Viết chương trình xử lý tín hiệu độ rung của máy nghiền

Viết chương trình xử lý tín hiệu độ rung của máy nghiền

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ MÁY NGHIỀN CON LĂN KIỂU ĐỨNG .3 1.1 Cấu tạo: .3 1.2 Chức máy nghiền .3 1.3 Cấu tạo thông số kỹ thuật số chi tiết máy nghiền 1.3.1 Motor 1.3.2 Bàn nghiền .5 1.3.3 Con lăn .5 1.3.4 Thiết bị tách liệu 1.3.5 Hệ thống thủy lực nâng hạ lăn 1.4 Nguyên lý hoạt động máy nghiền lăn CHƯƠNG 2: RUNG ĐỘNG .9 2.1 Bản chất rung động .9 2.2 Ảnh hưởng rung động CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ 10 3.1 Sơ đồ tổng quan 10 3.2 Tổng quan thiết bị 10 3.2.1 PLC S7-200 10 3.2.1.1 Giới thiệu PLC .10 3.2.1.2 Giới thiệu PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY 12 3.2.2 Giới thiệu module EM235 .14 3.2.2.1 Cách nối dây .16 3.2.2.2 Cách điều chỉnh cấu hình cho EM 235: 18 3.2.3 Cảm biến gia tốc AS-022 .19 3.2.3.1 Định nghĩa nguyên lý: 19 3.2.3.2 Thông số: 19 3.2.4 Thiết bị đo rung (Vibrocontrol 1100) 20 3.2.4.1 Cách đấu nguồn: .21 3.2.4.2 Cách kết nối cảm biến với thiết bị đo rung: 21 3.2.4.3 Kết nối ngõ Analog: 22 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 22 4.1 Sơ đồ khối .22 4.2 Sơ đồ đấu dây điện 23 4.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống đo rung 24 CHƯƠNG 5: CHƯƠNG TRÌNH XỬ LÝ TÍN HIỆU ĐO RUNG BẰNG PLC S7-200 .24 5.1 Định ngõ vào ra: 24 5.2 Chương trình chính: 25 5.3 Cách thức xây dựng chương trình .26 5.4 Giải thích chương trình: 28 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 ĐẶT VẤN ĐỀ Công ty xi măng Holcim Việt Nam công ty có quy mô thuộc tầm cỡ quốc tế. Trong nhà máy xi măng Holcim Hòn Chông nhà máy có công nghệ đại đáp ứng đủ thiết bị, máy móc để phục vụ cho nghành sản xuất xi măng. Tại nhà máy xi măng Hòn Chông, khu vực máy nghiền bột sống khu vực vô quan trọng dây chuyền sản xuất xi măng phần thiếu máy nghiền bột sống. Đặc điểm loại máy nghiền bị rung động mạnh hoạt động, hệ thống giám sát rung động sử dụng cho loại máy này. Giám sát rung động công nghiệp phương pháp đo lường dùng để xác định, tiên đoán ngăn ngừa hư hỏng máy móc có thiết bị xoay. Thực giám sát độ rung máy móc cải thiện độ tin cậy máy móc dẫn đến hiệu máy móc cao giảm thiểu hư hỏng điện hay khí. Chương trình giám sát độ rung dùng khắp nơi giới lĩnh vực công nghiệp để phát lỗi máy, lên kế hoạch sửa chữa máy móc, giữ cho máy móc chạy chức năng, không hư hỏng thời gian lâu nhất. Nắm tầm quan vấn đề nên chúng em tiến hành nghiên cứu hệ thống giám sát rung động cho máy nghiền thông qua kiến thức học hướng dẫn thầy. Do thời gian nghiên cứu làm đồ án không dài kiến thức chúng em hạn hẹp nên tránh khỏi thiếu xót, chúng em mong thầy thông cảm. Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ MÁY NGHIỀN CON LĂN KIỂU ĐỨNG 1.1 Cấu tạo:  Máy nghiền nhà máy xi măng Hòn Chông gồm có phần chính:  Bộ phận truyền động Transport • Motor Exhaust gases Raw meal • Motor phụ • Hộp số truyền động Drying Separation  Bộ phận nghiền • Con lăn • Bàn nghiền Feed • Vòng chắn liệu (damring) Material • Cánh dẫn hướng gió (nozzle ring) Grinding • Cào liệu (scraper) Hot gases  Bộ phận tách liệu • Lồng động separator • Lồng tĩnh separator • Chút hồi liệu từ separator Drive • Mô tơ truyềnđộng separator Energy  Ngoài số