Nghiên cứu hệ thống điều khiển tự động vận tải than nhà máy nhiệt điện hải phòng

LỜI MỞ ĐẦU Ở Việt Nam và các nước tiên tiến trên thế giới công nghệ sản suất nhiệt điện vẫn phát triển mạnh mẽ có một tương lai bền vững. Các nhà máy nhiệt điện sản xuất điện năng dựa trên nguyên tắc cơ bản là biến nhiệt năng từ việc đốt các nhiên liệu hoá thạch thành cơ năng quay máy phát điện và sinh ra điện. Tuy nhiên, các hệ thống trong nhà máy nhiệt điện thường là các hệ thống nhiệt động phức tạp, làm việc trong môi trường nhiệt độ cao, áp suất lớn, rung và ồn... Để cho các hệ thống này luôn làm việc một cách tin cậy, chính xác và giảm thiểu sự tham gia của con người trong quá trình vận hành, ở các nhà máy đều lắp đặt các hệ thống điều chỉnh tự động. Hệ thống chế biến than không thể thiếu trong dây truyền sản xuất điện của một nhà máy nhiệt điện. Đi đôi với việc tăng năng suất trong sản xuất là dây chuyền chế biến than đã hoàn thiện hơn với việc điều khiển và giám sát bằng hệ thống công nghệ cao. Sau quá trình học tập và thực tập tốt nghiệp tại công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng. Em xin được làm đề tài “Nghiên cứu hệ thống điều khiển tự động vận tải than nhà máy nhiệt điện Hải Phòng” do Thạc sỹ Đào Hiếu hướng dẫn, để thực hiện nhiệm vụ đề tài đặt ra đó là đi sâu tìm hiểu quá trình điều khiển tự động hệ thống vận chuyển than tại Công ty cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng, đồ án gồm các nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về công ty cổ phần nhiệt điện Hải Phòng. Chương 2: Giới thiệu về hệ thống băng tải cung cấp nhiên liệu nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 1 Chương 3: Ứng dụng PLC để điều khiển tự động dây chuyển vận chuyển than lên Bunke theo phương thức 02 và mô phỏng hệ thống trên WinCC   MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 MỤC LỤC 2 DANH SÁCH HÌNH VẼ 4 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU 6 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN NHIỆT ĐIỆN HẢI PHÒNG 7 1.1 Giới thiệu chung về công ty 7 1.2 Chức năng và nhiệm vụ của công ty: 8 1.3 Cơ cấu tổ chức của công ty 8 1.3.1 Cấp công ty 8 1.3.2 Cấp phân xưởng 10 1.4 Quy trình sản xuất điện của công ty nhiệt điện Hải phòng 11 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI CUNG CẤP NHIÊN LIỆU CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN HẢI PHÒNG 13 2.1. Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng 1: 13 2.2. Giới thiệu về hệ thống băng tải vận chuyển than của nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng: 15 2.2.1. Sơ đồ hệ thống băng tải cung cấp nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 1 và 2 15 2.2.2 Các phương thức vận chuyển than cho nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng 1 16 2.2.3 Các thiết bị có trong hệ thống băng tải 18 2.2.4 Các cảm biến có trong hệ thống băng tải 25 2.2.5. Các chế độ vận hành hệ thống 27 2.2.6. Thông số của hệ thống băng tải trong nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 1 29 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN VẬN TẢI THAN LÊN BUNKE THEO PHƯƠNG THỨC 02 31 3.1.Sơ đồ nguyên lý hoạt động của dây chuyền vận tải theo phương thức 02: 31 3.2 Nguyên lý điều khiển tự động dây chuyền vận tải than theo phương thức 2 32 3.2.1 Khởi động băng tải 32 3.2.2 Dừng băng tải 33 3.2.3.Xác định thời gian khởi động và dừng cho các thiết bị 34 3.2.4. Xảy ra sự cố: 35 3.3. Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển: 35 3.3.1. Lưu đồ thuật toán chương trình chính: 35 3.3.2. Lưu đồ thuật toán khởi động, dừng tự động, khởi động bằng tay theo trình tự 5 và trình tự 6 36 3.4. Bảng tín hiệu đầu vào và đầu ra 42 3.4.1.Bảng biến đầu vào các bit nhớ 42 3.4.2.Bảng biến đầu ra: 43 3.5. Sơ đồ mạch lực và sơ đồ mạch điều khiển: 44 3.5.1. Sơ đồ mạch lực 44 3.5.2. Sơ đồ mạch điều khiển: 45 3.6. Lựa chọn các thiết bị điều khiển 46 3.7.Sơ đồ đấu nối với PLC 49 3.8.Chương trình điều khiển trên S7 300 50 3.8.1. Chương trình chính 51 3.8.2. Chương trình con delay start và stop 53 3.8.3 Chương trình tự động trình tự 5 62 3.8.4 Chương trình dừng tự động trình tự 5 65 3.8.5 Chương trình con tự động trình tự 6 67 3.8.6 Chương trình con dừng tự động trình tự 6 70 3.8.7. Chương trình con sự cố 73 3.9. Thiết kế giao diện giám sát hệ thống trên WinCC 80 3.9.1. Khai báo các tag trong WinCC 80 3.9.2 Thiết kế giao diện hệ thống 81 3.9.3 Chạy mô phỏng hệ thống 82 KẾT LUẬN 87

Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Ở Việt Nam nước tiên tiến giới công nghệ sản suất nhiệt điện phát triển mạnh mẽ có tương lai bền vững Các nhà máy nhiệt điện sản xuất điện dựa nguyên tắc biến nhiệt từ việc đốt nhiên liệu hoá thạch thành quay máy phát điện sinh điện Tuy nhiên, hệ thống nhà máy nhiệt điện thường hệ thống nhiệt động phức tạp, làm việc môi trường nhiệt độ cao, áp suất lớn, rung ồn Để cho hệ thống ln làm việc cách tin cậy, xác giảm thiểu tham gia người trình vận hành, nhà máy lắp đặt hệ thống điều chỉnh tự động Hệ thống chế biến than thiếu dây truyền sản xuất điện nhà máy nhiệt điện Đi đôi với việc tăng suất sản xuất dây chuyền chế biến than hoàn thiện với việc điều khiển giám sát hệ thống công nghệ cao Sau trình học tập thực tập tốt nghiệp cơng ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phịng Em xin làm đề tài “Nghiên cứu hệ thống điều khiển tự động vận tải than nhà máy nhiệt điện Hải Phòng” Thạc sỹ Đào Hiếu hướng dẫn, để thực nhiệm vụ đề tài đặt sâu tìm hiểu trình điều khiển tự động hệ thống vận chuyển than Công ty cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng, đồ án gồm nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan công ty cổ phần nhiệt điện Hải Phòng Chương 2: Giới thiệu hệ thống băng tải cung cấp nhiên liệu nhà máy nhiệt điện Hải Phòng Chương 3: Ứng dụng PLC để điều khiển tự động dây chuyển vận chuyển than lên Bunke theo phương thức 02 mô hệ thống WinCC Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ .4 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU .6 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CƠNG TY CỔ PHẦN NHIỆT ĐIỆN HẢI PHỊNG .7 1.1 Giới thiệu chung công ty 1.2 Chức nhiệm vụ công ty: .8 1.3 Cơ cấu tổ chức công ty 1.3.1 Cấp công ty 1.3.2 Cấp phân xưởng 10 1.4 Quy trình sản xuất điện cơng ty nhiệt điện Hải phịng 11 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI CUNG CẤP NHIÊN LIỆU CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN HẢI PHÒNG 13 2.1 Tổng quan hệ thống cung cấp nhiên liệu nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng 1: 13 2.2 Giới thiệu hệ thống băng tải vận chuyển than nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng: 15 2.2.1 Sơ đồ hệ thống băng tải cung cấp nhiên liệu nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 15 2.2.2 Các phương thức vận chuyển than cho nhà máy Nhiệt điện Hải Phịng 16 2.2.3 Các thiết bị có hệ thống băng tải 18 2.2.4 Các cảm biến có hệ thống băng tải 25 2.2.5 Các chế độ vận hành hệ thống 27 2.2.6 Thông số hệ thống băng tải nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 29 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN VẬN TẢI THAN LÊN BUNKE THEO PHƯƠNG THỨC 02 31 3.1.Sơ đồ nguyên lý hoạt động dây chuyền vận tải theo phương thức 02: 31 3.2 Nguyên lý điều khiển tự động dây chuyền vận tải than theo phương thức 32 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp 3.2.1 Khởi động băng tải 32 3.2.2 Dừng băng tải 33 3.2.3.Xác định thời gian khởi động dừng cho thiết bị .34 3.2.4 Xảy cố: 35 3.3 Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển: 35 3.3.1 Lưu đồ thuật tốn chương trình chính: .35 3.3.2 Lưu đồ thuật toán khởi động, dừng tự động, khởi động tay theo trình tự trình tự 36 3.4 Bảng tín hiệu đầu vào đầu 42 3.4.1.Bảng biến đầu vào bit nhớ 42 3.4.2.Bảng biến đầu ra: 43 3.5 Sơ đồ mạch lực sơ đồ mạch điều khiển: 44 3.5.1 Sơ đồ mạch lực 44 3.5.2 Sơ đồ mạch điều khiển: 45 3.6 Lựa chọn thiết bị điều khiển 46 3.7.Sơ đồ đấu nối với PLC 49 3.8.Chương trình điều khiển S7 300 50 3.8.1 Chương trình 51 3.8.2 Chương trình delay start stop 53 3.8.3 Chương trình tự động trình tự 62 3.8.4 Chương trình dừng tự động trình tự .65 3.8.5 Chương trình tự động trình tự 67 3.8.6 Chương trình dừng tự động trình tự 70 3.8.7 Chương trình cố 73 3.9 Thiết kế giao diện giám sát hệ thống WinCC .80 3.9.1 Khai báo tag WinCC 80 3.9.2 Thiết kế giao diện hệ thống .81 3.9.3 Chạy mô hệ thống 82 KẾT LUẬN .87 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Cơng ty cổ phần nhiệt điện Hải Phịng Hình 1.2: Sơ đồ tổ chức công ty Hình 1.3: Sơ đồ tổ chức cấp phân xưởng 10 Hình 1.4: Sơ đồ quy trình cơng nghệ nhà máy 11 Hình 2.1: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống cung cấp nhiên liệu 13 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống băng tải cung cấp nhiên liệu nhà máy nhiệt điện Hải Phòng .15 Hình 2.3 :Thiết bị cân than băng tải 22 Hình 2.4 : Thiết bị phát kim loại .23 Hình 2.5 Cảm biến chống lệch băng 25 Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý 26 Hình 3.1:Sơ đồ nguyên lý họa động băng tải 31 Hình 3.2: Sơ đồ khối quy trình khởi động trình tự 32 Hình 3.3: Sơ đồ khối quy trình khởi động trình tự 32 Hình 3.4: Sơ đồ khối quy trình dừng băng tải trinh tự 33 Hình 3.5: Sơ đồ khối quy trình dừng băng tải trình tự 33 Hình 3.6:Lưu đồ thuật tốn chương trình 35 Hình 3.7: Lưu đồ thuật tốn chương trình khởi động tự động trình tự 36 Hình 3.8: Lưu đồ thuật tốn chương trình khởi động tự động trình tự 37 Hình 3.9: Lưu đồ thuật tốn khởi động tay trình tự .38 Hình 3.10: Lưu đồ thuật tốn dừng tự động trình tự 39 Hình 3.11: Lưu đồ thuật tốn dừng tự động trình tự 40 Hình 3.12: Lưu đồ thuật tốn chương trình xử lý cố trình tự 41 Hình 3.13 Sơ đồ mạch lực 44 Hình 3.14 Sơ đồ mạch điều khiển 45 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Hình 3.15 CPU 312 6ES7312-1AE14-0AB0 46 Hình 3.16 Modul mở rộng SM323 47 Hình 3.17 Modul nguồn PS 307 10A 48 Hình 3.18 Vị trí bố trí modul PLC 49 Hình 3.19 Sơ đồ nối dây tín hiệu vào số 49 Hình 3.20 Sơ đồ nối dây tín hiệu vào số 50 Hình 3.21 Giao diện Simatic Manager .50 Hình 3.22 Khai báo tag WinCC 80 Hình 3.23 Giao diện hệ thống điều khiển 81 Hình 3.24 Chọn phương thức khởi động chế độ làm việc 82 Hình 3.25 Hệ thống băng tải khởi động 82 Hình 3.26 Chọn chế độ dừng làm việc 83 Hình 3.27 Các băng tải thiết bị dừng làm việc .83 Hình 3.28 Máy sàng rung A ngừng làm việc .84 Hình 3.29 Chọn chế độ mơ cố 84 Hình 3.30 Chng báo hoạt động cố xảy 85 Hình 3.31 Chọn chế độ điều khiển tay .85 Hình 3.32 Khởi động thiết bị chế độ tự động 86 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 : Thông số băng tải nhà máy nhiệt điện Hải Phịng 29 Bảng 2.2 : Thơng số băng tải nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 30 Bảng 3.1 Thời gian khởi động dừng thiết bị .34 Bảng 3.1: Bảng biến đầu vào bit nhớ 42 Bảng 3.2: Bảng tín hiệu đầu 43 Bảng 3.3 Bảng thông số kỹ thuật CPU 312 46 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN NHIỆT ĐIỆN HẢI PHỊNG 1.1 Giới thiệu chung cơng ty Hình 1.1: Cơng ty cổ phần nhiệt điện Hải Phịng Cơng ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phịng Thủ tướng Chính phủ giao làm Chủ đầu tư Dự án Nhà máy nhiệt điện Hải Phòng theo Quyết định số 1186/QĐ-TTg ngày 13/12/2002 Sau đó, tình hình thiếu điện ngày gay gắt, Chính phủ có chế 1195/QĐ-TTg ngày 09/11/2005 thông báo số 184/TB-VPCP ngày 26/9/2007 tiếp tục Thủ tướng tin tưởng giao làm Chủ đầu tư Dự án Nhiệt điện Hải Phòng theo Quyết định 1195/QĐ-TTg ngày 09/11/2005, chịu trách nhiệm quản lý đầu tư xây dựng, chuẩn bị lực lượng sản xuất kinh doanh bán điện, với mục tiêu đáp ứng nhu cầu điện cấp bách cho hệ thống điện cung cấp ổn định cho khu vực tam giác kinh tế có tốc độ tăng trưởng cao Hà Nội-Hải Phịng-Quảng Ninh Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng khởi công xây dựng vào ngày 28/11/2005 xã Tam Hưng huyện Thuỷ Nguyên thành phố Hải Phòng Nhà máy gồm tổ máy với công suất thiết kế tổ máy 2300MW Nhà máy sử dụng nhiên liệu than antrxit, vận chuyển đường sông từ hai mỏ Cẩm Phả Hịn Gai Nhà máy có lị - tua bin - máy phát, sản xuất khoảng 3,1 tỉ KWH điện năm, cung cấp sản lượng điện lớn cho lưới điện quốc gia Nhà máy Nhiệt điện Hải Phịng khởi cơng xây dựng vào tháng 7/2007 xã Tam Hưng với công suất thiết kế 2300MW Tuy nhiên sau khởi công, số vướng mắc nên đến tháng 1/2011 bắt đầu thi công Đến ngày 30/8/2013 tổ máy số hịa thành cơng vào lưới điện quốc gia ngày 17/2/2014, tổ máy số hòa lưới thành công, phát điện đạt 80% công suất thiết kế 1.2 Chức nhiệm vụ công ty: Hoạt động sản xuất, kinh doanh điện Quản lý, vận hành, bảo dưỡng, hiệu chỉnh, cải tạo thiết bị điện, cơng trình nhiệt điện, cơng trình kiến trúc nhà máy điện Đào tạo phát triển nguồn nhân lực quản lý vận hành, bảo dưỡng sửa chữa thiết bị nhà máy điện Lập dự án đầu tư xây dựng, quản lý dự án đầu tư xây dựng, tư vấn giám sát thi công lắp đặt Mua bán xuất nhập vật tư ,thiết bị Hoạt động sản xuất phụ(Pha trộn than,kinh doanh xỉ than tro bay…) Sản xuất,kinh doanh vật liệu xây dựng Đầu tư cơng trình nguồn lưới điện 1.3 Cơ cấu tổ chức công ty 1.3.1 Cấp công ty  Đại hội đồng cổ đông Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp  Hội đồng quản trị  Ban kiểm soát  Ban tổng giám đốc  Phó tổng giám đốc  Khối phịng ban chun mơn nhiệm vụ Các phịng ban nghiệp vụ phân xưởng chịu đạo chung giám đốc công ty Việc điều hành trực tiếp sản xuất công ty trưởng ca với nhiệm vụ điều phối quản lý thơng qua trưởng kíp Có trưởng kíp trưởng kíp điện - tự động, trưởng kíp hóa, trưởng kíp nhiên liệu trưởng kíp lị máy, trưởng kíp trực ban theo chức danh SƠ ĐỒ TỔ CHỨC BỘ MÁY CÔNG TY ĐẠI HỘI ĐỒNG CỔ ĐÔNG HỘI ĐỒNG QUẢN TRỊ BAN KIỂM SOÁT BAN TỔNG GIÁM ĐỐC PHĨ TỔNG GIÁM ĐỐC VĂN PHỊNG PHỊNG LAO ĐỘNG TỔ CHỨC PHÒNG KỸ THUẬT PHÒNG KẾ HOẠCH VẬT TƯ PHÂN XƯỞNG VẬN HÀNH PHỊNG AN TỒN PHỊNG KẾ TỐN TÀI CHÍNH PHÂN XƯỞNG VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG NHIÊN LIỆU PHÂN XƯỞNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG 10 PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA ... Hình 2. 2: Sơ đồ hệ thống băng tải cung cấp nhiên liệu nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 2. 2 .2 Các phương thức vận chuyển than cho nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng Hệ thống cung cấp nhiên liệu nhà máy Nhiệt. .. băng tải 25 2. 2.5 Các chế độ vận hành hệ thống 27 2. 2.6 Thông số hệ thống băng tải nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 29 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN VẬN TẢI... nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng 1: 13 2. 2 Giới thiệu hệ thống băng tải vận chuyển than nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng: 15 2. 2.1 Sơ đồ hệ thống băng tải cung cấp nhiên liệu nhà máy nhiệt