Đồ án tốt nghiệp công nghệ sản xuất xi măng và hệ thống điều khiển của nhà máy tam điệp

Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Trong trình thực tập nhà máy xi măng Tam Điệp em có dịp tìm hiểu công nghệ sản xuất xi măng, hệ thống điều khiển nhà máy, đặc biệt ứng dụng PLC hệ thống điều khiển Trong đồ án em PGS.TS Phan Xuân Minh giao nhiệm vụ tìm hiểu toàn công nghệ sản xuất xi măng, đặc biệt sâu nghiên cứu Precalciner nhà máy Em xây dựng hệ thống điều khiển giám sát nhiệt độ cho Precalciner cách sử dụng thiết bị khả trình PLC S7 – 300 thuộc họ Simatic hăng Siemens Ý tưởng xuất phát từ số ưu điểm PLC S7 – 300: - Thuận lợi việc sửa chữa thay - Dễ dàng tìm mua thiết bị thị trường - Ngôn ngữ lập trình dễ sử dụng kiểm tra - Khả kết nối truyền thông cao - Dễ dàng giám sát điều khiển sử dụng WinCC Tuy cố gắng lần bắt tay vào thiết kế hệ thống điều khiển phức tạp nhà máy thời gian nhiều, nên đồ án tránh khỏi sai sót Vì vậy, em mong nhận nhiều bảo thầy cô để đồ án em hoàn thiện ứng dụng rộng rãi Đồ án em hoàn thành cố gắng thân, em nhận bảo tận tình thầy cô giáo môn, đặc biệt PGS.TS Phan Xuân Minh, cán kỹ sư xưởng Điện – Điện Tử nhà máy xi măng Tam Điệp Em xin trân trọng cám ơn giúp đỡ Công nghệ sản xuất xi măng Đồ án tốt nghiệp PHẦN I CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA NHÀ MÁY CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG Công nghệ sản xuất xi măng Đồ án tốt nghiệp 1.1 Giới thiệu chung nhà máy: Công ty xi măng Tam Điệp đặt xã Quang Sơn thị xã Tam Điệp tỉnh Ninh Bình, nằm gần quốc lộ đường sắt Bắc Nam nên thuận tiện cho việc giao thông vận tải Công ty bắt đầu chạy thử đầu năm 2004 đến đầu năm 2005 bao xi măng bán thị trường Dây chuyền sản xuất công ty theo phương pháp khô với thiết bị thuộc hệ mới, tiên tiến giới Mức độ giới hóa tự động hóa cao, định mức tiêu hao nhiên liệu thấp Toàn dây chuyển sản xuất nhà máy từ khâu tiếp nhận nguyên vật liệu tới khâu xuất sản phẩm cho khách hàng điều khiển tự động từ phòng điều khiển trung tâm thông qua hệ thống máy tính hệ thống tủ PLC hãng Allen-Bradley ( Hoa Kỳ ) Việc thiết kế cung cấp thiết bị phần mềm giám sát chuyên gia Đan Mạch đảm nhiệm Ngoài công ty trang bị hệ thống lọc bụi, xử lý nước thải chống ồn đại thê giới Công ty có nguồn nguyên liệu phong phú với chất lượng cao ổn định phù hợp với việc sản xuất xi măng, kết hợp với dây chuyền thiết bị đại, hệ thống phân tích nhanh tia X quang, chương trình tối ưu hóa thành phần phối liệu hệ thống điều khiển tự động với hàng nghìn đầu đo, đảm bảo trình giám sát điều khiển liên tục toàn trình sản xuất, trì ổn đình chất lượng sản phẩm mức cao Các loại sản phẩm công ty xi măng Tam Điệp là: PCB30, PCB40 PCB50 Sản phẩm công ty đóng gói bao có lớp giấy Karll bao phức hợp KPK, đảm bảo chất lượng xi măng tốt đến tay người tiêu dùng Tuy nhiên dây chuyển đưa vào hoạt động nên sảm phẩm xi măng công ty chưa tìm thị trường thích hợp