Cấu trúc hệ thống điều khiển

II .Quy trình công nghệ nhà máy

1. Hệ thống điều khiển & đo lường nhà máy

1.3 Cấu trúc hệ thống điều khiển

Chi tiết cấu trúc hệ thống điều khiển nhà máy được mô tả trong các bản vẽ thiết kế kĩ thuật, như dưới hình 1.2321wqa

1.4 Các giao thức truyền thông được sử dụng trong HTĐK nhà máy

Các giao thức truyền thông được sử dụng nhằm đáp ứng nhu cầu kết nối truyền số liệu giữa các thiết bị, các trạm điều khiển, trạm vận hành. Cụ thể:

Ethernet : Kết nối giữa các máy tính vận hành với bộ điều khiển SIMATIC S7 300 và các màn hình giao diện cảm ứng HMI cũng như các tủ điều khiển .

Profibus-DP: Kết nối giữa các bộ điều khiển, các trạm vào ra phân tán toàn nhà máy.

2. Cấu tạo hệ thống điều khiển tập trung cụm sàng 2,5 triệu tấn 2.1 Phần cứng

Trình tự vận hành, kiểm tra thiết bị thuộc hệ thống điều khiển khu vực xưởng tuyển:

 Thao tác tủ hạ áp 1.2.2 cấp nguồn cho hệ thống điều khiển.

 Thao tác tủ nguồn 1 cấp nguồn cho hệ thống điều khiển, hệ thống thông tin liên lạc.

 Thao tác cấp nguồn tại các tủ điều khiển.

 Kiểm tra các đèn báo nguồn 220VAC, 24VDC, các đèn báo trạng thái.

Hình 3.2. Các đèn báo trên cánh tủ nguồn

Ghi chú: Hệ thống điều khiển sử dụng bộ nguồn dự phòng UPS Santak C3K_E nên sẽ liên tục được cấp nguồn. Chỉ cắt nguồn của hệ thống trong trường hợp cần sửa chữa.

Hình 3.3. Các đèn báo trên cánh tủ điều khiển

 Kiểm tra các đèn báo trên các bộ điều khiển, trạm vào/ra phân tán

 Nếu các bước trên đã được thực hiện và hệ thống điều khiển sẵn sàng hoạt động thì kết hợp kiểm tra các thiết bị đóng cắt cấp nguồn cho động cơ (tủ hạ áp 380VAC, tủ biến tần…).

 Khởi động các máy tính vận hành (Server, Client, ES). Lưu ý: các máy tính này sẽ được vận hành thường xuyên, chỉ tắt máy trong trường hợp cần sửa chữa hay bảo dưỡng.

2.2 Phần mềm giao diện

Mục này sẽ hướng dẫn cách thao tác trên máy tính vận hành, cho phép nhân viên vận hành điều khiển, giám sát toàn bộ hệ thống.

Các Toolbar và Menu với các phím chức năng.

Các nút ấn tạo đường dẫn đến các trang công nghệ khác.

Các trang công nghệ có thể được giám sát từ phòng điều khiển trung tâm:

 Trạm bơm nước và bể cô đặc

 Khu xử lý lọc ép bùn nước

 Trạm truyền tải khe tam

Các trang giao diện này cho phép nhân viên vận hành quan sát trạng thái, thông số làm

Hình 3.6 là hộp thoại cho phép điều khiển các thiết bị có biến tần điều khiển công suất, bao gồm các thao tác:  Chạy.  Dừng.  Đặt tần số.  Reset, xác nhận sự cố nếu có.

Hộp thoại này cũng cung cấp các thông tin về tần số đặt và tần số phản hồi của động cơ.

Hình 3.7 là hộp thoại cho phép điều khiển các thiết bị đóng cắt trực tiếp, bao gồm các thao tác

 Chạy.

 Dừng.

 Reset, xác nhận sự cố nếu có.

Hình 3.5. Các trang giao diện các khu vực công nghệ trong nhà máy.

Hộp thoại cung cấp thông tin về chế độ hoạt động và trạng thái hiện tại của động cơ.

Hình 3.7. Hộp thoại điều khiển các thiết bị đóng cắt trực tiếp.

