SO SÁNH HIỆU QUẢ VIỆC ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DCS TÂN MAI VÀ PLC MỸ XUÂN TRONG SẢN XUẤT BỘT DIP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP SO SÁNH HIỆU QUẢ VIỆC ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DCS TÂN MAI VÀ PLC MỸ XUÂN TRONG SẢN XUẤT BỘT DIP Họ tên sinh viên: NGUYỄN HỒNG PHONG Ngành: CÔNG NGHỆ GIẤY- BỘT GIẤY Niên khoá : 2006-2010 Tháng 7/2010 SO SÁNH HIỆU QUẢ VIỆC ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DCS TÂN MAI VÀ PLC MỸ XUÂN TRONG SẢN XUẤT BỘT DIP Tác giả NGUYỄN HỒNG PHONG Khố luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Công Nghệ Giấy - Bột Giấy Giáo viên hướng dẫn: Thạc Sĩ Đặng Thị Thanh Nhàn Tháng 07 năm 2010 i LỜI CẢM ƠN Để có kiến thức quý báu hơm hồn thành luận văn tốt nghiệp xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu nhà trường tồn thể thầy giáo trường đại học Nông Lâm quý thầy cô khoa Lâm Nghiệp tận tình dạy bảo, truyền đạt kiến thức quý báu suốt thời gian học trường Đặc biệt xin cảm ơn Thạc sĩ Đặng Thị Thanh Nhàn, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành đề tài Chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc, cán công nhân viên công ty cổ phần giấy Tân Mai công ty cổ phần giấy Sài Gòn – Mỹ Xn tồn thể anh chị phân xưởng DIP tạo điều kiện, giúp đỡ suốt thời gian thực tập tốt nghiệp công ty Xin cảm ơn cha mẹ, người thân bạn bè bên, động viên, chia sẻ giúp đỡ suốt năm học vừa qua Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực NGUYỄN HỒNG PHONG ii TÓM TẮT Đề tài: “So sánh hiệu việc ứng dụng hệ thống điều khiển tự động DCS Tân Mai PLC Mỹ Xuân sản xuất bột DIP” thực công ty cổ phần giấy Tân Mai công ty cổ phần giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân từ 29/02/2010 đến 29/05/2010 Đề tài thực thông qua trình tìm hiểu, quan sát thực tế cách bố trí lắp đặt, nguyên tắc vận hành, xử lý cố hệ thống DCS Tân Mai PLC Mỹ Xuân phân xưởng sản xuất bột DIP, để từ so sánh hiệu ứng dụng hai hệ thống vào dây chuyền sản xuất bột DIP từ sở so sánh mức tiêu hao nguyên nhiên vật liệu, điện năng, hóa chất, nhân lực cho bột thành phẩm Kết tìm hiểu cho thấy: hai dây chuyền hoạt động liên tục 24 giờ/ngày đảm bảo cung cấp liên tục kịp thời sản phẩm bột cho công đoạn kế tiếp, đảm bảo chất lượng ổn định, đạt tiêu định hệ thống điều khiển tự động mang lại, lao động chân tay tham gia vào trình sản xuất, tránh sai sót khơng đáng có người vận hành Bên cạnh đó, đề tài cho khả vượt trội hệ thống DCS Tân Mai tiết kiệm nguyên nhiên vật liệu, hóa chất so với hệ thống PLC Mỹ Xuân Hệ thống DCS tự động hồn tồn có khả kiểm sốt toàn dây chuyền sản xuất bột DIP nên người vận hành chủ động việc phối chế nguyên liệu, hóa chất, tiết kiệm điện, nước… Trong hệ thống PLC tự động phần nên người vận hành kiểm soát thiết bị riêng lẻ thiếu liên kết chặt chẽ chúng nên tiêu hao nguyên liệu, hóa chất, điện, nước lớn hệ thống DCS điều đương nhiên Việc đầu tư dây chuyền tự động hoá tương đối tốn giai đoạn đầu, giai đoạn tính tốn xây dựng