sản phẩm mà công ty bán Clinker Hiện với nhu cầu xây dựng mạnh mẽ đất nước thị trường sản phẩm xi măng rộng lớn, ngày gân xi măng Tam Điệp sản phẩm thiếu công trình 1.2 Giới thiệu công nghệ nhà máy: 1.2.1 Khu nghiền liệu: Công nghệ sản xuất xi măng Đồ án tốt nghiệp Đá vôi khai thác phương pháp nổ mìn vận chuyển trạm đập xe ô tô Tại đá đưa vào máy đập đê làm nhỏ kích thước, máy đập đá loại máy va đập trực tiếp rô to có gắn đập Đá sau đập có kích thước khoảng 150mm vận chuyển kho đồng sơ hệ thống băng tải Máy rải đá vôi (Stacker) có suất bình quân 600t/h rải đá vôi thành đống kho Đất sét khai thác phương pháp bốc xúc trực tiếp vận chuyển trạm chứa nhà máy Máy đập sét loại máy đập trục có răng, suất đập 250t/h Đất sét sau đập vận chuyển kho đồng sơ hệ thống băng tải Kho sét trang bị máy rải ( Stacker ) rải sét thành Công nghệ sản xuất xi măng Đồ án tốt nghiệp đống dọc kho theo phương pháp đánh luồng Năng suất rải stacker bình quân 280t/h Thạch cao dạng cục, chứa bãi trời gần với kho chứa tổng hợp Trước đưa vào kho đồng sơ thạch cao cục đập qua máy đập có suất 120t/h Khối lượng loại kho là: + Than cám : đông x 7500t + Thạch cao : đống x 800t + Xỷ quặng : đống x 5000t Kho chứa đá vôi lắp đặt máy cào ( Reclaimer ) kiểu mái bừa, cắt ngang đống, xúc đá vôi vào băng tải ( 151.300 ) chạy dọc kho Sau đổ vào băng (151.320 ) vận chuyển lên két chứa đá vôi ( 331.010 ) Tốc độ reclaimer điều khiển tự động nhằm giữ két chứa độ đầy định ( đặt trước ) nhờ báo tế bào trọng lượng gắn két chứa Kho chứa đất sét trang bị reclaimer ( 153.300 ) kiểu cào ngược, cắt ngang luống đưa sét vào băng tải chạy dọc kho sau đổ vào băng tải ( 153.340 ) có găn thiết bị định lượng ( 153.345 ) vận chuyển đất trực tiếp vào máy nghiền liệu Quặng sắt nguyên liệu giàu SiO reclaimer kiểu cần cẩu cào vào băng ( 224.700 ) chạy dọc kho đồng đưa vào két chứa riêng biệt Tôc độ reclaimer ( 224.700 ) điều khiển để giữ cho két chứa độ đầy định nhờ báo tế bào trọng lượng gắn két chứa Trừ đất sét ( định lượng qua băng 153.340 ), đá vôi, quặng sắt nguyên liệu giàu SiO2 để định lượng nhờ băng cân trước đưa vào máy nghiền liệu Máy nghiền đứng lăn Atox trang bị cho nghiền sấy hỗn hợp nguyên liệu Máy phân ly động ( 341 021 ) lắp liền máy nghiền liệu để phân loại bột liệu Những hạt cỡ quay lại bàn nghiền, hạt thô văng khỏi bàn nghiền cấp liệu rung ( 314.030 ) đưa vào hệ thống tuần hoàn vật liệu Gồm băng tải ( 331.150 ) gầu nâng ( 331.140 ) đưa trở lại máy nghiền Trước vào máy nghiền, kim loại lẫn nguyên liệu tách thiết bị chi tách ( 331.110 ) ( 331.120 ) Nguồn nhiệt cho sấy sử dụng chủ yếu khí thải lò nung sau quạt preheatr Nhiệt độ khí thải lò nung điều chỉnh phương pháp phun nước Công nghệ sản xuất xi măng Đồ án tốt nghiệp tháp điều hòa khí thải GCT để giữ cho nhiệt độ khỏi máy nghiền liệu không đổi ( mức đặt trước, khoảng 94 0C ) Khí nóng từ lò nung không đủ nhiệt độ để sấy liệu bên máy nghiền máy