IV. Quy mô nhà máy xi măng Đồng Bành – Lạng Sơn: 1 Giới thiệu tổng quan về nhà máy:
2. Cơ cấu nhà máy:
- Do cùng là nhà máy sản xuất xi măng nên quy trình và cơ cấu giống nhà máy xi măng Hạ Long. Vì vậy, phần này em chỉ tập trung vào các trung tâm điều khiển và tủ điều khiển trong nhà máy.
- Hệ thống điều khiển sản xuất của nhà máy xi măng Đồng Bành là hệ thống điều khiển phân tán (Distributed Control System - DCS). Trong đó các công đoạn sản xuất được điều chỉnh hoàn toàn tự động, được điều khiển và giám sát bởi trung tâm điều khiển. Tại các công đoạn sản xuất tuỳ thuộc vào công suất của từng loại động cơ, tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng các bộ PLC, biến tần (MM440-siemens) thích hợp.
- Hệ thống điều khiển khiển phân tán (DCS) của nhà máy như sau:
Sơ đồ hệ thống điều khiển DCS của nhà máy. a. Cấp điều khiển giám sát
- Các máy tính chủ, máy trạm được đặt tại phòng điều khiển trung tâm, bao gồm 9 case CPU:
Tủ chứa các CPU.
• 2 máy chủ Server (Trong đó có một máy dự phòng-Redundance)
• Máy trạm kỹ thuật (Engineering Station-ES), có chức năng lập trình PLC.
• Máy trạm Client hệ thống nghiền bột liệu thô (Raw Meal Grinding)
• Máy trạm Client hệ thống nghiền than (Coal Mill)
• Máy trạm Client hệ thống lò (Kiln)
• Máy trạm Client hệ thống đập đá, than và các phụ gia trước khi trộn, hệ thống cấp liệu thô. (Limestone crushing, Coal and Assistant material pre- blending, Raw material feeding system)
• Máy trạm Client hệ thống đóng bao và vận chuyển (Cement packing and Transportation)
- Tất cả các trạm Client này đều có thể điều khiển được tất cả các công đoạn trong quá trình sản xuất. Sự phân chia chức năng chỉ mang tính hành chính và việc điều khiển này đều phải thông qua 2 máy chủ server.
- Tất cả các dữ liệu chỉ được lưu ở 2 máy chủ. Các máy trạm đều lấy dữ liệu từ đây. Hai máy chủ này là hoạt động đồng thời. Trong hai máy này thì sẽ thiết lập một máy (Server-2) là “active” còn một máy (Server-1) chỉ update dữ liệu theo máy chủ “active”. Khi có sự cố xảy ra ở máy “active” thì hệ thống sẽ chuyển tự động máy còn lại thành “active”. Hai máy chủ này sử dụng chung một màn hình.
b. Cấp điều khiển:
- Được đặt trong tủ điều khiển trung tâm (CCC-Central Control Cabinet) và các tủ điều khiển phân tán (CC-Control Cabinet hay còn gọi là Remote I/O).
- Tủ điều khiển trung tâm bao gồm:
•4 PLC S7-400 (CPU 416-3DP): Đặt tên là AS1, AS2, AS3, AS5.
•2 PLC S7-400H (CPU 417-4H): Đặt tên là AS4. Trong đó:
•AS= Automation Station, là PLC.
•PS= Power supply, là module nguồn.
•CP= Communication processor, là thành phần giao tiếp mạng ethernet của PLC.
- Trong tủ này sử dụng 2 bộ nguồn 24 VDC cung cấp cho các PLC, trong đó có một bộ nguồn dự phòng.
c. Tủ điều khiển phân tán (CC):
•Tủ CC1:
Các thiết bị trong CC1.
- Trên hình góc ngoài cùng bên trái của giá đỡ là OLM(Optical Link Modul) gọi là modul chuyển đổi quang điện,có tác dụng chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu quang để có thể truyền dẫn đi xa(truyền dẫn bằng tín hiệu điện sẽ gây sụt áp trên đường dây,ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu).
- Dây cáp màu tím là dây điện đưa tín hiệu điện vào, 2 dây màu da cam là dây cáp quang(FOC:Fibel Optic Cable).1 đầu của dây cáp màu tím được nối với Interface Modul(ET Modul), 1 đầu nối với OLM.
- Tiếp theo trên giá đỡ là thiết bị chống sét SA(có tính chất như cầu chì).
- Bên cạnh là 2 bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều 220VAC thành 1 chiều 5A-
24VDC.
- Góc ngoài cùng bên phải hình là thiết bị đo nhiệt độ của tủ. - Ở phía dưới là các áptomat gắn chung trên 1 giá đỡ.
