Đồ Án công ty tuyển than uông bí

Vì vậy yêu cầu đặt ra vớingành tự động hóa cũng hết sức bức thiết, phải nắm bắt công nghệ mới để đưa vàophục vụ sản xuất thay thế cho công nghệ cũ Với mục đích áp dụng các kiến thức đã h

MỤC LỤC

CÁC HÌNH SỬ DỤNG TRONG BÁO CÁO 4

CÁC BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG BÁO CÁO 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 6

1.1 Giới thiệu chung về Công ty tuyển than Cửa Ông 6

1.1.1 Lịch sử hình thành 6

1.1.2 Điều kiện tự nhiên 6

1.1.3 Chức năng, nhiệm vụ 7

1.1.4 Cơ cấu tổ chức 7

1.1.5 Điều kiện sản xuất 9

1.2 Quá trình sản xuất của công ty 9

1.3 Các ứng dụng tự động hóa trong các công đoạn của công ty 12

1.4 Tình hình cung cấp điện trong Công ty tuyển than Cửa Ông 13

1.5 Nhận xét 15

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG BĂNG TẢI THAN TRONG PHÂN XƯỞNG KHO BẾN 2………16

2.1 Hệ thống băng tải 16

2.1.1 Giới thiệu chung 16

2.1.2 Các thiết bị trong hệ thống băng tải 16

2.2 Hệ thống băng tải 19

2.2.1 Sơ đồ hệ thống 19

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 21

2.2.3 Các tuyến băng trong hệ thống 21

2.2.4 Cụm băng tải B12, B13, B16, B19, B20 25

2.2.5 Quy trình vận hành hệ thống 26

2.2.6 Thông số kỹ thuật chi tiết của hệ thống băng tải 26

2.3 Nhận xét 27

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-300, CẢM BIẾN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ 29

3.1 Thiết bị điều khiển PLC S7-300 29

3.1.3 Sơ đồ mạch lực,mạch điều khiển 33

3.1.4 Bộ khởi động mềm 37

3.2 Thiết bị bảo vệ cho động cơ 39

3.2.1 Thiết bị giao tiếp cách ly (rơ le trung gian) 39

3.2.2 Rơ le nhiệt 40

3.2.3 Thiết bị đóng ngắt ở tần số cao (aptomat) 41

3.3 Các loại cảm biến cho hệ thống 42

3.3.1 Cảm biến chống lệch băng 42

3.3.2 Cảm biến chống ùn tắc than 43

3.3.3 Cảm biến bảo vệ trượt băng 45

CHƯƠNG 4 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ GIÁM SÁT………47

4.1 Lưu đồ thuật toán 47

4.1.1 Lưu đồ khởi động 50

4.1.2 Thuật toán dừng 55

4.1.3 Thuật toán sự cố 57

4.2 Phân công tín hiệu đầu vào,đầu ra trên PLC 63

4.2.1 Tín hiệu đầu vào 63

4.2.2 Tín hiệu đầu ra 63

4.3 Chương trình lập trình trên Step 7 64

4.3.1 Chương trình chính 64

4.3.2 Chương trình khởi động 66

4.3.3 Chương trình dừng 70

4.3.4 Chương trình xử lý sự cố của hệ thống 71

4.3.5 Chương trình delay của hệ thống 76

4.4 Thiết kế giao diện trên WinCC 79

4.4.1 Giới thiệu tổng quan về phần mềm WinCC 79

4.4.2 Giao diện quan sát 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

Hóa B-K57

LỜI MỞ ĐẦU

Sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹthuật điều khiển và tự động hoá đã và đang đạt được nhiều tiến bộ mới Tự động hoákhông những làm giảm sức lao động cho con người mà còn góp phần rất lớn trong việcnâng cao năng suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm Vì vậy yêu cầu đặt ra vớingành tự động hóa cũng hết sức bức thiết, phải nắm bắt công nghệ mới để đưa vàophục vụ sản xuất thay thế cho công nghệ cũ

Với mục đích áp dụng các kiến thức đã học để xây dựng ứng dụng, em chọn nghiên cứu

đề tài: “Ứng dụng PLC S7-300 để điều khiển băng tải trong Phân xưởng Kho bến 2 của công ty Tuyển than Cửa Ông TKV”

Cùng với phần mềm WINCC là một trong những phần mềm chuyên dùng của hãngSiemens để quản lý, thu thập dữ liệu và điều khiển quá trình Hệ thống này cung cấpcác khối chức năng thích ứng trong công nghiệp như: hiển thị hình ảnh, thông điệp,lưu trữ và báo cáo Việc truy cập hình ảnh nhanh chóng, chức năng lưu trữ an toàngiúp Wincc đảm bảo hiệu quả làm việc cao

Sau thời gian nghiên cứu và được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy TS Nguyễn Chí Tình và các thầy cô trong bộ môn Tự Động Hóa, cùng sự nỗ lực của bản thân đến nay đồ

án tốt nghiệp của em đã được hoàn thành Nội dung đồ án bao gồm:

Chương 1: Tổng quan về công ty tuyển than Của Ông TKV

Chương 2: Hệ thống băng tải trong Phân xưởng Kho bến 2

Chương 3: Ứng dụng PLC S7300 để tự động hóa hệ thống băng tải

Chương 4: Thiết kế giao diện giám sát bằng phần mềm WinCC

Tuy nhiên, do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, thời gian thực tập còn ngắn nên

đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ýchỉ bảo của các thầy cô giáo để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin gửi tới lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo TS Nguyễn Chí Tình

và đến toàn thể các thầy cô bạn bè trong bộ môn tự động hóa cùng ban lãnh đạo công