phát nhiệt ( Generator ) khởi động cấp khí nóng bổ sung cho trình sấy vật liệu máy nghiền Tỷ lệ phần trăm pha trộn loại vật liệu ( đá vôi, đất sét, xỷ, quặng nguyên liệu giàu SiO2 ) tính toán cân đối tự động hệ thống điều chỉnh cân đối bột liệu sở hệt số chế tạo phòng KTSX đưa phù hợp với trình nung luyện chất lượng Clinker theo yêu cầu ( chế độ trực tuyến : online mode ) Tỷ lệ đặt trực tiếp người vận hành chuyển sang chế độ ngoại tuyến ( off line mode ) Quá trình khởi động hệ thống vận chuyển nguyên liệu tới máy nghiền liệu Reclaimer ( 153.300 ) phải khởi động trước với băng tải để đất sét có thời gian tới két chứa đá vôi, xỷ, quặng, nguyên liệu giàu SiO Có nghĩa băng cân ( 331.020, 331.060, 331.100 ) phải khởi động trễ thời gian ( tính toán trước ) kể từ Reclaimer ( 153.300 ) bắt đầu khởi động Trường hợp sau dừng khẩn cấp máy nghiền, vật liệu thô băng tải, khởi động lại người vận hành CCR khởi động bình thường toàn hệ thống vận chuyển mà không cần có thời gian trễ Bột liệu sau tập trung tai cyclon vận chuyển máng khí động đưa vào xilô đồng ( 361.040 ) Tốc độ máy phân ly điều chỉnh kết phân tích độ sản phẩm phòng thí nghiệm Lộ trình vận chuyển bột liệu qua gầu nâng ( 361.010 ) gầu nâng ( 361.100 ) chọn người vận hành CCR trước khởi động nhóm thiết bị vận chuyển Khí bụi sau cyclon lắng, tuần hoàn lại máy nghiền liệu đưa qua lọc bụi tĩnh điện ( 341.390 ) ống khói nhờ quạt máy nghiền ( 341.090 ) quạt khí thải ( 341.400 ) Có vòng điều khiển cho trình nghiền liệu 1.2.2 Khu vực lò nung: Công nghệ sản xuất xi măng Đồ án tốt nghiệp Xilô bột liệu chế tạo bê tông cốt thép có sức chứa 20.000 bột liệu Đáy xilô bố trí cửa xả liệu ứng với khoang tròn hình nón sục khí hệ thống quạt thổi pít tông quay ( 361.BL.01- 03 ) nhằm đạt tới hiệu đồng cao Hệ thống đường ống cấp khí sục phức tạp hộp khí đặt đáy xilô tạo lên "tầng sôi" bột liệu xả qua cửa tháo đáy theo chương trình Mỗi lần xả gồm cửa đáy tương ứng với múi tam giác 42 múi đáy xilô Mỗi chu ky 60 giây Trong chu kỳ xả đáy 12 phút, chu kỳ sục đáy lần Quá trình suc khí xilô xả đáy điều khiển PLC lắp đặt hệ thống vi xử lý Có cửa tháo đáy xilô (361.040 ) cửa lắp van, van vận hành tay van vận hành khí nén Sau bột liệu tập trung phễu nhận theo chu kỳ xả cửa tháo tương ứng Sau tập trung phễu bột liệu qua van vận hành khí nén (361.050 ) vào cân cấp liệu lò nung Việc tháo xả bột liệu từ cân cấp liệu lò nung nhờ van vận hành mô tơ ( 361.FG11 ) Bột qua cân đưa vào preheater nhánh tầng nhờ máng khí động học ( 361.090 ),các van quay (361.120) đối trọng ( Flap Value ) (361.125) vị trí ống nối cyclone số cyclone số nhánh A B Vị trí van phân chia liệu (361.095) điều khiển để tình trạng khí nhánh Do có sức hút quạt preheater khí nóng từ lò calciner bột liệu vào cyclone Tại cyclone trình trao đổi nhiệt xảy bột liệu khí nóng, bột liệu tăng dần nhiệt độ xảy phản ứng nước, phản ứng phân hủy khoáng sét Quá trình canxi hóa xảy