nhà máy lâu dài máy móc thiết bị tự động hoá vào thực tế sản xuất thể hiệu mặt kinh tế kỹ thuật to lớn iii MỤC LỤC Trang tựa i Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh sách từ viết tắt vii Danh sách hình viii Danh sách bảng ix Chương 1: TỰ ĐỘNG HỐ TRONG CƠNG NGHIỆP – CƠ SỞ LỰA CHỌN ĐỀ TÀI 1.1 Tự động hóa giới Việt Nam 1.2 Cơ sở chọn đề tài 1.3 Mục đích nghiên cứu .2 1.4 Giới hạn đề tài Chương 2: TỔNG QUAN .4 2.1 Dây chuyền sản xuất bột DIP Tân Mai 2.1.1 Thuyết minh dây chuyền sản xuất bột DIP Tân Mai 2.1.2 Hệ thống DCS DIP Tân Mai 2.1.2.1 Mục đích chức điều khiển q trình 2.1.2.1.1 Vận hành ổn định 2.1.2.1.2 Năng suất chất lượng sản phẩm 10 2.1.2.1.3 Vận hành an toàn 10 2.1.2.1.4 Bảo vệ môi trường 12 2.1.2.1.5 Hiệu kinh tế 12 2.1.2.2 Cấu trúc hệ thống DCS 14 2.1.2.2.1 Bộ điều khiển (LCU) 14 2.1.2.2.2 Trạm vận hành (Operation Station) 15 2.1.2.2.3 Trạm kỹ thuật (Engineering Station) 15 2.1.2.2.4 Bus hệ thống 16 2.1.2.2.5 Bus trường 16 iv 2.1.2.2.6 Điều khiển vận hành giám sát 16 2.1.2.2.7 Điều khiển cao cấp 17 2.1.2.2.8 Ưu điểm ứng dụng hệ thống DCS vào trình sản xuất 18 2.2 Dây chuyền sản xuất bột DIP Mỹ Xuân .19 2.2.1 Thuyết minh dây chuyền sản xuất bột DIP Mỹ Xuân 19 Sơ đồ dây chuyền DIP Mỹ Xuân 19 2.2.2 Hệ thống PLC DIP Mỹ Xuân .23 2.2.2.1 Các thành phần PLC .23 2.2.2.1.1 Cấu hình phần cứng 23 2.2.2.1.2 Cấu tạo chung PLC 24 2.2.3 Các ưu nhược điểm PLC .25 2.2.3.1 Ưu điểm .25 2.2.3.2 Nhược điểm 27 Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .28 3.1 Nội dung nghiên cứu 28 3.2 Phương pháp nghiên cứu 28 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 4.1 Kết tìm hiểu số cảm biến cơng nghiệp 29 4.1.1 Cảm biến nhiệt độ 29 4.1.2 Cảm biến áp suất 31 4.1.3 Cảm biến lưu lượng 32 4.2 Kết tìm hiểu vận hành hệ thống DCS công đoạn dây chuyền sản xuất bột DIP Tân Mai 33 4.2.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển DCS Tân Mai 33 4.2.2 Vận hành chu trình quậy bột xử lý rác 33 4.2.2.1 Sơ đồ vận hành 33 4.2.2.2 Vận hành băng tải nạp liệu 33 4.2.2.3 Thuyết minh chu trình vận hành 34 4.2.3 Vận hành chu trình sàng thơ lọc nồng độ cao 35 4.2.3.1 Sơ đồ vận hành 35 4.2.3.2 Thuyết minh chu trình vận hành 36 v 4.2.4 Vận hành chu trình sàng tinh .37 4.2.4.1 Sơ đồ vận hành 37 4.2.4.2 Thuyết minh chu trình vận hành 37 4.2.5 Vận hành công đoạn tuyển 38 4.2.5.1 Sơ đồ vận hành 38 4.2.5.2 Thuyết minh chu trình vận hành 38 4.2.6 Vận hành chu trình lọc tinh đặc bột 39 4.2.6.1 Sơ đồ vận hành 39 4.2.6.2 Thuyết minh chu trình vận hành 40 4.2.7 Vận hành công đoạn ép bột phân tán 40 4.2.7.1 Sơ đồ vận hành 40 4.2.7.2 Thuyết minh chu trình vận hành 41 4.3 Kết tìm hiểu vận hành hệ thống PLC thiết bị dây chuyền sản xuất bột DIP Sài Gòn - Mỹ Xuân 42 4.3.1 Sơ đồ vận hành hệ thống PLC DIP Mỹ Xuân 42 4.3.2 Hệ thống điều khiển PLC lọc cát nồng độ cao 42 4.3.3 Hệ thống điều khiển PLC máy nhiệt phân tán kiểu mâm 43 4.3.4 Hệ thống điều khiển PLC máng tuyển MAC .43 4.3.5 Hệ thống điều khiển LOGO máy rửa bột cao tốc 44 4.3.6 Hệ thống điều khiển