Đồ Án Thiết Kế Hệ Điều Khiển Và Giám Sát Cho Hệ Thống Băng Tải Than Cọc Sáu Và Xây Dựng Mô Hình PTN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bộ Môn : Kỹ Thuật Điện *** ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề Tài: Thiết kế hệ điều khiển, giám sát cho hệ thống băng tải than Cọc Sáu và xây dựng mô hình PTN Giáo viên hướng dẫn: T.S Nguyễn Văn Nghĩa Sinh viên thực hiện: Đỗ Chí Thanh Kiều Cao Thịnh Phạm Trọng Thuận Lớp: Trang Bị Điện CN & GTVT Khóa: 52 1 Mục Lục MỞ ĐẦU Hiện nay ngành công nghiệp nói chung và lĩnh vực tự động hóa nói riêng đang giữ vai trò quan trọng trong kim ngạch phát triển của đất nước. Khi đất nước phát triển, con người ngày càng có nhu cầu cao trong cuộc sống, trong lao động cũng cần đòi hỏi cải tiến các phương tiện kĩ thuật, làm sao để chất lượng sản phẩm được nâng cao, an toàn trong lao động phải được đảm bảo. Cũng như các ngành công nghiệp khác, khai thác than là một trong những ngành phát triển tại Việt Nam, phục vụ đời sống của nhân dân. Thay bằng những cách vận chuyển thuần túy thời xa xưa, sử dụng các băng tải với sự điều khiển giám sát và quản lí của con người. Thì ngày nay, khi khoa học hiện đại đã phát triển, kinh tế đất nước đã đủ vững mạnh thì một ngành khoa học hiện đại sẽ được áp dụng trong công nghiệp, nhằm hiện đại hóa ngành công 2 nghiệp nước nhà. Đó là các hệ thống điều khiển và giám sát với sự can thiệp của đại đa số các thiết bị máy móc tự động hóa giúp giảm nhân công, tăng năng suất trong lao động. Hoạt động ổn định và tin cậy, trong mọi điều kiện thời tiết, khí hậu. Ngoài ra hệ thống giám sát còn giúp cho người công nhân vận hành có thể biết được từng vị trí hỏng hóc của toàn hệ thống, lập báo cáo bảng biểu, biểu đồ quá trình làm việc từng ngày, từng tháng hoặc thậm chí có thể là từng năm vận hành hệ thống. Trên cơ sở những vấn đề đã đưa ra, đồ án: “Thiết kế hệ điều khiển, giám sát cho hệ thống băng tải than Cọc Sáu và xây dựng mô hình PTN” được hình thành. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo thuộc bộ môn Kỹ thuật điện đã nhiệt tình giảng dạy, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong thời gian học tập tại trường Đại Học Giao thông Vận Tải, cũng như quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc đến giảng viên T.S Nguyễn Văn Nghĩa - người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong quá trình làm và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Mặc dù đã có cố gắng song do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức chuyên môn còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, Vậy nên chúng em rất mong nhận được sự nhận xét, đánh giá, góp ý của các thầy cô để đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy cô! CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 1.1. Tổng Quan Về Các Thiết Bị Vận Tải Liên Tục Và Hệ Thống Băng Tải Vận Chuyển Than 1.1.1 Khái quát chung về các thiết bị vận tải liên tục Các thiết bị vận tải liên tục thường được dùng để vận chuyển hàng hóa