Nghiên cứu ứng dụng PLC trong công nghệ sản xuất xi măng tại Nhà máy Xi măng La Hiên Thái Nguyên
MỤC LỤC
Nguyên liệu chính để sản xuất xi măng của nhà máy
Cát non: Tiêu chuẩn này qui định cho việc sử dụng cát non làm phụ gia điều chỉnh thành phần hóa học của phối liệu để sản xuất Clinke ximăng Poolăng. Clinker xi măng poolăng sản xuất bằng công nghệ lò quay : Tiêu chuẩn này qui định cho việc sử dụng Clinker xi măng poolăng để sản xuất xi măng poolăng hỗn hợp.
Quá trình nghiền bột liệu sống 1. Đối với 02 dây chuyền lò đứng
Quá trình nung tạo thành Clinker
Đối với dây chuyền lò quay
Clinker ra lò qua hệ thống máy làm lạnh được chuyển vào ủ trong các silô chứa clinker chờ chuyển tới máy nghiền tiếp theo.
Hệ thống tự động hóa trong quá trình sản xuất
Nguyên tắc thiết kế
Hệ thống DCS được thiết kế nhất thiết phải thích ứng với công nghệ sản xuất sau khi cải tạo, hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu điều khiển cụ thể, từ phương diện điều khiển vì công suất chất lượng của cả dây chuyền đưa ra đảm bảo kỹ thuật. Tính kinh tế: Hệ thống chọn dùng phải đảm bảo tính kinh tế, độ tin cậy cao, kết hợp tình hình cụ thể của dây chuyền sản xuất, xem xét tổng hợp đến đầu tư cho cả hệ thống, tính năng của hệ thống, trình độ điều khiển.
Phương án hệ thống điều khiển DCS
Nguyên tắc chung: là thực dùng, tin cậy, kinh tế. Tính thực dùng: Kết hợp đầy đủ đặc điểm từng bộ phận của dây chuyền công nghệ, những công đoạn sản xuất chính của dây chuyền sử dụng điều khiển bằng DCS. Hệ thống DCS được thiết kế nhất thiết phải thích ứng với công nghệ sản xuất sau khi cải tạo, hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu điều khiển cụ thể, từ phương diện điều khiển vì công suất chất lượng của cả dây chuyền đưa ra đảm bảo kỹ thuật. Độ tin cậy: Hệ thống chọn sử dụng cần có độ tin cậy cao, từ phương diện thiết bị là điều khiển quá trình sản xuất ổn định, tỉ lệ vận hành thiết bị cao đưa ra đảm bảo về thiết bị. Tính kinh tế: Hệ thống chọn dùng phải đảm bảo tính kinh tế, độ tin cậy cao, kết hợp tình hình cụ thể của dây chuyền sản xuất, xem xét tổng hợp đến đầu tư cho cả hệ thống, tính năng của hệ thống, trình độ điều khiển.. và các nhân tố kinh tế kỹ thuật khác đảm bảo tính kinh tế của toàn hệ thống. +) Trạm điều khiển đầu lò (bao gồm giữa lò, đầu lò và nghiền than, làm nguội clinker và vận chuyển, chứa clinker và liệu hỗn hợp. Các trạm điều khiển lần lượt nằm ở vị trí buồng điều khiển các công đoạn (dùng cùng buồng phối điện động lực tương ứng).
