Trong Mimic cỏc phần của cụng đoạn được đại diện bằng cỏc hỡnh thể tiếp nối với cỏc loại vật liệu và lưu lượng khớ.
Mỗi mụtơ, van mở-ngắt…được hiển thị thụng tin về 256 tỡnh trạng khỏc nhau như: chạy, dừng, bỏo lỗi, tại chỗ, bỡnh thường mở ngắt…
Mỗi thụng tin trạng thỏi được hiển thị mầu được miờu tả nguyờn văn trờn vị trớ vận hành.
Cỏc giỏ trị Analog được hiển thị cỏc mầu khỏc nhau tương ứng với cỏc mầu bỏo động bằng số hoặc bằng mụ hỡnh cỏc thanh.
Cỏc đường cong hướng cho cỏc giỏ trị kiểm soỏt cú thể được đưa vào hiển thị mimic.
b.Hiển thị start-up (Start-up dislay)
Cỏc mimc đặc biệt được thiết kế để khởi động, dừng cỏc nhúm thiết bị qua cỏc chương trỡnh điều khiển PLC cựng cỏc thụng tin về bỏo động khoỏ kiờn động cho cỏc nhúm dừng và khởi động.
c.Hiển thị vũng PID (PID loop dislay)
Việc điều khiển vũng cựng với thực đơn bộ điều khiển và hỡnh ảnh đường cong điều khiển dựa trờn 3 chế độ vận hành:
Chế độ Auto
Chế độ Manual
Chế độ - Force down
Việc điều khiển vũng được thực hiện từ cỏc cửa sổ popup (PID Faceplate) sử dụng chuột cựng với cỏc hỡnh thể trong PID Faceplate. Faceplate hiển thị điểm đặt, đầu vào quỏ trỡnh, đầu ra bộ điều khiển và cú thể nhập vào sơ đồ mimic.
Cỏc thụng tin về bỏo động quỏ trỡnh và hệ thống cú thể xảy ra cựng với thời gian xuất hiện.
Mỗi tớn hiệu Analog cú thể trờn 10 mức khỏc nhau. Mỗi mức đại diện cho 1 bỏo động.
Trong PLC, mỗi bỏo động được đỏnh dấu thời gian tại thời điểm ghi và xoỏ, cho phộp phõn tớch bỏo động cỏc mỏy đơn hoặc phõn xung.
e.Cỏc đường cong về hướng
Cung cấp thụng tin về năng suất mỏy múc và quỏ trỡnh trong thời kỡ và so sỏnh sự phỏt triển cỏc giỏ trị quỏ trỡnh khỏc nhau cựng với cỏc dữ liệu thực tế và dữ liệu đó qua.
Xỏc định cỏc nhúm cựng với 4 đường cong dữ liệu kiểm soỏt.
Cỏc đuờng cong đó qua và đường cong tại thời gian thực tế (hiện tại).
f.Bỏo cỏo
Cỏc bỏo cỏo quỏ trỡnh chứa đựng 16 giỏ trị điểm khỏc nhau về giỏ trị vận hành như sản phẩm, mức tiờu tốn nguyờn, nhiờn liệu… được bỏo cỏo trong 24 h.
Bỏo cỏo thỏng hoặc giỏ trị trung bỡnh ngày, bỏo cỏo năm với tớnh toỏn thỏng hoặc giỏ trị trung bỡnh thỏng, số giờ làm việc liờn tục của thiết bị.
Cỏc bỏo cỏo về bỏo động (lỗi).
Cỏc bỏo cỏo về sự kiện xảy ra.
Bỏo cỏo về hướng cựng với 4 đường cong.
III.4.4.Giỏm sỏt và điều khiển FLF-ECS Expert III.4.4.1.Thiết bị cho tối ưu hoỏ qquỏ trỡnh bao gồm
Một mỏy tớnh chủ với bộ nhớ 128 Mbyte dung tớch ổ cứng 10 Gbyte màn hỡnh mầu 21 inch chuột và bàn phớm.