Sinh viên thực hiện Trần Xuân Thu

CÁC HÌNH SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN

Hình 1.1 Sơ đồ tố chức quản lý - điều hành Công ty Tuyển than Cửa Ông - TKV 8

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ Công ty Tuyển than Cửa Ông - TKV 11

Hình 1.3 Sơ đồ tóm tắt dây chuyền sản xuất của Công ty 12

Hình 1.4 Sơ đồ cung cấp điện toàn Công ty 14

Hình 2.1 Thiết bị tách kim loại 19

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ phân xưởng kho bến 2 19

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ cụm băng tải 12,13,16,19,20 25

Hình 3.1 Bộ điều khiển PLC S7-300 CPU 312C 29

Hình 3.2 Module mở rộng EM323 30

Hình 3.3 Modul mở rộng 6ES7331-7HF01-0AB0 31

Hình 3.4 Sơ đồ đấu nối PLC 32

Hình 3.5 Sơ đồ mạch lực 1 33

Hình 3.6 Sơ đồ mạch lực 2 34

Hình 3.7 Sơ đồ mạch điều khiển 1 35

Hình 3.8 Sơ đồ mạch điều khiển 2 36

Hình 3.9 Mạch lực của hệ thống 37

Hình 3.10 Luật thay đổi góc theo thời gian 38

Hình 3.11 Bộ khởi động mềm 3RW30 38

Hình 3.12 Sơ đồ cấu tạo Rơ le trung gian 39

Hình 3.13 Rơ le trung gian 40

Hình 3.14 Sơ đồ cấu tạo của Rơ le nhiệt 40

Hình 3.15 Rơ le nhiệt 41

Hình 3.16 Sơ đồ cấu tạo Aptomat 41

Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý làm việc của Aptomat 42

Hình 3.18 Hình ảnh cảm biến chống lệch băng 43

Hình 3.19 Hình ảnh cảm biến chống ùn tắc than 44

Hình 3.20 Sơ đồ mạch của cảm biến chống ùn tắc than 45

Hình 4.1 Lưu đồ thuật toán Khởi động Phương án 1 51

Hình 4.2 Lưu đồ thuật toán Khởi động Phương án 2 52

Hình 4.3 Lưu đồ thuật toán Khởi động Phương án 3 53

Hình 4.4 Lưu đồ thuật toán Khởi động Phương án 4 54

Hình 4.5 Lưu đồ thuật toán Dừng hệ thống 56

Hình 4.6 Lưu đồ sự cố băng B12 57

Hình 4.7 Lưu đồ sự cố băng B13 58

Hình 4.8 Lưu đồ sự cố băng B16 60

Hình 4.9 Lưu đồ sự cố băng B19 61

Hóa B-K57

Hình 4.10 Lưu đồ sự cố băng B20 62

Hình 4.11 Giáo diện giám sát trên WinCC 80

CÁC BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của cụm băng tải 26

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật chính của PLC S7-300 CPU 312C 30

Bảng 4.1 Tín hiệu đầu vào trên PLC 63

Bảng 4.2 Tín hiệu đầu ra trên PLC 63

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY

1.1 Giới thiệu chung về Công ty tuyển than Cửa Ông

1.1.1 Lịch sử hình thành

Lịch sử hình thành: Công ty Tuyển than Cửa Ông-TKV, tiền thân là nhà sàng CửaÔng do Pháp xây dựng từ năm 1924 Trong những năm 1930-1935, dưới sự lãnh đạocủa Đảng, công nhân Cửa Ông đã thường xuyên tổ chức đấu tranh đòi tăng lương,giảm giờ làm, chống đánh đập phu thợ và đỉnh cao là cuộc tổng bãi công của ba vạnthợ mỏ tháng 11/1936 Tháng 8-1945 công nhân Bến Cửa Ông cùng với công nhân

mỏ, tham gia cuộc tổng khởi nghĩa giành chính quyền ở vùng than Năm 1955 vùng

Mỏ được giải phóng, ngày 20/8/1960 Xí nghiệp Bến Cửa Ông đã được thành lập Lúc

đó xí nghiệp có 1.629 CBCN, Đảng bộ có 7 Chi bộ với 155 Đảng viên Lực lượngcông nhân chủ yếu là lao động phổ thông

Ngày 12-8-1974 Xí nghiệp Bến Cửa Ông được đổi tên thành Xí nghiệp tuyển thanCửa Ông Đất nước thống nhất, xí nghiệp đã được đầu tư xây dựng thêm cơ sở vật chấtmới Ngày 20-7-1980 nhà máy Tuyển than 2 với công nghệ của Ba Lan cùng các thiết

bị vận tải, bốc rót HITACHI của Nhật Bản, đầu máy TY7E của Liên Xô, các toa xe 30tấn của Rumani đã được đưa vào sử dụng Từ năm 1986 thực hiện công cuộc đổi mớitoàn diện của Đảng, CBCN xí nghiệp đã năng động, thực hiện đổi mới công tác quản

lý, đầu tư thiết bị vận tải, sàng tuyển, bốc rót hiện đại, đưa năng suất thiết bị tăng dần

từ 2 lên đến 3 lần so với trước đây

Năm 2001 Xí nghiệp được đổi tên thành công ty tuyển than Cửa Ông Tháng 7/2006Công ty được đổi tên thành công ty tuyển than Cửa Ông-TKV Qua 50 năm xây dựng

và phát triển, công ty đã có hệ thống dây chuyền công nghệ hiện đại với hàng nghìn thiết bị, cùng các tài sản khác có tổng giá trị trên 2.000 tỷ đồng Hàng năm Công ty đều hoàn thành và hoàn thành vượt mức kế hoạch giao năm sau cao hơn năm trước từ 7% - 15% Tốc độ tăng trưởng bình quân từ 10% - 25% Đảm bảo việc làm và thu nhập cho trên 5.000 CBCNV, nộp đủ nghĩa vụ với Nhà nước, đóng góp tích cực vào sựphát triển kinh tế xã hội của địa phương và sự lớn mạnh của Tập đoàn TKV