dạng hạt, kích thước nhỏ, chuyên chở các chi tiết dạng thành phẩm, bán thành phẩm, trở khách theo cung đường không dài và không có trạm dừng giữa đường. Thiết bị vận tải liên tục có nguyên lí làm việc tương tự nhau, chỉ khác nhau ở công dụng kết cấu cơ khí, cơ cấu chứa hàng chuyên trở, cơ cấu tạo lực kéo 3 1.1.2. Phân loại các thiết bị vận tải liên tục 1.1.2.1. Băng tải Dùng vận chuyển vật liệu dạng hạt, vật kích thước nhỏ theo phương nằm ngang hoặc nghiêng dưới 30 o . Các băng trở vật liệu có thể là vải, cao su, băng thép tấm 1.1.2.2. Băng chuyền Dùng vận chuyển các sản phẩm là thành phẩm hay bán thành phẩm trong các phân xưởng, nhà máy láp ráp sản xuất theo dây chuyền. Cơ cấu vận chuyển là móc treo, giá treo và thùng hàng. 1.1.2.3. Băng gầu Dùng vận chuyển vật liệu rời, dạng hạt theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng trên 60 o bằng các gầu xúc nhỏ ghép liên tiếp thành một vòng kín. 1.1.2.4. Đường cáp treo Dùng trở hàng hay hành khách ở những địa hình phức tạp, núi non hiểm trở. Cơ cấu vận chuyển là thùng hoặc ca bin. 1.1.2.5. Thang chuyền Dùng chuyên chở hành khách trong các siêu thị, nhà hàng, nhà ga, xe điện ngầm, nhà ga máy bay…có lưu lượng hành khách lớn. 1.1.3. Cấu tạo và các thông số kĩ thuật của các thiết bị vận tải liên tục 1.1.3.1. Băng tải a. Cấu tạo của băng tải Cấu tạo của băng tải được trình bày như hình sau: 4 Hình 1.1.Cấu tạo băng tải cố định Băng tải 7 chở hàng được di chuyển trên các con lăn, đỡ 12 phía trên và con lăn đỡ 11 phía dưới. Các con lăn lắp trên khung đỡ 10. Truyền động kéo băng tải nhờ 2 tang: Tang chủ động 8 và tang bị động 5. Tang chủ động 8 gá chặt trên 2 giá đỡ và nối với trục động cơ truyền động qua hộp giảm tốc. Băng tải được kéo căng nhờ đối trọng 1, cơ cấu định vị và dẫn hướng 2, 3, 4. Băng tải vận chuyển hạt từ phễu 6 đến, đổ lên máng 9. Băng tải thường được chế tạo từ bố vải tráng cao su có độ bền cao, khổ rộng (9001200)mm. Khi vật liệu vận chuyển có nhiệt độ cao (tới 300 o C) thì thường dùng băng tải bằng các tấm thép có độ dày (0,81,2)mm và khổ rộng (350800)mm. Cơ cấu truyền lực cho băng tải thường có 3 loại: -Động cơ kéo băng tải cố định qua hộp tốc độ (hình 1.1c) hay kết hợp với xích (hình 1.1d) -Động cơ kéo băng tải không cố định được lắp trực tiếp với tang quay (hình 1.1e) b. Các thông số của băng tải 5 Năng suất băng tải nói lên khả năng vận chuyển của mỗi băng tải trong 1 đơn vị thời gian Năng suất băng tải được tính theo biểu thức Q (tấn/giờ) (1.1) Trong đó: � – là khối lượng tải theo chiều dài (kg/m) v- là tốc độ băng tải (m/s) Khối lượng tải theo chiều dài: �=S.ρ. Trong đó: ρ – là khối lượng riêng của vật liệu (tấn/m 3 ) S – là tiết diện mặt cắt ngang của vật liệu trên băng tải (m 2 ) 1.1.3.2. Băng gầu a. Cấu tạo Cấu tạo của băng gầu được thể hiện như hình 1.2. 