Thiet ke dieu khien tu dong day chuyen dong bao 119824

Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ Lời cảm ơn Trong suốt năm học tập nghiên cứu khoa : Cơ Điện - Điện tử , em đà đợc dạy dỗ bảo ân cần thầy giáo cô giáo môn giúp đỡ bạn bè, đồng thời trình học tập, nghiên cứu tu dỡng em đà trang bị cho vốn kiến thức đà học tập đợc để bớc vào ngỡng cửa đời đầy gian nan thử thách Em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới tất thầy giáo cô giáo đà dìu dắt em, truyền đạt lại cho rm kiến thức quý báu suốt năm học qua Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành tới thầy giáo PGS.TS Đinh Công Mễ đà hớng dẫn chi tiết nhiệt tình giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội: 11 2005 Sinh viên thực Lời nói đầu Sự phát triển công nghiệp với hệ thống máy tính, hệ thống truyền thông đà tạo chuyển biến mạnh mẽ vấn đề tổ chức khai thác tiến khoa học công nghệ Trên bớc đờng tiến tới thời đại công nghệ thông tin nh ngày nay, cïng víi sù ph¸t triĨn cđa x· héi, nỊn sản xuất công nghiệp công việc thủ công Thay vào máy móc đại với công nghệ tự SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ động hoá cao Do việc đa thiết bị công nghiệp công nghệ cao sản xuất cần thiết Chiếc máy tính đa năng, tiện lợi hiệu với hệ thống PLC giúp chúng giám sát điều khiển đợc toàn dây chuyền sản xuất Thiết kế điều khiển tự động dây chuyền đóng bao nhà máy xi măng Bút Sơn cho đồ án Xuất phát từ nhu cầu thực tế ®ã em ®· chän ®Ị tµi : tèt nghiƯp cđa Mục Lục Trang Lời cảm ơn.1 Lời nói đầu ………………………………………………………………………… …2 Mơc lơc………………………………………………………………………………… Ch¬ng 1: giíi thiƯi tỉng quan nhà máy dây chuyền công nghệ nhà máy 1.1 Giới thiệu chung nhà máy xi măng Bút Sơn 1.1.1 Lịch sử hình thành vị trí địa lý nhà máy 1.1 u nhợc điểm nhà máy 1.1.3 Tổ chức nhà máy 1.2 Công nghệ sản xuất xi măng nhà máy xi măng Bút Sơn SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ 1.2.1 Phân loại trình sản xuất 1.2.2 Đặc điểm dây chuyền công nghệ nhà máy xi măng Bút Sơn 2.3 Tình hình sản xuất nhà máy 11 Chơng 2: công nghệ đóng bao xi măng nhà máy xi măng bút sơn 2.1 Sơ đồ công nghệ đóng bao nhà máy xi măng Bút Sơn 12 2.2 Tổng quan cân ®iƯn tư ……………………………………………… 17 2.1.HƯ thèng c©n ®iƯn tử số ứng dụng .17 2.2.2 Cảm biến loadcell 18 2.2.3 Cảm biến tốc độ .20 2.3 Hệ thống cân định lợng dây chuyền đóng bao nhà máy 22 2.3.1 Giới thiệu chức MEC 22 2.3.2 Các chức MEC 23 Chơng 3: giới thiệu thiết bị logic khả trình simatic plc s7300 3.1 C¸c module cđa PLC S7-300…………………………………………………… 35 3.1.1 Module CPU……………………………………… ………… .35 3.1.2 Module më réng……………………………………… …… .36 3.2 Kiểu liệu phân chia nhớ...36 3.2.1 KiĨu d÷ liƯu……………………………………………………………….36 3.2.2 CÊu tróc bé nhí cđa CPU 37 3.2.3 Vùng chứa khối liệu 38 3.3 Vòng quét chơng trình38 3.4 Cấu trúc chơng trình40 3.4.1 Lập trình tuyến tính.40 3.4.2 Lập trình có cấu trúc40 3.5 Ngôn ngữ lập trình STL.43 Chơng 4: ứng dụng PLC S7-300 điều khiển tự động dây chuyền đóng bao nhà máy xi măng Bút Sơn 4.1 Quá trình điều khiển dây chuyền máy đóng bao45 SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ 4.1.1 Quá trình mở máy45 4.1.2 Các lu đồ thuật toán điều khiển dây chuyền máy đóng bao45 4.2 Chơng trình điều khiển dây chuyền máy đóng bao 53 Chơng 5: truyền thông 5.1 Ngôn ngữ sử dụng cho tuyền thông79 5.1.1 Lựa chọn ngôn ngữ sử dụng cho truyền thông 79 5.1.2 Giới thiệu phần mềm ProTool/Pro.79 5.1.3 Khái quát phần mềm số khối chức chơng trình 79 5.2 Lập trình trun th«ng……………………………………………………………85 5.2.1 Giao diƯn trun th«ng……………………………………………………86 5.2.2 Giao diƯn truyền thông mô giám sát 87 5.2.3 Hoạt động chơng trình mô 87 5.2.3.1 Các phím chức năng.87 kết luận …89 tµI liƯu tham kh¶o 90 Chơng SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ Giới thiệu tổng quan nhà máy dây chuyền công nghệ nhà máy nhà máy xi măng bút sơn 1.1 Giới thiệu chung nhà máy xi măng Bút Sơn: 1.1.1 Lịch sử hình thành vị trí địa lí nhà máy: Nhà máy xi măng Bút Sơn đợc khởi công xây dựng ngày 27/05/1995 xà Thanh Sơn- huyện Kim Bảng - tỉnh Hà Nam với công suất thiết kế 4.000 clinker/ ngày tơng đơng 1,4 triệu xi măng/năm Số vốn đầu t 195.832 triệu USD, đợc đầu t hoàn toàn nớc Nhà máy xi măng Bút Sơn có vị trí địa lý thuận lợi từ nhập nguyên liệu đến xuất sản phẩm Nhà máy gần sông nh: sông Đáy, sông Nhuệ, sông Châu Giang Giao thông chủ yếu đờng đờng sắt, đờng thuỷ góp phần không nhỏ vào trình vận tải nguyên, nhiên liệu suất sản phẩm cho nhà máy Ngày 28/08/1998 nhà máy bắt đầu vào sản xuất thử Đến tháng 11/1998 nhà máy đa dây chuyền vào hoạt động ổn định Tháng 4/1999 nhà máy tự tiếp quản, tự vận hành dây chuyền sản xuất thay toàn chuyên gia Đến năm 2002 nhà máy bắt đầu có lÃi Với dây chuyền sản xuất ckinker lò quay, sản phẩm xi măng nhà máy đà đạt đợc tiêu chuẩn ISO 9001-2000 Phần lớn thiết bị nhà máydo nớc tây Âu chế tạo, thuộc loại tiên tiến thời Toàn dây chuyền sản xuất từ tiếp nhận vật liệu đến xuất xởng sản phẩm đợc điều khiển từ phòng điều khiển trung tâm thông qua hệ thống máy tính với PLC hÃng Siemens- cộng hoà liên bang Đức Với phần mềm Simatic S5- version ViÖc thiÕt kÕ, cung cÊp thiÕt bị, giám sát lắp đặt hÃng Technipcle Pháp thực Ngoài công ty có thiết bị xử lý môi trờng nh : nớc thải, lọc bụi tốt thời đó, phù hợp tiêu chuẩn châu Âu Số lợng bụi sau lọc 50mmg/m3 không khí Ví dơ nh: + Sè läc bơi tay ¸o(läc bơi tói) nhà máy có: 85 + Số lọc bụi điện: nhà máy có Trong cho phân xởng: nghiền liệu, cooler clinker, nghiền than, nghiền xi măng 1.1.2 Ưu nhợc điểm nhà máy: - Ưu điểm: Nhà máy xi măng Bút Sơn nhà máy đại, đợc vận hành điều khiển từ xa hình máy tính với máy móc thiết bị đại hÃng TechnipCle(Pháp) thiết kế cung cấp Trên băng tải, máy nghiền, tháp trao đổi nhiệt, lò nungđều có cảm biến theo dõi trạng thái hoạt động máy móc thiết bị, tham gia vào thành phần Input phơng pháp lập trình hớng đối tợng PLC - Nhợc điểm: Là nhà máy đại, thiết bị nhà máy thuộc loại tiên tiến, đạt tiêu chuẩn châu Âu Cho nên có nhiều loại thiết bị nhà máy mà n ớc ta cha sản xuất đợc, phải đặt mua từ nớc nên giá thành cao Về kỹ thuật, hệ SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ thống lò canciler nhà máy, nhà