4.1.1 Các điểm đo lường điều khiển trong quá trình nghiền liệu
Kí hiệu Tên gọi Min Normal Max1 Max2
122 BE1 Công suất gầu nâng 18 Kw 29,6 Kw
122 HG1.TE01 Nhiệt độ lò đốt phụ 900 ℃ 1250 ℃ 122 HG1.TE02 Nhiệt độ lò đốt phụ 900 ℃ 1250 ℃ 122 HG1.PS01 Áp suất lò đốt phụ -500 dapa -600 dapa -800 dapa 122 HG1.PS02 Áp suất lò đốt phụ -500 dapa -600 dapa -800 dapa 122 HG1.PS03 Áp suất lò đốt phụ -500 dapa -600 dapa -800 dapa 122 DU1.TE01 Nhiệt độ ra máy nghiền 75 ℃ 85 ℃ 95 ℃
122 RL1.JE01 Công suất máy nghiền 2100Kw 4175 Kw
122 RL1. VE01 Độ rung máy nghiền 2 mm/s 4 mm/s 6 mm/s 122 RL1. VE02 Độ rung máy nghiền 2 mm/s 4 mm/s 6 mm/s 122 RL1. VE03 Độ rung máy nghiền 2 mm/s 4 mm/s 6 mm/s 122 RL1.PT01 Áp suất vi sai -430 dapa -475 dapa -530 dapa 122 RL1.PT02 Áp suất vào -45 dapa -85 dapa -200 dapa 122 RL1.PT03 Áp suất ra -630 dapa -780
dapa
-1200 dapa 123 RL1.TE01 Nhiệt độ cuộn dây mơ tơ
chính
80 ℃ 130 ℃ 150 ℃
123 BE1 Công suất gầu nâng 113 Kw 130 Kw 148 Kw
123 FN1.TE01 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
123 FN1.TE02 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
123 FN1.TE03 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
123 FN1.TE04 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
123 FN1.TE05 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
123 FN1.TE06 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
123 FN1.TE07 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
123 FN1.PS01 Áp suất quạt hút gió -70 dapa -80 dapa -150 dapa 123 FN1.JE01 Công suất quạt hút 210 Kw 265 Kw
122 LE01 Lớp liệu 25 mm 40 mm 55 mm 123 DY.SE01 Tốc độ phân ly 40 Rpm 65 Rpm 87 Rpm
123 DY1.JE01 Công suất phân ly 90 Kw 132 Kw
122 DA1 Độ mở van % 40 % 55 % 100%
122 DA2 ZE01 Độ mở van % 40 % 60 % 100%
123 DA3 ZE01 Độ mở van % 40 % 55 % 100%
122 FN5.JE01 11 Kw 17,7 Kw
122 FN5.PS01 Áp suất quạt làm kín -760 dapa -800 dapa -850 dapa 122 FN5.PS03 Áp suất quạt làm kín -760 dapa -800 dapa -850 dapa
122DA5.ZE01 Độ mở % 70 % 99 % 100 %
123 PU1.TE01 Nhiệt độ bệ đỡ hộp giảm tốc
55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
123 PU1.TE04 Nhiệt độ dầu hộp giảm tốc
30 ℃ 45 ℃ 60 ℃ 70 ℃
123 RL1.TE01 Nhiệt độ cuộn dây mơ tơ chính
80 ℃ 130 ℃ 150 ℃
122 FN1.TE05 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
122 FN1.TE06 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
122 FN1.TE07 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 80 ℃ 85 ℃
123 FN1.TE05 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 90 ℃ 100 ℃
123 FN1.TE06 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 90 ℃ 100 ℃
123 FN1.TE06 Nhiệt độ bệ đỡ quạt 55 ℃ 90 ℃ 100 ℃
123 EP1 EE01 Đo điện trường lọc bụi tĩnh điện
123 EP1 EE02 Đo điện trường lọc bụi tĩnh điện