PLC nghiền tang trống .45 4.4 Giống khác DCS PLC 45 4.5 So sánh hiệu sản xuất tiêu hao nguyên nhiên vật liệu bột giấy ứng dụng hệ thống điều khiển DCS (Tân Mai) PLC (Mỹ Xuân) 46 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 5.1 Kết luận .51 5.2 Kiến nghị 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC .54 vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT DIP Deinked Pulp Bột khử mực DCS Distributed Control Systems Hệ thống điều khiển trình PLC Programmable Logic Control Điều khiển logic khả trình LT Level Transmitter Bộ đo mức LIC Level Indicator Control Bộ điều khiển mức LCV Level Control Value Van điều chỉnh mức PT Pressure Transmitter Bộ đo áp suất PIC Pressure Indicator Control Bộ điều khiển áp suất PCV Pressure Control Valve Van điều chỉnh áp suất FT Flow Transmitter Bộ đo lưu lượng FIC Flow Indicator Control Bộ điều khiển lưu lượng FCV Flow Control Value Van điều chỉnh lưu lượng CT Consistency Transmitter Bộ đo nồng độ CIC Consistency Indicator Control Bộ điều khiển nồng độ CCV Consistency Control Value Van điều chỉnh nồng độ TT Temperature Transmitter Bộ đo nhiệt độ TIC Temperature Indicator Control Bộ điều khiển nhiệt độ TCV Temperature Control Value Van điều chỉnh nhiệt độ CV Control Valve Van điều khiển CP Control pump Bơm điều khiển vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ khối dây chuyền DIP Tân Mai Hình 2.2: Cấu trúc hệ thống DCS 14 Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống điều khiển giám sát 16 Hình 2.4: Sơ đồ dây chuyền DIP Mỹ Xuân 20 Hình 2.5: Cấu tạo phần cứng PLC 23 Hình 2.6: Sơ đồ điều khiển PLC .24 Hình 4.1: Bộ cảm biến nhiệt độ 29 Hình 4.2: Nguyên tắc hoạt động điều khiển nhiệt độ 30 Hình 4.3 Bộ cảm biến áp suất .31 Hình 4.4 Bộ cảm biến lưu lượng 32 Hình 4.8: Chu trình sàng thô lọc nồng độ cao 36 Hình 4.7: Chu trình quậy bột xử lý rác 33 Hình 4.9: Chu trình sàng tinh 37 Hình 4.10: Cơng đoạn tuyển 38 Hình 4.11: Chu trình lọc tinh đặc bột 39 Hình 4.12: Công đoạn ép bột phân tán .41 Hình 4.13: Bản khung kết cấu hệ thống tổng thể làm việc theo thứ tự hai van thải tạp chất nặng 43 Hình 4.14: Sơ đồ điều khiển bể tuyển .44 Hình 4.16 : Biểu đồ tiêu hao hóa chất/1 bột Tân Mai Mỹ Xuân 48 Bảng 4.1: Tiêu hao nguyên nhiên vật liệu, hóa chất/tấn bột Tân Mai Mỹ Xuân .46 Hình 4.15: Biểu đồ tiêu hao nguyên nhiên vật liệu, điện/1 bột Tân Mai Mỹ Xuân .48 viii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1: So sánh hệ thống điều khiển tự động DCS PLC 46 ix nước tự nhiên nhờ trọng lực, sau lớp bột vào vùng hình nêm tạo thành lưới ép, giảm dần thể tích lớp bột tách nước nhẹ nhàng với áp lực tăng dần cuối lớp bột vào thùng ép cao áp tạo lực căng hai lưới ép sau bột tiếp tục qua cặp ép áp lực cao để tách nước nâng độ khô lên khoảng 25 - 30% cấp vào hệ thống vít tải Phần nước trắng thoát từ thiết bị ép đưa bể chứa nước trắng T21663 T21664 để cung cấp cho hồ quậy, lưới ép vệ sinh liên tục nước lọc cao áp cấp từ bơm P21635 Hệ thống vít tải E21609 E21610 vận chuyển bột từ thiết bị