Hóa B-K57

1.1.2 Điều kiện tự nhiên

Địa lý : Công ty Tuyển than Cửa Ông-TKV nằm trên địa bàn phường Cửa Ông , cách trung tâm thị xã Cẩm Phả 10km về phía Đông Bắc Mặt bằng của Công ty trải dài

và xen kẽ với khu vực dân cư trên địa bàn của phường Cửa Ông Một bên công ty giápvới quốc lộ 18A, một bên giáp với vịnh Bái Tử Long Công ty Tuyển than Cửa Ông có

vị trí địa lý thuận lợi cho việc tiếp nhận than từ các mỏ trong khu vực Cẩm Phả và tiêuthụ than qua đường cảng biển

Địa chất: Mặt bằng Công ty được xây dựng trên diện tích bằng phẳng cho nên địa chất tương đối ổn định, nên thuận tiện cho việc giao thông bằng đường bộ, đường thuỷ, đường sắt, các thiết bị vận tải trong Công ty chủ yếu là đường sắt và băng tải nêngây chấn động trong sản xuất rất nhỏ

Khí hậu: Khu vực này có mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 với lượng mưa trung bình 400 – 600 mm, lượng mưa lớn nhất lên tới 450 mm/ngày thường đến vào tháng 6, tháng 7 nhiệt độ từ 23 – 370C Mùa khô từ tháng 10 trở đi lượng mưa trung bình từ 30 – 45 mm nhiệt độ trung bình 11 – 250C

Vận chuyển than mỏ bằng đường sắt , sàng tuyển chế biến, tổ chức kho bãi và bốcrót phục vụ tiêu thụ than xuất khẩu và nội địa Ngoài ra công ty còn tổ chức kinhdoanh dịch vụ và sản xuất khác

Đây là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất kinh doanh của Công

ty Hiện nay tuyển than Cửa Ông gồm có trên 4000 công nhân với 5 phân xưởng trựctiếp tham gia sản xuất than, 10 phân xưởng cùng các đội phục vụ phụ trợ và 13 phòngban chức năng Trên cơ sở chức năng được giao thực hiện tham mưu cho lãnh đạo xínghiệp và hướng dẫn các phân xưởng thực hiện nhiệm vụ sản xuất theo lệnh của GiámĐốc Công ty

Công ty đã vận dụng phương pháp quản lý theo hệ thống: Giám Đốc → Quản Đốc

→ Đội Trưởng→ Tổ sản xuất, mỗi cấp được tổ chức theo chức năng và nhiệm vụ khác

Hình 1.1 Sơ đồ tố chức quản lý - điều hành Công ty Tuyển than Cửa Ông - TKV

1.1.5 Điều kiện sản xuất

a) Thuận lợi

Công ty Tuyển than Cửa Ông nằm ở một vị trí địa lí hết sức thuận lợi Một mặt nằmgiáp tuyến quốc lộ 18 thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hóa trến tuyến đường sắt vàđường bộ , một mặt giáp biển có cảng rộng lớn thuận lợi cho nhập xuất hàng hóa trênbiển Bao quanh công ty là rất nhiều mỏ than như Cọc Sáu , Đèo Nai, Cao Sơn, MôngDương, Khe Tràm, Thống Nhất nên việc tiếp nhận than rất thuận tiện

Địa chất: Mặt bằng Công ty được xây dựng trên diện tích bằng phẳng cho nên địachất tương đối ổn định, các thiết bị vận tải trong Công ty chủ yếu là đường sắt và băngtải nên gây chấn động trong sản xuất rất nhỏ

Nhà máy của công ty được trang bị dây chuyền công nghệ tiên tiến của các nướclớn như Nhật Bản, Ba Lan, Đức, Trung Quốc, Nga, Rumani

Nhân viên được đào tạo bài bản, nắm chắc kiến thức về kỹ thuật, vận hành Vì vậyvận hành được nhuần nhuyễn cũng như như xử lý sự cố nhanh nhạy

b) Khó khăn

Công ty gặp khó khăn lớn nhất về thiên tai, thời tiết diễn biến thất thường Tìnhtrạng kinh tế thế giới suy thoái những năm gần đây cũng gây ảnh hưởng đến sự pháttriển của công ty Điều kiện khai thác của các mỏ ngày càng khó khăn cũng gây ảnhhưởng ít nhiều đến quá trình sản xuất của công ty

1.2 Quá trình sản xuất của công ty

Công ty Tuyển than Cửa Ông-TKV là khâu cuối cùng của quá trình khai thác, chếbiến và tiêu thụ than vùng Cẩm Phả Nhiệm vụ trọng tâm của của công ty là nhận thannguyên khai và than sạch của các công ty mỏ vùng Cẩm Phả bằng đường sắt về 3 nhàmáy tuyển Qua 3 nhà máy tuyển, than mỏ được sàng tuyển, chế biến phân loại theoyêu cầu tiêu thụ của thị trường

Ba nhà máy sàng-tuyển của công ty Tuyển than Cửa Ông-TKV được xây dựng ởnhững thời điểm và quy mô công nghệ khác nhau, cụ thể:

+ Nhà máy Tuyển than I: Than nguyên khai sàng khô tách 40-60% cám lấy sản

thống máy đánh đống ( máy ST4,5) ở Kho 1,2 để lưu trữ Than ở Kho 2 được đưa đếncảng để tiêu thụ thông qua hệ thống máy bốc( máy RC5,6 ) → máy rót (máy SL) Thansạch ở Kho 1 được đưa lên cảng tiêu thụ thông qua hệ thống cẩu trục số 5,6 Cám xítđược đưa đến Nhà máy tuyển than 3 để tuyển tiếp Bùn nước được đưa đến Nhà máy

xử lý bùn nước để lọc ép lấy than tiếp Còn đá thải được cho ra bãi thải Năng suấtnhà máy đạt 3,5 triệu tấn/năm

+ Nhà máy Tuyển than II: Tuyển 100% than nguyên khai qua máy lắng, xoáy lốc

huyền phù Thành phẩm đạt được cũng như nhà máy Tuyển than 1 Than sạch được hệthống máy đánh đống (máy ST 2,3 ) đánh đống ở kho 2,3 Than sạch ở Kho 3 đượcđưa ra cảng tiêu thụ thông qua hệ thống máy bôc ( máy RC3,4)→ máy rót ( máy SL).Cám xít cũng được đưa đến Nhà máy tuyển than 3 Bùn nước đưa đến Nhà máy xử lýbùn nước để lọc lấy than bùn tiếp và đá thải được đưa đến bãi thải Năng suất 6,5 triệutấn/năm

+ Nhà máy Tuyển than III: Không có hệ thống tuyển rửa, chỉ đơn thuần sàng cám

khô, nhặt thủ công cấp +35mm, đập nghiền than don sàng +15mm Sản phẩm đượcđưa đến Kho 4 thông qua đầu máy toa xe và được đưa xuống cảng tiêu thụ thông qua

hệ thống cẩu trục 7,8 Năng suất đạt 2 triệu tấn/năm

+ Nhà máy Xử lý bùn nước ( Phân xưởng môi trường ): Năng suất 1 trệu tấn/năm,

công nghệ sử dụng máy lọc ép tăng áp xử lý bùn than của bể cô đặc của Nhà máyTuyển 1, 2 để thu hồi than bùn mịn và nước tuần hoàn về các Nhà máy tuyển

Các điều kiện cấp và dỡ tải của từng nhà máy có đặc thù riêng Do vậy việc tổ chứcsản xuất cho từng nhà máy cũng hoàn toàn khác nhau Sản phẩm sau sàng tuyển củacác nhà máy đa dạng về chủng loại và có chất lượng cao được vận chuyển mềm dẻo rakho chứa bằng hệ thống đánh đống bốc rót, đầu máy toa xe và hệ thống cầu trục Sảnphẩm than bùn mịn đạt độ ẩm 20-22% được nhập kho bằng tuyến băng tải có xe dỡliệu phân phối than bùn dọc kho bùn 26

Công ty Tuyển than Cửa Ông-TKV nhiệm vụ chủ yếu là mua than nguyên khai vàthan sạch của các công ty mỏ vùng Cẩm phả bằng đường sắt về 3 nhà máy tuyển Qua

3 nhà máy tuyển, than mỏ được sàng tuyển, chế biến phân loại theo yêu cầu tiêu thụ

Hóa B-K57

của thị trường Than sạch sau sàng tuyển được vận chuyển ra kho chứa bằng hệ thốngđánh đống bốc rót, đầu máy toa xe và hệ thống cầu trục

SVTH:Trần Xuân Thu 12Lớp Tự Động Hóa B-K57

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ Công ty Tuyển than Cửa Ông - TKV

Sơ đồ tóm tắt dây chuyền sản xuất của công ty như sau

Hình 1.3 Sơ đồ tóm tắt dây chuyền sản xuất của Công ty

1.3 Các ứng dụng tự động hóa trong các công đoạn của công ty

Tất cả các công đoạn công nghệ nhà máy đều có ứng dụng tự động hóa Các côngđoạn đều có 2 chế độ điều khiển là điều khiển bằng tay và điều khiển từ xa từ phòngđiều khiển trung tâm nhà máy

Một số công đoạn công nghệ nổi bật như:

 Hệ thống tự động tuyến băng tải trên toàn bộ nhà máy

 Hệ thống tuyển lắng, tuyển huyền phù trong phân xưởng tuyển than 2

 Hệ thống cẩu trục PT.7T- 40M trog phân xưởng kho bến

 Hệ thống tự động các máy xúc , máy bốc, máy rót, máy đổ đống

 Hệ thống tự động máy lọc ép của phân xưởng môi trường (nhà máy lọc ép)

1.4 Tình hình cung cấp điện trong Công ty tuyển than Cửa Ông

Nguồn điện cung cấp tới trạm biến áp chính 35/6kV của công tynhận điện từ hai lộ 373 từ Hòn Gai (phía biển) và lộ 374 từ Mông

Hóa B-K57

HT các trạm bơmcung cấp nướcThan nguyên khai từ các mỏ về

Đá thảiNhà máy (Tuyển 1, 2, 3)

Bùn nước vào HT

hồ bùn

Bùn tiêu thu +P.Trộn cám 6

Tiêu thụcảng phụ

Tiêu thụcảng chínhNhập kho

Than thành phẩmsau tuyểnNước

tuần hoàn

Dương (phía núi) do điện lực Quảng Ninh cấp 35kV Trong đó một lộvận hành thường xuyên, một lộ dự phòng nóng:

Hình 1.4 Sơ đồ cung cấp điện toàn Công ty

1.5 Nhận xét

Nhìn vào điều kiện năng lực khai thác và thực trạng sử dụng thiết bị ta thấy thiết bị

cơ điện đóng vai trò số một, là nhân tố góp phần nâng cao sản lượng khai thác than, hạgiá thành sản phẩm, giải phóng sức lao động cho công nhân Hiện nay công ty đã trang

bị những thiết bị hiện đại (băng tải 6kV, hệ thống trục tời 2.5…), công ty có đội ngũcông nhân lành nghề, có trình độ năng lực đáng ứng đủ nhu cầu vận hành, sử dụng cácthiết bị này Song bên cạnh những thuận lợi nêu trên công ty còn có nhiều hạn chếnhư: Do nguồn vốn có hạn lên việc mua sẵm đầu tư thiết bị phục vụ cho dây chuyềnsản xuất chưa hiện đại, một số máy móc thiết bị đã già cỗi chưa được thay thế, thiết bịnhiều chủng loại nên quá trình lập kế hoạch dự trù mua sắm vật tư cho sửa thay thếgặp nhiều khó khăn

Để đáp ứng yêu cầu sản xuất ngày càng cao, công ty tuyển than Cửa Ông TKV cầnthay đổi mới công nghệ khai thác, tăng cường đầu tư thiết bị, trong đó vận tải là khâuthen chốt Việc tính toán kiểm tra, thiết kế các thiết bị vạn tải của công ty là một yêucầu thường xuyên là cơ sở cho việc lập kế hoạch mua sắm, sửa chữa thiết bị mua sắmkịp thời cho yêu cầu sản xuất và việc tăng trưởng sản lượng than không ngừng nânglên của công ty

Với sản lượng khai thác hàng năm không ngừng được nâng lên Trong khi điều kiệnsản xuất ngày càng khó khăn Diện khai thác lộ vỉa ngày cảng thu hẹp, khai thác thanhầm lò xuống sâu từ -25 xuống -80, xuống -125 (khí bụi nổ, nước thẩm thấu lớn), máymóc thiết bị phục vụ sản xuất ngày một xuống cấp Việc đầu tư mua sắm các trangthiết bị, đổi mới công nghệ khia thác để nâng cao sản lượng, giảm giá thành sản phẩm

là chiến lược công ty đã và đang rất chú trọng

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG BĂNG TẢI THAN TRONG PHÂN

XƯỞNG KHO BẾN 2

2.1 Hệ thống băng tải

2.1.1 Giới thiệu chung

Băng tải là một sáng tạo của con người với tính ứng dựng rất cao trong môi trườngcông nghiệp Thay vì vận chuyển bằng sức người với năng suất thấp, tốn thời gian, tốnnhiều chi phí nhân công lại tạo ra khung cảnh lộn xộn tại nơi làm việc, băng tải được

sử dụng để thay thế con người, mang lại hiệu quả cao hơn, tiết kiệm thời gian, côngsức và tiền bạc cho nhà sản xuất

Hệ thống than được dung trong phân xưởng Kho bến 2 được lấy từ Tuyển than 1 +Tuyển than 2 của Công ty Tuyển than Cửa Ông qua 2 hệ thống băng tải B14 và B6Tuyến than B14 và B6 với công suất Q = 160 t/h

Than từ tuyển than 1 và 2 qua quá trình sang lọc phân loại được đưa đến Kho Than

2 và Kho Than 4 qua hệ thống băng tải chính là B14 và B6 với độ rộng của băng là1000mm.Qua hộp trung chuyển TW 01 và TW 09 than được chuyển đến hệ thốngbăng tải phụ gồm các băng B15,B15A,B18,B17.Tại đây than được đưa vào kho chứaqua hệ thống các máy đổ đống ST2,ST3,ST4,ST5

2.1.2 Các thiết bị trong hệ thống băng tải

1 Dây băng tải

Dây băng được chế tạo bằng các lớp vải ni lon đan lại với nhau, được gọi là các lớpmạng cốt Tuỳ theo loại băng có sức kéo khác nhau sẽ có lớp mạng cốt khác nhau;giữa các lớp mạng cốt có các lớp cao su để dính lại với nhau; bề mặt của băng đượcbọc bằng một lớp cao su hoặc nhựa tổng hợp ( Băng nhựa tổng hợp thường được sửdụng ở môi trường có tính axit cao), để bảo vệ cho băng giảm sự mài mòn và không bịhơi nước xâm nhập vào bên trong lớp mạng cốt, để tăng tuổi thọ cho dây băng trongkhi vận hành Băng tải dùng để vận chuyển hàng hoá (Trong nhà máy dùng để vậnchuyển than)

Băng tải được cấu tạo 2 mặt khác nhau Mặt phải băng mặt tiếp xúc với tải( Than, các vật liệu cần vận chuyển…) có chế tạo lớp cao su có tính chịu mài mòn cao

Hóa B-K57

và có lớp cao su dầy hơn mặt trái của băng Mặt trái của băng tiếp xúc với các ru lô,con lăn có lợp cao su mỏng hơn mặt phải của băng.

