MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 2 PHẦN I. MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 1. Khái quát chung về hệ thống sản xuất xi măng 3 2. Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất của nhà máy 5 PHẦN II. NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS 1. Giới thiệu về hệ thống điều khiển DCS 8 2. Hệ thống điều khiển DCS của nhà máy xi măng Long Sơn 12 PHẦN III. BỘ ĐIỀU KHIỂN AC 902F CONTROLLER 1. Giới thiệu AC 902F CONTROLLER 16 2.Đặc tính kỹ thuật AC 902F CONTROLLER 20 PHẦN IV. KẾT LUẬN 24 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại hiện nay, cùng với sự phát triển xã hội, quá trình công nghiệp hóa cũng phát triển một cách mạnh mẽ và không ngừng. Những công trình công nghiệp được xây dựng ngày càng nhiều. Trong đó xi măng là vật liệu quan trọng. trong xây dựng; xi măng là một loại vật liệu kết dính được hình thành bằng cách pha trộn hỗn hợp đá vôi, đá sét, thạch cao…và một số loại phụ gia cần thiết sau đó nung nóng ở nhiệt độ khoảng 14000C. Xi măng được sản xuất đầu tiên ở các nước tư bản như Đan Mạch, Anh, Pháp, Mỹ…vào cuối thế kỷ 19. Đến đầu thế kỷ 20, xi măng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu trong xây dựng và phát triển kinh tế. Việc áp dụng kỹ thuật tiến tiến vào trong quá trình sản xuất là một việc làm cần thiết để nâng cao năng suất lao động. Một quá trình sản xuất có khả năng tự động cao sẽ đem lại nhiều lợi ích về kinh tế. Tuy nhiên, việc áp dụng tự động hoá vào trong quá trình sản xuất xi măng là một bài toán hết sức khó khăn. Yêu cầu đối với hệ thống tự động hoá quá trình sản xuất xi măng là không những đảm bảo yêu cầu công nghệ mà còn phải đảm bảo được sự ổn định, chất lượng và sản lượng luôn ở mức tối đa có thể. Do đó, việc nghiên cứu, phân tích, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho nhà máy xi măng là vô cùng quan trọng. Với ý nghĩa đó Bài tâp lớn của em được đặt ra: Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất xi măng – Công ty xi măng Long Sơn • Mô tả dây chuyền sản xuất xi măng của công ty. • Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS. • Nghiên cứu bộ điều khiển(PLC) chính của dây chuyền sản xuất xi măng.
MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 1.Khái quát chung hệ thống sản xuất xi măng 2.Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất nhà máy PHẦN II NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS 1.Giới thiệu hệ thống điều khiển DCS 2.Hệ thống điều khiển DCS nhà máy xi măng Long Sơn -12 PHẦN III BỘ ĐIỀU KHIỂN AC 902F CONTROLLER 1.Giới thiệu AC 902F CONTROLLER 16 2.Đặc tính kỹ thuật AC 902F CONTROLLER -20 PHẦN IV KẾT LUẬN -24 SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại nay, với phát triển xã hội, trình cơng nghiệp hóa phát triển cách mạnh mẽ khơng ngừng Những cơng trình cơng nghiệp xây dựng ngày nhiều Trong xi măng vật liệu quan trọng xây dựng; xi măng loại vật liệu kết dính hình thành cách pha trộn hỗn hợp đá vôi, đá sét, thạch cao…và số loại phụ gia cần thiết sau nung nóng nhiệt độ khoảng 14000C Xi măng sản xuất nước tư Đan Mạch, Anh, Pháp, Mỹ…vào cuối kỷ 19 Đến đầu kỷ 20, xi măng trở thành nhu cầu thiếu xây dựng phát triển kinh tế Việc áp dụng kỹ thuật