Một mỏy in laze.
III.4.4.2.Điều khiển lũ nung
Một mụđun phần mềm điều khiển lũ FLS- ECS/FuzzyExpert, hiệu FLSA: điều khiển giỏm sỏt lũ nung khi lũ đó nạp tới 70% năng suất nhằm ổn định lũ nung, chất lượng Clinker, kinh tế về nguyờn liệu và sản phẩm tối đa dựa trờn mức.
Nhúm điều khiển zon nung:
Xử lý tổn thỏt gạh chịu lửa.
ổn định vận hành.
Chất lượng Clinker tốt.
Sản phẩm tối đa.
Nhúm điều khiển quỏ trỡnh chỏy gồm:
Mức CO đỳng.
Mức O2 đỳng.
Tiết kiệm về nhiờn liệu với nhiệt độ khớ gas thải ra là là nhỏ nhất. Nhúm điều khiển điểm đặt dẫn động:
Tốc độ lũ.
Cấp liệu lũ nung.
Nhiờn liệu tới lũ.
Tốc độ quạt khớ thải.
Khỏc…
III.4.4.3.Điều khỉển khởi động lũ
Mụđun phần mềm điều khiển khởi động lũ FLS-ECS/fuzzy Expert hiệu FLSA: điều khiển và giỏm sỏt lũ nung từ khi cấp liệu cho đến khi cấp liệu đạt 70%năng suất, dựa vào:
a.Nhúm điều khiển khởi động lũ bao gồm cỏc mục tiờu:
Làm tăng tốc độ lũ và cấp liệu lũ nung tới mức sản xuất mong muốn.
Điều khiển tiờu tốn nhiệt (kcal/tấn Clinker) trong phần nung theo chức năng.
Điều khiển điểm đặt nhiệt độ cho Calciner theo chức năng.
b.Điều khiển điểm đặt nhiệt độ cho cỏc dẫn động
Tốc độ lũ
Cấp liệu lũ
Nhiờn liệu cấp cho lũ
III.4.4.4.Điều khiển mỏy làm nguội
Mụđun phần mềm FLS - ECS/fuzzy Expert điều khiển mỏy làm nguội nhón hiệu FLSA bao gồm:
Việc điều khiển mỏy làm nguội nhằm đặt được lớp Clinker ổn định, nhiệt độ giú 2 và giú 3 ổn định và đạt tối đa, tối ưu hoỏ lượng giú làm mỏt, dựa vào:
Nhúm điều khiển mỏy làm nguội clinker bao gồm những mục tiờu sau:
Điều khiển dũng chảy.
ổn định ỏp suất dưới ghi.
ổn định lượng giú 2 và giú 3.
Tối ưu hoỏ lượng giú làm mỏt.
Những mục tiờu mới do khỏch hàng quy định.
Điều khiển điểm đặt cho cỏc dẫn động:
ỏp suất ghi số 1.
Tốc độ cỏc ghi.
Lưu lượng giú của tất cả cỏc quạt.
Khỏc…
III.4.4.5.Điều khiển mỏy nghiền xi măng
Mụđun phần mềm FLS-ECS/FuzzyExpert điều khiển mỏy nghiền mang nhón hiệu FLSA bao gồm:
Việc điều khiển mỏy phõn ly trong giai đoạn nghiền xi măng nhằm đạt được chất lượng xi măng (hoạt tớnh cường độ, hàm lượng SO3) và sản lượng tối đa dựa trờn:
Nhúm điều khiển mỏy nghiền xi măng gồm cỏc mục đớch sau:
Sản phẩm tối đa và lượng quay lại mỏy nghiền tối thiểu.
Những mục tiờu do khỏch hang xỏc định.