 Hộp thoại hình 3.8 thông báo các thông điệp vận hành bao gồm các cảnh báo, sự cố, các yêu cầu xác nhận từ phía nhân viên vận hành.

3. TRÌNH TỰ KHỞI ĐỘNG

Trước khi khởi động chạy nhà máy phải đảm bảo bể cô đặc, bể nước công nghệ ở trạng thái có đầy nước, thùng chứa huyền phù tự sinh ở trạng thái đầy, công tác pha keo tụ đã được chuẩn bị xong và các băng tải kết nối từ mỏ về nhà máy ở trạng thái sẵn sàng hoạt động.

3.1.1. Trình tự khởi động khâu sàng tuyển than

3.1.1.1. Trường hợp không tuyển mà chỉ nghiền than don xô trong hệ thống sàng tuyển đầu tư mới

a/ Trình tự khởi động

Khởi động băng tải 121Băng tải 413Máy nghiền 412a, 412bBăng tải 120bBăng tải 120aBăng tải 119Băng tải 111Sàng kiểm tra 118a&118bSàng phân loại 110a&110bBăng tải 116Băng tải 115Máy đập trục răng 114Băng tải 113Băng tải 112Băng tải 108aMáy cấp liệu 107a&107bMáy hút sắt 109Băng tải 104 (trường hợp cấp than don xô từ kho sự cố khởi động máng cào chất tải 105)Băng tải 101 (Khi các băng tải T06, Băng tải T05, Băng tải T04, Băng tải T03b, Băng tải T03a, Băng tải T02, Băng tải T01 thuộc hệ thống điều khiển của tuyến băng tải đã hoạt động)

b/ Yêu cầu điều khiển liên động

+ Khi máy sàng kiểm tra 118a&118b, sàng phân loại 110a&110b bị dừng hoạt động (hoặc sự cố) thì băng tải 108, máy cấp liệu 107a, 107b phải tự động dừng.

+ Khi máy đập trục răng 114 bị dừng hoạt động (hoặc sự cố) thì các thiết bị phía trước tự động dừng.

+ Khi máy nghiền 412a, 412b bị dừng hoạt động (hoặc sự cố) thì chạy khởi động băng tải 120dBăng tải 122Băng tải 123 và than don xô được chuyển từ băng tải 120a sang băng tải 120d.

3.1.1.2. Trường hợp tuyển than don xô trong hệ thống sàng tuyển đầu tư mới

a/ Trình tự khởi động

+ Trong trường hợp không lấy than cục: Khởi động băng tải 121Băng tải 413Máy nghiền 412a, 412bBăng tải 410bSàng rung rửa than 402a, 402bBăng tải 408Sàng rung rửa đá 403a, 403bMáy tuyển HPTS 401a&401bBơm nước tuần hoàn 507a &507bBơm HPTS 405a&405bBơm HPTS 407a&407bBăng tải 304Máy cấp liệu 303a&303bBăng tải 301aBăng tải 120cBăng tải 119Băng tải 111Sàng kiểm tra 118a&118bSàng phân loại 110a&110bBăng tải 116Băng tải 115Máy đập trục răng 114Băng tải 113Băng tải 112Băng tải 108aMáy cấp liệu 107a&107bMáy hút sắt 109Băng tải 104 (trường hợp cấp than don xô từ kho sự cố khởi động máng cào chất tải 105)Băng tải 101 (Khi các băng tải T06, Băng tải T05, Băng tải T04, Băng tải T03b, Băng tải T03a, Băng tải T02, Băng tải T01 thuộc hệ thống điều khiển của tuyến băng tải đã hoạt động).