tiến tiến vào trình sản xuất việc làm cần thiết để nâng cao suất lao động Một trình sản xuất có khả tự động cao đem lại nhiều lợi ích kinh tế Tuy nhiên, việc áp dụng tự động hố vào q trình sản xuất xi măng toán khó khăn Yêu cầu hệ thống tự động hố q trình sản xuất xi măng khơng đảm bảo u cầu cơng nghệ mà phải đảm bảo ổn định, chất lượng sản lượng ln mức tối đa Do đó, việc nghiên cứu, phân tích, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hố cho nhà máy xi măng vơ quan trọng Với ý nghĩa Bài tâp lớn em đặt ra: Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất xi măng – Công ty xi măng Long Sơn Mô tả dây chuyền sản xuất xi măng công ty Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS Nghiên cứu điều khiển(PLC) dây chuyền sản xuất xi măng Mặc dù cố gắng thời gian khơng nhiều cộng với lượng kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh thiếu sót nhầm lẫn Rất mong nhận đóng góp quý báu thầy giáo bạn bè để tập lớn hoàn thiện Sau em xin chân thành cám ơn TS.Nguyễn Mạnh Tiến nhiệt tình hướng dẫn em thực tập lớn PHẦN I MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA CÔNG TY XI MĂNG LONG SƠN 1) Khái quát chung hệ thống sản xuất xi măng Mơ hình sản xuất xi măng quan điểm hệ thống gồm có yếu tố vào, sau : Lưu đồ công nghệ của Công ty xi măng Long Sơn : 2) Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất nhà máy Công đoạn khai thác vận chuyển đá vôi Đá vôi khai thác từ núi đá vôi tự nhiên Bỉm Sơn – Thanh Hóa phương pháp nổ mìn, sau vận chuyển đổ vào phễu tiếp liệu, băng tải xích chuyển đá đến máy đập, cơng suất đập 90t/h Sau khỏi máy đập có kích thước Sau vận chuyển vào kho, kho có đống ( đồng sơ bộ), mục đích đồng thời đống rải đống xúc bình thường Công đoạn đập vận chuyển đá sét Tương tự đá vơi, đất sét có kích thước < 800 mm máy xúc để đổ vào phễu tiếp liệu, nhờ băng tải xích đá sét qua búa đập, đập xuống < 75mm, cơng suất 90t/h Sau đá sét băng tải cao su vận chuyển tới máy cán < 25 mm Sau cán, đất sét, phụ gia điều chỉnh (quặng sắt, đá silic, quặng bô xít…), than đá nguyên liệu khác chất vào kho đồng Hệ thống cân băng định lượng Từ Bin chứa liệu, loại nguyên liệu rút chạy qua hệ thống cân băng định lượng theo tỷ lệ cấp phối đưa từ nhân viên vận hành điều khiển (tỷ lệ phối liệu định từ phòng thí nghiệm) Tất nguyên liệu gom vào máy nghiền đứng để nghiền kích thước yêu cầu, nguyên liệu đồng lần Bột liệu sau nghiền vận chuyển lên silo đồng chuẩn bị để cấp cho lò nung, silo đồng có hệ thống sục khí nén liên tục vào silo để tiếp tục đồng lần Công đoạn nghiền Liệu sau đồng sơ đưa vào máy nghiền liệu Máy sấy nghiền có suất lớn, vật liệu vào máy phải có kích thước < 40 mm Độ ẩm tối đa 10 % Phối liệu khỏi máy nghiền vận chuyển lên cyclone lắng theo phương pháp phân ly khí động, q trình hạt qua sàng có độ mịn đảm bảo thổi lên cyclone, hạt thơ hồi lưu trở lại máy nghiền Công đoạn đồng liệu Phối liệu cyclone lắng tháo vào cyclone sấy theo kiểu tháo chéo Từ tháp đồng nhất, phối liệu sấy sơ đến gần 10000 trước vào lò nung Để có sản phẩm Clinker ổn định, thấy nguyên liệu phải qua lần đồng Nhiên liệu Than cám nhập sau nghiền mịn, qua hệ thống phân ly khí động chuyển lên két chứa Đáy két than mịn có tiếp liệu vít xoắn, nhờ điều chỉnh động chiều mà điều chỉnh dễ dàng lượng than cấp vào lò Khi than mịn cho vào đường ống, có quạt cao áp thổi than mịn vào lò qua hệ thống vòi phun Dầu MFO bơm lên bể chứa, từ bể chứa dầu vận chuyển hệ thống đường ống qua hệ thống sấy (nhờ nước lò ) bơm qua van điều chỉnh vào lò hệ phun dầu Cơng đoạn nung Clinker Lò nung Clinker loại lò quay bao gồm hệ thống chính: Hệ thống sấy tầng, lò nung, hệ thống làm mát Lò nung có dạng hình trụ tròn đường kính từ 3-5 mét dài từ 30 – 80 mét tùy thuộc vào cơng suất lò Vỏ lò làm thép chịu nhiệu, bên có lót lớp vật liệu chịu lửa Góc nghiêng từ 3-5% để tạo độ nghiêng cho dòng nguyên liệu cháy bên trong.Nhiên liệu để nung bột than phun áp suất cao dạng mù Dòng khí nóng ngược từ đáy lò lên đến đỉnh lò Liệu từ cyclone lắng qua hệ thống sấy tầng sấy sơ từ 75 -> 1200 C Phối liệu vào lò nhiệt độ tăng dần lên phản ứng pha rắn xảy kết khối 1300 -> 14500 C tạo thành Clinker Công đoạn vận chuyển Clinker Clinker khỏi lò có nhiệt độ cao làm nguội qua hệ thống làm mát đến nhiệt độ khoảng 1200 C Hệ thống làm mát có kiểu: Kiểu lò hành tinh giàn ghi Hệ thống quạt cao áp đặt bên thổi gió tươi vào làm nguội nhanh viên Clinker nhiệt độ 50 - 9000 C Clinker máy đập búa đập nhỏ có kích thước 25 mm đổ vào băng cào xích chuyển lên băng gầu xiên Từ băng gầu xiên Clinker đổ vào cyclone chứa Ơ Clinker ủ từ đến 15 ngày Công đoạn nghiền Clinker Clinker, thạch cao phụ gia cho vào máy nghiền để nghiền thành xi măng Thành phần Clinker, thạch cao phụ gia điều chỉnh theo tỉ lệ phù hợp để đạt chất lượng xi măng theo yêu cầu Xi măng khỏi máy nghiền : Hạt to hồi lưu lại nhờ hệ thống phân ly, hạt nhỏ thu hồi lại hệ thống lọc bụi Đóng bao Từ Silo chứa, xi măng cấp theo cách khác nhau: Rút xi măng cấp trực tiếp cho xe bồn nhận hàng xá rời Cấp qua máy đóng bao, để tọ thành bao 50kg giao đến phương tiện nhận hàng PHẦN II NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS 1.Giới thiệu hệ thống điều khiển DCS a Khái niệm DCS – (Distributed Control System), hệ thống điều khiển cho dây chuyền sản xuất, trình hệ thống động học nào, điều khiển khơng tập trung nơi mà phân toàn hệ thống, với hệ thống điều khiển nhiều điều khiển Giải pháp thiết kế hệ DCS thương phẩm hướng vào ứng dụng điều khiển phân tán nên thường thiết kế theo hệ thống mở, khả tích hợp cao kể tích hợp với PLC khác điều khiển máy công đoạn sản xuất độc lập Mục tiêu tạo thuận lợi cao cho kỹ sư thiết kế tích hợp hệ thống điều khiển Thế mạnh DCS khả xử lý tín hiệu tương tự thực chuỗi trình phức tạp, khả tích hợp dễ dàng Các hệ thống DCS thương phẩm ngày thường bao gồm điều khiển ( controller ), hệ thống mạng truyền thơng phần mềm điều hành hệ thống tích hợp Các hệ DCS quản lý từ vài nghìn điểm đến hàng chục nghìn điểm vào/ra Nhờ cấu trúc phần cứng phần mềm, hệ điều khiển thực đồng thời nhiều vòng điều chỉnh, điều khiển nhiều tầng, hay theo thuật toán điều khiển đại: Nhận dạng hệ thống, điều khiển thích nghi, tối ưu, bền vững, điều khiển theo mơ hình dự báo (MPC), fuzzy, neutral, điều khiển chất lượng ( QCS) Để phục vụ cho việc trao đổi thông tin, hệ DCS thương phẩm ngày hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông từ cấp trường đến cấp quản lý Hiện giao thức chuẩn hoá ( Profibus, Foudation FieldBus, Ethernet ) Các hệ DCS thương phẩm ngày có độ tin cậy cao : nhờ có khả dự phòng kép tất thành phần hệ ( controller, mođun I/O, bus truyền thơng ), khả thay đổi chương trình ( sửa chữa download ), thay đổi cấu trúc hệ, thêm bớt thành phần mà không cần làm gián đoạn, khơng cần khởi động lại q trình ( thay đổi online ) Cơ sở liệu trình hệ DCS thương phẩm thiết kế sẵn sở liệu lớn có tính tồn cục thống Các nhà sản xuất DCS cam kết thời gian hỗ trợ với sản phẩm DCS lớn, từ 15 đến 20 năm để đảm bảo thời gian hoạt động khai thác hệ thống lớn Tất đặc điểm cho thấy hệ DCS hoàn toàn đáp ứng yêu cầu giải pháp tự động hố tích hợp tổng thể Các chuyên gia ngày nay, DCS thay ứng dụng lớn b Phân loại Các hệ DCS thường phân loại thành ba hệ sau: Các hệ DCS truyền thống Các hệ sử dụng điều khiển trình theo kiến trúc riêng nhà sản xuất Các hệ cũ thường đóng kín, tn theo chuẩn giao tiếp công nghiệp, điều khiển sử dụng thường làm nhiệm vụ điều khiển trình, phải sử dụng kết hợp thiết bị điều khiển khả trình PLC (Programmable Logic Controller) Các hệ có tính mở tốt hơn, số điều khiển đảm nhiệm chức điều khiển trình, điều khiển trình tự lẫn điều khiển logic (hybrid controller) Các hệ DCS PLC Thiết bị điều khiển khả trình (PLC) loại máy tính điều khiển chuyên dụng, nhà phát minh người Mỹ Dick Morley sáng chế vào năm 1968 Hầu hết PLC đại không thực phép tính logic đơn giản, mà có khả làm việc với tín hiệu tương tự thực phép toán số học, thuật toán điều khiển phản hồi PLC sử dụng hệ điều khiển phân tán thường có cấu hình mạnh, hỗ trợ điều khiển trình tự với phương pháp lập trình đại Các hệ DCS nên PC Giải pháp sử dụng máy tính cá nhân (PC) làm thiết bị điều khiển trở nên phổ biến Nếu so sánh với điều khiển khả trình (PLC) điều khiển DCS đặc chủng mạnh PC tính mở, khả lập trình tự do, hiệu tính tốn cao đa chức năng, giá thành cạnh tranh c Thành phần Một hệ điều khiển phân tán DCS bao gồm thành phần sau: SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page 10 lập Vì vậy, DCS có tỷ lệ lỗi thấp, nhờ đó, việc điều khiển nhà máy hay xí nghiệp vừa tiết kiệm chi phí, vừa dễ bảo trì vận hành Tính sẵn sàng độ tin cậy Các hệ điều khiển phân tán DCS đại có chế dự phòng, an tồn, khởi động lại xảy cố chế độ bảo trì, chẩn đốn thị lỗi Bên cạnh đó, hệ DCS cho phép người sử dụng cài đặt chế độ bảo mật để hạn chế, kiểm soát quyền truy nhập liệu điều khiển e Phân biệt SCADA DCS Trong khứ, SCADA DCS hai hệ thống riêng biệt; nhiên, với phát triển công nghệ ngày nay, hai hệ thống đơi có điểm tương đồng nhiều người nhầm lẫn chúng Để phân biệt SCADA DCS, cần ý tới ba điểm sau hệ thống: Mục tiêu: hệ DCS thường hướng tới trình, SCADA hướng tới thu thập liệu DCS tập trung vào q trình kiểm sốt việc đưa thông tin tới người quản lý Trái lại, SCADA tập trung chủ yếu vào trung tâm điều khiển thân người quản lý Các thiết bị điều khiển từ xa hệ SCADA chủ yếu dùng để thu thập thơng tin, chúng thực trình điều khiển phức tạp đa dạng Chức năng: hệ DCS, hệ thống điều khiển có vòng điều khiển quy trình khép kín thiết bị đầu cuối từ xa (RTU) khối điều khiển logic khả trình (PLC) Tuy nhiên, vòng điều khiển quy trình khép kín khơng có SCADA Thay vào đó, SCADA sử dụng giao