Điều khiển điểm đặt cho cỏc dao động:
Tốc độ mỏy phõn ly
Cấp liệu mới tois may nghiền
Khỏc…
III.4.4.6.Mỏy quột Scanner
Hệ thống được trang bị một mỏy quột nhiệt độ vỏ lũ nung để giỏm sỏt theo dừi nhiệt độ vỏ lũ gạch chịu lửa. Thiết bị Scanner là một mỏy quột tia hồng ngoại tốc độ cao để đo nhiệt độ vỏ lũ nung. Cứ mỗi vũng quay của lũ, toàn bộ hỡnh ảnh nhiệt độ vỏ lũ thu được về với 1 hỡnh chữ nhật 20-30cm (gần cỡ 1 viờn gạch) trờn màn hỡnh mỏy tớnh.
Mỏy quột Scanner khụng chỉ là 1 thết bị bỏo động đỏng tin cậy mà cũn sử dụng để đỏnh giỏ tỡnh hỡnh gạch chịu lửa lỏt trong lũ, tức là xỏc định mức độ hao mũn lút cũng như phỏt hiện và mức độ cỏc mảng núng phỏt triển, độ dày của lớp lút bảo vệ và hỡnh dạng của vũng đỡ lũ, mức độ vựng đốt, giỳp cho người vận hành CCR cú giải phỏp phự hợp nhằm trỏnh hư hại lớn cho lớp lút và duy trỡ lũ nung tiếp tục hoạt động dài ngày cú hiệu quả.
Một mỏy tớnh PC bộ nhớ 118 Mbyte dung tớch ổ cứng 10 Gbyte, màn hỡnh 21 inch chuột, bàn phớm và mỏy in mầu được lắp đặt trong phũng điều khiển trung tõm để theo dừi và giỏm sỏt nhiệt độ vỏ lũ.
Chương 2
hệ SLC500 của allen - bradly
(Small Logic Controller)
I.Tổng quan về PLC I.1.Giới thiệu về PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trỡnh được (khả trỡnh) cho phộp thực hiện linh hoạt cỏc thuật toỏn điều khiển lụgic thụng qua một ngụn ngữ lập trỡnh. Người sử dụng cú thể lập trỡnh để thực hiện một loạt trỡnh tự cỏc sự kiện. Cỏc sự kiện này được kớch hoạt bởi tỏc nhõn kớch thớch (cổng vào) tỏc động vào PLC hoặc qua cỏc hoạt động cú trễ như thời gian định thỡ hay cỏc sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kớch hoạt thật sự, nú bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bờn ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trỡnh sẽ liờn tục “lặp” trong chương trỡnh do “người sử dụng lập ra” chờ tớn hiệu ở cổng vào và xuất tớn hiệu ở cổng ra tại cỏc thời điểm lặp đó lập trỡnh.
Để khắc phục những nhựoc điểm của bộ điều khiển dựng dõy nối (Relay) người ta đó chế tạo bộ PLC nằm thỏa món cỏc yờu cầu sau:
Lập trỡnh dễ dàng, ngụn ngữ lập trỡnh dễ học.
Gọn nhẹ, dễ bảo quản, sửa chữa.
Dung lượng bộ nhớ lớn cú thể chứa được những chương trỡnh phức tạp.
Hoàn toàn tin cậy trong mụi trường cụng nghiệp.
Giao tiếp được với cỏc thiết bị thụng minh khỏc như: mỏy tớnh PC, nối mạng với cỏc PLC khỏc, cỏc Module mở rộng.
