Để lập trỡnh hệ thống điều kiển cho cụng đoạn nghiền xi măng ta tiến hành theo cỏc bước chớnh sau đõy nhưđó phõn tớch ở chương 3:
- Lập trỡnh liờn động cỏc thiết bị dựng trong hệ thống - Lập trỡnh cỏc mạch vũng điều khiển
4.2.1. Lập trỡnh liờn động cỏc thiết bị dựng trong hệ thống
Tớn hiệu khởi động từ Group sẽ được đưa đến khởi động cỏc động cơ ( cỏc động cơ băng tải vận chuyển ) cỏc động cơ sẽ được khởi động tuần tự cỏc nhau một khoảng thời gian do sử dụng bộ trễ thời gian giữa cỏc động cơ.
Trong thư viện CEMAT ta dựng khối C_GROUP là khối Group, khối C_DRV_1D dựng mụ phỏng động cơ một chiều ở đõy sử dụng nhiều trong cỏc động cơ băng tải.
Khối C_SELECT được sử dụng để lựa chọn lọc bụi ( Động cơ & van ) hoặc lựa chọn hướng vận chuyển liệu ( Van hai ngả C_DAMPER).
Hỡnh 4.1 : Tớn hiệu điều khiển Group_05
Ngoài ra để hoạt động theo đỳng sơđồ liờn động của hệ thống giữa cỏc thiết bị cần cú cỏc tiộn hiệu lien động với nhau.
Nhúm cỏc thiết bị lọc bụi sử dụng khối Select để khởi động động cơ lọc bụi và van. Việc lựa chọn lọc bụi khi đó cú tớn hiệu khởi động từ nhúm.
Hỡnh 4.3 : Lựa chọn lọc bụi 171.BF220
Nhúm cỏc thiết bị cú sử dụng bộ Select và Damper để lựa chọn hướng vận chuyển của liệu
4.2.2. Lập trỡnh cỏc mạch vũng điều khiển
Định lượng Clinker, Gypsum, Additives trước khi đưa vào mỏy nghiền. Ở đõy ta sử dụng cỏc bộđiều khiển PID:
- Ổn định lượng liệu nghiền ( năng suất mỏy nghiền ) - Định lượng Clinker
- Định lượng Thạch cao - Định lượng Phụ Gia
Mạch vũng điều khiển nhưđó nờu ở Chương 4 • Ổn định lượng liệu vào mỏy nghiền
Control_grinding để ổn định lượng liệu vào mỏy nghiền ( ổn định tốc độ động cơ mỏy nghiền ) Lựa chọn năng suất mỏy nghiền thụng qua khối TE_VSLCT (SP_CEMENT_MILL)
Đặt giỏ trị Setpoit được thực hiện từ giao diện vận hành. Khi đó cú giỏ trị đặt của năng suất mỏy nghiền thụng qua hệ thống tớnh toỏn tỉ lệ tương ứng của Clinker, Gypsum, Additives cần thiết để đưa vào mỏy nghiền phự hợp với sản phẩm xi măng cần sản xuất.
Tớn hiệu Setpoit từ ( SP_CEMENT_MILL) được đưa tới kờnh vào của bộ điều khiển PID ( PID_CEMENT_MILL ). Tớn hiệu ra của bộ điều khiển Q_MV được đưa tới khối đo lường hiển thị Measuring ( ME_CEMENT_MILL ).
