Luận văn: Nghiên cứu tìm hiểu hệ thống điều khiển DCS – nhà máy xi măng quang sơn

Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn MỤC LỤC GIỚI THIỆU NHÀ MÁY XI MĂNG QUANG SƠN CHƯƠNG I DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG QUANG SƠN Lưu đồ công nghệ nhà máy xi măng Quang Sơn .2 Dây chuyền công nghệ sản xuất nhà máy a Nguyên liệu đầu vào b Nghiền nguyên liệu c Lò lung d Nghiền xi măng e Đóng bao xi măng CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS Giới thiệu hệ thống điều khiển DCS a Khái niệm b Chức Hệ thống điều khiển phân tán DCS nhà máy xi măng Quang Sơn CHƯƠNG III BỘ ĐIỀU KHIỂN AC800M CONTROLLER 14 Giới thiệu điều khiển AC800M 14 a Giới thiệu AC800M 14 b Giới thiệu AC800M High Itegrity 16 Thông số kỹ thuật điều khiển AC800M .17 a Tính 17 b Các hệ thống vào I/O hệ thống cấp trường 18 c Mạng truyền thông Control Network 23 d Phần mềm điều khiển Control Software 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn GIỚI THIỆU NHÀ MÁY XI MĂNG QUANG SƠN Dự án nhà máy Xi măng Thái Nguyên Thủ tướng Chính phủ định đầu tư giao cho Tổng Công ty Xây dựng Công nghiệp Việt Nam (nay Tổng Công ty Cổ phần Xây dựng Công nghiệp Việt Nam) – Bộ Công Thương làm chủ đầu tư Quyết định số 140/TTg ngày 08/2/2002 Tổng số vốn đầu tư Dự án 3.500 tỷ đồng, công suất thiết kế 4.000 clanhke/ngày, tương đương 1,51 triệu Xi măng/năm thực xã Quang Sơn, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên - Ngày 22/3/2003 Dự án nhà máy xi măng Thái Nguyên thức động thổ Khởi công xây dựng xã Quang Sơn, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên - Ngày 01/4/2006 Dự án thức khởi công xây dựng hạng mục dây chuyền sản xuất, hạng mục 411 – Tháp trao đổi nhiệt - Tháng 09/2009 dây chuyền sản xuất Dự án nhà máy xi măng Thái Nguyên đưa vào chạy thử có tải sản phẩm xi măng Quang Sơn thức có mặt thị trường, đánh dấu chặng đường đường phát triển nhà máy - Ngày 25/12/2009 Dự án nhà máy xi măng Thái Nguyên thức khánh thành - Ngày 01/7/2011, Cơng ty TNHH MTV Xi măng Quang Sơn thức thành lập, Tổng công ty cổ phần xây dựng Công nghiệp Việt Nam làm chủ sở hữu sở Dự án nhà máy xi măng Thái Nguyên Sản phẩm thương hiệu xi măng Quang Sơn PCB30, PCB40, PC40, PC50, C91 clanhke CPC50 Ngày 18/4/2012, Công ty TNHH MTV xi măng Quang Sơn Trung tâm chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn thuộc Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng cấp Giấy chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn Hiện nay, với đội ngũ cán nhân viên Công ty gần 500 người Công ty tạo môi trường làm việc hấp dẫn, tạo hội phát triển nghề nghiệp cho cá nhân đóng góp tích cực vào hoạt động với phát triển cộng đồng Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn CHƯƠNG I DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG QUANG SƠN Lưu đồ công nghệ nhà máy xi măng Quang Sơn Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất nhà máy a Nguyên liệu đầu vào Đá vôi: Đá vôi khai thác phương pháp khoan nổ, cắt tầng theo quy trình quy hoạch khai thác, sau đá vơi xúc vận chuyển tới máy đập búa thiết bị vận chuyển có trọng tải lớn, đá vôi đập nhỏ thành đá dăm cỡ 25 x 25 vận chuyển băng tải