6 Hình 1.2: Cấu tạo băng gầu Tốc độ di chuyển của băng gầu là (0,85 1,25)m/s. b. Các thông số của băng gầu Năng suất băng gầu liên quan tới tốc độ băng gầu và thể tích gầu: Q (tấn/giờ) (1.2) Trong đó: V – là thể tích một gầu (m 3 ) Ѱ – là hệ số lấp đầy gầu (0,4 0,8) ρ - là khối lượng riêng của vật liệu (tấn/m 3 ) l – là khoảng cách giữa các gầu (m) v – tốc độ băng gầu (m/s) - Ở băng gầu tốc độ cao (0,8) m/s, năng suất có thể đạt tới 80m 3 /h và chiều cao nâng tới 40m. 7 1.1.3.3. Đường cáp treo a. Cấu tạo Cấu tạo đường cáp treo được thể hiện trong hình 1.3 như sau: Hình 1.3 là đường cáp treo 2 cáp khứ hồi có 2 ga. Giữa hai ga nhậ hàng 7 và ga đổ hàng 2 có căng hai cáp : cáp mang 4 và cáp kéo 3. Để tạo ra lực căng cáp, ở ga đổ hàng 2 có cơ cấu kéo căng 1.Giữa hai ga có các giá đỡ cáp trung gian 5.Cáp kéo 3 tạo thành vòng kín liên kết với cơ cấu truyền động 8 và động cơ 9. Các toa hàng 6 được gắn vào cáp kéo 3 và di chuyển theo cáp mang 4. b. Các thông số của đường cáp treo Năng suất cáp treo đạt tới 400 tấn/h và khoẳng cách giữa 2 ga có thể lên tới hàng chục km. Số lượng toa tới nhà ga đạt (50 ) toa trong 1 giờ với thời gian giãn cách giữa hai toa là (20 )s. Biểu thức tính năng suất cáp treo như sau Q (1.3) Trong đó: t – là thời gian giãn cách giữa 2 toa (s) M – là khối lượng tải của 1 toa (tấn) 1.1.3.4. Thang chuyền Thang chuyền là cầu thang với các bậc chuyển động liên tục, dùng để vận chuyển hành khách trong các siêu thị, nhà ga… 8 Tốc độ thang chuyền là (0,5 m/s với góc nghiêng 30 0 . Bề ngang (độ rộng) của thang là (0,6 )m. Bậc thang thường cao 200mm, sâu tới 400mm. Thang có thể cao (4,5 )m. a. Cấu tạo Cấu tạo của thang chuyền được thể hiện trong hình 1.4 như sau: Hình 1.4: Cấu tạo thang truyền Động cơ truyền động 6 được lắp ở đầu trên của thang chuyền để truyền lực cho trục chủ động 5.Các bậc thang 4 của thang chuyền liên kết thành mạch xích khép kín từ trục chủ động 5 đến trục bị động 2. Ở trục bị động có cơ cấu tạo lực căng 1 cho xích thang chuyền. Để đảm bảo an toàn và điều kiện thuận lợi cho hành khách, ở hai bên xích có lắp tay vịn 3 chuyển động cùngvới thang. Trong các tòa nhà nhiều tầng, thang chuyền được lắp nối tiếp nhau b. Các thông số của thang chuyền Năng suất thang chuyền được tính theo biểu thức sau: Q .m k .v.φ.3600 (người/giờ) (1.4) Trong đó: v – là tốc độ thang (m/s) φ- là hệ số lấp đầy khách của thang truyền 9 1/m b – là số bậc thang trên một đơn vị dài 1m m k – là số khách trên 1 bậc thang 1.1.4. Tổng quan về hệ thống băng tải than 1.1.4.1. Phạm vi ứng dụng Các băng tải thường dùng để di chuyển các vật liệu đơn chiệc và vật liệu rời theo phương ngang, phương đứng, hoặc phương xoắn. Trong các dây chuyền sản suất, các thiết bị này được sử dụng như những phương tiện vận chuyển các linh kiện nhẹ, trong các xưởng kim loại thì dùng để vận chuyện quặng, than đá, các loại xỉ lò, trên các trạm thủy điện thì đùng để chuyển nhiên liệu, trên các kho bãi thì dùng để vận chuyển các loại hàng bao kiện, vật liệu hạt hoặc một số sản phẩm khác, trên các công trường dùng để vận chuyên vật liệu xây dựng, trong các ngành lâm nghiệp và khai thác gỗ thì vận chuyển gỗ, vỏ bào, trong các ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, hóa chất và một số ngành công nghiệp khác thì dùng để vận chuyến sản phẩm hoàn thành và chưa hoàn thành ở các giai đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng để loại bỏ các sản phẩm không lỗi, hỏng hóc, không sử dụng được. Khác với các thiết bị vận chuyển khác, băng tải có chiều dài vận chuyển lớn, năng suất lơn, kết cấu nhỏ, đơn giản, làm việc tin cậy và sử dụng thuận tiện. Ngày nay người ta sử dụng băng tải có độ bền cao, chiều rộng tối đa lên tới 3m, tốc độ vận chuyển có thể đạt 4m/s và hơn nữa năng suất của băng tải có thể đạt vài nghìn tấn trong một giờ. Trên thực tế thì băng tải không giới hạn và có thể áp dụng hệ thống gồm nhiều giai đoạn liên kết. Những hệ thống được sử dụng rộng rãi trong ngành khai thác mỏ quặng, cũng như ngành xây dựng.Ở đó, băng tải có khả năng cạnh tranh lớn với đường chuyển cáp treo, thậm chí cả đối với vận chuyển bằng ô tô, đường sắt. Một ưu điểm nữa của băng tải là dễ dàng phù hợp với các dạng chu tuyến vận chuyển, thích hợp với hầu hết mọi đại hình. Giá thành, giá công không lớn do kết cấu băng theo đường vận chuyển đơn giản nhưng vẫn đảm bảo an toàn, năng lượng tiêu tốn không cao, số người phục vụ thiết bị hoạt động ít, điều khiển dễ dàng, có thể sử dụng tự động hóa hoàn toàn. 10 [...]... d liu cho h thng gm 5 bng ti v 1 ng c sn rung cú cu trỳc tng th nh hỡnh 2.1 1.2.2 Chc nng iu khin ca h thng vn chuyn than S iu khin nh hỡnh sau : 20 éK Trung Tâm éK Tại Chỗ ĐK.Đơn động Băng Tải T0 + T1 Băng Tải T2 Băng Tải T3 Băng Tải T4 Băng Tải T0 + T1 Băng Tải T2 Băng Tải T3 Băng Tải T4 Băng tải T3 Băng tải T0 + T1 Băng tải T2 Băng tải T2 Băng tải T3 Động cơ SR Động cơ SR Động cơ SR Băng tải T0... động Băng tải T4 Băng tải T4 DừNG Động cơ SR ĐK.Liên động Hỡnh 1.28: Chc nng iu khin ca h thng vn chuyn than Đồ áN TốT NGHIệP 2015 THIếT Kế Hệ THốNG ĐIềU KHIểN, GIáM SáT SCADA Bộ GIáO DụC Và àO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI KHOA : ĐIệN - ĐIệN Tử Bộ MÔN Kỹ THUậT ĐIệN - Ti phũng iu khin trung tõm cú switch la chn ch iu khin trung tõm Position Name Signature Ts.Nguyễn Văn Nghĩa SƠ ĐIềU KHIểN. .. chuyn than 1.2.1 Mụ t cụng ngh: Gii thiu v bi toỏn thc t: Hỡnh 1.24 S cụng ngh h thng bng ti Than Cc Sỏu 17 Sơ Đồ Dây Chuyền Công Nghệ Băng Tải Than Cọ Ghi chú: - Băng tải T Sàng rung P=132kW 5 0 ải T gT Băn =25m L Băng Tải T1 L=440m 4 3 Băng Tải T2 L=150m Ghi chú: 2 chiều luồng hàng Chiều mở máy 1 Thứ tự khởi động - H thng vn chuyn than gm 5 bng ti vn chuyn than v sn rung phõn loi than + Than to... xớch -Bng ti vi v bng ti cao su: Thng dựng vn chuyn vt liu dng bt hoc dng ht Hỡnh nh v bng ti cao su 16 Hỡnh 1.17: Hỡnh nh thc t bng ti cao su 1.1.4.3 ng dng ca bng ti trong ngnh than Vi c im dng vt liu ngnh than l vt liu dng ht, bt, lng (than bựn) v dng viờn nh Do vy, cỏc phng tin vn chuyn than phi phự hp vi dng vt liu khai thỏc, cỏc phng tin vn chuyn trong ngnh than nh: bng oto, vn ti ng st, bng ti... RS232C hoc RS422/485 -Tc truyn 300bit/s, 