+ Trong trường hợp lấy than cục: Khởi động sàng kiểm tra 414Băng tải 410aSàng rung rửa than 402a, 402bBăng tải 408Sàng rung rửa đá 403a, 403b Máy tuyển HPTS 401a&401bBơm nước tuần hoàn 507a &507bBơm HPTS 405a&405bBơm HPTS 407a&407bBăng tải 304Máy cấp liệu 303a&303bBăng tải 301aBăng tải 120cBăng tải 119Băng tải 111Sàng kiểm tra 118a&118b Sàng phân loại 110a&110bBăng tải 116Băng tải 115Máy đập trục răng 114Băng tải 113Băng tải 112Băng tải 108aMáy cấp liệu 107a&107bMáy hút sắt 109Băng tải 104 (trường hợp cấp than don xô từ kho sự cố khởi động máng cào chất tải 105)Băng tải 101 (Khi các băng tải T06, Băng tải T05, Băng tải T04, Băng tải T03b, Băng tải T03a, Băng tải T02, Băng tải T01 thuộc hệ thống điều khiển của tuyến băng tải đã hoạt động).

- Khi máy sàng kiểm tra 118a&118b, Sàng phân loại 110a&110b bị dừng hoạt động (hoặc sự cố) thì băng tải 108, máy cấp liệu 107a, 107b phải tự động dừng.

- Khi máy đập trục răng 114 bị dừng hoạt động (hoặc sự cố) thì các thiết bị phía trước tự động dừng.

- Khi máy nghiền 412a, 412b bị dừng hoạt động (hoặc sự cố) thì chạy khởi động băng tải 120dBăng tải 122Băng tải 123 và than don xô được chuyển từ băng tải 120a sang băng tải 120d.

- Khi máy bơm HPTS (405a, 405b, 407a, 407b) hoặc máy tuyển HPTS dừng hoạt động (hoặc gặp sự cố) thì băng tải 304, máy cấp liệu 303a, 303b dừng hoạt động, các thiết bị cụm tuyển HPTS tự động dừng.

3.1.1.3. Trường hợp kết nối sản phẩm từ dây chuyền sàng tuyển cũ

Trước khi khởi động băng tải 204 thì băng tải 121 của hệ thống sàng tuyển đầu tư mới phải hoạt động.

3.4. TRÌNH TỰ NGỪNG HOẠT ĐỘNG

Trước khi ngừng hoạt động một thiết bị thì thiết bị trước đó phải hết sạch tải. Trình tự ngừng hoạt động của các thiết bị trong dây chuyền sàng tuyển tại nhà máy sàng – tuyển than Lép Mỹ như sau:

3.4.1. Trình tự ngừng khâu sàng tuyển than

a. Trường hợp không tuyển mà chỉ nghiền than don xô trong hệ thống sàng tuyển đầu tư mới

Trình tự ngừng như sau: Khi băng tải T06 hết sạch tảingừng băng tải 101Băng tải 104Máy hút sắt 109Máy cấp liệu 107a&107bBăng tải 108aSàng phân loại 110a&110bSàng kiểm tra 118a&118bBăng tải 111Băng tải 119Băng tải 112Băng tải 113Máy đập trục răng 114Băng tải 115Băng tải 116Băng tải 120aBăng tải 120bMáy nghiền 412a, 412bBăng tải 413 Băng tải 121.

b. Trường hợp tuyển than don xô trong hệ thống sàng tuyển đầu tư mới

- Trong trường hợp không lấy than cục: Khi băng tải T06 hết sạch tảingừng băng tải 101Băng tải 104Máy hút sắt 109Máy cấp liệu 107a&107bBăng tải 108aSàng phân loại 110a&110bBăng tải 111Băng tải 112Băng tải 113Máy đập trục răng 114Băng

tải 115Băng tải 116Sàng kiểm tra 118a&118bBăng tải 119Băng tải 120cBăng tải 301aMáy cấp liệu 303a&303bBăng tải 304Máy tuyển HPTS 401a&401bBơm nước tuần hoàn 507a &507bBơm HPTS 405a&405bBơm HPTS 407a&407bBăng tải 408Sàng rung rửa đá 403a, 403bSàng rung rửa than 402a, 402bBăng tải 410bMáy nghiền 412a, 412bBăng tải 413 Băng tải 121.