mãnh liệt bột liệu đưa vào calciner Trước vào lò nung mức độ canxi hóa đạt 90% - 95%, nhiệt độ bột liệu vào khoảng 860 – Công nghệ sản xuất xi măng Đồ án tốt nghiệp 8750C Do có độ dốc chuyển động quay lò nung bột liệu vận chuyển từ đầu lò tới máy làm lạnh clinker chiều dài 71m lò Khi khỏi lò nung bột liệu có nhiệt độ vào khoảng 13500C rơi vào máy làm lạnh clinker kiểu ghi để làm nguội Hệ thống điều khiển lò nung có 11 vòng điều chỉnh Than cám 4A reclaimer cào vào băng tải chạy dọc kho đưa tới két chứa nhờ hệ thống băng tải Trước vào két chứa kim loại than chia tách thải bỏ nhờ hai thiết bị phát kim loại Sau than tháo từ két chứa vào máy nghiền, máy nghiền than loại máy nghiền Atox kiểu lăn lắp đặt máy phân ly động kiểu RAKM Có mạch điều khiển lắp đặt cho máy nghiền than Sau nghiền, than mịn đưa tới vòi phun nhờ khí từ quạt thổi cung cấp cho vòi phun calciner vòi phun lò Dầu MFO thiết bị gia nhiệt hâm sấy tới nhiệt độ 120 – 130 0C bơm tới vòi phun cho giai đoạn sấy khởi động lò nung Ngoài dầu cung cấp tới generator phát nhiệt cho sấy máy nghiền liệu máy nghiền than 1.2.3 Khu vực nghiền – đóng bao: Xi măng thành phẩm hệ thống vít tải, gầu nâng mang khí động học vận chuyển vào xilô chứa Để đồng tháo xi măng khỏi xilô, hệ thống quạt thổi lắp đặt để sục khí vào khoang trộn Xi măng tháo đáy cho xilô bên khoang trộn qua van điều khiển lưu lượng vào hệ thống máng khí động học gầu nâng đến két chứa cho máy đóng bao Máng khí động học xả xi măng rời trực tiếp xe ô tô CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA NHÀ MÁY 2.1 Hệ thống điều khiển: Công nghệ sản xuất xi măng Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điều khiển nhà máy gồm có 12 PLC lắp đặt cho công đoạn sau: + Đập đá vôi, đập đất sét + Kho đá vôi, đất sét + Nghiền liệu + Cấp liệu lò nung + Nung Clinker + Nghiền than + Nghiền sơ + Đập phụ gia, thạch cao + Nghiền xi măng + Đóng bao + Đóng bao PLC điều khiển logic khả trình có chức quan trọng để điều khiển hoạt động toàn nhà máy: + Điều khiển đóng mạch PID + Điều khiển trình tự động + Phát sai lỗi vận hành + Xử lý báo động + Quét tín hiệu analog, tín hiệu số + Thông tin với hệ thống ECS/OP Station + Thông tin với PLC khác Các cáp cho kết nối mạng hệ thống bao gồm: + 500m cáp Ethernet cho kết nối mạng vị trí kỹ thuật vận hành + 12km cáp Ethernet cho mạng PLC kể phạm vi kết nối phòng điều khiển trung tâm phòng điều khiển chỗ + 4km cáp Device Net cho mạng cáp từ hệ thống PLC đến thiết bị điều khiển từ xa chỗ + Một modul kỹ thuật FLS – ACE/PLC nhãn hiệu FLSA + Một modul tài liệu FLS – ACE/PLC nhãn hiệu FLSA 2.2 Các vị trí vận hành: a Tại phòng điều khiển trung tâm: Gồm vị trí: - giao diện vận hành gồm máy tính, chuột, bàn phím để điều khiển trình Trong có máy tính chủ có dung tích ổ cứng nhớ gấp đôi máy tính Công nghệ sản xuất xi măng Đồ án tốt nghiệp thường, thiết bị phụ để bảo vệ máy tính chủ Máy in cho phép in báo động, máy