Hỡnh 4.7 : Khối PID_Cement_mill
• Định lượng Clinker
Hỡnh 4.9 : Định lượng Clinker
Để ổn định lượng Clinker vào mỏy nghiền. Ta sử dụng một bộ điều khiển PID (PID_Clinker ). Giỏ trị Setpoit được tớnh toỏn thụng qua bộ QCX hay bộ % dựa trờn năng suất mỏy nghiền là bao nhiờu và sản phẩm xi măng là loại gỡ.Giỏ trị PV_IN sử dụng khối C_MEASUE. Setpoit sử dụng khối TE_VSLCT (SP_Clinker ). Bộđiều khiển PID sử dụng khối TE_CTRL ( PID_Clinker )
Hỡnh 4.10 : PV_IN clinker và Setpoit Clinker
Hỡnh 4.12 : Khối hiển thị lượng Cliker trờn băng tải 411FW010
• Định lượng Thạch cao
Đểổn định lượng thạch cao vào mỏy nghiền. Ta sử dụng một bộđiều khiển PID (PID_Gypsum ). Giỏ trị Setpoit được tớnh toỏn thụng qua bộ QCX hay bộ % dựa trờn năng suất mỏy nghiền. Nhiệm vụ của bộ này là phõn bổ thành phần phần trăm cỏc nguyờn liệu đầu vào đểổn định chất lượng xi măng theo đỳng yờu cầu cụng nghệ.
Hỡnh 4.15: Khối PID_thạch cao
• Định lượng phụ gia
Hỡnh 4.17 : Định lượng phụ gia
Để ổn định lượng phụ gia vào mỏy nghiền. Ta sử dụng một bộ điều khiển PID (PID_Additives ). Giỏ trị Setpoit được tớnh toỏn thụng qua bộ QCX hay bộ % dựa trờn năng suất mỏy nghiền là bao nhiờu và sản phẩm xi măng là loại gỡ.
Hỡnh 4.18: PV_IN phụ gias và Setpoit phụ gia
Hỡnh 4.20: Khối hiển thị lượng phụ gia trờn băng tải 411FW050
Khõu giỏm sỏt ỏp suất mỏy nghiền
Tớn hiệu đặt ỏp suất mỏy nghiền được đặt trờn hệ thống. Hệ thống sẽ tự đồng điều chỉnh đúng mở van đểđiều ỏp suất vào mỏy nghiền khi cú sự thay đổi lượng liệu vào mỏy nghiền.
Hỡnh 4.21: Khõu điều khiển và giỏm sỏt ỏp xuất mỏy nghiền
4.3. Thiết kế giao diện vận hành :
Giao diện vận hành được thiết kế bằng WinCC. Đõy là phần mềm chuyờn dụng để thiết kế giao diện trong PCS7, trong thư viện của WinCC đó hỗ trợ rất nhiều đối tượng đồ hoạ phự hợp với từng ứng dụng. Cỏc đối tượng này sau khi được thiết kế sẽ được gắn với cỏc biến quỏ trỡnh (Process tag) để trao đổi dữ liệu với PLC. Trong WinCC cú hai loại tag
- Internal tag là cỏc loại tag được tạo ra trong WinCC
- External tag là cỏc loại tag sử dụng để trao đổi giữa WinCC với cỏc đối tượng khỏc.
Để hệ thống giỏm sỏt hiểu được cỏc tớn hiệu từ hiện trường ta cần lien kết cỏc biến quỏ trỡnh vào hệ thống giao diện. WinCC sữ cập nhận cỏc giỏ trị từ hiện trường. Và đồng thời hiển thị cỏc giỏ trị đú lờn trờn giao diện điều khiển. Cỏc giỏ trịđú đường thường xuyờn cập nhõp theo thời gian thực.
Sử dụng cỏc tag của cỏc đối tượng người lập trỡnh cú thể mụ phỏng quỏ trỡnh cụng nghệ diễn ra trờn giao diện vận hành và giỏm sỏt được toàn bộ quỏ trỡnh cụng nghệ cũng như trạng thỏi của cỏc thiết bị trong quỏ trỡnh cụng nghệ.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiờn cứu, luận văn đó giải quyết được những vấn đề sau: - Tỡm hiểu về cụng nghệ sản xuất xi măng dặc biệt là cụng doàn nghiền xi
măng.
- Tỡm hiểu về hệ thống điều khiển quỏ trỡnh: giới thiệu sơ bộ cơ sở, cấu trỳc, lĩnh vực ứng dụng, cỏc vấn đề kỹ thuật.
- Tỡm hiểu khai thỏc ứng dụng phần mềm PCS7 và thư viện Cemat.