Tính năng hệ thống DCS
Hiện nay có rất nhiều thiết bị điều khiển phục vụ cho các bài toán tự động hoá quá trình đã được sản xuất và bán ra ở rất nhiều nước, một trong những thiết bị đó là thiết bị điều khiển khả trình PLC, thiết bị điều khiển PLC ra đời đã khắc phục được rất nhiều những nhược điểm của hệ thống điều khiển cổ điển điều khiển kiểu Rơle, bản chất của các thiết bị điều khiển PLC là một hệ vi xử lý chuyên dụng phục vụ cho các bài toán điều khiển logíc, khác với điều khiển kiểu rơle thì thiết bị điều khiển PLC hoàn toàn có thể thu thập và lưu trữ dữ liệu, có khả năng điều khiển hệ thống trong nhà máy, hoặc điều khiển một công đoạn nào đó, việc thay đổi bài toán điều khiển hoàn toàn được thực hiện dễ dàng với việc thay đổi chương trình phần mềm trợ giúp…. PLC (Programmable Logic Controler) là thiết bị điều khiển lập trình được (hay còn gọi là khả trình), cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình, PLC thực chất là một máy tính, nhưng điểm khác ở đây là nó được thiết kế chuyên cho lĩnh vực điều khiển và làm việc được trong điều kiện phức tạp với sự thay đổi của nhiệt độ, độ ẩm, hay nói một cách khác nó là một máy tính chuyên dụng.
Các thành phần cơ bản của một PLC .1 Cấu hình cứng
Cấu tạo chung của PLC
- Thông thường để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hóa về cấu hình, chúng được chia nhỏ thành các modul (hình 2.4), tối thiểu phải có modul CPU, các modul còn lại là các modul nhận truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, các modul có chức năng chuyên dụng như modul mờ, modul PID. - Kiểu hộp đơn thường dùng cho các PLC cỡ nhỏ và được cung cấp dưới dạng nguyên chiếc hoàn chỉnh gồm bộ nguồn ( hình 2.5), bộ xử lý, bộ nhớ và các giao diện vào/ra onboard được tích hợp trong một modul, kiểu hộp đơn vẫn có khả năng ghép nối được với các modul ngoài để mở rộng khả năng của PLC.
Lập trình cho PLC
Các phương pháp lập trình
Nhìn chung, mỗi phương pháp biểu diễn kể trên đều có khả năng riêng của nó, tuy nhiên phương pháp STL là vạn năng hơn cả bởi vì nó có thể biểu diễn mọi lệnh trong mọi khối của các phương pháp điều khiển. - Một số nhóm lệnh hệ thống và nhóm lệnh bổ trợ chỉ được dùng trong các khối chức năng và chỉ có thể biểu diễn bằng phương pháp STL.
Thiết bị lập trình
- Nhóm lệnh cơ bản dùng trong tất cả các loại khối và có thể được biểu diễn trong cả 3 phương pháp là STL, CFS, và LAD.
Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của PLC 1. Ƣu điểm
Nhƣợc điểm
Giá của các bộ điều khiển PLC hiện nay vẫn còn đắt, việc sử dụng và chọn lựa PLC phải phù hợp với từng bài toán, nếu không sẽ dẫn đến việc gây lãng phí khi đầu tư không cần thiết.
PLC S7- 300
Các module của PLC S7 300 1.Module CPU
+ T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (Timer), bao gồm việc lưu giữ giá trị thời gian đặt trước (PV - Preset value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV- Current value) cũng như giá trị logic đầu ra của bộ thời gian. + Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm: Module mở rộng các cổng vào số (DI-Digital input), Module mở rộng các cổng vào/ra số (DO-Digital output), Module mở rộng các cổng vào/ra số (DI/DO), Module mở rộng các cổng vào tương tự (AI-Analog input), Module mở rộng các cổng ra tương tự (AI-Analog input), Module mở rộng các cổng vào/ra tương tự (AI/AO).
Cấu trúc chương trình
- Lập trình có cấu trúc (Structure programming): chương trình được chia thành những phần nhỏ ( chương trình con FC hay FB), mỗi phần thực hiện một nhiệm vụ cụ thể của bài toán điều khiển chung và toàn bộ các phần này lại được sự quản lý thống nhất bởi khối OB1. Trên cơ sở của việc phân tích các khối chức năng và nguyên lý làm việc của PLC nói chung và PLC S7-300 nói riêng, phần tiếp theo của đề tài sẽ đi xây dựng các lưu đồ thuật toán nhằm phục vụ cho việc viết chương trình điều khiển để tự động hoá một số quá trình công nghệ cơ bản của nhà máy sản xuất xi măng La Hiên Thái Nguyên.