hệ thống  Hệ thống phun nước  Hệ thống thuỷ lực nâng hạ lăn  Hệ thống bôi trơn. Bộ phận tách liệu Bộ phận nghiền Bộ phận truyền động 1.2 Chức máy nghiền  Trong nghành sản xuất xi măng, để tạo xi măng phải trải qua nhiều giai đoạn khác nhau. Như khai thác nguyên liệu, nghiền bột sống, nung clinker, giai đoạn nung clinker giai đoạn quan nhất. Ngoài nghiền bột sống không phần quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng việc nung clinker, độ mịn thành phần hoá yếu tố quan trọng định chất lượng nung clinker. Cho nên lựa chọn công nghệ nghiền phải liên quan yếu tố sau.  Yêu cầu độ mịn  Đặc tính vật liệu  Công nghệ nghiền  Giá trị đầu tư GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6  Máy nghiền lăn kiểu đáp ứng yêu cầu trên, vậyđược đưa vào dây chuyền sản xuất nhà mày xi măng Hòn Chông, đồng thời có ưu điểm so với máy nghiên bi sau:  Tiêu tốn lượng  Hiệu suất nghiền cao  Độ mịn tương đối cao  Công suất nghiền cao  Chức máy nghiền xi măng nhà máy xi măng Hòn Chông:  Nghiền liệu  Sấy liệu  Tách liệu  Vận chuyển liệu Đường liệu Cổng cấp liệu Buồng phân ly Cánh dẫn hướng Phễu hồi liệu Côn trung tâm Vỏ máy nghiền Vành đai bánh Ống phun nước Vòng chắn liệu Trục lăn Tấm lót Lỗ vào khí nóng Cửa gió Bàn nghiền Xylanh thủy lực Hộp điều chỉnh tốc độ Cào liệu Trục dẫn động 1.3 Cấu tạo thông số kỹ thuật số chi tiết máy nghiền 1.3.1 Motor     Loại motor: pha roto dây quấn Công suất tố đa: 2850 Kw Vận tốc quay: 980 rpm Khởi động với điện trở nước. GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 1.3.2 Bàn nghiền  Bàn nghiền gồm 12 thép ghép lại với tạo thành khối, trình hoạt động bàn nghiền bị mòn, bị mòn ta hàn gia cố lại. bàn nghiền mòn nhiều vị trí đường nghiền (chỗ mà lăn, bàn nghiền liệu tiếp xúc với nhau). • Thông số kĩ thuật bàn nghiền BÀN NGHIẾN Đường kính bàn nghiền Đường kính đường nghiền Tốc độ bàn nghiền Khối lượng Vật liệu Khối lượng mài mòn đường nghiền Khối lượng mài mòn bàn nghiền THÔNG SỐ 4.6 m 3.95 m 25.68 rpm Ni - hard 2.1 g/t 5.3 g/t 1.3.3 Con lăn  Là khối hình cone gồm nhiều chi tiết ghép lại với nhau. Mỗi máy nghiền gồm có lăn đặt đối diện nhau.  Cấu tạo gồm: bánh, bạc đạn, trục  Có khả chống mài mòn tốt, ta nâng hạ lăn hệ thống thuỷ lực. • Thông số kĩ thuật lăn CON LĂN THÔNG SỐ Số lăn Vật liệu Đường kính lăn Khối lượng lăn Tuổi thọ lăn Độ mài mòn phần đường nghiền Độ mài mòn tổng cộng lăn 04 cromodur 02 m 18.7 7000 3.4 g/t 8.5 g/t 1.3.4 Thiết bị tách liệu  Lồng động (roto) gồm 120 cánh hàn thành lồng hình trụ, lồng động chuyền động mô tơ pha, vận tốc quay giới hạn từ – 98 vòng/ phút.  Lồng tĩnh gồm có 40 cánh cánh hàn cố định với thân máy nghiền, thay đổi góc cân chỉnh cánh nàysau hàn cố định (từ 18 – 20o).  Chút hồi liệu từ separator đổ tâm bàn nghiền, có dạng hình conevà bao phủ bên lớp bêtông chống mài mòn. GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền LỒNG ĐỘNG SEPARATOR Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 LỒNG TĨNH SEPARATOR PHỄU HỒI LIỆU GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 1.3.5 Hệ thống thủy lực nâng hạ lăn  Chức hệ thống thủy lực: - Hệ thống thủy lực dùng để hỗ trợ lực nghiền trình nghiền đá vôi. - Giữ lăn vị trí suốt trình nghiền. - Dùng để nâng hạ lăn. - Thay đổi lực nghiền hoạt động. - Thay