Hiệu quả kinh tế cao khi ỏp dụng cho cỏc hệ thống lớn, hệ thống phức tạp. Cỏc thiết kế đầu tiờn là nhằm thay thế cho cỏc phần cứng Relay dõy nối và cỏc logic thời gian. Tuy nhiờn, bờn cạnh đú việc đũi hổi tăng cừơng dung lượng nhớ và tớnh dễ dàng cho PLC mà vẫn đảm bảo được tốc độ xử lý cũng như giỏ cả… Chớnh điều này đó gõy ra sự quan tõm sõu sắc đến việc sử dụng PLC trong cụng nghiệp. Cỏc tập lệnh nhanh chúng đi từ logic đơn giản đến cỏc lệnh phức tạp, sau đú là chức chức năng làm toỏn trờn cỏc mỏy tớnh lớn…Sự phỏt triển cỏc mỏy tớnh dẫn đến cỏc bộ PLC cú dung lượn lớn, số lượng I/O nhiều hơn.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trỡnh là đơn vị cơ bản cho quỏ trỡnh điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xỏc định bởi một chương trỡnh. Chương trỡnh này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thự hiện việc điều khiển dựa vào chương trỡnh này. Như vậy nộu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trỡnh cụng nghệ, ta chỉ cần thay dổi chương trỡnh bờn trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cỏch dễ dàng mà khụng cần một sự can thiệp vật lý nào so với cỏc bộ dõy nối hay Relay.
I.2.Cấu trỳc, hoạt động của PLC I.2.1.Cấu trỳc
Để cú thể thực hiện được chương trỡnh điều khỉển, PLC phải cú tớnh năng như một mỏy tớnh, nghĩa là phải cú một bộ xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trỡnh điều khiển, dữ liệu RAM (cú thể mở rộng thờm một số bộ nhớ ngoài
EPROM), và cỏc cổng vào ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đổi thụng tin với mụi trường xung quanh. Và để phục vụ cho cỏc bài toỏn điều khiển lớn PLC cũn cần phải cú thờm cỏc khối chức năng đặc biệt như bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer)…và những khối hàm chuyờn dụng.
Bờn cạnh đú, một bộ PLC hoàn chỉnh cũn đi kốm thờm một đơn vị lập trỡnh bằng tay (Console) hay bằng mỏy tớnh. Hầu hết cỏc đơn vị lập trỡnh đơn giản đều cú đủ RAM để chứa đựng chương trỡnh dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị lập trỡnh là đơn vị xỏch tay, RAM thường là loại CMOS cú pin dự phũng, chỉ khi nào chương trỡnh đó được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thỡ nú mới truyền sang bộ nhớ PLC. Đối với cỏc PLC lớn thường lập trỡnh trờn mỏy tớnh nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trỡnh. Cỏc đơn vị lập trỡnh nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS485…
I.2.2.Nguyờn lý hoạt động PLC
Đơn vị xử lý trung tõm (CPU):
CPU điều khiển cỏc hoạt động bờn trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trỡnh được chứa trong bộ nhớ, sau đú sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trỡnh, sẽ đúng hay ngắt cỏc đầu ra. Cỏc trạng thỏi đầu ra ấy được phỏt tới cỏc thiết bị liờn kết để thực thi. Và toàn bộ cỏc hoạt động thực thi đú đều phụ thuộc vào chương trỡnh điều khiển được lưu giữ trong bộ nhớ.
Hệ thống Bus:
Hệ thống Bus là tuyến để dựng truyền tớn hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tớn hiệu song song:
Address Bus: Bus địa chỉ dựng để truyền địa chỉ đến cỏc cỏc Module khỏc nhau.
Data Bus: Bus dựng để truyền dữ liệu.
Control Bus: Bus điều khiển dựng để truyền cỏc tớn hiệu và điều khiển đồng bộ cỏc hoạt động trong PLC.
Trong PLC cỏc số liệu được trao đổi giữa bộ xử lý và cỏc module vào ra thụng qua Data Bus, Address Bus và Control Bus. Data Bus gồm 8 đường, ở cựng thời điểm cho phộp truyền 8 bit của 1 byte một cỏc đồng thời hay song song.
Nếu một Module đầu vào nhận được địa chỉ của nú trờn Address Bus, nú sẽ chuyển tất cả trạng thỏi đầu vào của nú vào Data Bus. Nếu 1 địa chỉ Byte của 8 đầu ra xuất hiện trờn Address Bus, Module đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data Bus. Control Bus sẽ chuyển cỏc tớn hiệu điều khiển vào theo dừi chu trỡnh hoạt động của PLC.
