Thuyết minh đồ án thiết kế hệ điều khiển và giám sát cho hệ thống băng tải than Cọc Sáu

Bàn điều khiển tại trung tâmTại phòng điều khiển trung tâm có các switch lựa chọn chế độ: Switch chọn chế độ điều khiển trung tâm,tại chỗ,switch chọn chế độ liên động hoặc đơn động SW_LĐ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

Đồ Án Tốt Nghiệp 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: TS Nguyễn Văn Nghĩa

Sinh Viên Thực Hiện: Đỗ Chí Thanh

Kiều Cao Thịnh

Phạm Trọng Thuận

Lớp: Trang Bị Điện – Điện Tử Trong CN Và GTVT

Khóa: 52

Tổng quan về hệ thống khai thác than Cọc Sáu

I Khảo Sát Công Nghệ Vận Chuyển Băng Tải Than

Sơ Đ ồ Dây Chuyền Công Nghệ Băng Tải Than Cọc Sáu

Sàng rung P=132kW

Băng Tải T1 L=440m

Băng Tải T2 L=150m

Băng Tải T3 L=150m

chiều luồng hàng Chiều mở máy Thứ tự khởi động

Ghi chú:

- Băng tải T0 và T1 hoạt động cù ng lúc

1 Băng Tải T4 L=50m

Hệ thống vận chuyển than bằng băng tải có năng suất 230tấn/h

Hệ truyền động sử dụng động cơ điện xoay chiều 3 pha.

- Vận chuyển than bằng băng tải cao su

- Tốc độ băng tải : Vmax = 3,15 m/s

Vmin = 1,5 m/s

- Khối lượng vận chuyển vật liệu trên 1m băng tải là: ~90kg

- Than được vận chuyển chủ yếu là than cám và than cục nhỏ

Hệ thống vận chuyển than gồm 5 băng tải vận chuyển than và sàn rung để phân loại than

 Than to được đưa vào băng tải B0 ra ngoài đống

 Than nhỏ được đưa xuống băng tải B1 sau đó được vận

chuyển lần lượt qua các băng tải B2,B3 và B4 đến nơi nhận liệu

Mỗi băng tải được điều khiển bởi 1 động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc Riêng băng tải B1 được truyền động bằng 2 động

cơ

Hệ thống được điều khiển ở 2 chế độ tại chỗ và phòng điều khiển trung tâm bằng các switch chuyển chế độ và nút nhấn

Bàn điều khiển tại trung tâm

Tại phòng điều khiển trung tâm có các switch lựa chọn chế độ:

Switch chọn chế độ điều khiển trung tâm,tại chỗ,switch chọn chế độ liên động hoặc đơn động (SW_LĐ/ĐĐ) nút nhấn start ,stop cho mỗi băng tải,các đèn báo,nút dừng khẩn cấp

Khi lựa chọn chế độ điều khiển LIÊN ĐỘNG các băng tải được khởi động và dừng theo một chu trình như sau:

 Khởi động : Các băng tải khởi động theo quy luật băng tải nhận

liệu khởi động trước lần lượt cho tới băng tải cấp liệu Băng tải B4 Băng tải B3 Băng tải B2 Băng tải B0+B1Động cơ SR

 Dừng : Các băng tải dừng theo một quy luật dừng băng tải cấp

liệu trước lần lượt đến băng tải nhận liệu Động cơ SR  Băng tải B0+B1 Băng tải B2 Băng tải B3 Băng tải B4

Tủ điều khiển tại chỗ

Điều khiển băng tải tại chỗ dưới công trường,tủ điều khiển của mỗi băng tải có các nút nhấn start,stop,đèn báo,switch chuyển chế độ đơn động, liên động (SW_ĐĐ/LĐ), switch chuyển chế độ điều

khiển tại chỗ hoặc trung tâm (SW TT/TC),nút dừng khẩn cấp

Lưu ý:

Chế độ điều khiển ĐƠN ĐỘNG và chế độ điều khiển TẠI CHỖ chỉ phục vụ cho việc kiểm thử hoạt động của các băng tải