đổi áp đối mạch. - Giảm chấn động rung máy nghiền. - Hạn chế hư hỏng thiết bị. - Tăng hiệu làm việc máy nghiền  Nguyên lý làm việc: - Hệ thống thuỷ lực nâng có nguyên lí hoạt động chủ yếu phụ thuộc vào van dẫn hướng, van điều khiển lưu lượng, van chiều. Bộ sinh công cho toàn mạch bơm thuỷ lực truyền động nhờ môtơ điện pha, sau môtơ truyền động cho bơm hoạt động dầu thuỷ lực từ bồn vào cổng hút bơm nén dầu lại( cách thay đổi thể tích dầu) xả cổng xả bơm cung cấp dầu cho toàn mạch thuỷ lực hoạt động, thông qua van ta điều khiển hướng dầu. Tuỳ theo mục đích sử dụng mà ta đóng mở van hợp lí cho máy nghiền hoạt động hiệu vận hành bão dưỡng sửa chữa.  Hệ thống thủy lực lăn chia làm hai nhánh khác nhau, nhánh tương ứng với hai lăn. Hệ thống không bơm dầu thuỷ lực bơm liên tục, áp làm việc không đủ bơm hoạt động đảm bảo áp suất phải đạt yêu cầu.  Đặt biệt hệ thống lắp đặt bình nitơ giảm chấn(bù áp) cho lăn lớp liệu cao Trục lăn Con lăn Bình ni tơ Đường nghiền Pittong thủy lực Cào liệu GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 1.4 Nguyên lý hoạt động máy nghiền lăn - - Máy nghiền đứng Loesche sử dụng áp lực từ lăn, liệu cấp vào tâm bàn nghiền, xảy chà sát lăn bàn nghiền để giảm kích thước liệu. Độ dày lớp liệu phụ thuộc lượng liệu cấp vào chiều cao Damring. Quá trình nghiền xảy có liệu tuần hoàn tuần hoàn ngoài. Vòng tuần hoàn GVHD: Nguyễn Anh Dũng Vòng tuần hoàn Trang Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 CHƯƠNG 2: RUNG ĐỘNG. 2.1 Bản chất rung động. Độ rung đối tượng trạng thái chuyển động qua lại đối tượng quanh vị trí cân bằng. Trong công nghiệp quan tâm đến độ rung để kiểm tra tính ổn định máy. Giám sát độ rung phần quan trọng kỹ thuật giám sát tình trạng thiết bị rung động mang tính dây chuyền. Ta nói “sự rung động nguyên nhân dẫn đến rung động khác”. Chính việc phát ngăn ngừa rung động công việc quan trọng có ý nghĩa vô to lớn công tác chuẩn đoán phòng ngừa hư hỏng. Thông thường độ rung động chi tiết, phận khí mang tính lũy tiến. Do việc giám sát, theo dõi tiến triển rung động hoàn toàn có đủ thiết bị thực phương pháp. Áp dụng kỹ thuật giám sát rung động giúp cho ta xác định cách xác thời điểm xảy hư hỏng, hay nói cách khác thời điểm mà chi tiết thiết bị khả làm việc. Để từ tránh hư hỏng ngẫu nhiên, hư hỏng ý muốn. Vì thông thường hư hỏng loại phải trả chi phí lớn, chi tiết, cụm máy quan trọng sản suất. Ngoài ra, kỹ thuật giám sát rung động giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị : ổ trục, roto, . chi tiết có chuyển động quay khác. 2.2 Ảnh hưởng rung động. Ảnh hưởng rung động thường nghiêm trọng. Nó cần phải loại bỏ lúc máy vận hành, trình truyền động tự động. Trong vài trường hợp tần số mức độ rung động làm thiệt hại bên trog vật thể. Máy móc bị thiệt hại rung động. Nếu rung động xảy có cộng hưởng tần số làm nứt gãy vài phần đai ốc, bulong. Tiếng ồn kết từ rung động, thường vấn đề nghiêm trọng nguy hiểm đến người chụi tác dụng từ chu kỳ dài. Đối với người, bị chấn động thời gian dài bị mờ mắt, cân bằng, ù tai làm việc hiệu quả. Và nghiêm trọng điều xảy người vận hành máy, tài xế, phi công. Sự rung động không cách ly truyền qua vật rắn tiếp xúc với sàn nhà, tường, ống, ống dẫn điện, cấu có máy. Đây có lẽ nguyên nhân vật tiếp xúc với