76,8 Kbit/s cho cng RS232C, 300 bit/s, 19,2 Kbit/s cho cng RS422/485 -Khong cỏch truyn 10m cho cng RS232C v 1000m cho cng RS422/485 35 Kt lun: Vic s dng giao thc kt ni im im khin cho h thụng tr nờn cng knh, s lng cỏc u dõy u ni ln khi kt ni nhiu thit b Vỡ vy, phng thc kt ni ny khụng c s dng trong h SCADA cho bng ti 1.2.4.2 Mng MPI Cu trỳc mng Hỡnh 1.25: Cu trỳc... ỏp ca ng c KB truyn ng cho bng ti Mụmen ng c KB to ra t l vi bỡnh phng in ỏp Do ú, tc ca ng c cú th iu chnh trờn mt di gii hn bng vic thay i in ỏp Nu in ỏp thay i t U1 n U2 thỡ tc cng thay i t n 1 n n2 Phng phỏp ny thng c s dng cho ng c KB roto lng súc loi nh, cho cỏc ti qut giú v bm ly tõm g) Phng phỏp iu chnh tc bng ti bng cỏch thay i tn s in ỏp cp cho ng c KB truyn ng cho bng ti T cụng thc tc... ti ngi ta cng khụng s dng phng phỏp ny e) Phng phỏp iu chnh tc bng ti bng cỏch thay i s ụi cc ca ng c KB truyn ng cho bng ti Trong phng phỏp ny, cn thit k dõy qun stato ca ng c sao cho cú th n gin thay i s ụi cc theo t s 2/1 Trong cỏch ny, 2 tc ng b cú th to ra Phng phỏp ny khụng dựng cho ng c KB rụ to dõy qun, vỡ dõy qun roto luụn phi cú s ụi cc bng s ụi cc ca dõy qun Stato Tuy nhiờn, mt roto lng... dng, vn chuyn than ỏ hoc nhng sn phm úng gúi Hỡnh nh v bng ti theo phng ngang Hỡnh 1.5: Hỡnh nh thc t bng ti ngang -Theo phng nghiờng: Dựng vn chuyn sn phm dng ri nh than, ỏ, si, cỏtKt cu loi bng ti ny l bng ti ai vi, chõn ca bng ti cú th nõng lờn h xung to dc nghiờng hoc c nh nhng ln nht phi nh hn gúc ma sỏt gia vt liu v bng, t 7 Hnh nh v bng t nghiờng 11 -Theo phng ng: Bng ti loi ny dựng vn chuyn... di ng: Bng ti loi ny c dựng trong dõy chuyn khụng cú tớnh liờn tchay c nh u khụng nh hng n dõy chuyn Kt cu ging nh bng ti c nh nhng khỏc ch cú gn b phn chuyn ng di chõn ca bng ti, thớch hp v ỏp ng yờu cu nhng ni vn hnh khụng c nh Hỡn nh v bng ti di ng Hỡnh 1.12: Hỡnh nh thc t bng ti di ng c Phõn loi theo cụng dng -Loi vn nng: Cú th c dựng cho nhiu mc ớch khỏc nhau -Loi chuyờn dựng: c s dng chuyờn... Interface) l mt mng con ca SIMATIC Mng MPI s dng cho cp trng hay cp phõn xng vi yờu cu v khong cỏch truyn gia cỏc trm khụng ln Mng ch cho phộp liờn kt vi mt s thit b ca SIMATIC nh S7/M7 v C7 Thit lp mng MPI phc v cho ghộp ni mt s lng hn ch cỏc trm (khụng quỏ 32 trm) v dung lng truyn thụng nh vi tc truyn ti a l 187,5 Kbps Phng phỏp truy nhp ng dn c chn cho mng MPI l Token Passing Nhc im ca mng MPI: 36 . của thang là (0,6 )m. Bậc thang thường cao 200mm, sâu tới 400mm. Thang có thể cao (4,5 )m. a. Cấu tạo Cấu tạo của thang chuyền được thể hiện trong hình 1.4 như sau: Hình 1.4: Cấu tạo thang truyền Động. của băng tải trong ngành than Với đặc điểm dạng vật liệu ngành than là vật liệu dạng hạt, bột, lỏng (than bùn) và dạng viên nhỏ. Do vậy, các phương tiện vận chuyển than phải phù hợp với dạng vật. lúc 1 Băng Tải T4 L=50m - H thng vn chuyn than gm 5 bng ti vn chuyn than v sn rung phõn loi than . + Than to c a vo bng ti T0 ra ngoi ng . + Than nh c a xung bng ti T1 sau ú c vn chuyn ln