in lazer cho báo cáo, máy in mầu để copy hình cần thiết - Một vị trí kỹ thuật lập trình gồm máy tính chủ 32 phần mềm PC AnyWhere: phần mềm chương trình PLC AutoCAC Light; Microsoft Office For Window, phần mềm ECS/Op Station cho giao diện HMI b Tại phòng điều khiển chỗ: Có phòng điều khiển chỗ cho công đoạn sau: - Đập đá vôi - Đập đất sét - Đập thạch cao - Đóng bao xi măng Thiết bị điều khiển phòng điều khiển chỗ gồm: - máy tính chủ hình 21 inch, chuột bàn phím - Giá đỡ thiết bị đầu nối Ngoài hệ thống điều khiển trang bị modul: - Modul phần mềm FLS - SDR cho thu nhận liệu, báo động, ghi chép báo cáo chức khác - Modul phần mềm FLS - ECS/Op Station hiệu FLSA - Một modul kỹ thuật FLS - ACE cho hệ thống giao diện vận hành, hiệu FLSA 2.3 Chức hệ thống: Việc đánh giá hệ thống tự động điều khiển trình dựa sở khái niệm hệ thống FLS - ACE/System (Adaptable Control Engineering ) bao gồm giao diện vận hành cho người thiết bị dựa hệ thống FLS ECS/Op Station điều khiển logic khả lập trình cho việc điều khiển thu nhận liệu trình dựa hệ thống FLS - ACE Allen Bradley PLS System Hệ thống điều khiển trình bao gồm việc giám sát điều khiển công đoạn sau: - Nghiền liệu - Cấp liệu lò nung - Lò nung - Máy làm nguội - Nghiền than - Nghiền sơ xi măng - Nghiền xi măng Công nghệ sản xuất xi măng 10 Đồ án tốt nghiệp Tiếp theo ta đặt địa tuyến tính cho Tag cần thiết, chức cần thiết truy nhập Tag ngoại, công việc tiến hành sau - Chọn “Linear Scaling” cho tích cực trường “Process Value Range” “ Tag value Range” - Sau tiến hành đặt giá trị cho khoảng giá trị ví dụ hộp thoại sau Chú ý rằng, muốn sử dụng số dương hay âm để truy cập cho Tag phải sử dụng Tag tín hiệu 5.4 Địa kết nối với PLC thiết bị hệ thống: Hệ thống van: Tên đối tượng Van điều khiển lượng than Van trao đổi nhiệt Van trao đổi nhiệt Van dẫn gió vào Precalciner Van điều khiển gió Van cấp bột liệu từ cyclon tầng Van cấp dầu Công nghệ sản xuất xi măng Tag ghép nối V1 V2 V3 V4 V5 Địa Q8.1 Q8.2 Q8.3 Q8.4 Q8.5 V6 Q8.6 V7 Q8.7 95 Đồ án tốt nghiệp Van cấp bột liệu từ cyclon tầng V8 Q8.8 Hệ thống cảm biến: Tên đối tượng Cảm biến nồng độ O2 Cảm biến nồng độ CO2 Cảm biến nồng độ NO2 Cảm biến nhiệt độ than Cảm biến lưu lượng than Cảm biến nhiệt độ gió Cảm biến lưu lượng gió Cảm biến áp suất gió Cảm biến nhiệt độ Calciner Cảm biến áp suất Calciner Cảm biến tốc độ động cấp than Cảm biến tốc độ động cấp gió Cảm biến báo cố Tag ghép nối “Nong_do_O2” “Nong_do_CO2” “Nong_do_NO2” “Nhiet_do_than” “Luu_luong_than” “Nhiet_do_gio” “Luu_luong_gio” “Ap_suat_gio” “Nhiet_do_1” “Ap_suat” Địa Q4.1 Q4.2 Q4.3 Q4.4 Q4.5 Q4.6 Q4.7 Q4.8 Q4.9 Q4.10 “Toc_do_thuc” Q4.11 “Toc_do_thuc_1” Q4.12 “Bao_su_co” Q4.13 Thông số PID điều khiển hệ thống: Tên đối tượng Kp điều khiển than Ki điều khiển than Kd điều khiển than Kp điều khiển gió Ki điều khiển gió Kd điều khiển gió Công nghệ sản xuất xi măng Tag ghép nối Kp Ki Kd Kp_1 Ki_1 Kd_1 Địa DD124 DD16 