Các modul trên ET200M của CC1.
- Tủ điều khiển CC1 bao gồm 1 bộ CPU S7-400 với 6 modul mở rộng(1 Interface modul ET200M,2 modul DI, 1 modul DO,1 modul AI,1 modul AO)
Các thiết bị trong tủ CC2.
- Góc ngoài cùng bên trái của giá đỡ là OLM(Optical Link Modul) là modul chuyển đổi quang điện, có tác dụng chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu quang để có thể truyền dẫn đi xa (truyền dẫn bằng tín hiệu điện sẽ gây sụt áp trên đường dây,ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu). Một đầu của dây tím được nối vào OLM Modul, 1 đầu được nối với Interface Modul ET200M.
- Tiếp theo trên giá đỡ là thiết bị chống sét SA(có tính chất như cầu chì)
- Bên cạnh là 2 bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều 220VAC thành 1 chiều 5A- 24VDC.Tiếp đến là thiết bị đo nhiệt độ của tủ. Tiếp theo là modul chuyển đổi quang điện OLM.Ở phía dưới là các áptomat gắn chung trên 1 giá đỡ.
- Điều khiển công đoạn này bao gồm: 16 modul mở rộng(2 Interface modul ET200M,7 modul DI, 2 modul DO,4 modul AI,1 modul AO).
- CC1,CC2 sử dụng chung một hệ thống máy chủ.
•Tủ CC3:
- Đây là 1 trong những công đoạn quan trọng nhất của sản xuất xi măng nên hệ thống điều khiển cũng là phức tạp nhất. Đóng vai trò quan trọng nhất trong công
đoạn này chính là hệ thống cân băng định lượng. Bộ điều khiển điều chỉnh tốc độ của băng tải và lưu lượng liệu ở điểm đổ liệu sao cho tương ứng với giá trị đặt. Bộ cảm biến trọng lượng biến đổi trọng lượng nhận được trên băng thành tín hiệu điện đưa về bộ khuếch đại. Điều chỉnh tốc độ bằng biến tần. Hệ thống lọc bụi tĩnh điện ở công đoạn này sử dụng động cơ cỡ lớn khoảng 6KV và được điều khiển bằng 1 bộ PLC S7200 tại điểm đặt.
Thiêt bị trong tủ CC3.
- Các thiết bị phụ trợ bao gồm: 2 bộ chuyển đổi quang điện OLM (trong hình chưa nhìn thấy),1 cầu chì chống sét(trong hình chưa nhìn thấy), 2 bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều 220VAC thành 5A-24VDC, 1 thiết bị đo nhiệt độ tủ điện. - Hệ thống điều khiển bao gồm: 19 modul mở rộng(3 Interface modul ET200M,9
modul DI, 3 modul DO,3 modul AI,1 modul AO)
Thiêt bị trong tủ CC4.
- Góc ngoài cùng bên trái của giá đỡ là 2 OLM(Optical Link Modul) là modul chuyển đổi quang điện,có tác dụng chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu quang để có thể truyền dẫn đi xa.Dây tím là dây tín hiệu điện, được nối 1 đầu với OLM, 1 đầu được nối với Interface Modul ET200M
- Tiếp theo trên giá đỡ là thiết bị chống sét SA(có tính chất như cầu chì)
- Bên cạnh là 2 bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều 220VAC thành 1 chiều 5A- 24VDC dùng để cấp nguồn cho các modul PLC
- Ở phía dưới là các áptomat gắn chung trên 1 giá đỡ - Phía dưới nữa là các cầu đấu.
- Tủ CC3 và CC4 được đặt chung trong một phòng.Vì là khâu sản xuất quan trọng của nhà máy nên 2 tủ điều khiển này không cho phép mất điện.Do đó nguồn cấp cho 2 tủ được nối liên động với nhau. Khi tủ CC3 mất điện thì sẽ được cấp nguồn bởi nguồn của tủ CC4 và ngược lại.Khi 2 tủ CC3,CC4 đều mất nguồn thì máy phát Diesel sẽ được khởi động,cấp nguồn cho 2 tủ.
- Hệ thống điều khiển bao gồm: 1 bộ S7-400 với 29 modul mở rộng(6 Interface modul ET200M,8 modul DI, 3 modul DO,10 modul AI,2 modul AO).
- Góc phía dưới bên phải hình là thiết bị gọi là Y-Link dùng để kết nối 2 đường dẫn Profile Bus thành 1 đường dây.
• Tủ CC5:
Thiêt bị trong tủ CC5.