diện người - máy (HMI), sử dụng người hệ thống điều khiển kiểm soát Kết nối: trạm vận hành DCS thường kết nối với trạm vào/ thông qua mạng cục bus trường Người quản lý đưa yêu cầu trực tiếp với trạm vào/ cần lấy thông tin Điều có nghĩa kiện trường trực tiếp làm gián đoạn hệ thống thực lệnh nhà quản lý Nhưng SCADA, đường truyền gặp lỗi, hệ thống phải thực theo trình tự Tóm lại, DCS điều khiển theo xu hướng trình, SCADA điếu khiển theo kiện SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page 12 Hệ thống điều khiển phân tán DCS nhà máy xi măng Long Sơn Tồn q trình sản xuất nhà máy thực tự động hóa mức độ cao điều khiển tập trung CCR( Central Control Room) để kiểm sốt tồn hoạt động nhà áy, đồng thời cho phép điều chỉnh kịp thời thông số chất lượng sản phẩm thay đơi có cố bất bình thường xảy Tầng năm trạm vận hành OS1, OS2, OS3, OS4 OS5 ( Operator Station) để điêu khiển giám sát công đoạn: Chứa vận chuyển nguyên liệu; đồng bột liệu cung cấp cho lò nung; làm nguội clanhke, kho chưa chất clanhke phận dịch vụ; nghiền xi măng; nghiền than; trạm đập đá vôi, đập đá shake; vận chuyển chứa phụ gia; đóng gói bao, sản xuất bao xi măng rời; cảng nhà máy; trạm điện nhà máy Hệ thống thiết kế cho trạm vận hành OS kiểm ta giám sát từ công đoạn trở nên - Các máy in báo động, cảnh báo, báo cháy, máy hardcopy màu - Trạm kỹ thuật ES( Engineer Station) sử dụng cho việc biên soạn, lưu chương trình đào tạo kỹ thuật Tất kết nối mạng LAN theo chuẩn Ethernet ( TCP/IP) Các trạm PCS PLC AC 902F Các khu vực quan trọng trang bị PLC với Processor/CPU Các trạm kết nối với tuyến cáp liệu kép để đưa hệ thống Connectivity Sever Thông tin sever với trạm vận hành điều khiển trình liên hệ với hệ thống cáp quang kéo sợi thủy tinh theo chuẩn Ethernet(TCP/IP) Mạng gọi Cleint/Server Network Các tủ phân tán RPC (Remote Periphery Center) chứa module phân tán S800-I/O, tủ điều khiển động cơtrung tâm MCC (Motor Control Center) chứa biến tần, tủ máy cắt… lắp đặt phòng điện khu vực sản xuất Số I/O phù hợp cụm thiết bị, có 20% dự phòng Tất đưa vềcác CPU AC 902F thông qua tuyến cáp quang Từ AC 902F kết nối với Server qua mạng Ethernet (TCP/IP) gọi Cotrol Network Cotrol Network: Là mạng cục bộ(LAN), việc tối ưu hoá vềthời gian thực mức cao đáng tin cậy Thời gian phản hồi biết trước Thiết bị mạng điều khiển Server kết nối qua mạng Control Network Các thiết bịnhư: Controller, robots, variable, speed drives… Chức hai Connectivity Server (Redandunt): - Connectivity Component: Cung cấp dịch vụtruy cập dữliệu theo thời gian thực, nhật ký vận hành, cảnh báo sựkiện từcác thiết bị lưu trữ khác mạng - Connectivity Product: Chức up-load, hỗtrợcho việc thiết lập cấu hình, đồhoặc cơbản, đóng gói dữliệu hỗtrợ đường truyền cho hệthống AC 902F đến kho lưu trữ Server: Cung cấp dịch vụtruy cập đến cácc Cotroller theo thời gian thực Trên Connectivity chạy dịch vụ: OPC/DA, APC/AE, OPC/HAD SysMsg Trong gói phần mềm OPC Server cho AC 902F cần thiết cho việc đọc liệu, cảnh báo, sựkiện theo thời gian thực từ điều khiển Gói phần mềm cài đặt Connectivity Server Nó bao gồm thành phần sau: - OPC Data Access Server: Có nhiệm vụ chuyển liệu từ điều khiển lập trình đến Control Builder Software (phần mềm lập trình quản