gây rung động. Nó nguyên nhân nghiêm trọng gây thiệt hại đến ổ trục vùng lân cận, quan trọng nên phải đo kiểm tra rung động. GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ 3.1 Sơ đồ tổng quan. MÁY NGHIỀN CẢM BIẾN GIA TỐC ĐÈN BÁO PLC S7-200 BỘ ĐO RUNG MODULE EM235 MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐƯỢC DÙNG: • PLC S7-200 • MODULE EM235 • Cảm biến gia tốc AS-022 • Bộ đo rung ( vibrocontrol 1100) • Đèn báo. 3.2 Tổng quan thiết bị 3.2.1 PLC S7-200 3.2.1.1 Giới thiệu PLC - PLC ( Programmable Logic Controller ): Bộ điều khiển lập trình, PLC xếp vào họ máy tính, sử dụng ứng dụng công nghiệp thương mại. GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 10 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Mô tả đèn báo S7200: • SF ( đ è n đ ỏ ) : Đèn đỏ SF báo hiệu PLC có hỏng hóc. • RUN (đèn xanh): Đèn xanh sáng báo hiệu PLC chế độ làm việc thực chương trình nạp máy. • STOP (đèn vàng): Đèn vàng sáng báo hiệu PLC chế độ dừng, không thực chương trình có. • Ix.x (đèn xanh)chỉ trạng thái logic tức thời cổng Ix.x. Đèn sáng tương ứng mức logic 1. • Qx.x (đèn xanh): trạng thái logic tức thời cổng Qx.x. Đèn sáng tương ứng mức logic 1. GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 13 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Cách đấu nối ngõ vào PLC: Cách đấu nối S7-200 module mở rộng: S7-200 module vào/ra mở rộng nối với dây nối. Hai đầu dây nối bảo vệ bên PLC module.Chúng ta kết nối PLC module sát để bảo vệ hoàn toàn dây nối. CPU224 cho phép mở rộng tối đa module. 3.2.2 Giới thiệu module EM235. Với đề tài chúng em sử dung module EM 235. Một số thông số module EM235: - SIMANTIC S7-200, ANALOG I/O - EM 235, FOR S7-22X CPU ONLY - 4AI , 1AQ , 12 BIT CONVERTER - Xuất sứ: Manufacturer: Siemens / Germany EM 235 module tương tự gồm có 4AI 1AO 12 bit ( có tích hợp chuyển đổi A/D D/A 12 bit bên trong). GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 14 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Các thành phần module analog EM 235: GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 15 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 3.2.2.1 Cách nối dây - Đầu vào tương tự: với thiết bị đo đầu kiểu điện áp : - với thiết bị đo tín hiệu đầu dòng điện : Đầu tương tự : GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 16 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Cấp nguồn cho module : Tổng quát cách nối dây : GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 17 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 3.2.2.2 Cách điều chỉnh cấu hình cho EM 235: Trình tự thiết lập chỉnh cho module Analog: - tắt nguồn cung cấp cho module - gạt switch để chọn dải đo đầu vào - bật nguồn cho CPU module. Để module ổn định vòng 15 phút. - Sử dụng truyền, nguồn áp, nguồn dòng, cấp giá trị đến đầu vào. - Đọc giá trị nhận CPU - Căn vào giá trị chỉnh OFFSET để đưa giá trị ( chỉnh điểm 0), giá trị số cần thiết kế - Sau nối đầu vào với giá trị lớn dải đo - Đọc giá trị nhận CPU - Căn vào giá trị chỉnh GAIN để đọc giá trị 32000, giá trị số cần thiết kế - Lặp lại bước chỉnh OFFSET GAIN cần thiết. Chú ý : - Phải chắn nguồn cung cấp cho cảm biến phải loại bỏ nhiễu phải ổn định. - Dây dẫn tín hiệu phải có lớp bảo vệ chống nhiễu. - Các đầu vào Analog không sử dụng phải nối ngắn mạch ( ví dụ A+ nối với A- ) GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 18 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 với yêu cầu đề tài, ta cấu hình cho module EM 235 sau: sử dụng tính hiệu input – 20 mA , độ phân giải 5µA ON OFF 3.2.3 Cảm biến gia tốc AS-022. 