- Ứng dụng của PCS7 vào mụ phỏng cụng đoạn vận chuyển và nghiền xi măng.
- Rỳt ra được cỏc kinh nghiệm thực tiễn trong quỏ trỡnh nghiờn cứu làm nền tảng cho cỏc nghiờn cứu, thiết kế sau này.
Cỏc dõy truyền sản xuất xi măng là một dõy chuyền lớn, cú cụng nghệ phức tạp,…Mặc dự tỏc giảđó cố gắng nỗ lực nghiờn cứu, song do hạn chế về thời gian, kinh nghiệm nờn chắc chắn đề tài khụng trỏnh khỏi những thiếu xút. Tỏc giả mong nhận được những chỉ dẫn, ý kiến đúng gúp để hoàn thiện đề tài được tốt hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hoàng Minh Sơn, Mạng truyền thụng cụng nghiệp, NXB khoa học và kĩ
thuật 2004
2. Phan Xuõn Minh - Nguyễn Doón Phước,Tự động hoỏ với SIMATIC S7 300 ,NXB khoa học và kĩ thuật 2004
3. Siemens PCS7 v6.1 software
PCS 7 Document – Siemens AG 2005 4. Siemens NET software
SIMATIC NET 2005 – Siemens AG 2005 5. www.Siemens.com
SIMENS Catalog 2001 – Siemens AG 2001 6. Cemat v6.0 software
Cemat document v6.0 – Siemens AG 2003 7. Flowsheet of Ha Tien 2.2 Cement
8. Master View 850/Master Piece 200
PHỤ LỤC 1. Danh sỏch code thiết bị và tớn hiệu vào ra
Thiết Bị
Code Tín Hiệu Tín Hiệu Địa Chỉ Mô Tả
Group 1
331BE230M01 C01 Local Start NDI
331BE230M01 C02 Local Stop NDI
331BE230M01 C03 Command ON NDI
331BE230M01 C04 Command OFF NDI
331BE230M01 C05 Feed back ON NDI
331BE230M01 C06 Contactor ON NDI
331BE230M01 C07 Motor Runing NDI
331BE230M01 C08 Start NDO
331BE230M01 C09 Over load NDI
331BE230M01 C10 General Fault NDI
331BE230M01 C11 General Warning NDI
331BE230M01 I01 Current NAI
331BE230M01 C12 Reset NDO
Gầu nâng 331.BE230
331BE230M01 S01 Speed NAI
Tiếp nhận Clinker từ băng tải vận chuyển 331.BC230 vμ đổ vμo két chứa Clinker 411.B010
331BC210M01 C13 Local Start NDI
331BC210M01 C14 Local Stop NDI
331BC210M01 C15 Command ON NDI
331BC210M01 C16 Command OFF NDI
331BC210M01 C17 Feed back ON NDI
331BC210M01 C18 Contactor ON NDI
331BC210M01 C19 Motor Runing NDI
331BC210M01 C20 Start NDO
331BC210M01 C21 Over load NDI
331BC210M01 C22 General Fault NDI
331BC210M01 C23 General Warning NDI
331BC210M01 I02 Current NAI
331BC210M01 C24 Reset NDO Băng tải vận chuyển 331.BC210 331BC210M01 S02 Speed NAI Tiếp nhận vμ vận chuyển Clinker từ băng tải 331.BC190 thông qua việc lựa chọn Damper
331.DG195 Hoặc tiếp nhận Clinker từ các băng tải 331.BC170,
331.BC150,331.BC130 bằng cách lạ chọn các Damper 331DG175, 331DG155, 331DG135
331DG195D01 C25 Local Start Direct no.1 NDI 331DG195D01 C26 Local Start Direct no.2 NDI
331DG195D01 C27 Local Stop NDI
331DG195D01 C28 Command OFF NDI
331DG195D01 C29 Feed back ON NDI
331DG195D01 C30 Contactor ON NDI
331DG195D01 C31 Command ON Direct
no.1 NDI
331DG195D01 C32 Command ON Direct
no.2 NDI