Công tắc chống lệch băng

 Thông báo tình trạng của băng tải, mỗi khi băng tải bị lệch các công tắc này

sẽ tác động trả tín hiệu tới đầu vào các module ET200 tại hiện trường trả về cho bộ điều khiển tại trung tâm, thông qua màn hình giám sát người ta biết được vị trí cụ thể băng tải nào đang bị lệch băng và phát tín hiệu điều khiển dừng toàn bộ hệ thống băng tải

 Trên mỗi băng tải bố trí,2 công tắc ở đầu và cuối

Bố trí dưới hiện trường

Thiết bị bảo vệ băng tải

Công tắc giật an toàn

 Khi sảy ra sự cố(bục,rách băng tải)

người công nhân vận hành giật mạnh dây, hệ thống ngay lập tức dừng lại

 Khi khắc phục xong sự cố hệ thống

được vận hành lại từ đầu tại phòng điều khiển trung tâm hoặc tại tủ điều khiển tại hiện trường

 Bố trí 100m đặt 1 công tắc giật an toàn

Vị trí lắp đặt

 Thu thập các tín hiệu trả về của các công tắc chống lệch băng, các công tắc giật dây an toàn và các nút nhấn tại hiện trường, để gửi về cho bộ điều khiển trung tâm tại phòng điều khiển trung tâm đồng thời cũng nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển trung tâm điều khiển trạng thái của các biến tần như trạng thái Run, Stop, Safe Stop

 Tại mỗi tủ bố trí 1 modul mở rộng (4 tủ)

Các modul mở rộng

Lựa chọn phương án khởi động và điều chỉnh tốc độ cho hệ băng tải sử dụng biến tần

Biến tần điều khiển các động cơ băng tải

Hệ thống giám sát qua camera và màn hình máy tính

Cấp điều khiển

Cấp giám sát

1. Lựa chọn động cơ

Tính chọn công suất động cơ dựa trên

 Chiều dài băng tải

 Góc nghiêng của băng tải

 Khối lượng dịch chuyển vật liệu trên 1m băng tải

 Hệ số tính đến lực cản của vật liệu

 Vận tốc băng tải

II Tính Chọn Thiết Bị

Băng Tải

Loại

Hãng sản xuất

Công suất (kW)

Tốc độ (vòng/

phút)

Điện áp (VAC)

Dòng điện (A)

Hiệu suất (%)

Hệ số công suất

Số lượng

2 Lựa chọn biến tần

Lựa chọn biến tần Danfoss vì có những đặc điểm ưu việt hơn các hãng biến tần khác Siemens,ABB…

- Dãy công suất rộng đến 500kW

- Cấp bảo vệ IP20 và IP54

-Có bộ lọc nhiễu tần số Radio RFI, tương thích với chuẩn EN55011/1A

-Thiết kế thân thiện với người sử dụng

-Màn hình hiển thị có thể tháo rời Có thể vận hành tại chỗ hoặc từ xa.

-Momen khởi động lớn

-Có chế độ tự động cập nhật thông số động cơ AMA nhằm tối ưu hoạt động của

hệ thống.

- Có bộ điều khiển PID

- Có chế độ sleep mode cho phép tiết kiệm năng lượng.

 -Các chân vào/ra kĩ thuật số, vào/ra tương tự với chức năng lập trình được.

  -Giao thức truyền thông nối tiếp RS485, cho phép truyền thông với PLC hoặc máy tính.

 

SỐ LƯỢNG BIẾN TẦN

CÔNG SUẤT BIẾN TẦN (KW)

CẤP ĐIỆN ÁP

SỬ DỤNG (VAC)

Lựa chọn biến tần Danfoss FC 302

Lựa chọn công tắc lệch băng

Trên mỗi băng tải bố trí 2 công tắc lệch băng ở đầu băng tải và 2 công tắc lệch băng ở cuối băng tải

3 Lựa chọn thiết bị an toàn cho băng tải

BẢNG SỐ LƯỢNG CÁC CÔNG TẮC LỆCH BĂNG

STT Băng tải

Số lượng công tắc lệch băng

Đầu băng (cái)

Cuối băng (cái)

Tổng (cái)

Lựa chọn công tắc lệch băng NARIMEThông số kỹ thuật

Lựa chọn công tắc giật an toàn

Số lượng các công tắc giật an toàn phụ thuộc vào chiều dài mỗi băng tải Trong hệ thống băng tải Than Cọc Sáu đang sử dụng phương án cứ 100m đặt 1 công tắc giật an toàn