ép lên vít trộn E21604 Tại vít trộn, bột đánh tơi sục để nâng nhiệt độ bột lên khoảng 60 - 700C trộn với hóa chất tẩy trắng trước cấp vào thiết bị phân tán E21605 Lưu lượng hóa chất tẩy điều khiển tự động thơng qua việc kiểm sốt lưu lượng dung dịch bột vào thiết bị ép bột để ổn định mức dùng hóa chất so với bột Tại thiết bị phân tán bột hóa chất lần xáo trộn thật đồng làm cho hạt mực sót lại bột bị bể nhỏ phân tán vào bột trước vào tháp tẩy Tháp tẩy tích cho phép bột lưu lại tháp tối thiểu đủ thời gian phản ứng tẩy xảy theo mong muốn trước bơm sang phân xưởng máy giấy bột trung hòa acid xuống pH khoảng - hệ thống điều khiển pH tự động 4.3 Kết tìm hiểu vận hành hệ thống PLC thiết bị dây chuyền sản xuất bột DIP Sài Gòn - Mỹ Xuân 4.3.1 Sơ đồ vận hành hệ thống PLC DIP Mỹ Xuân (trang đính kèm phụ lục số 4) 4.3.2 Hệ thống điều khiển PLC lọc cát nồng độ cao Hệ thống điều khiền PLC lọc cát nồng độ cao đối tượng chủ yếu van đổi hướng khí động, thơng qua hai van trao đổi đóng mở đưa chất thải ngồi; thiết lập đơn vị thời gian cho nước thời gian van mở, van đóng mở từ cơng tắc tiếp cận kiểm sốt, van đóng lại khơng tin cậy hệ thống tự động kéo dài thời gian đóng lại, giảm thiểu lớn van bị nghẹt xảy cố Hệ thống thao tác chia làm hai loại tay tự động, thơng qua trao đổi đóng mở “bằng tay–tự động”, cơng tắc thiết lập vào vị trí tự động, theo thiết lập thời gian tự động thải tuần hồn theo chu kỳ; cơng tắc thiết lập vào vị trí tay, thỏa mãn công việc theo nhu cầu 42 Hiển thị thiết bị Bộ điều khiển Cơ cấu tay Báo động Trao đổi tay, tự động Cơ cấu chấp hành Đo kiểm vị trí mực nước Hình 4.13: Bản khung kết cấu hệ thống tổng thể làm việc theo thứ tự hai van thải tạp chất nặng 4.3.3 Hệ thống điều khiển PLC máy nhiệt phân tán kiểu mâm Phối hợp hệ thống ben hoàn thành cho máy đơn nhiệt phân tán điều khiển độ định vị đĩa nghiền, độ xác định vị vào  0.1 mm, điều chỉnh khe hở mâm tịnh động phạm vi từ đến 12 mm, thông qua điều khiển van ben đóng mở ngắt khoảng lớn nhỏ để điều khiển di dời mâm nghiền lớn, nhỏ Hệ thống điện có nút điều chỉnh khe hở mâm nghiền điểm không “0” thông qua tác động tay với dao, ghi nhớ vị trí điểm khơng mâm động tiến hành so sánh với điểm “0” ban đầu, tính lượng hao mòn thực tế thấy rõ khe hở thực tế lượng mài mòn mâm nghiền Khi lượng mòn vượt phạm vi tiến hành báo động cho biết cần phải thay mâm nghiền Khi mâm động vào đến đoạn trước xảy hai mâm va đập, mâm động lui ngược đoạn cuối xảy va đập vỏ máy mâm động, làm việc bình thường tiếp xúc hai mâm nghiền mâm động với vỏ máy có tính nguy hiểm lớn, hệ thống lắp đặt phải yêu cầu vị trí thiết bị trước sau khơng bị di chuyển tín hiệu giả Trong q trình làm việc bảo đảm khơng cho hai mâm nghiền mâm động với vỏ máy va đập với Khi mâm động tiến trước, vị trí thiết bị hai mâm sinh động tác, phát tín hiệu vào hệ thống điều khiển, hệ thống chấp hành thao tác lui dao Khi dao động lui đoạn cuối cùng, mâm động vỏ máy vị trí cơng tắc xảy tác động, phát tín hiệu công tắc vào hệ thống điều khiển, hệ thống