3.2.3.1 Định nghĩa nguyên lý: Cảm biến định nghĩa thiết bị dùng để biến đổi đại lượng vật lý đại lượng không điện cần đo thành đại lượng đo ( dòng điện, điện thế, điện dung, trở kháng…). Nó thành phần quan trọng thiết bị đo hay hệ thống điều khiển tự động. Nguyên lý làm việc chung loại cảm biến gia tốc dựa sở biến dạng đàn hồi phần tử nhạy cảm với rung động. Sự biến dạng đàn hồi làm di chuyển phận học từ dẫn đến thay đổi điện trở, điện dung hay điện áp. Với đề tài ta sử dụng cảm biến gia tốc AS-022 để đo độ rung thân máy nghiền. Cảm biến gia tốc AS-022. 3.2.3.2 Thông số: • Dải đo rung : ~ 50mm/s • Độ nhạy : 100 mV/g 10.2 mV/m/s2 ±5% ±5% • Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ nhạy : GVHD: Nguyễn Anh Dũng - 22 °C ( - 7.6 °F) - % Trang 19 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền + 22 °C ( 71.6 °F) % + 65 °C (149 °F) + 2,5 % + 120 °C (248 °F) + 5,5 % - 50 °C (-58 °F) . + 125 °C (257 °F) . 10 000 Hz (± 0,5 dB) 1,5 . 15 000 Hz (± dB) -24 V (-18 V .-30 V) cáp PVDE, dài 5.3m. • Nhiệt độ hoạt động : • Dải tần số : • • • • Điện áp hoạt động : Cáp kết nối : Thân vỏ thép không gỉ Màu sắc dây tín hiệu : • Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 -UB Signal 0V Shield red yellow white yellow/black Xuất xứ : B&K – Germany. 3.2.4 Thiết bị đo rung (Vibrocontrol 1100) VIBROCONTROL 1100 thiết bị dùng để đo lường giám sát rung động thiết bị máy móc. Vibrocontrol 1100 Thông số chức vibrocontrol 1100 : • Số kênh đo rung : • Kết nối cảm biến : cảm biến gia tốc, ví dụ: AS-022, AS-062, ASA-022 cảm biến vận tốc, ví dụ: VS-068, VS-069, VS-0168, VS0169 . • Nguồn cảm biến : -24 VDC (max 30 mA) mA Cảm biến tốc độ : không sử dụng điện áp. GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 20 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền • • Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Dải tần số hoạt động : Hz ~ 10 kHZ Ngõ Analog : sử dụng tín hiệu dòng 0/4 .20 mA tín hiệu áp .10 V. Điện áp hoạt động : 230/115 VAC, 50/60 Hz Điều kiện môi trường : nhiệt đô hoạt động: 0°C…+50°C Khoảng nhiệt độ lưu trữ: -20°C .+70°C 3.2.4.1 Cách đấu nguồn: 3.2.4.2 Cách kết nối cảm biến với thiết bị đo rung: Sơ đồ kết nối cảm biến gia tốc cảm biến vận tốc rt = đỏ, ws = trắng, sw = đen, ge = vàng, br = nâu, ge/sw = vàng/đen. GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 21 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 3.2.4.3 Kết nối ngõ Analog: Có thể sử dụng tín hiệu dòng 0/4 .20 mA tín hiệu áp .10V ngõ Analog. Cả hai ngõ Analog độc lập có chức nhau. Chức chúng phụ thuộc vào cách chúng cấu hình. Ví dụ : cấu hình ngỏ Analog tín hiệu .20mA, sử dụng ngõ vào kênh B, thông số thiết lập cho kênh B là: • Thông số đo J04: v (vận tốc rung) • Đơn vị J06: mm / s (hoặc ips) s • Phát tín hiệu J08: rms • Thông số đo lớn J10: 50.0 Với cách thiết lập có nghĩa tín hiệu đầu 4mA tương ứng với mức độ rung 0mm/s, tín hiệu đầu 20mA tương ứng với mức độ rung cao 50mm/s CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG. 4.1 Sơ đồ khối. MÁY NGHIÊN CẢM BIỂN VIBROCONTROL ĐÈN BÁO PLC 27-200 EM 235 GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 22 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 4.2 Sơ đồ đấu dây điện. GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 23 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 4.