2 Phanh hãm

Tùy theo từng vị trí, độ dốc của các băng tải được lựa chọn, trang bị phanh hãm.Loại phanh hãm kiểu cơ khí ‘Cá một chiều’ loaị băng không cho phép chạy ngượcchiều và loại băng sử dụng phanh điện từ Các hệ thống phanh hãm được lắp tại múpnối giữa động cơ và hộp giảm tốc, phanh điện từ thường có công suất là 0,33 KW Cơcấu phanh dùng để phanh băng tải ở chế độ bình thường ( Khi băng ngừng làm việchoặc mất điện đột xuất, ngừng sự cố ) tránh trường hợp băng trôi tự do gây sự cố trànthan, nhất là các băng tải có độ dốc

3 Tang đổi hướng

Tang đổi hướng ( Tang tăng góc ôm ma sát cho tang chủ động)

Được lắp đặt nhằm mục đích để tăng góc ôm của mặt băng lên tang dẫn động haylàm tăng lực ma sát giữa băng với mặt tang dẫn động

Tang chủ động được chế tạo bằng thép, mặt ngoài của tang được phủ lớp cao suhoặc nhựa tổng hợp nhằm tăng độ ma sát giữa băng và tang chủ động

4 Con lăn

Nhánh băng trên là nhánh công tác (nhánh có tải) nhánh băng dưới là nhánh khôngtải, các nhánh băng được đỡ bằng các con lăn Các con lăn được lắp đặt trên giá đỡ vàđặt trên khung băng; con lăn nhánh trên được lắp đặt 3 con lăn theo một hàng ngang,lắp theo dạng hình lòng máng, mục đích để tăng năng suất vận chuyển của băng vàtránh vãi than trong quá trình vận chuyển Góc nghiêng của con lăn cạnh là 350 Conlăn nhánh dưới được lắp 1 con lăn/ hàng

Ở các vị trí đuôi băng ( Tại các vị trí nhận tải ) con lăn nhánh trên được sử dụng loạicon lăn có vỏ bọc cao su, mục đích để giảm chấn động và tăng tuổi thọ của dây băng

và con lăn nhánh dưới được lắp đặt theo dạng phẳng, mục đích để cho thanh gạt dạngchữ "A" nạo hết được than bám và dị vật trên mặt băng.Để hạn chế hiện tượng lệchbăng khi vận hành, dọc tuyến băng tải ( nhánh có, không tải), ở bên cạnh của 2 bên

Thanh gạt làm sạch mặt băng: Để làm sạch than bám trên bề mặt công tác của mặtbăng, phía nhánh không tải được lắp hai cơ cấu làm sạch mặt băng ở phía đầu băng đó

là thanh gạt dạng chữ "A, V, / " dùng để làm sạch thô bề mặt băng Để làm sạch than

bám hoặc các tạp vật trên bề mặt của nhánh không tải, tùy theo điều kiện và cách gomcác tạp chất skhi làm sạch băng mà lắp thanh gạt dạng chữ "A; V; / " đặt ở từng vị tríkhác nhau

Lưu ý: Các lưỡi gạt làm sạch băng bằng cao su hoặc nhựa tổng hợp mềm của thanhgạt phải luôn tỳ sát vào mặt băng

Để làm sạch bề mặt của các tang dẫn động người ta có thể lắp các bộ nạo bằngnhựa cứng ( Vì khi các tạp chất bán dính vào mặt tang dẫn động thường gây lệch băng,bục băng hoặc rách băng)

6 Hộp dỡ tải, hộp nhận tải

Hộp dỡ tải được lắp đặt bằng kết cấu thép, đặt ở vị trí đầu băng, bên trong có lắptấm chắn chống va đập và chống mài mòn Tác dụng của hộp để dỡ tải từ mặt tang chủđộng, chống than rơi vãi ra ngoài và ngăn bụi trong quá trình dỡ hàng (than)

Hộp nhận tải được lắp đặt bằng kết cấu thép và đặt ở vị trí đuôi băng, ở hai bên vàphía trước của hộp được lắp đặt diềm chắn bằng cao su để tránh rơi vãi than làm kínhộp đồng thời ngăn chặn bụi trong quá trình vận chuyển than Tác dụng của hộp chấttải để nhận than từ băng tải phía trước, chống rơi vãi và ngăn bụi Tuỳ từng vị trí củakhu vực nhận, dỡ tải còn được lắp hệ thống cấp liệu rung nhằm mục đích chống kẹtthan trong phễu và để cho than rải đều xuống băng tải

7 Thiết bị chia than

Thiết bị chia than được chia làm hai loại:

+ Thiết bị chia than kiểu con thoi được lắp đặt ở đầu băng

+ Thiết bị chia than kiểu cánh lật được lắp đặt ở vị trí trung gian giữa băng tải nàyvới băng tải khác

Thiết bị chia than dùng để chia than sang tuyến này hoặc sang tuyến khác tuỳ theophương thức cấp than

Các thiết bị chia than được lắp đặt ở băng tải 5A, 5B, 4, 8, 6, 3A, 3B, 2A,16

8 Thiết bị cân than

Hóa B-K57

Cân than được lắp đặt trên tuyến băng tải C1AB; C5AB và C6 Cân than được hoạtđộng cùng với băng tải, nó sẽ cân liên tục lượng than trên mặt băng khi than đưa vàokho dự trữ hoặc than đưa lên các bun ke lò hơi.

9 Thiết bị tách kim loại

Thiết bị này có nhiệm vụ hút tất cả các sắt nhiễm từ tính có lẫn trong than, sắt trên

bề mặt nam châm sẽ được đưa ra vị trí quy định

Hình 2.5 Thiết bị tách kim loại

2.2 Hệ thống băng tải

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ phân xưởng kho bến 2

SVTH:Trần Xuân Thu 22Lớp Tự Động Hóa B-K57

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Nguyên lý hoạt động của Kho Bến 2 là :

Than từ phân xưởng Tuyển Than 2 khi qua sàng tuyển được đưa đến băng B6 sau

đó qua hệ thống phân phối băng TW09, đên băng B7 hoặc B15A sau đó được đượccác máy đổ đống đổ ST2, ST3, ST4, ST5 đổ vào Kho Than 2 và Kho Than 4