chấp hành thao tác stop lui dao 4.3.4 Hệ thống điều khiển PLC máng tuyển MAC 43 Phạm vi hệ thống điều khiển phận chủ yếu gồm điều tiết dịch mức bọt tự động phun rửa phun chảy motor bơm Trong phận điều tiết dịch mức bọt thông qua đo áp lực P1, P2, P3 thơng số vị trí mức nước, tính tốn theo cơng thức vật lý tính trị số mức bọt qua hiệu chỉnh xong thiết lập vị trí mức bọt tiến hành so sánh, theo trị số chênh lệch tiến hành tính tốn, cuối thơng qua van điều chỉnh độ hở dầu mực để đảm bảo vị trí dịch nằm phạm vi thiết lập; phận phun rửa phun chảy thông van phun rửa nhịp nhanh Hình 4.14: Sơ đồ điều khiển bể tuyển Hệ thống điều khiển có tác dụng chủ yếu bảo vệ vị trí ổn định cho áp lực bọt khí điều kiện nồng độ thay đổi gồm hai phương thức điều khiển tay tự động, dùng tay trực tiếp thiết lập van dầu mực để điều tiết vị trí dịch 4.3.5 Hệ thống điều khiển PLC máy rửa bột cao tốc Hệ thống điều khiển thực máy rửa bột cao tốc trình tự động chỉnh nghiên lưới kéo điều khiển dao gạt di động, phun nước di động tới lui, thông thường hệ thống cấp dừng phát tín hiệu, dao gạt thay hướng, motor chỉnh nghiên, motor phun nước di động, motor vít xoắn ngun liệu, bơm bột ngưng máy 44 Hệ thống thông qua nút tay/tự động trao đổi, hệ thống chia thành trạng thái làm việc tay/tự động Khi hệ thống làm việc trạng thái tự động, lưới bị nghiêng bên, lưới kéo đẩy bên vào vị trí cơng tắc, phát tín hiệu chạy nghiêng, hệ thống khởi động motor chạy nghiêng làm việc, làm lưới kéo lệch hướng khác Nếu 0.6 giây ( trị số mặc định hệ thống điều chỉnh) tín hiệu chạy lệch vị trí, motor chỉnh nghiêng ngưng lập tức, tín hiệu liên tục thời gian lớn 0.6 giây, motor chỉnh nghiêng vận hành sau 0.6 giây, 10 giây stop, 10 giây sau tín hiệu kéo lưới chạy lệch tồn tại, motor vận hành giây nữa, sau 10 giây stop Khi lưới kéo lệch theo hướng khác, công tắc bên lệch làm việc, xảy tín hiệu lệch, motor chỉnh nghiêng quay ngược hướng trình chỉnh nghiêng nêu Bất kể trạng thái vận hành tay, tự động hệ thống thơng qua nút bấm điều khiển dừng máy dao gạt di động, phun nước di động, vít xoắn nguyên liệu, motor máy 4.3.6 Hệ thống điều khiển PLC nghiền tang trống Căn theo sản lượng ngày sản lượng gồm lượng nước thiết lập thông số tự động điều khiển tiến hành tồn cơng đoạn q trình nghiền: - Bộ phận phối nước trọng lượng cân gồm đường hồi điều tiết: thông qua tốc độ tải nguyên liệu máy tải xích điều tiết đường hồi lượng kế cân trọng lượng Bảo đảm hệ thống liên tục lên nguyên liệu đều; theo lượng nguyên liệu lên hàm lượng nước tính lượng khơ tuyệt đối, theo lượng khơ tuyệt đối tính lượng nước cho vào khu nghiền khu sàng, bảo đảm đưa nồng độ 15% - 17% khu nghiền 3% - 4% khu sàng - Hệ thống gồm tính trao đổi thực tay/tự động, thơng số làm việc thiết lập, làm việc hệ thống hiển thị bàn thao tác, bảo đảm thao tác dễ linh hoạt - Sử dụng cân điện tử có ưu điểm động thái khơng cần tiếp xúc liên tục cân đo, không chịu ảnh hưởng phấn bụi, nhiệt độ, độ ẩm, chấn rung, động thái cân đo độ xác, làm việc ổn định thời