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống đo rung Khi máy nghiền hoạt động tạo rung động, dựa vào rung động mà ta kiểm tra tình trạng hoạt động máy nghiền. Để đo rung động máy nghiền ta sử dụng cảm biến đo rung ( cảm biến gia tốc), cảm biến gắn cố định thân máy nghiền, máy nghiền hoạt động, thân máy nghiền cảm biến rung động với cường độ nhau. Khi cảm biến rung động trả tín hiệu tần số, tín hiệu liên tục thay đổi theo cường độ rung. Bộ đo rung Vibrocontrol hay gọi transmitter nhận tín hiệu tần số trả từ cảm biến chuyển đổi tín hiệu sang tín hiệu dòng điện .20mA. Tín hiệu dòng .20 mA từ đo rung tín hiệu tương tự (Analog), PLC S7-200 khả xử lý tín hiệu Analog, ta sử dụng thêm module EM 235 để nhận tín hiệu giải mã sang tín hiệu số ( Digital) sau đưa vào PLC S7200. Nhiệm vụ PLC xử lý tín hiệu đưa mức cảnh báo cho người vận hành. Các mức cảnh báo hoạt động máy nghiền chia thành mức: - Mức thấp : L - Mức cực thấp : LL - Mức cao : H - Mức cực cao : HH Tương ứng với mức cảnh báo đèn cảnh báo cho người vận hành biết, từ người vận hành giải theo trường cụ thể. CHƯƠNG 5: CHƯƠNG TRÌNH XỬ LÝ TÍN HIỆU ĐO RUNG BẰNG PLC S7-200 5.1 Định ngõ vào ra: Địa Chức AIW0 Đầu vào Analog Q0.0 Đèn báo mức cực thấp Q0.1 Đèn báo mức thấp Q0.2 Đèn báo mức cao Q0.3 Đèn báo mức cực cao GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 24 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 5.2 Chương trình chính: GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 25 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 5.3 Cách thức xây dựng chương trình. Ta chọn chân switch EM235 chế độ fulscale 0-20 mA. Như giá trị số nguyên tương ứng với 0-20 mA 0-32000. Cảm biến đo rung có dải đo thang giá trị 0-50mm/s tương ứng với 4-20mA. Như làm phép tính tam suất có 0-50mm/s tương ứng với 6400 – 32000. Với thang giá trị ta tính thông sô rung tương ứng với giá trị số nguyên đọc vào AIW0. GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 26 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Để hiểu cách xây dựng công thức tính toán, ta vẽ đồ thị sau: Y Y=AX+B 32000 B 6400 A X (mm/s) 50 Với đồ thị này, trục tung Y biểu thị cho giá trị từ 0-32000 EM235, trục hoành X biểu thị cho độ rung 0-50mm/s. Giá trị 0-20mA đưa vào EM235 tương ứng với giá trị 0-32000 mà module giải mã. Nhưng đây, tín hiệu đầu vào ta sử dụng 4-20mA tương ứng với giá trị số nguyên 6400-32000. 