kho đồng sơ rải thành đống riêng biệt, đống khoảng 15.000 Đá sét: Đá sét khai thác phương pháp cày ủi khoan nổ mìn bốc xúc vận chuyển thiết bị vận tải có trọng tải lớn máy đập búa Đá sét đập máy đập búa xuống kích thước 75 mm (đập lần 1) đập máy cán trục xuống kích thước 25 mm (đập lần 2) Sau đập đá sét vận chuyển rải thành đống riêng biệt kho đồng sơ bộ, đống khoảng 6.600 Phụ gia điều chỉnh: Để đảm bảo chất lượng Clanh-ke, Cơng ty kiểm sốt q trình gia cơng chế biến hỗn hợp phối liệu theo Modun, hệ số xác định Do ngồi đá vơi đá sét cịn có nguyên liệu điều chỉnh quặng sắt (giàu hàm lượng xít Fe2O3), quặng bơxit (giàu hàm lượng xít Al2O3) đá Silíc ( giàu hàm lượng SiO2) b Nghiền nguyên liệu Đá vôi, đá sét phụ gia điều chỉnh cấp vào máy nghiền qua hệ thống cân DOSIMAT cân băng điện tử Máy nghiền nguyên liệu sử dụng hệ thống nghiền bi sấy nghiền liên hợp có phân ly trung gian, suất máy nghiền dây chuyền 248 tấn/giờ, máy nghiền nguyên liệu dây chuyền suất máy nghiền 300tấn/h Các điều khiển tự động khống chế tỷ lệ % đá vơi, đá sét, bơ xít quặng sắt cấp vào nghiền điều khiển máy tính điện tử thơng qua số liệu phân tích hệ thống QCX, đảm bảo khống chế hệ số chế tạo theo yêu cầu Bột liệu sau máy nghiền vận chuyển đến xilô đồng nhất, hệ thống gầu nâng, máng khí động - Xilơ chứa đồng dây chuyền có sức chứa : x 3.750 tấn, x 7.500 - Xilô chứa đồng dây chuyền có sức chứa : 23.000 c Lò lung Dây chuyền xi măng Quang Sơn dây chuyền sản xuất xi măng lò quay, phương pháp khơ, chu trình kín, có hệ thống trao đổi nhiệt tầng(Cyclon) hệ thống làm nguội kiểu hành tinh gồm 10 lò Nhiên liệu hỗn hợp gồm 85% than cám 15% dầu MFO, Cơng ty cải tạo lại vịi phun đốt Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn 100% than cam 3, dầu nặng MFO dùng cho sấy lò sử dụng nghiền than gặp cố thiếu than mịn Dây chuyền xi măng Quang Sơn từ khâu nguyên liệu đến nghiền, đóng bao xuất xi măng dược tự động hoàn toàn Dây chuyền xi măng Quang Sơn có hệ thống tiền nung (Canciner) tiêu hao nhiệt lượng thấp 715 kcal/kg clanh-ke, làm nguội kiểu Ghi, tăng hiệu làm mát, chất lượng sản phẩm tốt, dễ nghiền Hệ thống điều khiển tự động hồn tồn, đại cơng nghệ PJC Master Piece ABB d Nghiền xi măng Clanh-ke từ xilô, thạch cao phụ gia từ kho chứa tổng hợp vận chuyển lên két máy nghiền hệ thống băng tải gầu nâng, từ két máy nghiền clanh-ke, thạch cao, phụ gia cấp vào máy nghiền định lượng hệ thống cân DOSIMAS Máy nghiền xi măng dây chuyền I II làm việc theo chu trình kín (có phân ly trung gian), máy nghiền dây chuyền I suất thiết kế 176 (t/h) máy nghiền dây chuyền II có suất thiết kế 200(t/h) Xi măng khỏi máy nghiền độ mịn đạt 3.200 cm2/g, vận chuyển tới xilô chứa xi măng bột hệ thống băng tải, máng khí động, xilơ chứa có tổng sức chứa 39.500 e Đóng bao xi măng Từ đáy xilơ chứa, qua hệ thống cửa tháo liệu xi măng vận chuyển tới két chứa máy đóng bao, phận xuất xi măng rời đường Hệ thống máy đóng bao gồm: Dây chuyền I có máy đóng bao máy 12 vịi, suất 100 tấn/giờ, dây chuyền II gồm máy đóng bao máy có vịi, suất 120 tấn/giờ, bao xi măng sau đóng xong qua hệ thống băng tải vận chuyển đến máng xuất đường bộ, đường sắt đường