gian dài tin cậy, thao tác cụ thể 4.4 Giống khác DCS PLC PLC DCS đời không cách xa nhiều Nếu PLC chuyên sâu điều khiển Logic rời rạc (discret) DCS lại thiên điều khiển trình ( Process 45 control) Tuy nhiên, ứng dụng DCS thường dành cho nhà máy xí nghiệp lớn, dùng điều khiển tập trung tốn kém, đầu tư ban đầu lẫn giá thành bảo trì-vận hành Vì vậy, hệ DCS ứng dụng phương thức điều khiển phân tán thay điều khiển tập trung PLC Ngay từ đời, DCS có đầy đủ chức điều khiển Logic PLC DCS đời sau DCS kịp kế thừa chức Trong trình phát triển PLC, có nhiều xu hướng làm xố dần ranh giới PLC DCS Thực tế, với hệ thống PLC lớn 9070 GE Fanuc hay S7-400 Siemens có hình bóng DCS điều khiển phân tán qua mạng, điều khiển PID, dự phòng nóng giá thành hệ PLC tiệm cận giá hệ DCS Bảng 4.1: So sánh hệ thống điều khiển tự động DCS PLC DCS PLC Qui mô ứng dụng vừa/lớn vừa/nhỏ Thời gian >100ms >20ms Điều khiển liên tục rời rạc Tính sẵn sàng ++ + Giá thành cao vừa phải Phát triển ++ + Chủ động + 4.5 So sánh hiệu sản xuất tiêu hao nguyên nhiên vật liệu bột giấy ứng dụng hệ thống điều khiển DCS (Tân Mai) PLC (Mỹ Xuân) Bảng 4.1: Tiêu hao nguyên nhiên vật liệu, hóa chất/tấn bột Tân Mai Mỹ Xuân 46 Theo tính tốn kết từ bảng số liệu Tân Mai ta thấy tiêu hao cho bột sản phẩm nguyên liệu: 1,0545 giấy vụn, điện: 355,8525 Kwh lượng hoá chất sử dụng H2O2: 17,742 kg; NaOH: 11,61 kg; Na2SiO3: 2,92 kg Tương tự tính Mỹ Xuân: 1,305 giấy vụn; điện: 479,28 Kwh lượng hóa chất sử dụng H2O2: 21,91 kg; NaOH 14,6 kg; Na2SiO3: 13,8 kg 47 Hình 4.15: Biểu đồ tiêu hao nguyên nhiên vật liệu, điện/1 bột Tân Mai Mỹ Xuân Định mức tiêu hao 25,00 20,00 21,91 17,74 14,60 15,00 13,77 11,61 NaOH, kg Na2SiO3 10,00 5,00 H2O2, kg 2,92 0,00 Tân Mai Mỹ Xuân Hình 4.16 : Biểu đồ tiêu hao hóa chất/1 bột Tân Mai Mỹ Xn Nhận xét: Qua kết tính tốn từ số liệu sản xuất thực tế nhà máy Tân Mai Mỹ Xuân để xác định mức tiêu hao ngun nhiên vật liệu, hóa chất, điện, nhân cơng, tơi có nhận xét sau: 48 Về nguyên liệu: Mức tiêu hao nguyên liệu cho bột thành phẩm nhà máy Tân Mai (1,0584 nguyên liệu) nhỏ mức tiêu hao nguyên liệu nhà máy Mỹ Xuân (1,2239 nguyên liệu) Về mức sử dụng điện: Mức tiêu hao điện Tân Mai (355,85 Kwh) nhỏ Mỹ Xuân (472,53 Kwh) cho bột thành phẩm Về mức sử dụng hóa chất: Mức tiêu hao hóa chất Tân Mai (H2O2: 17,742 kg; NaOH: 11,61 kg; Na2SiO3: 2,92 kg) nhỏ Mỹ Xuân (H2O2: 21,94 kg; NaOH 14,60 kg; Na2SiO3: 4,0175 kg Về số lượng nhân công dây chuyền: dây chuyền DIP Tân Mai chia ngày thành ca sản xuất, ca có nhân cơng: trưởng ca có nhiệm vụ giám sát điều hành dây chuyền sản xuất, công nhân kỹ thuật điều khiển vận hành hệ thống DCS, kỹ sư điện theo dõi hoạt động hệ thống DCS sửa chữa xảy cố, công nhân cung cấp nguyên liệu vào xe chuyên dụng công nhân phối trộn hóa chất Dây chuyền DIP Mỹ Xuân chia làm ca sản xuất, ca có 11 nhân cơng: trưởng ca có nhiệm vụ giám sát điều hành dây chuyền sản xuất, công nhân cung cấp nguyên liệu lên băng tải, công nhân điều khiển thiết bị tang trống, công nhân điều khiển thiết bị