máy vòi dầu canciler mà có vòi dầu mồi lò Do để calxi hoá đá vôi cần nhiều lợng 1.1.3 Tổ chức nhà máy: Tự động hoá ngành sản xuất xi măng mang tính rời rạc, công đoạn trình Công đoạn trình tạo lập trình thành Sequence Mỗi công đoạn đợc điều khiển tự động tủ PLC Trong trình hoạt động công đoạn, phòng điều khiển trung tâm can thiệp vào hoạt động máy công đoạn Bộ phận sản xuất nhà máy chia làm xởng Trong xởng phụ trách phần công việc trình sản xuất xi măng Xởng mỏ: Phần công việc xởng mỏ làm khai thác đá vôi đá sÐt tõ má ®a tíi kho ®ång nhÊt ®Ĩ ®ång nhÊt nguyªn vËt liƯu Xëng nghiỊn liƯu: Xëng nguyªn liệu lấy đá vôi đất sét từ kho đồng qua máy cán, qua thiết bị xử lý để đa tới silo đồng trớc vào lò nung Xởng lò: Trong xởng lò công viƯc nung clinker, xëng lß sÏ cung cÊp khÝ nÐn cho máy nh máy nghiền than,lò Xởng nghiền đóng bao: Đảm nhận công việc, nhân từ silo clinker đến xuất sản phẩm xi măng Clinker sau lò đợc ủ làm nguội, sau clinker đợc nghiền với loại phụ gia đổ vào silo chứa xi măng Xi măng từ silo đ ợc rút để đóng bao xuất xi măng rời Xởng Điện- Tự Động Hoá: Xởng điện tự động hoá phụ trách toàn mạng điện nhà máy, từ trạm 110KV đến máy công tác Ngoài có thiết bị đo lờng,các nguồn UPS, toàn PLC nhà máy Xởng xe máy: Xởng xe máy quản lý toàn máy móc, ô tô phục vụ cho sản xuất Xởng khí: toàn phần khí nhà máy xởng đảm nhiệm( nh phần khí máy đóng bao, máy nghiền ) Xởng nớc: Ngoài công việc cung cấp nớc sinh hoạt cho cán công nhân viên, xởng nớc cung cấp nớc cho sản xuất Nh trình làm nguội clinker, nghiền xi măng Xởng phụ 1.2 Công nghệ sản xuất xi măng nhà máy xi măng Bút Sơn Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng công ty xi măng Bút Sơn SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ 1.2.1 Phân loại trình sản xuất: Do đặc điểm nguyên liệu,trình độ công nghệ, khả tài địa phơng, quốc gia, ngời ta dùng phơng pháp khác để sản xuất xi măng Căn vào giai đoạn phối liệu trình nung ngời ta phân loại: sản xuất xi măng theo phơng pháp ớt, khô; lò đứng, lò quay 1.2.2 Đặc điểm dây chuyền công nghệ nhà máy xi măng Bút Sơn: Dây chuyền sản xuất xi măng công ty xi măng Bút Sơn dây chuyền sản xuất theo phơng pháp khô với trang thiết bị đại hÃng Technip Cle( Pháp) thiết kế cung cấp Toàn dây chuyền sản xuất công đoạn phụ trợ đợc khí hoá tự động hoá mức cao Dới số nét dây chuyền: a-Chuẩn bị nguyên liệu: Các nguyên liệu dùng để sản xuất xi măng đá vôi đất sét Ngoài sử dụng xỷ Pyrite đá silic làm nguyên liệu điều chỉnh - Đá vôi khai thác mỏ Hồng Sơn cách nhà máy 0.6 km phơng pháp nổ mìn Đá vôi đợc xúc bốc lên ôtô có tải trọng lớn để vận chuyển tới máy đập đá vôi Máy đập đá vôi loại IMPACT APPR 1822, có suất trung bình 600 tấn/ Loại máy đập đợc cục đá vôi có kích thớc tới mét cho sản phẩm có kích thớc70 mm Sau đợc đập nhỏ, đá vôi đợc cân vận chuyển băng tải cao su kho đồng sơ Trong kho đồng sơ đá vôi đợc rải thành hai đống, đống 16.000 tấn, theo phơng pháp rải đống CHEVRON có mức độ đồng 8:1 Trong kho đồng sơ có máy đánh đống loại BAH 17,3- 1,0- 600 với suất rải 600 tấn/ hệ thống băng cào loại BAK 