DD20 DD24 DD28 DD32 96 Đồ án tốt nghiệp Hệ thống động cơ: Tên đối tượng Động điều khiển van cấp than Động điều khiển van cấp gió Động điều khiển van cấp dầu Động điều khiển băng tải Động điều khiển khí từ lò nung lên Calciner Tag ghép nối Địa “ĐC1” Q4.1 “ĐC2 Q4.2 “ĐC3” Q4.3 “ĐC5” Q4.5 “ĐC6” Q4.6 5.5Giao diện giám sát hệ thống: Công nghệ sản xuất xi măng 97 Đồ án tốt nghiệp 5.5.1 Giới thiệu: - Từ giao diện giới thiệu ta truy cập vào giao diện cách click vào nút “ Precalciner” Để xem toàn hệ thống - Nêu muốn thoát khỏi chương trình click vào nút “ Exit “ 5.5.2 Giao diện chính: Công nghệ sản xuất xi măng 98 Đồ án tốt nghiệp Giao diện gồm có : - Hai hệ thống tháp trao đổi nhiệt tầng - Mỏ đốt - Hệ thống van cấp than, dầu cho mỏ đốt - Hệ thống van cung cấp gió ba cho Calciner - Calciner - Ngoài ta truy nhập để xem đồ thị nhiệt độ trình cháy cách click vào nút “ Đồ thị “ sau chọn “ Đồ thị nhiệt độ “ - Khi hệ thống có lỗi nút “ Cảnh báo ” chuyển sang màu đỏ, để phát lỗi từ vị trí hệ thống ta click vào nút - Ta cài đặt thông số Kp, Ki, Kd điều khiển gió điều khiển than click vào nút “ ĐK Than “ , “ ĐK Gió “ - Ta giám sát tốc độ động cấp than động cấp gió click vào nút “ ĐC1 “ “ ĐC2 “ Công nghệ sản xuất xi măng 99 Đồ án tốt nghiệp Từ giao diện ta giám sát toàn tình trạng hoạt động hệ thống - Calciner Bunrner phần thị số liệu mỏ đốt bao gồm: + Nhiệt độ dầu cung cấp + Áp suất dầu cung cấp + Lượng dầu cung cấp cho mỏ đốt + Phần trăm cháy dầu + Giá trị nhiệt độ đặt Calciner + Giá trị nhiệt độ thực Calciner - Bảng thị nồng độ khí có Calciner trình nung xảy ra: + Nồng độ khí O2 + Nồng độ khí CO + Nồng độ khí NO2 - Bảng hiển thị nhiệt độ, lưu lượng than gió cung cấp cho mỏ đốt 5.5.3 Đồ thị: Công nghệ sản xuất xi măng 100 Đồ án tốt nghiệp Muốn xem đồ thị biểu diễn nhiệt độ Calciner theo thời gian ta click vào nút “ Đô thị nhiệt độ “ - Bên phải cửa sổ đồ thị nhiệt độ Calciner theo thời gian Bên trái cửa sổ thông số nhiệt độ ghi chi tiết theo thời điểm Cứ giây giá trị nhiệt độ lại cập nhật gửi bảng thống kê Nếu click vào nút hình máy in bảng thông số nhiệt độ tất thống kê in file văn bản, chức Report WinCC Điều giúp cho người vận hành giám sát nhiệt độ hệ thống cách triệt để Ngoài nút lại cho ta thầy đồ thị nồng độ khí có thành phần cháy Calciner Như:O2, CO2, NO2 Công nghệ sản xuất xi măng 101 Đồ án tốt nghiệp 5.5.4 Giám sát động cơ: Chức cho ta giám sát tốc độ động theo thời điểm, điều giúp cho việc so sánh tốc độ thực tốc độ đặt động thuận tiện Các trạng thái làm việc động hiển thị giao diện giám sát, như: động dừng, động chạy, động bị hỏng Động làm việc trạng thái đèn tín hiệu trạng thái nhấp nháy Ví dụ: động chạy việc đèn xanh nhấp nháy Động cấp than giám sát với giao diện giống động điều khiển gió 5.5.5 Chức điều khiển: Công nghệ sản xuất xi măng 102 Đồ án tốt nghiệp Việc nhập tham số điều khiển cho điều khiển than điều khiển gió thực từ giao diện điều khiển