0--------->20mA -----------------------------------------4-------->20mA 0--------->32000 -----------------------------------------x-------->32000 Ta có x = Như : 32000 × = 6400 20 4mA--------------6400------------0mm/s 20mA------------32000-----------50mm/s Ví dụ ta có hai điểm A,B. Tọa độ điểm A(0;6400) tọa độ điểm B(50;32000). Kẻ đường thẳng qua hai điểm A,B, phương trình đường thẳng qua hai điểm có dạng Y=AX+B (1). Ta thay hai điểm A,B vào phương trình. Thay A(0;6400) vào phương trình (1): 6400 = A.0 + B => B = 6400. Thay B(50;32000) vào phương trình (1): 32000 = A.50 + 6400 => A = 512 Ta thay giá trị hai điểm A,B vừa tìm vào phương trình: Y = 512 × X + 6400 Giá trị cuối ta cần tìm X tức giá trị đo rung, ta có: X= (Y − 6400) 512 * Biến Y có giá trị từ 6400-32000 tương ứng với tín hiệu đầu vào 4-20mA, biến X giá trị đo rung cần tìm (0-50mm/s) , nhập phương trình * vào chương trình PLC ta biết GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 27 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 giá trị X, giá trị thay đổi theo Y, ta sử dụng giá trị X để nhận biết mức độ rung động máy nghiền từ đưa mức cảnh báo cho người vận hành biết. 5.4 Giải thích chương trình: AIW0 đầu vào Analog có giá trị từ 6400-32000 tương ứng với 4-20mA, giá trị AIW0 chuyển sang kiểu liệu double integer (DI) đưa vào vùng nhớ VD0, chuyển vùng nhớ VD0 sang kiểu số thực (R) đưa vào vùng nhớ VD10 ( hầu hết để xử lý tín hiệu Analog giá trị số nguyên phải chuyển sang kiểu số thực để tính toán cách xác, không sai số lớn). Sau chuyển sang kiểu số thực, ta lấy vùng nhớ VD10 trừ cho 6400, chuyển giá trị vừa tính sang vùng nhớ VD20, cuối ta lấy vùng nhớ VD20 chia cho 512 giá trị cuối chuyển vào vùng nhớ VD45, vùng nhớ biến X phương trình * nãy. Ta sử dụng vùng nhớ VD45 để nhận biết mức đô rung đưa mức cảnh báo. Ở máy nghiền có mức cảnh báo: - Mức cực thấp : LL ( 0mm/s ≤ VD45 ≤ 4mm/s ) - Mức thấp : L ( 4mm/s < VD45 ≤ 8mm/s ) - Mức cao : H ( 8mm/s < VD45 ≤ 12mm/s ) - Mức cực cao : HH ( 12mm/s < VD45 ) Khi 0mm/s ≤ VD45 ≤ 4mm/s : xuất ngỏ Q0.0 lên mức cho đèn báo LL sáng Khi 4mm/s < VD45 ≤ 8mm/s : xuất ngỏ Q0.1 lên mức cho đèn báo L sáng Khi 8mm/s < VD45 ≤ 12mm/s : xuất ngỏ Q0.2 lên mức cho đèn báo H sáng Khi 12mm/s < VD45 : xuất ngỏ Q0.3 lên mức cho đèn báo HH sáng GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 28 [...]... 22 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 4.2 Sơ đồ đấu dây điện GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 23 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 4.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống đo rung Khi máy nghiền hoạt động sẽ tạo ra sự rung động, dựa vào sự rung động đó mà ta có thể kiểm tra được tình trạng hoạt động của máy nghiền. .. 24 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 5.2 Chương trình chính: GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 25 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 5.3 Cách thức xây dựng chương trình Ta chọn các chân switch của EM235 ở chế độ fulscale 0-20 mA Như vậy giá trị số nguyên tương ứng với 0-20 mA sẽ là 0-32000 Cảm biến đo rung. .. của máy nghiền Để đo được rung động của máy nghiền ta sử dụng một cảm biến đo rung ( cảm biến gia tốc), cảm biến này được gắn cố định trên thân của máy nghiền, vì vậy khi máy nghiền hoạt động, thân máy nghiền và cảm biến sẽ cùng rung động với cường độ như nhau Khi cảm biến rung động sẽ trả về một tín hiệu tần số, tín hiệu này sẽ liên tục thay đổi theo cường độ rung Bộ đo rung Vibrocontrol hay còn gọi... transmitter sẽ nhận tín hiệu tần số trả về từ cảm biến và chuyển đổi tín hiệu này sang tín hiệu dòng điện 4 20mA Tín hiệu dòng 4 20 mA từ bộ đo