KET THUC
BAT ÐAU
KET THUC Goi chuong trinh
Địa chỉ hoá các đầu vào ra
- WinCC là một phần của thuật ngữ Tự động hóa tích hợp toàn diện TIA (Totally Intergrated Automation) của hãng Simiems, WinCC tương tích và làm việc tốt nhất với các thiết bị tự động hóa được chế tạo từ nhà sản xuất SIMIEMS. Ngoài các thiết bị tự động của các nhà sản xuất khác cũng được tích hợp trong WinCC, điều này có nghĩa Win CC có thể tương thích với các hệ thống có các thiết bị được cung cấp từ nhiều hãng khác nhau.
Các thành phần của WinCC
Chỉ khi chạy Runtime thì WinCC có thể nhận được các giá trị từ hệ thống tự động và hệ thống tự động có thể nhận được các lệnh điều khiển từ người điều hành tác động trên các Graphic của các màn hình điều khiển và giám sát của Win CC. Đây là cách mà người điều hành có thể thực hiện ví dụ như đặt vào một kiểu dữ liệu trong WinCC, ghi dữ liệu vào phần the user archives và nếu cần có thể bỏ qua dữ liệu này trong chương trình quản lý hệ thống tự động hoá.
Hệ thống WinCC (The basic WinCC system)
WinCC add-ons là các sản phẩm và giải pháp cho các ứng dụng đặc biệt có thể được nhà cung cấp thêm nếu người sử dụng có yêu cầu.
Cách thức làm việc với WinCC
WinCC Explorer là thành phần hạt nhân của Configuration software, khi khởi động WinCC cửa sổ WinCC Explorer sẽ được tự động mở, ta tiến hành xây dựng dự án bằng các soạn thảo được hiển thị trên cửa sổ WinCC Explorer, mỗi soạn thảo được gọi là một Subsystem. + The Graphic System - là soạn thảo tạo màn hình đồ họa Graphic Designer + Alarm logging - là soạn thảo thông báo Alarm logging.
Sơ đồ chức năng của WinCC
Điều khiển quá trình thông qua các giá trị đặt ở đầu vào hoặc dùng công tác On/Off. Kết quả quá trình soạn thảo trong cửa sổ WinCC Explorer kết hợp với quá trình chạy thực sẽ được hiển thị ở phần Runtime.
Giao tiếp trong WinCC
Trong khi chạy, dữ liệu của hệ thống tự động sẽ được WinCC lưu trữ, đồng thời WinCC cũng cho phép các hệ thống tự động đọc giữ liệu từ trong bộ nhớ, mặt khác có thể dùng WinCC để thay đổi dữ liệu này. Các giá trị quá trình sẽ được truyền trên thiết bị truyền thông, dữ liệu đọc được sẽ được ghi vào bộ nhớ làm việc của WinCC với hệ thống tự động AS thông qua các thiết bị truyền thông và các BUS quá trình.
Tạo các Funtion và các Action
Đồng thời hệ thống cảnh báo giúp người điều hành loại bỏ các sự cố kịp thời và với các sự cố lớn thì hệ thống có thể tự động loại bỏ tránh các thiệt hại về kinh tế và kỹ thuật đảm bảo an toàn trong sản xuất. Ngoài ra, còn có khả năng lưu trữ dữ liệu, mô hình bảo mật dữ liệu đảm bảo dữ liệu của quá trình sản xuất được lưu trữ an toàn và người sử dụng có thể truy cập vào cơ sở dữ liệu bất cứ khi nào.
Thiết kế các giao diện trên wincc cho việc giám sát hệ thống điều khiển lò quay
WinCC với các màn hình Graphic giao diện thân thiện với người dùng, giúp cho người điều hành có thể giám sát quá trình sản xuất tại bất cứ vị trí nào vào bất cứ thời điểm nào. Chế độ cảnh báo: trường hợp sự cố xảy ra thì hệ thống sẽ đưa ra tín hiệu cảnh báo sự cố, thông qua trang cảnh báo ta có thể xác định nhanh chóng nguyên nhân xảy ra sự cố, cách khắc phục và điểm sự cố.