lọc, công nhân điều khiển thiết bị sàng, công nhân điều khiển máy nghiền, cơng nhân điều khiển vít tải nhiệt, cơng nhân điều khiển thiết bị tuyển Từ kết sản xuất thực tế khảo sát thời gian tháng nhà máy sản xuất bột DIP có độ trắng 73% ISO cho thấy với độ trắng cho bột thành phẩm mức tiêu hao nguyên liệu, điện, hóa chất dây chuyền DIP Tân Mai thấp hẳn so với mức tiêu hao dây chuyền DIP Mỹ Xuân lượng nhân cơng tham gia sản xuất chứng tỏ hiệu vượt trội hệ thống DCS Tân Mai so với hệ thống PLC Mỹ Xuân Hệ thống DCS Tân Mai hệ thống tự động hồn tồn hệ thống kiểm sốt tồn dây chuyền DIP từ nguyên liệu đầu vào sản phẩm đầu người vận hành điều chỉnh thông số dây chuyền hình điều khiển mà khơng cần tiếp xúc trực tiếp với máy móc thiết bị đảm bảo tiêu sản phẩm đầu Hệ thống DCS hệ thống điều khiển cấp cao nên tính tốn, xử lý thơng số dây chuyền cho phù hợp ta thay đổi giá trị 49 đặt (setpoint) dây chuyền sản xuất loại bột DIP có độ trắng tính chất lý khác Hệ thống PLC Mỹ Xuân hệ thống tự động phần kiểm sốt máy móc thiết bị riêng lẻ nên người vận hành khơng thể kiểm sốt dây chuyền lúc mà cần người phụ trách thiết bị nên hao phí cơng đoạn khơng thể tránh khỏi khó kiểm soát mức tối ưu nên mức tiêu hao dây chuyền lớn Tân Mai Tuy nhiên dù hệ thống đại đến mức có khả xảy lỗi hệ thống lỗi phần mềm, hệ thống DCS kiểm sốt dây chuyền làm ngưng dây chuyền hệ thống xảy lỗi nên việc đưa giải pháp để hoàn thiện hệ thống tự động điều cần thiết: - Máy móc thiết bị mua lắp ráp đòi hỏi phải chủng loại, chất lượng, có sai số cho phép, đảm bảo cho sản xuất cơng nghiệp liên tục - Có thiết bị phụ trợ thay kịp thời có hư hỏng, hay chưa phù hợp thiết kế - Tư vấn kỹ thuật rõ ràng thiết kế xây dựng hệ thống, chọn cơng ty có nhiều kinh nghiệm lắp đặt ngành giấy ABB, Siemen có chế độ bảo hành, bảo trì định kỳ bảo dưỡng tốt - Công nhân kỹ thuật vận hành đòi hỏi am hiểu chun mơn, có kinh nghiệm vận hành chạy máy am hiểu lĩnh vực tự động hóa - Theo dõi hệ thống sản xuất, kiểm soát chặt chẽ vận hành - Thường xuyên cập nhật, trao đổi thông tin máy móc thiết bị, hệ thống điều khiển, nâng cao đội ngũ nhân viên tự động hóa - Các yếu tố tự động phải thay đổi cách linh hoạt cho thích ứng kịp thời với yêu cầu công nghệ loại giấy sản xuất 50 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sau thời gian tiến hành khảo sát dây chuyền sản xuất bột DIP hai nhà máy Tân Mai Mỹ Xuân với việc so sánh hiệu hai hệ thống điều khiển tự động DCS PLC mang lại , tơi có số kết luận sau: - Hệ thống điều khiển tự động DCS dây chuyền sản xuất bột DIP Tân Mai hệ thống tự động hoàn toàn từ khâu nguyên liệu đến khâu bột thành phẩm, người vận hành ngồi hình trung tâm trạm vận hành điều khiển tồn dây chuyền sản xuất bột DIP đảm bảo yêu cầu tiêu sản phẩm bột đầu tiết kiệm tối đa mức tiêu hao nguyên vật liệu, điện, nước, hóa chất so với định mức yêu cầu - Hệ thống điều khiển tự động PLC dây chuyền sản xuất bột DIP Sài Gòn–Mỹ Xuân hệ thống điều khiển riêng lẻ thiết bị dây chuyền nên người vận hành kiểm sốt