Than từ phân xưởng Tuyển Than 1 từ SILÔ1, SILÔ2, SILÔ3 đến băng B14 và được

hệ thống phân phối băng TW01 phân phối than đến băng B18 hoặc B15 Với bắng B18thì than sẽ được máy đổ đống ST4, ST5 đổ ở Kho Than 2, còn với băng B15 thì đượcđưa đến băng B7 sau đó được máy đổ đống ST2, ST3 đổ ở Kho Than 4

Tiêu thụ:

Máy bộc RC3, RC4, RC5, RC6 có nhiệm vụ bốc than từ Kho Than 2 và 4

RC3 bôc lên băng B8 – đổ lên băng B10, B11- sau đó đổ lên băng B12, B13 sau đóđược máy rót SL1, SL2 rót lên tàu ( RC4, RC5, RC6 Cũng tương tự băng B21 hỏngnên ko hoạt động nữa )

2.2.3 Các tuyến băng trong hệ thống

Hệ thống được chia làm các tuyến như sau :

+Tuyến 1 gồm

+Tuyến 2 gồm

+Tuyến 3 gồm

+Tuyến 9 gồm

+Tuyến 10 gồm

+Tuyến 11 gồm

+Tuyến 12 gồm

+Tuyến 13 gồm

+Tuyến 14 gồm

+Tuyến 15 gồm

+Tuyến 16 gồm

Trong đó từ tuyến 1-8 lấy than từ Kho Than 2,từ tuyến 9-16 lấy than từ Kho than 4

- Việc vận hành các băng tải được thực hiện tuần tự theo một thứ tự đã quy định(ngược chiều chuyển động của nhiên liệu khi khởi động và theo chiều chuyển độngcủa nhiên liệu khi dừng hệ thống), có 3 chế độ vận hành cho băng tải

+ Chế độ vận hành tự động

+ Chế độ vận hành đơn động từng thiết bị

- Chế độ vận hành đơn động từng thiết bị không có khóa liên động

- Chế độ vận hành đơn động từng thiết bị có khóa liên động

Hóa B-K57

+Than trên băng B20 sẽ được vận chuyển đến 1trong 2 băng B12,B13 Nhờ vào 2máy rót than SL1,SL2 sẽ đưa than xuống các phương tiện vận chuyển như tàu,xeđiện,oto,vv

+Tương tự như băng B20 than trên băng 19 sẽ được vận chuyển đến 1 trong 2 băngB12,B13 và được đưa đi tiêu thị nhờ ào 2 máy rót than SL1,SL2

2.2.5 Quy trình vận hành hệ thống

Khi ta khởi động một tuyến băng, ta phải thao tác đóng điện cho các động cơ,phanh điện từ được mở ra, động cơ chính quay nó sẽ truyền mô men quay tới bộ khớpnối thuỷ lực, làm cho khớp nối quay, khớp nối truyền mô men quay tới trục sơ cấp củahộp giảm tốc, trục sơ cấp tiếp tục truyền mô men quay tới các trục trung gian và trụcthứ cấp của hộp giảm tốc, trục thứ cấp truyền mô men quay tới tang chủ động củabăng tải qua khớp nối cứng và làm cho tang chủ động được quay tròn Nhờ có lực masát giữa mặt băng và mặt tang chủ động do lực căng ban đầu tạo nên nhờ đối trọng.Tang chủ động quay tròn làm cho mặt băng chuyển động tịnh tiến theo một chiều, lúcnày băng tải thực hiện theo chế độ vận hành của nó và thực hiện vận chuyển than.

2 Các chế độ vận hành của băng tải

Có 3 chế độ vận hành cho toàn bộ việc điều khiển, đó là:

2.2.6 Thông số kỹ thuật chi tiết của hệ thống băng tải

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của cụm băng tải

BĂNG12

BĂNG13

BĂNG16

BĂNG19

BĂNG20

0

EP150

EP120

Tốc độquay

Độ cáchđiện

2.3 Nhận xét

Tuy hệ thống băng tải than trong Phân xưởng Kho bến 2 đã áp dụng các thiết bịđiều khiển như PLC, màn hình giám sát vào điều khiển hệ thống Tuy nhiên, hệ thốngvẫn còn nhiều hạn chế như: chưa có hệ thống các cảm biến công nghiệp để cảnh báo

sự cố, các cửa lật vẫn do trực tiếp công nhân lật bằng tay, khi có sự cố xảy ra thì việcdừng các thiết bị trong hệ thống vẫn do người vận hành trực tiếp ấn nút trên màn hìnhcảm ứng để dừng thiết bị Các hạn chế trên sẽ làm giảm hiệu suất làm việc của hệthống băng tải Do đó cần thiết phải áp dụng các cảm biến công nghiệp, thiết kế cửa lật

tự động để nâng cao hiệu suất làm việc và đảm bảo an toàn hơn khi vận hành Việc cảitạo hệ thống sẽ được đề xuất trong chương 3 dưới đây

2.4

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-300,

CẢM BIẾN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ

Căn cứ vào quy trình công nghệ điều khiển hiện tại ở Công ty, căn cứ vào yêu cầuđặt ra cho điều khiển theo hướng nghiên cứu của đề tài Em chọn thiết bị điều khiểncho hệ thống xử lý môi trường là PLC S7-300, kết hợp với mô đun vào ra số và cácloại cảm biến, thiết bị bảo vệ như nội dung được trình bày sau đây