lý cho hệthống AC 902F thơng qua gói phần mềm OPC Data Access 2.0 1.0A - OPC Alarm and Event Server: Có nhiệm vụ tạo luồng thông tin Hầu hết kiện định nghĩa trước Các kiện cảnh báo clients gói phần mềm Alarm and Event 1.02 Standard hỗtrợ Quá trình truyền thơng cấp có mức ưu tiên thấp Chu kỳ vòng quét Controller phải thấp 60% Tốt từ 30÷40% thời gian chu kỳ vòng quét Phần mềm Control Builder (cho AC 902F), Graphics Builder (cho việc giám sát điều khiển trình), AutoCAD (cho Mechanical Aspect)… Tại Server thực việc phân chia quyền sử dụng cho WorkSpace, tạo giao diện người máy HMI, cảnh báo, đồ thị, báo cáo…Sự làm việc Server đòi tính đáp ứng thời gian thực cao Tính thời gian thực khả đáp ứng kịp thời xác Hệ thống phải đáp ứng kịp thời với kiện dự báo trước phải xử lý nhiều kiện xảy lúc Ngồi hệ thống dự báo trước thời gian tiêu biểu trình phản ứng Để làm điều này, hệ thống Server mạng hệ DCS phải có phần mềm thời gian thực tương ứng Nó có chức quản lý, phân chia q trình tính tốn cho hệ vi xửl ý theo cấp tuỳ theo phạm vi chức Phân chia thời gian để thực xen kẽ nhiều nhiệm vụ khác theo mức ưu tiên theo phương pháp lập lịch… PHẦN III BỘ ĐIỀU KHIỂN AC 902F CONTROLLER 1.Giới thiệu AC 902F CONTROLLER Hình CPU AC 902F Hình chuẩn CPU PM 902F hãng ABB Trong gồm 11 phận chính: Phần 1: pin ( nằm hình) Phần 2: hình ( tùy chọn) Phần 3: đèn báo ( LED) Phần 4: nút nhấn Phần 5: module truyền thông Phần 6: cổng Ethernet Phần 7: cổng DIAG Phần 8: cổng truyền thông nối tiếp Phần 9: nguồn 24V Phần 10: module mở rộng ( tối đa 10 I/O) Phần 11: khe cắm thẻ SD Bộ điều khiển PLC AC 902F kết nối với tín hiệu cấp trường sử dụng mơ đun vào/ra dòng S800 S900 cho phép kết hợp với thiết bị hỗ trợ giao thức Profibus có thị trường Giao diện người máy Compact 800 HMI sử dụng với AC 902F với thiết bị điều khiển PLC hầu hết hang cung cấp thị trường Phương thức truyền thông hệ thống tận dụng tính trội chuẩn OPC Một Panel 800 kết nối hệ thống để phục vụ chức điều khiển giao diện người /máy, cho phép lắp đặt khu vận hành dùng cho ứng dụng máy cơng cụ Nó cho phép kết nối với hầu hết máy tính cơng nghiệp PC thơng thường thơng qua việc tích hợp sẵn các driver bên Khi sử dụng điều khiển AC 902F giải pháp tự động hóa bạn, bạn có nhiều tùy chọn cho mục đích truyền thơng đa nhiệm: - Ethernet OPC Profilebus Modbus RTU, TCP Các thiết bị khác: Modulebus, MB300, SattBus, COMLI Tính dự phòng nóng (redundancy) khu vực quan trọng nhà máy cho phép với hệ điều khiển AC 902F I/O vào bao gồm dự phòng CPU, mạng cấp điều khiển, mạng cấp trường, bus truyền thông nội bộ, phần nguồn cấp điện Phần mềm giao diện người dùng Compact 800 HMI cho phép kết nối tới hệ AC 902F hay kết nối tới điều khiển PLC hãng khác Điều có nghĩa cho phép kết nối từ xa tới điều khiển PLC với thiết bị khác mạng đơn hay mạng có cấu trúc dự phòng Hệ Compact 800 phối hợp toàn diện thành phần hệ thống tích hợp phần vào hệ thống tự động hóa bên thứ ba (third-party) với mạnh sẵn có tính xử lý cảnh báo liên động AC 902F hiểu cấu trúc phần cứng mà đơn vị phần cứng( hardware units) riêng lẻ nối với phụ thuộc vào cấu trúc unit hệ điều hành chọn lập trình để thực nhiều chức khác Một cấu trúc phần cứng xác định trở thành AC902F Controller Những