- Trong trường hợp lấy than cục: Khi băng tải T06 hết sạch tảingừng băng tải 101Băng tải 104Máy hút sắt 109Máy cấp liệu 107a&107bBăng tải 108aSàng phân loại 110a&110bBăng tải 111Băng tải 112Băng tải 113Máy đập trục răng 114Băng tải 115Băng tải 116Sàng kiểm tra 118a&118bBăng tải 119Băng tải 120cBăng tải 301aMáy cấp liệu 303a&303bBăng tải 304Máy tuyển HPTS 401a&401bBơm nước tuần hoàn 507a&507bBơm HPTS 405a&405bBơm HPTS 407a&407bBăng tải 408Sàng rung rửa đá 403a&403bSàng rung rửa than 402a&402bBăng tải 410asàng kiểm tra 414.

c. Trường hợp kết nối sản phẩm từ dây chuyền sàng tuyển cũ

Ngừng hoạt động dây chuyền sàng tuyển cũngừng băng tải 202máy nghiền 205Băng tải 203Băng tải 204.

3.5. Cấu tạo hệ thống điều khiển tập trung cụm sàng 1,5 triệu tấn 3.5.1 Cấu tạo

a.Hình ảnh tủ điện

Hình 3.9: Hệ tủ nhà điều khiển trung tâm 1,5 triệu tấn

2.Nhà điều khiển cụm sàng khô

Hình 3.10: Hệ tủ cụm sàng khô

3. Nhà điều khiển băng tải 380m

b. Các khối trên mặt tủ

Hình 3.12: Mô tả mặt tủ điện 1. Các đồng hồ hiển thị điện tử và cơ. 2. Các nút ấn chạy dừng và chuyển mạch 3. Vị trí mở cánh cửa tủ

4. Đèn báo nguồn cho 3 pha

5. Đèn chỉ thị trạng thái động cơ đang chạy hay dừng 6. Nút nhấn dừng khẩn

Hình 3.13: Màn hình HMI trên mặt tủ điện

c. Các thiết bị bên trong tủ điện

Hình 3.14. Thiết bị trong tủ động lực 1. MCCB(attomat) cho các phụ tải 2. Khởi động từ

3. EOCR

4. Cấu đầu điều khiển 5. Cầu đấu động lực 6. MCCB tổng

Hình 3.15. Thiết bị trong tủ động lực 1. Nguồn một chiều 24VDC cấp cho mạch điều khiển. 2. MCB cấp nguồn cho mạch điều khiển. 3. Role 24VDC. 4. Role 220VAC.

5. Cầu đấu điều

khiển. 6. PLC và các module vào ra số. 7. Thiết bị chống sét và thiết bị điều khiển quạt.

3.5.2 Thao tác trên tủ điện

a.Chuyển chế độ hoạt động và vận hành chạy dừng

Hình 3.16. Vị trí thao tác chạy dừng, chuyển chế độ điều khiển 1. Chuyển chế độ điều khiển tại tủ hoặc bằng máy tính 2. Nút nhấn start để chạy phụ tải

3. Nút nhấn stop để dừng phụ tải 4. Tên phụ tải cần điều khiển

Khi cho switch(1) sang bên trái là chế độ hoạt động tại tủ điều khiển bằng nút nhấn. Khi cho switch(1) sang bên phải là chế độ hoạt động điều khiển bằng máy tính. Nút nhấn start(2) và stop(2) dùng để điều khiển chạy dừng động cơ khi động cơ đang ở chế độ điều khiển tại tủ. Ngoài ra ngoài hiện trường hoạt động còn có hộp điều khiển tại chỗ cũng có nút chạy và dừng.

Hình 3.17. Hộp điều khiển tại chỗ

b. Dừng khẩn cấp hệ thống tủ điện

Hình 3.18. Nút nhấn dừng khẩn hệ thống

Nút nhấn dừng khẩn được dùng khi hệ thống có sự cố, nguy hiểm cho cả hệ thống lẫn con người. Khi nhấn vào thì hệ thống sẽ cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển và làm cho hệ thống dừng hoạt động.

c. Quan sát hiển thị trên HMI

Hình 3.19. Màn hình HMI 1. Trạng thái phụ tải

2. Chọn giao diện khu vực để xem các phụ tải

Màn hình HMI hiển thi được trạng thái hoạt động của các phụ tải.

- Màu xanh lá cây hiển thị động cơ đang chạy - Màu đen hiển thị trạng thái đang dừng

- Hình tam giác vàng hiển thị trạng thái nhảy EOCR.