thuỷ Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS Giới thiệu hệ thống điều khiển DCS a Khái niệm DCS giải pháp tổng thể kể phần cứng phần mềm cho toàn hệ thống phát triển từ ứng dụng điều khiển ngành cơng nghiệp hố chất với điều khiển ban đầu sử dụng kỹ thuật tương tự 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 thông 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 thống), khả thay đổi chương trình (sửa chữa download), thay đổi cấu trúc hệ, thêm bớt thành phần mà không cần làm gián đoạn, không cần khởi động lại 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 hoá tích hợp tổng thể Các chuyên gia ngày nay, Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn DCS thay ứng dụng lớn b Chức  Chức điều khiển Chức chức quan trọng DCS điều khiển toàn trình cơng nghệ nhà máy.Chức điều khiển điều khiển đảm nhận, đặt phòng điều khiển trung tâm trạm điều khiển  Chức điều khiển bản: DCS thực tất chức điều khiển nhà máy Các thành phần thực chức điều khiển DCS gọi “ khối hàm “ ( Function Block) Mỗi khối hàm đại diện cho phận nhỏ tong toán điều khiển Việc thực thiết kế chức điều khiển thực chất cách kết hợp các khối hàm lại với cho phù hợp - Chức thực thuật toán điều chỉnh tự động: Chức điều chỉnh tự động thực cho vịng điều chỉnh phản hồi q trình liên tục Thành phần tham gia vào chức điều chỉnh tự động khối PID, khối hàm chuyển đổi định dạng liệu vào/ra khối hàm toán học - Chức thực thuật toán điều khiển tuần tự: Thuật toán điều khiển đươc thực cho số công đoạn làm việc theo chuỗi kiện nối tiếp nhà máy Chức vừa điều khiển công đoạn độc lập đồng thời quản lý toàn chuỗi kiện xảy hệ thống Có thể sử dụng chức cho toán liên động kết hợp thực công đoạn liên tục nhà máy - Chức thực thuật toán phức tạp: DCS hệ điều khiển ứng dụng cho nhà máy có quy mơ lớn, cơng nghệ liên tục phức tạp, địi hỏi phải sử dụng nhiều thuật tốn tiên tiến để giải toán tối ưu tiết kiệm nhiên nguyên liệu Các thuật toán cấp cao thường ứng dụng cho nhà máy bao gồm : thuật toán điều khiển nối tầng ( casade ), thuật toán điều khiển tiền định (feedfoward ), thuật toán phân ly hệ đa biến, thuật toán điều khiển mờ, nôron … - Chức truyền thông, trao đổi thông tin với hệ thống phụ – Subsystem Trong nhà máy lớn, bên cạnh hệ DCS, có hệ PLC đảm nhận cơng việc điều khiển cho tầng công đoạn nhỏ trạm bơm cấp nước, nước thải, … Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn tất tham số cần phải đưa vào hệ thống DCS chung toàn nhà máy để tập trung sở liệu phục vụ giám sát quản lý Hầu hết hệ DCS khơng thích hợp sẵn chương trình điều khiển truyền thơng module truyền thơng với PLC hệ thống PLC thị trường phong phú đa dạng Mà thay vào đó, nhà cung cấp DCS cung cấp tuỳ chọn để liên kết với hệ PLC, nhiên khơng phải kết nối với tất PLC Ơ điểm nhà làm thiết kế hệ thống điều khiển phải nắm để chọn thiết bị cho phù hợp đỡ tốn Các nhà cung cấp DCS cung cấp tuỳ chọn dạng gói phần mềm module phần cứng Ví dụ để liên kết với PLC AB SLC5, ta có gói phần mềm điều khiển truyền thông với SLC5, hay để kết nối với PLC Siemens, ta có gói phần mềm truyền thông với thiết bị Siemens Tuy nhiên việc cấu hình truyền thơng với hệ thống phụ diễn thuận lợi, mà lựa chọn khơng khéo, làm cho người làm Engineering tốn nhiều thời gian công sức Khi định kết nối DCS với PLC hãng nào, ta phải mua chương trình phần mềm mơđun phần cứng nhà cung cấp DCS để kết nối Vì cài đặt chương trình phần mềm vào hệ thống, dành phần nhớ định dạng lại phần nhớ cho phù hợp với loại PLC ta cần giao tiếp  Chức vận hành giám sát hệ thống  Hiển thị trạng thái hoạt động toàn nhà máy Bằng thư viện hình ảnh cơng cụ xây dựng đồ hoạ, DCS cho phép biểu diễn toàn trình, thiết bị nhà máy lên hình cách trực quan sinh động, cung cấp giao diện vận hành giám sát Từ ta nhận biết trạng thái hoạt động nhà máy thông qua đối tượng đồ hoạ giao diện điều khiển – Instrument Faceplate  Chức hiển thị biến trình dạng đồ thị Để vận hành giám sát toàn nhà máy với nhiều thiết bị, tham số trạng thái, DCS phân chia, xếp biểu diễn tham số, trạng thái nhiều hình thức khác nhằm tạo thuận lợi tối đa cho người vận hành Các biến q trình ngồi việc ta xem trực tiếp thông qua Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn Tagname nó, ta cịn giám sát thơng qua đồ thị, cho phép ta so sánh, đánh giá chất lượng điều khiển định điều khiển Các tham số trình hiển thị dạng đường cong gọi Trend Trend hiển thị liệu dạng chuỗi biểu đồ theo thời gian.Cho phép hiển thị nhiều đường cong, nhiều màu sắc khác nhau.Ngồi cịn cho phép ta thống kê dạng bảng biểu, phục vụ cho việc ưu trữ lâu dài Thông qua Faceplate, người vận hành giao tiếp với trình: giám sát trạng thái, tham số, thay đổi tham số điều khiển, thực việc chỉnh định tham số…  Chức cảnh báo trình Bên cạnh chức điều khiển, giám sát trạng thái, việc đưa cảnh báo cho người vận hành gợi ý xử lý yêu cầu thiếu hệ DCS Các cảnh báo hệ thống chia thành nhiều cấp độ : - Cảnh báo nguy ( Warning ): Với cảnh báo loại này, cho người vận hành biết họ cần phải quan tâm đến tham số trình tương ứng chưa cần phải can thiệp vào hệ thống Thông thường với cảnh báo loại này, hệ thống thoát - Báo động (Alarm ): Với cảnh báo loại này, người vận hành phải thực vài gợi ý can thiệp nhỏ nhằm đưa hệ thống khỏi khu vực nguy hiểm Khi mức báo động hệ thống tiếp tục làm việc thời gian ngắn - Báo lỗi ( Failure ): Đây tình trạng nguy hiểm, phải thực tác động để ngăn rủi ro tổn thất cho hệ thống Thông thường xảy lỗi, hệ thống thực trước số action để ngăn chặn hiểm hoạ xảy  Chức lập báo cáo Để hỗ trợ cho công tác giám sát quản lý, DCS cung cấp báo cáo cho tầng biến trình, khu vực quan trọng theo định kỳ theo yêu cầu Ngồi ln có báo cáo thực thường xuyên nhằm : - Thu thập, hiển thị in thông tin trạng thái hoạt động hệ thống - Báo cáo cảnh báo, thông điệp liên quan đến thiết bị, tín hiệu vào/ra trạng thái function block Báo cáo lịch sử làm việc, lỗi, kiện xảy hệ thống Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn  Chức năg an toàn hệ thống Để ngăn chặn lỗi vận hành đảm bảo an toàn cho hệ thống DCS cung cấp khả phân chia quyền truy nhập hệ thống cụ thể đến thiết bị tầng functionblock Mỗi người vận hành có quyền hạn trách nhiệm khu vực định Có thể đặt nhiều mức độ bảo mật an toàn khác từ cấp khu vực, đến thiết bị nhà máy Mỗi người vận hành có tên mật riêng có quyền truy nhập hệ thống khu vực định nghĩa trước phải chịu