phần tử tạo nên AC 902F Controller: Các Processor unit ( PM851/PM856/PM860/PM861/PM864/PM865) Bộ xử lý xác cao ( High Integrity Processor unit) ( PM865/SM801) Các giao tiếp truyền thông cho phương thức khác ( CI851/CI852/CI853/CI854/CI854A/CI855/ CI856/CI857/CI858/CI80) Đơn vị kết nối CEX –Bus( BC810) Các đơn vị cung cấp mưc lượng khác ( SD8281/SD822/SD823/SS822/SS823) Nguồn dự phòng ( SB821) Một có them phần mềm điều khiển ( Control Software) AC 902F Controller hoạt động chu trình điều khiển đứng Controller thực nhiệm vụ điều khiển mạng điều hành bao gồm nhiều Controller nối với nhau, trạm vận hành ( Operator Station) Server Các hệ thống vào/ra nối với AC 902F Controller, trực tiếp với ( S800I/O) qua Profibus DP hoăc bus trường Foundation Fieldbus AC 902F Controller cấp phát khơng có Control Software Để tạo Controller Control Software trước hết cần thiết phải tải phần sụn ( Filmware) tạo ứng dụng đặc biệt làm công cụ thiết kế Control Builder M AC 902F Controller tổ hợp nhiều phân tử ( Unit) gắn ray nằm ngang( DIN- rail) Bộ điều khiển AC 902F thiết kế để tạo ứng dụng mạng lại hiệu cao, bảo dưỡng thuận lợi cho giải pháp ứng dụng từ điều khiển khả trình cỡ nhỏ đến ứng dụng điều khiển phân tán DCS, tôt hợp điều khiển phân tán DCS ứng dụng điều khiển hệ thống có tính tồn vẹn cao (High Integrity System) SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page 19 2.Đặc tính kỹ thuật AC 902F Controller a Tính SPAM : 8MB RAM : 16MB Xung CLOCK : 800MHz Số module I/O trực tiếp : 10 Công suất tiêu thụ: 24W Nguồn cấp: 24V (DC-IN +24V) Năng lượng tiêu tán tối đa: 18W Dòng tiêu thụ 24V: 1A Dòng 24VDC: 1.5A Nguồn ni Backup Data: Pin Lithium cho SPAM đồng hồ thời gian thực Thời gian đệm +40 độ C: >2 năm (sau pin mức cảnh báo mức thấp: 14 ngày) Chỉ định chế độ pin yếu: có cảnh báo trước hết pin tuần Đồng hồ thời gian thực: có Thực chương trình đa nhiệm: Chu kỳ (cách đều): 5ms ( cấu hình chu kỳ thời gian) Chu kỳ (nhanh nhất): chế độ PLC mode Hướng kiện: xác định trước kiện Truyền thông nối tiếp ( SER1 SER2): Liên kết vật lý: cấu hình cho RS 232 RS 485 ( từ 600bps đến 38400bps) Kết nối: cắm vào cầu đấu “Teminal block” Sử dụng: Modbus RTU Telecontrol IEC 60870-5-101 Truyền thông mạng netwwork onboard: cổng Ethernet Ethernet 1: sử dụng cho ControlNet (tùy chọn Modbus TCP Telecontrol IEC 60970-5-104) Ethernet 2: sử dụng cho liên kết dự phòng Ethernet 3&4: sử dụng cho Modbus TCP Telecotrol IEC 60870-5104 dự phòng ControlNet Trọng lương: 1.07kg Kích thước: Rộng: 227mm Cao: 152mm Dày: 95mm SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page 21 b.Sơ đồ kết nối I/O qua mạng profibus Các tủ phân tán RPC (Remote Periphery Center) chứa module phân tán S800-I/O, tủ điều khiển động trung tâm MCC (Motor Control Center) chứa biến tần, tủ máy cắt… lắp đặt phòng điện khu vực sản xuất.Số I/O phù hợp cụm thiết bị, ngồi có 20% dự phòng Tất đưa CPU AC 902F thông qua tuyến cáp quang theo chuẩn Profibus DP.