Thao tác nhấn vào (2) để chọn khu vực hiển thị các phụ tải hoạt động gồm: Nhà trung tâm 1,5tr tấn, cụm sàng khô, cụm bang tải 380m.

d. Thao tác bật tắt Attomat, EOCR bên trong tủ điện

Attomat động lực(nguồn động lực) và EOCR

Hình 3.20. Tủ động lực

1. MCCB(Attomat) cấp nguồn cho phụ tải

2. EOCR(role dòng điện)

3. MCCB(Attomat) tổng

Hình 3.21. Tủ điều khiển

1. MCB(attomat) cấp nguồn điều khiển

Muốn hệ thống tủ điện hoạt động trước tiên cần đóng attomat tổng -> đóng các attomat điều khiển -> đóng attomat để cấp nguồn cho các phụ tải.

Khi EOCR nhảy trong quá trình hoạt động do quá tải thì đến nhấn nút restart trên EOCR để EOCR về trạng thái ban đầu sau đó khởi động lại động cơ.

3.5.3 Thao tác vận hành trên tủ điện

B1. Bật attomat tổng lên để cấp nguồn cho hệ thống

B2. Bật hết các attomat cấp điện cho nguồn điều khiển

B3. Bật attomat cho các phụ tải cần hoạt động lên

B4. Chọn chế độ điều khiển tại tủ hay trên máy tính bằng chuyển mạch Switch trên mặt tủ ứng với phụ tải.

B5. Nếu ở chế độ điều khiển bằng máy tính thì xem phần điều khiển bằng máy tính ở mục dưới, nếu ở chế độ điều khiển ngay tại tủ thì nhấn nút start để cho hoạt động phụ tải và nhấn nút stop để dừng phụ tải.

B6. Nếu gặp sự cố nhấn nút dừng khẩn trên mặt tủ hoặc trên giao diện máy tính .

a. Cấu trúc hệ thống.

Hình 3.22. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển

Hình 3.23: Giao diện vận hành và giám sát hệ thống tại chế độ remote.

*Chức năng giám sát và xử lý lỗi:

Mỗi động cơ được thiết kế với một giao diện điều khiển riêng, qua đó cho phép người vận hành có thể biết được trạng thái vận hành cũng như trạng thái lỗi của từng động cơ. Ngoài ra phụ thuộc vào từng lỗi mà người vận hành có thể thao tác xóa lỗi ngay trên giao diện điều khiển.

Hình 3.25 Giao diện điều khiển động cơ.

Các thông tin thể hiện:

- Chế độ vận hành (Tại chỗ/ Từ xa) - Hộp thoại điều khiển chạy dừng

thiết bị

- Trạng thái hoạt động (Run – Stop – Trip-EMC stop)

- Các cảnh báo lỗi, mã lỗi chi tiết

3.5.4 Vận hành hệ thống trên giao diện máy tính a. Khởi động máy tính vận hành

- B1: kiểm tra dây cấp nguồn cho máy tính và màn hình. Kiểm tra dây kết nối giữa máy tính và màn hình.

- B2: Nhấn nút Nguồn tại case máy tính.

- B3: Sau một thời gian máy tính khởi động xong. Màn hình giao diện tự động chạy và hiển thị trên màn hình. Giao diện khởi động hiện lên như sau:

Hình 3.26 Giao diện sau khi máy tính khởi động

b. Quy trình điều khiển

Trước khi vận hành dây chuyền, công nhân vận hành phải kiểm tra toàn bộ các thiết bị trong dây chuyền, nếu đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật mới được phép vận hành. Trường hợp có nguy cơ mất an toàn thì tuyệt đối không được vận hành thiết bị.

Trong quá trình vận hành phải theo dõi các thiết bị trên màn hình camera giám sát.

Để điều khiển thiết bị tại máy tính, phải đảm chuyển mạch Local/Remote của thiết bị đó được gạt sang chế độ: Remote

Có 2 vị trí điều khiển thiết bị theo cụm, hoặc tại trang giao diện tổng thể, hoặc tại trang điều khiển cụm tương ứng (Theo bảng chức năng 1)