trách nhiệm hồn tồn với khu vực Điều mặt tránh nguy cơ, ngăn chặn lỗi vận hành mặt khác để thuận lợi cho nhà quản lý việc tìm người có trách nhiệm cho kiện kiểm soát tốt tình trạng hoạt động tồn nhà máy Hệ thống điều khiển phân tán DCS nhà máy xi măng Quang Sơn Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn mạng - Connectivity Product: Chức up-load, hỗtrợcho việc thiết lập cấu hình, đồhoặc cơbản, đóng gói dữliệu hỗtrợ đường truyền cho hệthống AC800M 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 AC800M/C 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 dữliệu từbộ điều khiển lập trình đến Control Builder Software (phần mềm lập trình quản lý cho hệthống AC800M) thơng qua gói phần mềm OPC Data Access 2.0 1.0A - OPC Alarm and Event Server: Có nhiệm vụ tạo luồng thơng tin Hầu hết kiện định nghĩa trước Các sựkiện cảnh báo clients gói phần mềm Alarm and Event 1.02 có nhiệm vụ hỗ trợ Q trình truyền thơng cấp có mức ưu tiên thấp Chu kỳvòng quét Controller phải thấp 60% Tốt từ30÷40% thời gian chu kỳvòng quét Phần mềm Control Builder (cho AC800M/C), 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, dồthị, báo cáo…Sự làm việc Server địi 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 12 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn sựkiện dự báo trước phải xửlý nhiều sựkiện xảy lúc Ngồi hệ thống cịn 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 hệvi xửlý theo cấp tuỳtheo phạm vi chức Phân chia thời gian để thực xen kẽ nhiều nhiệm vụkhác theo mức ưu tiên theo phương pháp lập lịch… 13 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn CHƯƠNG III BỘ DIỀU KHIỂN AC800M CONTROLLER Giới thiệu điều khiển AC800M a Giới thiệu AC800M Bộ điều khiển PLC AC 800M kết nối với tín hiệu cấp trường sử dụng mơ đun vào/ra dịng S800L S800 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 800M với thiết bị điều khiển PLC hầu hết hang cung cấp thị trường Phương thức truyền thơng 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 800M giải pháp tự động hóa bạn, bạn có nhiều tùy chọn cho mục đích truyền thông đa nhiệm: - Ethernet - OPC - Profilebus - Modbus RTU, TCP - Các thiết bị khác: Modulebus, MB300, SattBus, COMLI Tính dự phịng nóng (redundancy) khu vực quan trọng nhà máy cho phép với hệ điều khiển AC 800M I/O vào bao gồm dự 14 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn 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 800M 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 phịng Hệ Compact 800 phối hợp tồn diện thành phần hệ thống tích hợp phần vào hệ thống tự động hóa bên thứ ba (thirdparty) với mạnh sẵn có tính xử lý cảnh báo liên động AC 800M 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 AC 800M Controller Những phần tử tạo nên AC 800M Controller: - Các Processor uniiPM851/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 800M 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 800M Controller, trực tiếp với ( S800I/O) qua Profibus DP hoăc bus trường Foundation Fieldbus AC 800M 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 800M Controller tổ hợp nhiều phân tử ( Unit) gắn ray nằm ngang( DIN- rail) 15 