3.1 Thiết bị điều khiển PLC S7-300

Như vậy để đáp ứng được số cổng vào/ra, và các yêu cầu của hệ thống ở đây emchọn thiết bị lập trình PLC S7-300, CPU 312C đi kèm theo các mô đun mở rộng vào-

ra số và tương tự

Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) là loại thiết

bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữlập trình, thay cho việc phải thực hiện thuật toán bằng các mạch số, bằng các mạchlogic hay thay thế các sơ đồ điều khiển bằng Rơle Như vậy với chương trình điềukhiển trong mạch PLC chuyển thành bộ điều khiển số nhỏ gọn dễ dàng lập trình, dễdàng thay đổi sơ đồ điều khiển mà không phải làm mạch hay phải đấu dây Một ví dụ

về giao tiếp giữa PLC với các thiết bị ngoại vi, với cảm biến đo lường và các cơ cấuchấp hành được cho như hình dưới:

Hình 3.8 Bộ điều khiển PLC S7-300 CPU 312C

Hóa B-K57

Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật chính của PLC S7-300 CPU 312C

- Đầu vào số: 16 DI, 24 VDC

- Đầu ra số: 16 DO, 24 VDC, 0.5 A

- Phụ kiện yêu cầu: Front connector 40 PIN, thích hợp nối với các van điện từ, contactor, động cơ nhỏ, đèn và khởi động động cơ

Hình 3.10 Modul mở rộng 6ES7331-7HF01-0AB0Thông số kỹ thuật :

Modul mở rộng 6ES7331-7HF01-0AB0 Module mở rộng cho S7-300, SM331,8AI, độ phân giải 14 bit, dùng cho đầu vào dạng áp, dòng, ngắt, dignostics

3.1.2 Sơ đồ đấu nối PLC

Hóa B-K57

3.1.3 Sơ đồ mạch lực,mạch điều khiển

Sơ đồ mạch lực của động cơ

Hình 3.12 Sơ đồ mạch lực 1

Sơ đồ mạch điều khiển động cơ:

Hình 3.14 Sơ đồ mạch điều khiển 1

3.1.4 Bộ khởi động mềm

Động cơ không đồng bộ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì chúng cócấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy nhưng có nhược điểm là dòng điện khởi động lớn,gây ra sụt áp trong lưới điện Tuy nhiên khi đóng điện lưới trực tiếp vào động cơkhông đồng bộ để khởi động thì lúc đầu do rôto chưa quay, độ trượt lớn nên sức điệnđộng cảm ứng và dòng điện cảm ứng lớn: Ikđ = 5-7 Iđm Dòng điện này có trị số đặc biệtlớn ở các động cơ công suất trung bình và lớn, tạo ra nhiệt đốt nóng đông cơ Tuy dòngđiện lớn nhưng mômen khởi động lại nhỏ: Mkđ = 0.5-1.5 Mđm Nói chung yêu cầu khikhởi động động cơ là:

- Phải có mômen khởi động đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải:

- Dòng khởi động càng nhỏ càng tốt

- Phương pháp khởi động cần dùng thiết bị đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn

- Tổn hao công suất trong quá trình khởi động càng nhỏ càng tốt

Không thể có một phương pháp khởi động đáp ứng được hết các yêu cầu trên, tuynhiên tuỳ trường hợp cụ thể mà ta phải lựa chọn phương án cho phù hợp.Ở đây ta sửdụng mạch lực của hệ thống khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor đấu song song ngượccho 3 pha Nhờ biện pháp này việc điều chỉnh điện áp được linh hoạt hơn, do vừa cókhả năng hạ thấp được điện áp khi mở máy, lại điều chỉnh trơn, khởi động êm, khôngphát sinh tia lửa điện, có thể áp dụng với nhiều dải công suất, vận hành an toàn, độ tincậy cao

Hình 3.16 Mạch lực của hệ thống

Hóa B-K57

Về bản chất, đây là phương pháp hạ điện áp đặt vào động cơ Cho ta thấy phươngpháp này thích hợp nhất với động cơ kéo các máy thuỷ khí như máy bơm, máy nénép… Đối với các ứng dụng có mômen cản không đổi, thì mômen cần phải nhỏ hơnmômen khởi động Biện pháp này không phù hợp lắm với các ứng dụng có mômen cản

tỉ lệ nghịch với tốc độ Điện áp cấp cho động cơ thay đổi phụ thuộc vào việc điềukhiển thời điểm đóng mở của thyristor, hay chính là thay đổi góc điều khiển α Đối với

bộ điều áp xoay chiều ba pha, mối tương quan giữa điện áp đầu ra và góc α là kháphức tạp, tuỳ thuộc vào từng khoảng giá trị của α Để đơn giản, từ quy luật biến điện

áp ta đưa về dạng gần đúng quy luật biến đổi góc α Góc α được giảm dần từ giá trị đặt

về 0 Muốn phát xung vào cực điều khiển của mỗi thyristor theo chu kỳ, theo luật, phảixây dựng cho bộ biến đổi một hệ thống điều khiển

Hình 3.17 Luật thay đổi góc theo thời gian

Ưu điểm của bộ khởi động mềm:

- Bền vững, tiết kiệm không gian lắp đặt

- Có chức năng điều khiển và bảo vệ

- Có phần mềm chuyên dụng đi kèm

Trong hệ thống băng tải này ta sử dụng bộ khởi động mềm 3RW30 của hãngSiemens

- Thời gian khởi động và dừng: 0 - 20s

- Nhiệt độ môi trường: -25 - 60oC

- Tiêu chuẩn: IEC 60947-4-2; UL/CSA

Ứng dụng: Bơm, bơm nhiệt, có thể sử dụng cho bơm thủy lực, máy ép, băng tải,băng cuốn Vis tải

3.2 Thiết bị bảo vệ cho động cơ.

3.2.1 Thiết bị giao tiếp cách ly (rơ le trung gian)

Cấu tạo :

Hóa B-K57