- 2 bộ chuyển đổi quang điện OLM chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu quang để truyền dẫn được đi xa,1 cầu chì chống sét SA, 2 bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều 220VAC thành 1 chiều 5A-24VDC PS2. Phía dưới là hệ thống áptomat cấp nguồn. Phía dưới nữa là bộ cầu đấu và thiết bị đo nhiệt độ tủ.
- 31 modul mở rộng bao gồm: 6 Interface modul ET200M, 10 modul DI, 3 modul D0, 10 modul AI, 2 modul A0).
- Góc dưới cùng bên phải là 2 thiết bị Y-Link dùng để kết nối tín hiệu Profilebus. f)Tủ CC6:
Thiêt bị trong tủ CC6.
- Thiết bị phụ trợ bao gồm 1 bộ chuyển đổi quang điện OLM để chuyển đổi tín
hiệu điện thành tín hiệu quang dùng cho truyền dẫn đi xa, 1 cầu chì chống sét
SA, 2 bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều 220VAC thành 1 chiều 5A-24VDC
PS2 và 1 thiết bị đo nhiệt độ tủ. Phía dưới là dãy áptomat được gắn trên giá đỡ
và cầu đấu.
- Tủ điều khiển CC5 và CC6 được đặt chung trong 1 phòng điều khiển.Vì là khâu sản xuất quan trọng nên 2 tủ điều khiển này không cho phép mất điện. Nguồn của 2 tủ này được nối liên động với nhau.Trong trường hợp CC5 mất điện thì CC6 sẽ cấp nguồn cho CC5 và ngược lại. Trong trường hợp cả 2 mất điện thì máy phát Diesel sẽ được sử dụng để cấp nguồn cho cả 2 tủ.
- 27 modul mở rộng(3 Interface modul ET200M,8 modul DI, 2 modul DO,12 modul AI,2 modul AO).Các Interface Modul được nối với nhau bằng dây tím và được nối với bộ OLM
•Tủ CC7:
Hệ thống điều khiển CC7 bao gồm 2 tủ điều khiển CC7-1 và CC7-2
Tủ CC7-1:
Thiêt bị trong tủ CC7-1.
- Thiết bị phụ trợ bao gồm 1 bộ chuyển đổi quang điện OLM dùng để truyền dẫn tín hiệu đi xa, dây tím là dây tín hiệu điện, 1 đầu được nối với OLM, 1 đầu được nối với 1 Interface Modul.Bên cạnh là cầu chì chống sét SA.Tiếp theo đó là 2 bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều 220 VAC thành nguồn 1 chiều 5A-24VDC.Tiếp bên cạnh là thiết bị đo nhiệt độ tủ.
- Hệ thống điều khiển bao gồm: 18 modul mở rộng(3 Interface Modul ET200M,8 modul DI, 2 modul DO,4 modul AI,1 modul AO).
Thiêt bị trong tủ CC7-2.
- Tủ CC7-2 bao gồm 17 Modul mở rộng: 2 Interface Modul ET200M,8 modul DI, 2 modul DO,4 modul AI,1 modul AO.
Thiêt bị trong tủ CC8.
- Thiết bị phụ trợ bao gồm 1 bộ chuyển đổi quang điện OLM dùng để truyền dẫn tín hiệu đi xa,dây tím là dây tín hiệu điện, 1 đầu được nối với OLM, 1 đầu được nối với 1 Interface Modul.Bên cạnh là cầu chì chống sét SA.Tiếp theo đó là 2 bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều 220 VAC thành nguồn 1 chiều 5A-24VDC.Tiếp bên cạnh là thiết bị đo nhiệt đọ tủ.Phia dưới là dãy áptomat được gắn trến giá đỡ và cầu đấu.
- Hệ thống điều khiển bao gồm: 18 modul mở rộng(2 Interface Modul ET200M,9 modul DI, 2 modul DO,4 modul AI,1 modul AO).
Thiêt bị trong tủ CC9.
- Thiết bị phụ trợ bao gồm 1 bộ chuyển đổi quang điện OLM để truyền dẫn tín hiệu đi xa, 1 cầu chì chống sét SA, 2 bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều 220VAC thành 1 chiều 5A-24VDC PS02 cấp nguồn cho PLC và 1 thiết bị đo nhiệt độ tủ. Phía dưới là dãy áptomat được gắn trên giá đỡ và cầu đấu.
ET200M trong tủ CC9.
- Phần điều khiển bao gồm 6 modul mở rộng(1 Interface modul ET200M, 2 modul DI, 1 modul DO,1 modul AI,1 modul AO).Cạnh tủ điều khiển có đặt một bộ lưu điện UPS Socomec nhằm cấp nguồn cho tủ trong trường hợp mất điện.