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn Bộ điều khiển AC 800M 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) b Giới thiệu AC800M High Itegrity AC 800M dùng hệ thống ứng dụng quan trọng Cấu hình mộthệ thống PM865, SM810, SS823 hệ thống dự phòng S800 I/O High Integrity, chạy phiên High Integrity phần mềm điều khiển (Control Software) Đơn vị xử lý PM865 chịuđược lỗi HW Chức thêm vào PM865 bao gồm: - Bảo vệ chống xâm nhập điện áp cao - Một thiết bị định thời Watchdog đưa vào cập nhật liệu từ SM810 - Giám sát tạo dao động thêm vào - Hỗ trợ cho hệ thống S800 I/O High Integrity - Hỗ trợ cho SM810 - Tăng thêm hệ thống chuẩn đoán kiểm tra trực tuyến loại Chức SM810 hoạt động Monitor cho HW thực SW hai Module hệ thống tương hợp SIL2 theo IEC61508 chất lượng TUV chưa giảiquyết SM810 chạy SMSIL2 chứng nhận hệ thống hoạt động có mức độ râtcao tự chuẩn đoán bao gồm: 16 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn - Bộ nhớ ảo Bảo vệ áp đầu vào Hai định thời Watchdog độc lập Giám sát tạo dao động Hỗ trợ cho hệ thống S800 I/O High Integrity Một tin tức lỗi nặng chuẩn đoán bên trong.Những điện ModuleBus dùng hệ thống High Integrity dùng khái niệmcủa cấu trúc Những cấu trúc dài điện ModuleBus mở rộng cỗ gópHigh Integrity bao gồm liệu CRC32 Những điện S800 Module gửi đến hệ thống S800 I/O High Integrity sử dụng liệu từ PM865 CRC32 nghịch từ SM810 Những sựkiểm tra Module CRC32 I/O Dữ liệu nhận từ hệ thống S800 I/O High Integrity quaModuleBus có CRC32 độc lập xác định hai SM810 PM865 Một vài CRC32 lỗi khác điện kết truyền thử lại lặp lại, mộthệ thống Shutdown phần tử đầu hệ thống S800 I/O High Integrity đến trạng thái an tồn Thơng số kỹ thuật điều khiển AC800M a Tính - Sự kết nối 192 tín hiệu I/O qua Electrical ModuleBus sẵn có - Sự kết nối 1344 tín hiệu I/O qua Optical ModuleBus sẵn có - Sự kết nối S100 I/O sẵn có - Cho phép kết nối số lượng I/O qua PROFIBUS DP-V0 PROFIBUS DP-V1 - Sự kết nối tới FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet (FF HSE) - Cho phép kết nối nghi thức giao tiếp truyền thông số lượnglớn cổng RS-232C truyền thông nối tiếp - Sự kết nối đến mạng MasterBus 300 - Sự kết nối đến INSUM qua Gateway (Ethernet/LON) - Sự kết nối đến ABB Drives sẵn sàng qua DriveBus ModuleBus - Nguồn pin dự phòng gắn sẵn nhớ - Dự phòng CPU (PM861/PM864/PM865) b Các hệ thống vào I/O hệ thống cấp trường 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 17 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn xuất.Số I/O phù hợp cụm thiết bị, ngồi cịn có 20% dự phịng Tất đưavề CPU AC800M thông qua tuyến cáp quang theo chuẩn Profibus DP.Ở có nhiều phương pháp kết nối hệ thống I/O đến điều khiển AC 800M:  S100 I/O qua CI856  Các đơn vị S800 I/O qua ModuleBus  Các đơn vị S800 I/O qua CI854/CI854A CI840, PROFIBUS DP-V0và DP- V1 Sự hỗ trợ cho cấu trúc dự phòng tất mức  Các đơn vị S800 I/O qua CI854/CI854A CI830, PROFIBUS DP-V0  S800 I/O qua CI851 CI830, PROFIBUS DP-V0  Các đơn vị S900 I/O kết nối tới PROFIBUS DP-V1  Các ABB Drive kết nối tới ModuleBus qua CI851 vàCI830, qua CI851 CI830 Một vài thiết bị Drive kết nối trựctiếp tới PROFIBUS  MODULEBUS 18 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn ModuleBus AC 800M gồm đơn vị điện quang: - Electrial ModuleBus (hình vẽ dưới) bao gồm bó (cluster) mộtlượng cực đại 12 đơn vị S800 I/O kết nối Optcial ModuleBus gồm bó (cluster) lượng cực đại x 12 =84 đơn vị S800 I/O kết nối.Chú ý Electrical ModuleBus sử dụng cho kết nối S800 I/Okhi AC 800M chạy cấu hình CPU đơn 19 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn  PROFIBUS Một đoạn PROFIBUS DP có khả cung cấp lên tới 32 nút, kếtnối trực tiếp tới đơn vị giao tiếp PROFIBUS DP-V0 kiểu CI851 / TP851 hoặcmột đơn vị PROFIBUS DP-V1 kiểu CI854/CI854A/CI854 PROFIBUS PA có thểđược kết nối tới PRFFIBUS DP/DP-V1 qua thiết bị liên kết LD 800P Nó kết nối hệ thống sau tới PROFIBUS DP-V0 PROFIBUS DP-V1: - S800 I/O / S800L I/O qua FCI - S900 I/O qua FCI CI920 - S200 I/O and / S200L I/O qua FieldBus Adapter 200-APB12 Giới hạn đặt cho PRFFIBUS DP –V1 - Các hệ thống I/O khác kết nối tới PROFIBUS DP-V0 vàPROFIBUS DP-V1 - PROFIBUS DP có tốc độ truyền 12 Mbit/s - PROFIBUS PA, có tốc độ truyền 31.25 kbit/s Dùng ứng dụngđòi hỏi độ an toàn - Fieldbus Barrier FB 900-Series bảo vệ fieldbus khỏi lỗi thiết bị trường - PROFIBUS PA liên kết với mạng PROFIBUS DP qua PROFIBUS Power Hub cung cấp thơng tin chẩn đốn trạng thái mạng cũngnhư thiết bị mạng PA 20 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn  FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet FOUNDATION Fieldbus nghi thức giao tiếp bus trường (fieldbus protocol) dựa tảng tiêu chuẩn quốc tế thiết kế cho ứng dụngtrong công nghiệp sản xuất, tự động hóa q trình (process automation) tựđộng hóa tòa nhà Những nguyên tắc đạo cho tiêu chuẩn Fieldbus dựatrên Fieldbus Foundation FF định nghĩa hai mặt truyền thông, H1 HSE H1 cho phép tốc độ truyền tin 31.25 Kbit/s Nó tốt để sử dụng cho truyềnthông trực tiếp thiết bị trường mối liên kết (mối liên kết H1).Trước hết HSE xương sống cho mối liên kết đoạn H1 Tiêu biểucho tốc độ truyền 10 Mbit/s 100 Mbit/s FOUNDATION Fieledbus liênkết tới AC 800M qua bus HSE hiệu suất cao sử dụng FF liên kết thiết bị Các đoạnH1 tái tạo đoạn HSE việc sử dụng tái tạo HSE định hình truyềnthơng tuần hồn thiết bị trường đoạn H1 khác thiết bị trênđoạn HSE FOUNDATION Fieldbus HSE, mạng H1 thiết bị định hìnhcùng Fieldbus Builder, FOUNDATION Fieldbus Hệ thống FF giao tiếp bộđiều khiển IEC 61131 (AC 800M) sử dụng FF HSE unit CI860 AC 800M Các thiết bị liên kết FF hoạt động cổng vào (gateway) AC 800Mvà thiết bị trường đoạn H1, vừa cho liệu cấu hình thiết bịtrường vừa cho liệu trình mà trao đổi cách tuần hoàn AC800M thiết bị trường: 21 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn  ACM800 nối với FF HSE qua giao diện truyền thơng có dự phòng CI860  H1 subsystem kết nối với HSE qua thiết bị kết nối có dự phịng LD 800HSE  Các ứng dụng cấp cao truy cập FF qua FF OPC Server  Bộ nguồn PC 900-NR cung cấp điện áp chuẩn 24V.Khi cần lắp nhiều nguồn nicó thể dùng Power Rail PR 900-N (lắp PC 900)  Trở đầu cuối TU 900-NR4 Fieldbus Barrier FB 900-Series bảo vệ fieldbus khỏi lỗi thiết bị trường  Giao thức HART Phương thức mã hóa bit FSK với tần số 1200 2200 Hz cho logic logic0.Giá trị trung bình sóng sin (ở tần số 1200 2200 Hz), tín