30.01.600 có suất từ 35-350 tấn/giờ - Đất sét khai thác mỏ Khả Phong cách nhà máy 9,5 km đợc vận chuyển ô tô tới máy cán trục có suất 250 tấn/ Loại máy cho phép cán đợc nhứng cục đất sét có kích thớc đến 800 mm, độ ẩm tới 15% cho sản phẩm có kích thớc 70 mm Sau đó, đất sét đợc cân vận chuyển tới kho đồng sơ rải thành hai đống, đống 7000 tấn, theo phơng pháp rải WINDROW với mức độ đồng 8:1 Hệ thống cầu rải BEDECHI kho có rải 250 tấn/ hệ thống cầu xúc loại BEL C150/14 có suất từ 15- 150 tấn/ - Đá silic khai thác mỏ Khe non cách nhà máy 20 km - Xỷ pyrite: dùng xỷ pyrite nhà máy Supe phốt phát Lâm Thao, qua Công ty Vật t- Vận tải xi măng cung ứng - Thạch cao: mua thạch cao Lào thạch cao Thái Lan qua Công ty kinh doanh thạch cao xi măng cung ứng thạch cao Trung Quốc b- Nghiền nguyên liệu đồng nhất: Các gầu xúc đá vôi, đất sét, xỷ đá silic có nhiệm vụ cấp liệu vào két chứa máy nghiền Từ đó, qua hệ thống cân định lợng liệu đợc cấp vào máy nghiền Máy nghiền nguyên liệu loại máy nghiền lăn trục đứng PFEIFER MPS 4750 có SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ suất 320 tấn/giờ Bột liệu đạt yêu cầu đợc chuyển tới silo đồng bột liƯu, silo nµy cã søc chøa 20.000 tÊn, b»ng hƯ thống máng khí động gầu nâng Silo đồng bột liệu làm việc theo nguyên tắc đồng tháo liên tục Việc đồng bột liệu đợc thực qua trình tháo bột liệu khỏi silo Mức độ đồng silo 10:1 c-Hệ thống lò nung thiết bị làm lạnh clinker: Lò nung clinker công ty xi măng Bút Sơn có ®ên kÝnh 4.5 mÐt, chiỊu dµi 72 mÐt, víi hƯ thống sấy sơ hai nhánh tầng hệ thống calciner, buồng trộn Năng suất lò 4.000 linker/ngày Lò đợc thiết kế sử dụng vòi đốt than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit, đốt calciner 55%-60%, phần lại đốt lò Clinker sau lò đợc đổ vào thiết bị làm nguội kiểu ghi BMH-SA đợc làm lạnh, đập sơ Clinker thu đợc sau thiết bị làm lạnh đợc vận chuyển tới hai silo để chứa ủ clinker, có tổng sức chứa 2*20.000 Bột tả clinker phế phẩm đợc đổ vào silo bột tả có sức chứa 2.000 d- Nhiên liệu: Lò quay đợc thiết kế chạy 100% than antraxit, dầu MFO sử dụng trình sấy lò chạy ban đầu Than đợc sử dụng lò loại hỗn hợp 40% than cám 60% than cám 4a Máy nghiền than loại máy nghiền lăn trục đứng PFEIFER suất 30 tấn/giờ Bột than mịn đợc chứa hai két than mịn, két để dùng cho lò, két dùng cho calciner Than mịn đợc cấp vào lò calciner qua hệ thống cân định lợng SCHENSK e- Nghiền sơ clinker nghiền xi măng: Clinker, thạch cao phụ gia(nếu có) đợc vận chuyển lên két máy nghiền hệ thống băng tải gầu nâng Từ két máy nghiền, clinker phụ gia đợc đa qua máy nghiền sơ CKP 200( loại máy nghiền đứng) nhằm làm giảm kích thớc làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiện làm việc máy nghiền xi măng( loại máy nghiền bi, kích thớc bi lớn máy nghiền bi xi măng là70 mm) Sau ®ã, clinker, phơ gia( ®· qua nghiỊn s¬ bé ) thach cao đợc cấp vào máy nghiền xi măng để nghiền mịn Máy nghiền xi măng loại máy nghiền bi hai ngăn làm việc theo chu trình kín có phân ly trung gian kiểu O'SEPA Xi măng bột đợc vận chuyển tới silo chứa xi măng bét, cã tỉng søc chøa lµ 