Cỏc địa chỉ và số liệu được chuyển lờn cỏc Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế.
Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thụng tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O. Bờn cạnh đú, CPU được cung cấp 1 xung Clock cú tần số từ 1- 8 MHZ. Xung này quyết
định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp cỏc yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống.
Bộ nhớ.
PLC thường yờu cầu bộ nhớ trong cỏc trường hợp: + Làm bộ định thời cho cỏc kờnh trạng thỏi I/O.
+ Làm bộ đệm trạng thỏi chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi cỏc Relay.
Mỗi lệnh của chương trỡnh cú một vị trớ riờng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trớ trong bộ nhớ đều đựợc đỏnh số, những số này chớnh là địa chỉ trong bộ nhớ.
Địa chỉ của từng ụ nhớ sẽ được trỏ đến bởi 1 bộ đếm địa chỉ ở bờn trong bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý sẽ tăng giỏ trị trong bộ đếm này lờn một trước khi xử lý tiếp theo. Với một địa chỉ mới, nội dung của ụ nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, quỏ trỡnh này gọi là quỏ trỡnh đọc.
Bộ nhớ bờn trong PLC được tạo bởi cỏc vi mạch bỏn dẫn, mỗi vi mạch này cú khả năng chứa 2000- 16000 dũng lệnh, tựy thuộc loại vi mạch . Trờn PLC cỏc bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng.
Bộ nhớ bờn trong (Random Access Memory) cú thể nạp chương trỡnh, thay đổi hay xúa bỏ nội dung bất kỡ lỳc nào. Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện bị mất. Để trỏnh tỡnh trạng này cỏc PLC đều được trang bị 1 pin khụ, cú khả năng cung cấp lượng dự trữ cho RAM từ vài thỏng đến vài năm. Trong thực tế RAM được dựng để khởi tạo và kiểm tra chương trỡnh. Khuynh hướng hiện nay dựng CMOSRAM nhờ khả năng tiờu thụ thấp và tuổi thọ lớn.
EPROM (Electriccally Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sử dụng bỡnh thường chỉ cú thể đọc chứ khụng ghi nội dung vào được. Nội dung của EPROM khụng bị mất khi mất nguồn, nú được gắn sẵn trong mỏy, đó được nhà sản xuất nạp và chứa hệ điốu hành sẵn. Nếu người sử dụng muốn mở rộng bộ nhớ thỡ chỉ dựng thờm EPROM gắn bờn trong PLC. Trờn PG (Programer) cú sẵn chỗ ghi và xúa EPROM.
Mụi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong mỏy lập trỡnh. Đĩa cứng hoặc đĩa mềm cú dung lượn lớn nờn thường được dựng để lưu những chương trỡnh lớn trong một thời gian dài.
Kớch thước bộ nhớ:
Cỏc loại PLC nhỏ cú thể chứa từ 300- 1000 dũng lệnh tựy thuộc vào cụng nghệ chế tạo.
Cỏc loại PLC loại lớn cú kớch thức từ 1K- 16K cú khả năng chứa từ 2000-16000 dũng lệnh.
Ngoài ra cũn cho phộp gắn thờm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM.
Cỏc ngừ vào ra I/O:
Cỏc đường tớn hiệu từ bộ cảm biến được nối vào cỏc Module (cỏc đầu vào cảu PLC), cỏc cơ cấu chấp hành được nối với cỏc Module ra (cỏc đầu ra cảu PLC).
Hầu hết PLC cú điện ỏp hoạt động bờn trong là 5V, tớn hiệu xử lý là 12/24VDC hoặc 100/240VAC.
Mỗi đơn vị I/O cú duy nhất một địa chỉ , cỏc hiển thị trạng thỏi của cỏc kờnh I/O được cung cấp bởi cỏc đốn LED trờn PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động