thiết bị cần nhiều nhân cơng để kiểm sốt tồn dây chuyền nên tiêu hao nguyên vật liệu, điện, nước, hóa chất cao hẳn so với dây chuyền DIP Tân Mai - Đề tài nghiên cứu “So sánh hiệu việc ứng dụng hệ thống điều khiển tự động DCS Tân Mai PLC Mỹ Xuân sản xuất bột DIP” cho thấy hiệu vượt trội hệ thống DCS Tân Mai so với hệ thống PLC Mỹ Xuân, sở để doanh nghiệp ngành giấy có nhận định đắn cho việc đầu tư Trên sở lựa chọn máy móc thiết bị, ứng dụng cơng nghệ đại vào q trình sản xuất để tồn phát triển 5.2 Kiến nghị Sau trình thực tập Tân Mai Mỹ Xuân đề tài ,tơi có số kiến nghị nhằm cải thiện phát huy hiệu hệ thống điều khiển rút sau: 51 - Vì nguyên liệu giấy thu hồi có tính chất khơng đồng nhất, hàm lượng khơng ổn định, ảnh hưởng lớn đến chất lượng bột giấy Trong thực tế sản xuất tỷ lệ phối trộn khơng đồng xác nên gây biến động độ trắng bột mẻ bột ảnh hưởng đến chất lượng bột q trình nên khơng thấy hết vai trò quan trọng hệ thống điều khiển - Thường xuyên tiến hành kiểm tra, bảo dưỡng máy móc, thiết bị điều khiển nhằm phát kịp thời sai số nhiễu trình,nhiễu thiết bị đo nâng cao tuổi thọ độ xác hệ thống điều khiển 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Ngọc Bích, (2003) Kỹ Thuật Xenluloz Và Giấy Nhà xuất đại học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh Cao Thị Nhung, (2005) Công Nghệ Sản Xuất Bột Giấy Và Giấy (2005) Trường đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Cao Thị Nhung, (2005) Các Yếu Tố Cơng Nghệ Và Tính Chất Các Loại Giấy Nhà xuất đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Hoàng Minh Sơn, (2006) Cơ Sở Hệ Thống Điều Khiển Quá Trình Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Thị Phương Hà, (2005) Lý Thuyết Điều Khiển Tự Động Nhà xuất Đại Học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh Tài liệu Cơng Ty cung cấp: Định mức tiêu hao nguyên nhiên vật liệu, điện, hóa chất lượng nhân cơng dây chuyền, sơ đồ điều khiển vận hành dây chuyền DCS PLC… 53 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Các tiêu chất lượng bột DIP73 Tân Mai Tên tiêu DIP73 Độ trắng ISO, % 70,0-77,9 Độ đục, %, 85 Độ bụi, ppm, max 10 pH 7,0-8,0 Độ khô 35-40 Chiều dài đứt, m ,min 3500 Độ nghiền ban đầu, oSR 30-35 Độ chịu xé, gf, 40 Phụ lục 2: Các tiêu chất lượng bột DIP73 Mỹ Xuân Tên tiêu DIP73 Độ trắng ISO, % 73 Độ đục, %, 90 Độ bụi, ppm, max 30 pH 8,0-9,0 Độ khô 30-35 Chiều dài đứt, m ,min 3300 Độ nghiền ban đầu, oSR 40 Độ chịu xé, gf, 35 Phụ lục 3: Sơ đồ hệ thống điều khiển DCS Tân Mai Phụ lục 4: Sơ đồ hệ thống điều khiển PLC Mỹ Xuân 54 55 56 ... THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DCS TÂN MAI VÀ PLC MỸ XUÂN TRONG SẢN XUẤT BỘT DIP Tác giả NGUYỄN HỒNG PHONG Khố luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp kỹ sư ngành Công Nghệ Giấy - Bột Giấy Giáo viên hướng... động viên, chia sẻ giúp đỡ suốt năm học vừa qua Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực NGUYỄN HỒNG PHONG ii TÓM TẮT Đề tài: “So sánh hiệu việc ứng dụng hệ thống điều khiển tự động DCS Tân Mai PLC