Ở có nhiều phương pháp kết nối hệ thống I/O đến điều khiển AC 902F: Digital I/O module: module đầu vào dạng số Analog I/O module: module đầu vào dạng tương tự Digital/Analog I/O module: module đầu dạng số tương tự I/O terminal unit: khối cầu đấu vào I/O Accessories: đồ gá đầu vào Hệ thống đầu vào PLC AC 902F liên kết tối đa với 1500 I/Os ( thiết bị vào ra) PROFIBUS SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page 22 Giao thức truyền: PROFIBUS DP master, DP-V0/V1 Tốc độ truyền: 9,6 kBit/s đến 12Mbit/s Chuẩn truyền: EIA RS 485, EN S01, potential free Kết nối cấp trường: 2xD-SUB, pole, female Số lượng Slaves: lên đến 125 CPU kết nối: PM 902F, PM 901F Trao đổi liệu: 64kB module, dual-port-memory Profibus dự phòng: có Hỗ trợ PLC dự phòng: có Hotplug: có Dòng tiêu thụ: 80 mA Năng lượng tiêu tán: 1,8W Trạng thái thị: PWR, STA, RUN, line A, line B Chuẩn bảo vệ: IP20 Trọng lượng: 115g SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page 24 Sơ đồ hệ thống DCS dự phòng cố Giao thức CAN Giao thức truyền: ABB CAN Bus protocol Tốc độ truyền: Max 1Mbit/s Cài đặt theo module I/O: 100kBit/s 500kBit/s phụ thuộc vào độ dài bus Kết nối cấp trường: D-SUB, 9-pole, female CAN: theo chuẩn ISO/DIN 11898, CAN 2.0 Cách điện: kênh CAN với hệ thống Số lượng I/O racks: max Cổng RAM kép: 256kB Kênh: CAN 1, CAN 2, CAN Nguồn cấp: cấp điện từ bus nội Dòng tiêu thụ: 90mA Năng lượng tiêu tán: 1.9W Số lượng CI 910F CPU: max CPU kết nối: PM 902F PM 901F SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page 24 LEDs: led báo trạng thái Hỗ trợ PLC dự phòng: có Hotplug: có Trạng thái hiển thị: PWR, STA, L0, L1, L2 Chuẩn bảo vệ: IP20 c Phần mềm điều khiển Control Software Phần mềm sử dụng AC 800M Controller có tên Control Software.Tên khơng dùng để thay cho phần mềm ứng dụng đặc biệt làmột tên chung cho phạm vi chức dùng điều khiển.Các chức cung cấp bởi: Những chức phần cứng (sự giám sát, Bus truyền thông, I/O Bus) Những chức phần sụn (Firmware Function) tải vào Controller (hệ thống chấp hành thời gian thực, đồng hồ thời gian thực, truyền thơng dự phòng) Các chương trình ứng dụng tải vào điều khiển (thư việnchức năng, nghi thức giao tiếp truyền thơng).Để tạo ứng dụng, cần thiết phải sử công cụ Control Builder M.Công cụ có nhiều chức hữu ích thêm vào cấu hình hệ thống PHẦN IV KẾT LUẬN Trong thời gian làm tập lớn em biết thêm nhiều kiến thức Hệ thống điều khiển tự động hóa nhà máy xi măng mà cụ thể nhà máy xi măng Long Sơn Biết nhiều nhà máy dây chuyền công nghệ đặc biệt hệ điều khiển phân tán DCS AC 902F Controller hệ thống điều khiển đại Mặc dù cố gắng, kiến thức thời gian có hạn nên khơng tránh khỏi điều thiếu sót, nhầm lẫn khác, kính mong q thầy bạn đóng góp ý kiến để nhóm hồn thiện đồ án tốt SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page 24 Sinh viên thực Nguyễn Tiến Quang SVTH : Nguyễn Tiến Quang Page 24 ... thiết kế hệ thống điều khiển tự động hố cho nhà máy xi măng vô quan trọng Với ý nghĩa Bài tâp lớn em đặt ra: Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất xi măng – Công ty xi măng Long Sơn ... PHẦN II NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS 1.Giới thiệu hệ thống điều khiển DCS a Khái niệm DCS – (Distributed Control System), hệ thống điều khiển cho dây chuyền sản xuất, trình hệ thống động... hình hệ thống PHẦN IV KẾT LUẬN Trong thời gian làm tập lớn em biết thêm nhiều kiến thức Hệ thống điều khiển tự động hóa nhà máy xi măng mà cụ thể nhà máy xi măng Long Sơn Biết nhiều nhà máy dây