123 EP1 EE03 Đo điện trường lọc bụi tĩnh điện
123 EP1 IE01 Đo dòng điện lọc bụi tính điện
380 mA 400mA 450 mA
123 EP1 IE02 Đo dịng điện lọc bụi tính điện
380 mA 400mA 450 mA
123 EP1 IE03 Đo dịng điện lọc bụi tính điện
380 mA 400mA 450 mA
142 –FN1 JE01 Công suất động cơ quạt thổi khí nóng từ tháp
điều hịa
142- FN1.PS01 Điểm đo áp suất -600 dapa -620 dapa -900 dapa 142 –FN1 TE01 Điểm đo nhiệt độ 270 ℃ 280 ℃ 290 ℃ 142 –FN1 TE02 Điểm đo nhiệt độ 270 ℃ 280 ℃ 290 ℃ 142 –FN1 TE03 Điểm đo nhiệt độ 270 ℃ 280 ℃ 290 ℃ 142 –FN1 TE04 Điểm đo nhiệt độ 270 ℃ 280 ℃ 290 ℃ 142 –FN1 TE05 Điểm đo nhiệt độ 270 ℃ 280 ℃ 290 ℃ 142 –FN1 TE06 Điểm đo nhiệt độ 270 ℃ 280 ℃ 290 ℃ 142 –FN1 TE07 Điểm đo nhiệt độ 270 ℃ 280 ℃ 290 ℃ 123 –BF3 PS01 Điểm đo áp suất -580 dapa -620 dapa -900 dapa 123 –BF3 PS02 Điểm đo áp suất -580 dapa -620 dapa -900 dapa 123 –BF2 PS01 Điểm đo áp suất -580 dapa -620 dapa -900 dapa 123 –BF2 PS02 Điểm đo áp suất -580 dapa -620 dapa -900 dapa 123 –BF1 PS01 Điểm đo áp suất -580 dapa -620 dapa -900 dapa 123 –BF1 PS02 Điểm đo áp suất -580 dapa -620 dapa -900 dapa 131 –BF1 PS01 Điểm đo áp suất -580 dapa -620 dapa -900 dapa 131 –BF1 PS01 Điểm đo áp suất -580 dapa -620 dapa -900 dapa 123 –BE1 DS1 Báo lệch gầu nâng
123 –BE1 DS2 Báo lệch gầu nâng 123 –BE1 ZS01 Vị trí gầu nâng 4.1.2 Điều khiển trong quá trình nghiền
Điều khiển tỷ lệ cấp liệu
Điểm đặt cấp liệu ban đầu khoảng 50% - 70 % năng suất cấp liệu bình thường. Điều khiển cấp liệu, thông qua áp suất vi sai trong máy nghiền, áp suất vi sai của máy nghiền thể hiện tình trạng thực tế bên trong của máy tức là mối quan hệ giữa lượng khí và lượng vật liệu nghiền .Việc áp suất tăng hay giảm cho thấy mối quan hệ này đang có sự thay dổi tín hiệu đó được gửi tới thơng tin điều khiển nó tự động thay đổi cấp liệu phù hợp.
Trong thời gian khởi động và dừng công đoạn nghiền nguyên liệu mạch vòng điều khiển phải để chế độ “MAN”. Kể cả những lúc các thông số áp suất đang giao động khi nào thiết bị hoạt động ổn định thì để ở chế độ “AUTO”.
Điều khiển áp suất đầu vào máy nghiền
Đầu vào máy nghiền áp suất giữ ở giá trị âm và không đổi (-90 ÷ -120 dapar) được điều khiển bởi van 122- DA5 ZE01,123 –DA3 ZE01 ,122–DA1 ZE01 . Nếu giá trị áp suất này > 0 sẽ có hiện tượng phì bột hoặc tắc đường dẫn khí xung quanh bàn nghiền. Áp suất đầu ra máy nhiền trong khoảng -800 dapar.
Điều khiển nhiệt
Nhiệt độ đầu vào máy nghiền nhỏ hơn 400 ℃ .Nhiệt độ đầu ra 80 ℃ ÷ 85 ℃.
Nhiệt độ đầu ra của máy nghiền phụ thuộc vào nhiệt độ khí nóng ,lưu lượng cấp ,độ ẩm vật liệu . Nếu nhiệt độ ra lớn có thể bơm thêm nước hoặc điều chỉnh van 123-DA3 ZE01 ,122- DA2 ZE01. Nhiệt độ khí ra tháp làm lạnh 142-CT2 –TE02.