4*10.000 tÊn, b»ng hƯ thống máng khí động gầu nâng f- Đóng bao xuất xi măng: Từ silo chứa, qua hệ thống cửa tháo, xi măng đợc vận chuyển tới két chứa máy đóng bao hệ thống xuất xi măng rời Hệ thống xuất xi măng rời gồm hai vòi xuất cho ô tô xuất 100 tấn/ vòi xuất cho tàu hoả xuất 150 tấn/giờ Hệ thống máy đóng bao gåm chiÕc, h·ng HAVER s¶n xt, kiĨu quay, vòi với hệ thống cân điện tử, xuất máy 100 tấn/giờ Các bao xi măng qua hệ thống băng tải đợc vận chuyển tới máng suất xi măng bao xuống tàu hoả ô tô 1.2.3 Tình hình sản xuất nhà máy: SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ Tháng 04/1999 đội ngũ ký s, cán bộ, công nhân viên nhà máy đà tự vận hành toàn thiết bị Qua năm hoạt động nhà máy đà xuất đợc 6080218 xi măng Sản lợng clinker thời gian chạy lò năm qua đợc thống kê bảng sau: Sản lợng clinker Sản lợng xi măng xuất Thời gian chạy lò Sản lợng clinker tháng cao Đơn vị Tấn Ngàn Ngày Tấn 1999 835800 461371 250 2000 1073500 714800 282 115200 2001 1178212 793420 308 165600 2002 1207390 1257527 305 123497 2003 1256590 1385400 313 128000 2004 1263818 1467700 317 129750 Qua năm vào hoạt động sản xuất, sản lợng clinker xi măng nhà máy không ngừng tăng Thời gian chạy lò năm sau cao năm trớc Hiện nhà máy có dự án dây chuyền với công suất 1.4 triệu tấn/năm Các thiết bị công nghệ dây chuyền đại với hệ thống máy tính PLC S7-300 PLC S7-400 Dự kiến dây chuyền nhà máy vào hoạt động vào cuối năm 2007 Chơng Công nghệ đóng bao xi măng nhà máy xi măng bút sơn 2.1 Sơ đồ công nghệ máy đóng bao nhà máy xi măng Bút Sơn Xi măng từ silo(mỗi silo chứa đợc 10.000 tấn) nhà máy đợc đa két tĩnh 1746 1747( két tích 50m3) hệ thống máng khí động gầu nâng Mỗi silo xi măng nhà máy chứa đợc 10.000 Mỗi két có hai đờng tháo xi măng Mỗi đờng tháo có hai quạt sục khí làm cho xi măng két đợc linh động Mỗi lần tháo có quạt sục chạy, quạt lại để dự phòng(dự phòng nóng) Đó quạt 1746M1, 1746M4 Sau quạt có van 1746EV2 1746EV1 để điều chỉnh lợng khí sục vào két Xi măng từ két 1746 đợc đa tới hai phễu 1760 1761 Mỗi phễu tích 4m3 Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp ta đề cập đến phễu 1760 máy đóng bao 1764 Xi măng từ két tĩnh đợc đa tới phễu 1760 máng khí động 1750 Lu lợng xi măng qua phễu 1760 mức tối đa đạt 10 tấn/giờ Xi măng từ phễu 1760 sau qua hệ thống van 1760EV1(đóng mở tay) van 1760EV2 (đóng mở khí nén) đợc đa xuống máy đóng bao 1764 Máy đóng bao 1764 loại máy 8RS- MEC có suất 100 tấn/giờ, hÃng HAVER sản xuất Máy đóng bao có vòi xả xi măng Khối l ợng bao đóng đợc đặt bảng điều khiển cân điện tử, tuỳ thuộc vào yêu cầu(từ 25kgữ50kg) Sai số khối lợng bao đóng +/-500g Bao sau đóng đợc đa qua hai băng tải vận chuyển Trên hệ thống băng tải vận chuyển, máng khí động có lắp đặt lọc bụi tay áo(lọc bụi túi) nhằm SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đinh Công Mễ làm môi trờng, đồng thời thu lại lợng bụi(xi măng) thất thoát Bao sau đóng đợc làm sạch, dùng lọc bụi tay áo động 1764M5 dẫn động Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ máy đóng bao SVTH: Phạm sĩ Quân Nhuyễn tiến Hùng Lớp:818 Cơ điện tử