331DG195D01 C33 Feed back Position 1 NDI 331DG195D01 C34 Feed back Position 2 NDI
331DG195D01 C35 Running Position 1 NDO
Van chuyển h−ớng 331.DG195
331DG195D01 C36 Running Position 2 NDO
Van chuyển h−ớng 331.DG195 có nhiệm vụ vận chuyển chuyển Clinker đổ xuống băng tải 331BC210 theo tuyến đổ vμo két hoặc đổ xuống băng tải 331BC230 đổ vμo khu vực rút Clinker hoặc khu vực nghiền xi
331DG195D01 C37 Contactor ON Position 1 NDI
331DG195D01 C38 Contactor ON Position 2 NDI
331BC190M01 C39 Local Start NDI
331BC190M01 C40 Local Stop NDI
331BC190M01 C41 Command ON NDI
331BC190M01 C42 Command OFF NDI
331BC190M01 C43 Feed back ON NDI
331BC190M01 C44 Contactor ON NDI
331BC190M01 C45 Motor Runing NDI
331BC190M01 C46 Start NDO
331BC190M01 C47 Over load NDI
331BC190M01 C48 General Fault NDI
331BC190M01 C49 General Warning NDI
331BC190M01 I03 Current NAI
331BC190M01 C50 Reset NDO
Băng tải vận chuyển 331.BC190
331BC190M01 S05 Speed NAI
Băng tải vận chuyển 331.BC190 tiếp nhận Clinker từ cấp liệu rung 331.VF090
331VF090M01 C51 Local Start NDI
331VF090M01 C52 Local Stop NDI
331VF090M01 C53 Command ON NDI
331VF090M01 C54 Command OFF NDI
331VF090M01 C55 Feed back ON NDI
331VF090M01 C56 Contactor ON NDI
331VF090M01 C57 Motor Runing NDI
331VF090M01 C58 Start NDO
331VF090M01 C59 Over load NDI
331VF090M01 C60 General Fault NDI
331VF090M01 C61 General Warning NDI
331VF090M01 I04 Current NAI
331VF090M01 C66 Reset NDO Cấp liệu rung 331.VF090 331VF090M01 S05 Speed NAI Cấp liệu rung 331.VF090 nhận liệu từ Hopper
331BF080M02 C01 Local Start NDI
331BF080M02 C02 Local Stop NDI
331BF080M02 C03 Command ON NDI
331BF080M02 C04 Command OFF NDI
331BF080M02 C05 Feed back ON NDI
331BF080M02 C06 Contactor ON NDI
331BF080M02 C07 Motor Runing NDI
331BF080M02 C08 Start NDO
331BF080M02 C09 Over load NDI
331BF080M02 C10 General Fault NDI
331BF080M02 C11 General Warning NDI
331BF080M02 I01 Current NAI
331BF080M02 C13 Reset NDO
Lọc bụi 331.BF080
331BF080M02 S01 Speed NAI
Lọc bụi 331.BF080 lμ lọc bụi tay áo hút bụi trên Hopper, 331.VF090, 331.BC190
331BF200M02 C14 Local Start NDI
331BF200M02 C15 Local Stop NDI
331BF200M02 C16 Command ON NDI
331BF200M02 C17 Command OFF NDI
331BF200M02 C18 Feed back ON NDI
Lọc bụi 331.BF200
331BF200M02 C19 Contactor ON NDI
Lọc bụi 331.BF200 hút bụi trên các băng tải
331.BC190, 331.BC210, 331BC230
331BF200M02 C20 Motor Runing NDI
331BF200M02 C21 Start NDO
331BF200M02 C22 Over load NDI
331BF200M02 C23 General Fault NDI
331BF200M02 C24 General Warning NDI
331BF200M02 I02 Current NAI
331BF200M02 C26 Reset NDO
331BF200M02 S02 Speed NAI
Group 2
331BC300M01 C01 Local Start NDI
331BC300M01 C02 Local Stop NDI
331BC300M01 C03 Command ON NDI
331BC300M01 C04 Command OFF NDI
331BC300M01 C05 Feed back ON NDI
