IP; ProfiNet, FFHSE; PowerLink Bên cạnh đó, Ethernet tạo tăng đột biến độ rộng băng thơng so với fieldbus (ví dụ: Profibus DP có băng thơng tối đa tới 12Mbit/s, Ethernet có độ rộng băng thông tối đa tới (10) Gbit/s) Ethernet khơng có khả phát triển tích hợp theo chiều thẳng đứng mà cung cấp giao thức mở để phát triển theo chiều rộng Tóm lại: Nhờ có cơng nghệ truyền thơng Ethernet mà ngày việc điều hành quản lý, giám sát hoạt động nội nhà máy ngày đa dạng thuận lợi nhiều Các hệ thống điều khiển, giám sát rời rạc nhiều nhà chế tạo khác thế giới có thể bắt tay với tích hợp vào hệ thống để chia sẻ tài nguyên, tương tác, kiểm soát lẫn nhau, đảm bảo toàn hệ thống thiết bị nhà máy hoạt động cách đồng bộ, tin cậy ổn định SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 24 Phần 3: Nghiên cứu điều khiển PLC dây chuyền sản xuất Phần III: Nghiên cứu điều khiển (PLC) dây chuyền SX Bộ điều khiển: TOSLINE S2T Giới thiệu chung Bộ điều khiển Toshiba S2T loại nhỏ, kiểu mơ-đun điều khiển lập trình phù hợp với rơle đơn giản thay thế cho phương thức điều khiển phức tạp TISLINE S2T thế hệ thứ Series T2 CPUs sử dụng với Giá đỡ VSeries, I / O nguồn điện TOSLINE S2T cung cấp sản phẩm kinh tế nhỏ gọn ứng dụng automotive, điều khiển máy móc hệ thống điều khiển tự động Local I/O Program 2048 Points 32/64 Ksteps (Includes Comments) Speed 0.09 s/contact 0.54 s/transfer 12.1s/floating point add Station Bus Yes Các tính chính: a Chương trình tương thích với PLC dịng T Đối với S2T, cơng cụ lập trình dịng PROSEC T-PDS sử dụng Các chương trình tương thích với dịng T Trong trì tính tích hợp dịng V, tài ngun phần mềm dịng T có thể sử dụng SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 25 Phần 3: Nghiên cứu điều khiển PLC dây chuyền sản xuất b Tốc độ cao, hiệu suất trình điều khiển cao Hoạt động song song xử lý 32bit đa xử lý ngôn ngữ phát triển độc lập đạt xử lý tốc độ cao hướng dẫn lập trình giảm chi phí qt lớn Ngồi ra, bus xử lý 32bit cho phép trao đổi liệu tốc độ cao S2T mô đun mạng hoặc mô đun máy tính S2T lý tưởng cho ứng dụng quan trọng thời gian c Tích hợp chức điều khiển xử lý liệu PLC Giữa module máy tính (C2) S2T, việc trao đởi liệu có thể thực đơn giản nhanh Là điều khiển chức cao với chức điều khiển xử lý liệu PLC, hệ thống IT-compatible có thể có cấu hình đơn giản Nhiều cấu hình CPU với module điều khiển vịng kín (L2) hoặc mơ đun điều khiển chuỗi (S2) điều khơng có khả d Cổng giao tiếp tích hợp Cởng lập trình (RS-232C) cởng liên kết (RS-485) cung cấp mơ-đun CPU S2T tính tiêu chuẩn Bên cạnh kết nối người lập trình (T-PDS), cởng có thể sử dụng để kết nối HMI hoặc máy tính Các hệ thống HMI / SCADA có thể cấu hình đơn giản SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 26 Phần 3: Nghiên cứu điều khiển PLC dây chuyền sản xuất e 1M byte data memory Hai loại CPU S2T có sẵn, loại tiêu chuẩn PU662T loại PU672T nâng cao PU672T trang bị nhớ liệu mở rộng 1M byte (512k từ) Người dùng có thể truy cập nhớ bằng hướng dẫn truyền liệu mở rộng (XFER) Vì nhớ lưu bằng pin, nên