hiệu xếpchồng lên tín hiệu 4-20mA Vì vậy, thông tin tương tự 420mA sẽkhông bị ảnh hưởng  Giao thức HART: Có thể hoạt động theo kiểu số “lai” 4-20mA  Các thiết bị cấp trường HART kết nối với hệ thống qua vào từ xa S800 S900, vào cục AC800M Với hệ DCS/PLC cũ không hỗ trợ truy cập trực tiếp liệu HART.Bộ HARTMultiplexer sử dụng.Khi PLC đọc thơng tin chẩn đốn thiết bịcấp trường từ Multiplexer Connect Server 22 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn c Mạng truyền thông Control Network Control Network mạng IP cục cho liệu thời gian thực lẫn truyềnthông hệ thơng hệ thống chung máy tính cơng nghiệp Nó thay đổi được,từ mạng nhỏ với vài nút đến mạng lớn bao gồm số lượng vùngmạng (Network Area) với hàng trăm nút Thời gian phản hồi biết trước.Thiết bị mạng điều khiển Server kết nối qua mạngControl Network Các thiết bị như: Controller, robots, variable, speed drives…Mạng sử dụng mối liên kết hỗn hợp khác Fast Ethernet vàPPP Nó cung cấp cho dự phịng đầy đủ để mạng đạt tính sẵn sàng cao Bộ điềukiển AC 800M phải luôn kết nối đến Control Network qua cáp STP(Shielded Twisted Pair-cáp xoắn kép) Sự kết nối AC 800M / Control Network cần đượcchuyển đổi cáp Fiber Optic (FO – cáp quang) Điều đạt nhờ thiết đặtmột Switch / Hub có hai cổng quang điện hình vẽ bên: d Phần mềm điều khiển Control Software Phần mềm sử dụng AC 800M Controller có tên Control Software.Tên không 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: 23 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn  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 phịng)  Các chương trình ứng dụng tải vào điều khiển (thư việnchức năng, nghi thức giao tiếp truyền thông).Để tạo ứng dụng, cần thiết phải sử cơng cụ Control Builder M.Cơng cụ có nhiều chức hữu ích thêm vào cấu hình hệ thống Địa Ethernet: Mỗi TP830 Baseplate cung cấp với địa Ethernet mà cung cấp CPU nhận biết phần cứng Theo chức cần mẫu hai địa nhận dạng thường trực nhớ không bay (Nonvolatile Memory) TP830 BasePlate Địa thấp (một mã Hexđặc tính 12) định vị nhãn dính gắn TP830 Baseplate.Địa lại thấp +1 24 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn TÀI LIỆU THAM KHẢO http://ximangquangson.com.vn/he-thong-dieu-khien/tong-quan-ve-tu-donghoa-qua-trinh-san-xuat-cua-day-chuyen-san-xuat-xi-mang-quang-sonid203.html http://new.abb.com/control-systems/essential-automation/compact-productsuite/essential-controller-suite/ac-800m-controller http://pasco.com.vn/san-pham/bo-dieu-khien-ac800m-112/ 25 Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn 26 ... cáo nhà máy xi măng Quang Sơn CHƯƠNG I DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG QUANG SƠN Lưu đồ công nghệ nhà máy xi măng Quang Sơn Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn Mô tả dây chuyền công nghệ sản... cho nhà quản lý việc tìm người có trách nhiệm cho kiện kiểm sốt tốt tình trạng hoạt động toàn nhà máy Hệ thống điều khiển phân tán DCS nhà máy xi măng Quang Sơn Báo cáo nhà máy xi măng Quang Sơn. .. cáo nhà máy xi măng Quang Sơn DCS thay ứng dụng lớn b Chức  Chức điều khiển Chức chức quan trọng DCS điều khiển tồn q trình cơng nghệ nhà máy. Chức điều khiển điều khiển đảm nhận, đặt phòng điều