331BC300M01 C06 Contactor ON NDI
331BC300M01 C07 Motor Runing NDI
331BC300M01 C08 Start NDO
331BC300M01 C09 Over load NDI
331BC300M01 C10 General Fault NDI
331BC300M01 C11 General Warning NDI
331BC300M01 I01 Current NAI
331BC300M01 C13 Reset NDO
Băng tải vận chuyển 331.BC300
331BC300M01 S01 Speed NAI
Băng tải vận chuyển 331.BC300 lμ băng tải một chiều vận chuyển Clinker ra khu nghiền xi măng cũ
331BC270M01 C14 Local Start NDI
331BC270M01 C15 Local Stop NDI
331BC270M01 C16 Command ON NDI
331BC270M01 C17 Command OFF NDI
331BC270M01 C18 Feed back ON NDI
331BC270M01 C19 Contactor ON NDI
331BC270M01 C20 Motor Runing NDI
331BC270M01 C21 Start NDO
331BC270M01 C22 Over load NDI
331BC270M01 C23 General Fault NDI
331BC270M01 C24 General Warning NDI
331BC270M01 I02 Current NAI
331BC270M01 C26 Reset NDO
Băng tải vận chuyển 331.BC270
331BC270M01 S02 Speed NAI
Băng tải vận chuyển 331.BC270 lμ băng tải một chiều tiếp nhận Clinker từ băng tải 331.BC250 vμ đổ vμo van chuyển huớng Damper 331.DG295
331BC250M01 C27 Local Start NDI
331BC250M01 C28 Local Stop NDI
331BC250M01 C29 Command ON NDI
331BC250M01 C30 Command OFF NDI
331BC250M01 C31 Feed back ON NDI
331BC250M01 C32 Contactor ON NDI
331BC250M01 C33 Motor Runing NDI
331BC250M01 C34 Start NDO
331BC250M01 C35 Over load NDI
331BC250M01 C36 General Fault NDI
331BC250M01 C37 General Warning NDI
331BC250M01 I03 Current NAI
331BC250M01 C39 Reset NDO
Băng tải vận chuyển 331.BC250
331BC250M01 S03 Speed NAI
Băng tải vận chuyển 331.BC250 lμ băng tải một chiều tiếp nhận Clinker từ băng tải 331.BC230 vμ đổ vμo băng tải 331.BC270
331BC230M01 C41 Local Stop NDI
331BC230M01 C42 Command ON NDI
331BC230M01 C43 Command OFF NDI
331BC230M01 C44 Feed back ON NDI
331BC230M01 C45 Contactor ON NDI
331BC230M01 C46 Motor Runing NDI
331BC230M01 C47 Start NDO
331BC230M01 C48 Over load NDI
331BC230M01 C49 General Fault NDI
331BC230M01 C50 General Warning NDI
331BC230M01 I04 Current NAI
331BC230M01 C52 Reset NDO chuyển 331.BC230 331BC230M01 S04 Speed NAI tải 331.BC190 bằng cách lựa chọn Damper 331.DG195 hoặc nhận Clinker đổ từ các băng tải 331.BC170,331.BC150, 331.BC130 bằng cách lựa chọn các Damper 331.DG175, 331,DG155,331.DG135
331DG195D01 C25 Local Start Direct no.1 NDI 331DG195D01 C26 Local Start Direct no.2 NDI
331DG195D01 C27 Local Stop NDI
331DG195D01 C28 Command OFF NDI
331DG195D01 C29 Feed back ON NDI
331DG195D01 C30 Contactor ON NDI
331DG195D01 C31 Command ON Direct
no.1 NDI
331DG195D01 C32 Command ON Direct
no.2 NDI
331DG195D01 C33 Feed back Position 1 NDI 331DG195D01 C34 Feed back Position 2 NDI
331DG195D01 C35 Running Position 1 NDO
331DG195D01 C36 Running Position 2 NDO
331DG195D01 C37 Contactor ON Position 1 NDI Van chuyển