có thể sử dụng để ghi liệu, … Đặc tính kỹ thuật phần cứng ▪ Thông số kỹ thuật chung ▪ Thông số S2T SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 27 Phần 3: Nghiên cứu điều khiển PLC dây chuyền sản xuất ▪ Thơng số máy tính ▪ Ghép nối truyền thơng Bên cạnh kết nối với Ethernet, FL-net, DeviceNet mạng khác, kết hợp với mạng tốc độ cao, độ tin cậy cao (ToshibaLINE) Toshiba cho phép cấu hình mạng phục vụ cho nhu cầu bạn SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 28 Phần 3: Nghiên cứu điều khiển PLC dây chuyền sản xuất ▪ Ethenet Ethernet sử dụng mạng công nghiệp tiêu chuẩn mở GEN651 cho phép S2T truy cập thiết bị khác kết nối mạng Ethernet Tốc độ liệu 10 hoặc 100 Mbps có thể túy chọn Cáp, định tuyến, thiết bị chuyển mạch, thu phát, chủn đởi, thường có sẵn từ nhà cung cấp từ vendors SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 29 Phần 3: Nghiên cứu điều khiển PLC dây chuyền sản xuất Phầm mềm lập trình T-PDS (Toshiba-Program Development Software) sử dụng để nhập chương trình vào CPU S2E & S2T T-PDS phần mềm chạy máy tính Toshiba Notebook hoặc máy tính cá nhân IBM-PC tương thích khác T-PDS hỗ trợ lập trình trực tuyến & ngoại tuyến, gỡ lỗi tài liệu chương trình cho tất điều khiển lập trình T-Series T-PDS có:  Trình chỉnh sửa chương trình đầy đủ tính bao        SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn gồm cắt dán tìm kiếm & thay thế, chèn, xóa, v.v Lập trình nhóm sáp nhập khối Tải, lưu so sánh chương trình tệp đĩa CPU Theo dõi trạng thái dịng điện chương trình thang trực tuyến giá trị đăng ký Dấu vết mẫu để xác định mối quan hệ thời gian kiện I / O Buộc BẬT & TẮT từ bàn phím In tùy chọn đồ giá trị đăng ký, sử dụng đăng ký / thiết bị, tham chiếu chéo đầy đủ, v.v Khởi tạo quay số modem tích hợp 30 KẾT LUẬN KẾT LUẬN Sau gian tìm hiểu, báo cáo giải quyết vấn đề sau: - Tìm hiểu cơng nghệ sản xuất xi măng nhà máy Xi măng Bỉm Sơn - Tìm hiểu hệ thống điều khiển phân tán (DCS) - Tìm hiểu khai thác ứng dụng phần mềm S2T Trong thời gian tới, em tiếp tục tìm hiểu thêm kiến thức công đoạn nhà máy xi măng, tìm hiểu cân băng định lượng, cân rotor, hệ thống quạt để hiểu thật sâu sắc hệ thống Tự động hóa Sản xuất xi măng SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 31 TÀI LIÊU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hoàng Minh Sơn, Mạng truyền thông công nghiệp, NXB khoa học kĩ thuật 2004 Tài liệu kỹ thuật nhà máy xi măng Bỉm Sơn Tiếng Anh Toshiba S2E-S2T Vseries Brochure S2T SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 32 ... tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn Phần I: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn Giới thiệu Công ty Xi măng Bỉm Sơn Xi măng Bỉm Sơn. .. LỤC Phần I: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bỉm Sơn Giới thiệu Công ty Xi măng Bỉm Sơn Công nghệ sản xuất Xi măng VLXD Bỉm Sơn 2.1 Mặt... Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn 18 Phần 2: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS dây chuyền sản xuất xi măng Bỉm Sơn