Stt Tên Chiều rộng băng

Từ bảng chiều dài mỗi băng tải cứ 100m đặt một công tắc giật an toàn:+ Băng tải 0: 2 công tắc giật an toàn

+ Băng tải 1: 440/100  5×2 = 10 công tắc giật an toàn

+ Băng tải 2: 150/100  2×2 = 4 công tắc giật an toàn

+ Băng tải 3: 130/100  2×2 = 4 công tắc giật an toàn

+ Băng tải 4: 100/100  1×2 = 2 công tắc giật an toàn

Lựa chọn công tắc giật dây NARIME có thông số kỹ thuật:

Tại mỗi tủ điều khiển sử dụng một module mở rộng cổng I/O từ xa,

ở đây có 4 tủ nên sử dụng 4 module ET200M

4 Lựa chọn modul mở rộng

SỐ LƯỢNG ĐẦU VÀO ĐẦU RA MODULE ET200M

TRÊN CÁC BĂNG TẢI ST

T

Tủ điện số

Số lượng ET200M (module)

Đầu Vào/Đầu Ra

Chọn PLC Siemens S7 300 CPU 313C-DP phù hợp với nhu cầu của dự

án Vì đối với các dòng CPU cao cấp hơn như 317, 319 thì CPU 313 ở dạng tầm trung, đáp ứng đủ tính năng cũng như giá thành phù hợp Vì vậy,lựa chọn CPU 313C-2DP là một giải pháp phù hợp và tiết kiệm

5.Lựa chọn thiết bị cho cấp điều khiển

CPU 313C-2DP có các thông số kĩ thuật sau:

Đầu vào số tích hợp sẵn: 16 DI

Đầu ra số tích hợp sẵn: 16 DO

Bộ đếm tốc độ cao tích hợp sẵn: 3 x 30KHz

Nguồn cung cấp: 24 VDC

Bộ nhớ lưu chương trình: MMC ( tối đa 4 MB)

Vùng địa chỉ vào/ra: 1024/1024 byte ( có thể định địa chỉ tự do).Kênh số vào/ra tối đa: 992/992

Kênh tương tự vào/ra tối đa: 248/124

Dòng tiêu thụ: 0.9A

Công suất tiêu thụ: 10W

Lựa chọn máy tính công nghiệp

Với việc trang bị các phần mềm giám sát chuyên nghiệp như phần mềm WinCC của hãng Siemens, phần mềm Supervision của hãng Omron…Ngoài ra hệ thống sử dung máy tính công nghiệp còn có những ưu điểm sau:

-Khả năng mở rộng các cổng ngoại vi, các card driver thông qua

6 Lựa chọn thiết bị cho cấp giám sát

Dòng điện định mức (A)

Điện áp (V)

Dòng cắt (kA)

Số lượng

ABS203 G

LS-Hàn Quốc 160 380 25 1

ABN40 3C

LS-Hàn Quốc 400 380 42 1

ABS120 3B

LS-Hàn Quốc 1200 380 65 2

ABS903 C

LS-Hàn Quốc 300 380 42 1

ABS803 C

LS-Hàn Quốc 800 380 75 2

AS25E3 LS-Hàn

Quốc 2500 380 100 1

Lựa chọn rơ le trung gian

Rơ le trung gian là một khí cụ điện được dùng trong lĩnh vực điều khiển

tự động Đây là một loại rơ le điện áp

Loại Hãng

sản xuất

Điện

áp cuộn hút

Dòng cuộn hút

Dòng qua tiếp điểm.

Điện áp qua tiếp điểm

MKS3PI Omron 24VDC 55,8m

A

5A 250VAC

+ Itt – dòng điện làm việc lớn nhất (lâu dài) qua dây.

- Kiểm tra điều kiện kết hợp với các thiết bị bảo vệ

K1.K2.Icp ≥

Trình tự thiết kế HMI

công nghệ xảy ra trong hệ thống

Khảo sát các bước công nghệ,các thông só liên quan mức độ tác động

Khi các biến vượt qua một mức độ,dẫn đến thay đổi các trạng thái,đưa ra các thông

báo,cảnh báo.

IV Thiết Kế Giao Diện HMI

CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE BÀI THUYẾT TRÌNH!