h−ớng 331.DG195
331DG195D01 C38 Contactor ON Position 2 NDI
Van chuyển h−ớng
331.DG195 có nhiệm vụ vận chuyển chuyển Clinker đổ xuống băng tải 331BC210 theo tuyến đổ vμo két hoặc đổ xuống băng tải 331BC230 đổ vμo khu vực rút Clinker hoặc khu vực nghiền xi
331BC190M01 C39 Local Start NDI
331BC190M01 C40 Local Stop NDI
331BC190M01 C41 Command ON NDI
331BC190M01 C42 Command OFF NDI
331BC190M01 C43 Feed back ON NDI
331BC190M01 C44 Contactor ON NDI
331BC190M01 C45 Motor Runing NDI
331BC190M01 C46 Start NDO
331BC190M01 C47 Over load NDI
331BC190M01 C48 General Fault NDI
331BC190M01 C49 General Warning NDI
331BC190M01 I03 Current NAI
331BC190M01 C50 Reset NDO
Băng tải vận chuyển 331.BC190
331BC190M01 S05 Speed NAI
Băng tải vận chuyển 331.BC190 tiếp nhận Clinker từ cấp liệu rung 331.VF090
331VF090M01 C51 Local Start NDI
331VF090M01 C52 Local Stop NDI
331VF090M01 C53 Command ON NDI
331VF090M01 C54 Command OFF NDI
331VF090M01 C55 Feed back ON NDI
331VF090M01 C56 Contactor ON NDI
Cấp liệu rung 331.VF090
331VF090M01 C57 Motor Runing NDI
Cấp liệu rung 331.VF090 nhận liệu từ Hopper
331VF090M01 C58 Start NDO
331VF090M01 C59 Over load NDI
331VF090M01 C60 General Fault NDI
331VF090M01 C61 General Warning NDI
331VF090M01 I04 Current NAI
331VF090M01 C66 Reset NDO
331VF090M01 S05 Speed NAI
331DG295D01 C53 Local Start Direct no.1 NDI 331DG295D01 C54 Local Start Direct no.2 NDI
331DG295D01 C55 Local Stop NDI
331DG295D01 C56 Command OFF NDI
331DG295D01 C57 Feed back ON NDI
331DG295D01 C58 Contactor ON NDI
331DG295D01 C59 Command ON Direct
no.1 NDI
331DG295D01 C60 Command ON Direct
no.2 NDI
331DG295D01 C61 Feed back Position 1 NDI 331DG295D01 C62 Feed back Position 2 NDI
331DG295D01 C63 Running Position 1 NDO
331DG295D01 C64 Running Position 2 NDO
331DG295D01 C65 Contactor ON Position 1 NDI Van chuyển
h−ớng 331.DG295
331DG295D01 C66 Contactor ON Position 2 NDI
Van chuyển h−ớng 331.DG295 nhận Clinker đổ từ băng tải 331.BC270 vμ đổ xuống băng tải 331.BC300 hoặc chuyển Clinker xuống khu rút Clinker cũ
331BF260M02 C67 Local Start NDI
331BF260M02 C68 Local Stop NDI
331BF260M02 C69 Command ON NDI
331BF260M02 C70 Command OFF NDI
331BF260M02 C71 Feed back ON NDI
331BF260M02 C72 Contactor ON NDI
331BF260M02 C73 Motor Runing NDI
331BF260M02 C74 Start NDO
331BF260M02 C75 Over load NDI
331BF260M02 C76 General Fault NDI
331BF260M02 C77 General Warning NDI
331BF260M02 I05 Current NAI
331BF260M02 C79 Reset NDO
Lọc bụi 331.BF260
331BF260M02 S05 Speed NAI
Lọc bụi 331.BF260 lμ lọc bụi tay áo hút bụi trên băng tải 331.BC270 vμ băng tải 331.BC250
331BF240M02 C80 Local Start NDI
331BF240M02 C81 Local Stop NDI
331BF240M02 C82 Command ON NDI
331BF240M02 C83 Command OFF NDI