rung là tín hiệu tương tự (Analog), PLC S7-200 không có khả năng xử lý tín hiệu Analog, vì vậy ta sử dụng thêm một module EM 235 để nhận tín hiệu này và giải mã sang tín hiệu số ( Digital) sau đó đưa vào PLC S7200 Nhiệm vụ của PLC là xử lý tín hiệu này và đưa ra... trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Các thành phần của module analog EM 235: GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 15 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 3.2.2.1 Cách nối dây - Đầu vào tương tự: với thiết bị đo đầu ra kiểu điện áp : - với thiết bị đo tín hiệu đầu ra dòng điện : Đầu ra tương tự : GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 16 Viết. .. : Đầu ra tương tự : GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 16 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Cấp nguồn cho module : Tổng quát cách nối dây : GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 17 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 3.2.2.2 Cách điều chỉnh cấu hình cho EM 235: Trình tự thiết lập và căn chỉnh cho module Analog: - hãy... Dũng Trang 12 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Mô tả các đèn báo trên S7200: • SF ( đ è n đ ỏ ) : Đèn đỏ SF báo hiệu khi PLC có hỏng hóc • RUN (đèn xanh): Đèn xanh sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình nạp ở trong máy • STOP (đèn vàng): Đèn vàng sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ dừng, không thực hiện chương trình hiện có... Nguyễn Anh Dũng Trang 21 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 3.2.4.3 Kết nối ngõ ra Analog: Có thể sử dụng tín hiệu dòng 0/4 20 mA hoặc tín hiệu áp 0 10V ở ngõ ra Analog Cả hai ngõ ra Analog là độc lập và có chức năng như nhau Chức năng chúng được phụ thuộc vào cách chúng được cấu hình Ví dụ : cấu hình ở ngỏ ra Analog 1 là tín hiệu 4 20mA, sử dụng ngõ... Giá trị cuối cùng ta cần tìm là X tức là giá trị đo rung, vì vậy ta có: X= (Y − 6400) 512 * Biến Y có giá trị từ 6400-32000 tương ứng với tín hiệu đầu vào 4-20mA, biến X chính là giá trị đo rung cần tìm (0-50mm/s) , nhập phương trình * vào chương trình PLC ta sẽ biết GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 27 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 được giá trị X, giá... Nguyễn Anh Dũng Trang 18 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 với yêu cầu của đề tài, ta sẽ cấu hình cho module EM 235 như sau: sử dụng tính hiệu input 0 – 20 mA , độ phân giải 5µA ON 1 6 2 OFF 3 4 5 3.2.3 Cảm biến gia tốc AS-022 3.2.3.1 Định nghĩa và nguyên lý: Cảm biến được định nghĩa như một thiết bị dùng để biến đổi các đại lượng vật lý và các đại lượng . 14 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 Các thành phần của module analog EM 235: GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trang 15 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo. ngoài Vòng tuần hoàn ngoài Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 2 CHƯƠNG 2: RUNG ĐỘNG. 2.1 Bản chất của rung động. Độ rung của một đối tượng là một. Dũng Trang 2 Viết chương trình xử lý tín hiệu đo rung của máy nghiền Lớp: CNKT Điện-Điện Tử CĐ K6 1 CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ MÁY NGHIỀN CON LĂN KIỂU ĐỨNG 1.1 Cấu tạo:  Máy nghiền tại nhà máy xi măng