than điều khiển gió Các tham số Kp, Ki, Kd điều khiển lưu lượng than nhập từ cửa sổ sau ấn nút “ Chấp nhận “ số liệu truyền xuống PLC qua địa khai báo từ trước Nếu nhập sai ta hủy bỏ nhập lại 5.5.6 Giao diện cảnh báo Công nghệ sản xuất xi măng 103 Đồ án tốt nghiệp Nếu có cảnh báo ta cần truy nhập vào nút “ cảnh báo “ từ ta biến cảnh báo.Như ta thấy nut “ nhiệt độ “ chuyển sang mà đỏ tức biến nhiệt độ cảnh báo Truy nhập vào ta bảng báo cáo Từ bảng báo cáo ta biết thời gian, ngày, xảy cố để giám sát quy trách nhiệm cho tổ, ca vận hành gây cố KẾT LUẬN Công nghệ sản xuất xi măng 104 Đồ án tốt nghiệp Qua thời gian nghiên cứu, làm việc bảo tận tình cô giáo PGS.TS Phan Xuân Minh Em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ: - Nghiên cứu công nghệ hệ thống điều khiển sản xuất xi măng - Khảo sát hệ thống Precalciner nhà máy - Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ cho Precalciner - Thiết kể hệ thống giám sát thu thập liệu WinCC Đồng thời em xin phép đề xuất ý kiến phát triển đồ án, để đồ án hoàn thiện đưa vào áp dụng thực tế: - Xây dựng quan hệ mờ lưu lượng gió lưu lượng than cung cấp cho mỏ đốt Precalciner Để từ lượng than cung cấp ta biết lượng gió cần thiết để đảm bảo phản ứng cháy xảy hoàn toàn Do thời gian nhiều lần bắt tay vào thiết kế hệ thống phức tạp nên đồ án tránh thiếu sót, em mong nhận nhiều bảo góp ý thầy giáo, cô giáo để đổ án chúng em hoàn thiện Qua em bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy cô giáo môn, đặc biệt cô giáo PGS.TS Phan Xuân Minh cung tập thể cán kỹ sư xưởng Điện – Điện Tử nhà máy xi măng Tam Điệp giúp đỡ em nhiều tron trình làm đồ án TÀI LIỆU THAM KHẢO Công nghệ sản xuất xi măng 105 Đồ án tốt nghiệp [1] Nguyễn Doãn Phước: Lý thuyết điều khiển tuyến tính Nhà xuát Khoa học Giáo dục,2002 [2] PGS.TS Phan Xuân Minh; Nguyễn Doãn Phước; Vũ Vân Hà: Tự động hóa với Simatic S7 – 300 Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2002 [3] Nguyễn Văn Hòa: Cơ sở tự động hóa [4] Phạm Công Ngô: Lý thuyết điều khiển tự động [5] Tài liệu kỹ thuật nhà máy xi măng Tam Điệp Công nghệ sản xuất xi măng 106 Đồ án tốt nghiệp Mục Lục Lời nói đầu………… …………………………………………………… Phần 1: Nghiên công nghệ sản xuất xi măng hệ thống điều khiển nhà máy Chương Công nghệ sản xuất xi măng……………………………………………….3 1.1 Giới thiệu chung nhà máy……………………………………………3 1.2 Giới thiệu công đoạn nhà máy……………………………… Chương Cầu trúc hệ thống điều khiển nhà máy………………………… … 2.1 Hệ thống điều khiển…………………………………………………… 2.2 Các vị trí vận hành………………………………………………………9 2.3 Chức hệ thống……………………………………………….10 2.4 Giám sát điều khiển FLF - ECS Expert…………………………….13 Chương Hệ thống mạng Ethernet toàn nhà máy……………………………… 16 3.1 Giới thiêu chung………………………………………………………16 3.2 Hệ thống mạnh lưới đầu nối………………………………………… 17 3.3 Hoạt động mạng Ethernet……………………………………… 19 3.4 3.5 3.6 3.7 Hệ thống PLC Cabinet……………………………………………… 22 Bộ xử lý điều khiển ( Process controller)…………………………….25 Các cung cấp nguồn……………………………………………….25 Hệ thống chuyển mạch quang FIBER SWICHES……………………25 Phần 2: Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ cho Precalciner……….28 Chương Nghiên cứu trình tiền nung Clinker…………………………………29 1.1 Cấu tạo chứng PRECALCINER……………………… 29 Công nghệ sản xuất xi măng 107 Đồ án tốt nghiệp 1.2 Thiết kế khoang xoáy…………………………………………………30 1.3 Nguyên lý buồng trộn…………………………………………………31 1.4 Công thức hoạt động………………………………………………….31 1.5 Pyromet quang học……………………………………………………32 1.6 Phễu cấp than………………………………………………………….32 1.7 Van cấp than động servo hỗ trợ……………………………… 32 1.8 Mô hình hóa đối tượng:……………………………………………….35 1.9 Nhiệm vụ điều khiển………………………………………………… 36 Chương 2: Thiết kế điều khiển PID cho hệ thống cấp than cấp gió…… … 37 2.1 Giới thiệu điều khiển PID………………………………………… 37 2.2 Phân tích luật điều khiển………………………………………… 38 2.3 Xác định tham số cho điều khiển phương pháp tối ưu đối xứng……………………………………………………………………………….43 2.4 Mô hệ thống cấp than Matlab Simulink………………48 2.5 Mô hệ thống cấp gió Matlab Simulink:……………….49 2.6 Mô tổng hợp hệ thống………………………………………… 51 Chương Giới thiệu PLC S7 – 300……………………………………………….53 3.1 Tổng quan PLC…………………………………………………….53 3.2 Cấu tạo hoạt động PLC……………………………………… 54 3.3 Lập trình cho PLC…………………………………………………….56 3.4 Các ứng dụng PLC……………………………………………… 57 3.5 PLC thuộc họ Simatic hãng Siemens…………………………… 58 3.6 Kỹ thuật lập trình…………………………………………………… 65 Chương Chương0.8trình điều khiển………………………………………………….66 0.9 4.1 Cấu trúc chương trình………………………………………………….66 0.7 4.2 FC105………………………………………………………………….66 0.6 FC106………………………………………………………………….68 4.3 4.4 0.5 Giới thiệu module mềm PID……………………………………….71 4.5 Điều khiển liên tục với FB41 CONT_C……………………………….72 0.4 4.6 Chương trình điều khiển khối OB35 ……………………………79 0.3 0.2 0.1 Công nghệ sản xuất xi măng 0 50 100 150 108 200 250 300 350 400 450 500 Đồ án tốt nghiệp Chương Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát hệ thống WinCC….88 5.1 Tổng quan WinCC…………………………………………………88 5.2 Các thành phần project WinCC……………….90 5.3 Kết nối giao diện WinCC PLC……………………………….92 5.4 Địa kết nối với PLC thiết bị hệ thống…………… 97 5.5Giao diện giám sát hệ thống………………………………………….100 Kết Luận………………………………………………………………….107 Tài liệu tham khảo Công nghệ sản xuất xi măng 109 ... SN XUT XI MNG V H THNG IU KHIN CA NH MY CHNG 1: CễNG NGH SN XUT XI MNG Cụng ngh sn xut xi mng ỏn tt nghip 1.1 Gii thiu chung v nh mỏy: Cụng ty xi mng Tam ip c t ti xó Quang Sn th xó Tam ip tnh... bao: Xi mng thnh phm c h thng vớt ti, gu nõng v mang khớ ng hc chuyn vo xilụ cha ng nht v thỏo xi mng xilụ, h thng cỏc qut thi c lp t sc khớ vo khoang trn Xi mng c thỏo ti ỏy nht cho mi xilụ... phm xi mng ca cụng ty cha tỡm c th trng thớch hp vỡ vy sn phm chớnh m cụng ty bỏn l Clinker Hin vi nhu cu xõy dng mnh m ca t nc thỡ th trng ca sn phm xi mng cũn rt rng ln, mt ngy gõn õy xi mng Tam