Điều khiển chất lượng sản phẩm
Chất lượng sản phẩm nghiền là yếu tố quan trọng quyết định đến việc nung luyên sau này .Vì vậy sản phẩm sau khi nghiền phải đảm bảo độ mịn, độ ẩm và thành phần hóa học của bột liệu tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đồng nhất bột liệu.
Muốn tăng độ mịn bằng cách :
- Tăng tốc độ phân ly 122–DY1 SE01 (Tốc độ phân ly thường ~ 64 Rpm). - Giảm sức hút qua máy nghiền (Bằng cách giảm van 122 –DA5 ZE01). - Giảm cấp liệu .
- Tăng áp lực nghiền.
4.1.3 Một số sự cố và cách khắc phục Độ rung máy nghiền quá cao Độ rung máy nghiền quá cao Nguyên nhân :
- Tỷ lệ cấp liệu thấp hoặc quá cao. - Lẫn nguyên liệu kích thước lớn. - Áp lực ,chế độ nhiệt chưa hợp lý. Xử lý :
- Kiểm tra lại cấp liệu .
- Áp suất vi sai Tăng tỷ lệ cấp liệu. - Áp suất vi sai cao Giảm tỷ lệ cấp liệu.
- Điều chỉnh chế độ nhiệt ,áp lực nghiền cho hợp lý. Áp suất đầu vào máy nghiền quá thấp
Nguyên nhân :
- Cấp liệu nhiều (Máy nghiền đây). - Van Flap mở không đúng tỷ lệ. - Độ mở các van không hợp lý. Xử lý :
- Giảm tỷ lệ cấp liệu .
- Kiểm tra vị trí mở của van 122-DA5 ZE01.
- Điều chỉnh lại van hồi lưu 123-DA2 ZE01 và van 122-DA2 ZE01. Áp suất vi sai máy nghiền quá cao
- Có lể do lỗi ở hệ thống cân cấp liệu. - Kết dính trong vịng phun khí. - Thiếu khí trong máy nghiền. Xử lý :
- Giảm tỷ lệ cấp liệu vào máy nghiền . - Kiểm tra vệ sinh vịng khí.
- Xem xét lại sự thơng gió.
- Kiểm tra vệ sinh lại các can đo áp suất. Áp suất vi sai máy nghiền quá thấp (chênh áp) Nguyên nhân :
- Tỷ lệ cấp liệu quá thấp. - Do trục trặc việc cấp liệu. Xử lý :
- Tăng dần cấp liệu , theo dõi lượng sản phẩm mịn ra khỏi máy nghiền. - Kiểm tra lại việc cấp liêu máy nghiền.
- Vệ sinh các can đo áp suất.
Nhiệ độ máy đầu vào máy nghiền quá cao Nguyên nhân :
- Liệu vào máy nghiền có độ ẩm quá cao gây nên sự bết dính trong vịng phun khí q trình trao đổi nhiết giữa khí nóng và bột liệu khơng được thực hiện.
- Nhiệt độ khí nóng q cao. Xử lý : - Giảm tỷ lệ cấp liệu. - Giảm nhiệt độ khí nóng. Áp suất làm kín giảm Ngun nhân : - Vận hành sai quạt làm kín. - Có vết nứt dẫn đến rị khí trên đường ống. - Bầu lọc khí quá bẩn. Xử lý :
- Kiểm tra lại bầu lọc khí. - Kiểm tra lại ống dẫn khí.
Quá nhiều liệu trong hệ thống vận chuyển hồi lưu Nguyên nhân :
- Tỷ lệ cấp liệu quá cao, vật liệu khó nghiền. - Lưu lượng khí quá thấp.
Xử lý :
- Giảm tỷ lệ câp liệu.
- Kiểm tra lại vành phun khí. 4.2 Lựa chọn thiết bị
4.2.1 Yêu cầu chung khi lựa chọn thiết bị
Yêu cầu chung về hệ DCS Thời gian đáp ứng của tín hiệu :
- Đối với tín hiệu trạng thái 2 bits và 1 bits : 10ms. - Đối với giá trị đo lường : 2s.
- Sai số đo lường của hệ DCS ≤ 1% trên toàn dải đo. - Độ trễ của tín hiệu khơng vượt q 4s.
Phải có bộ nhớ trung gian đủ lớn để duy trì các thông tin thay đổi trạng thái trong trường hợp mất kết nối với trung tâm điều độ trong thời gian ít nhất 10 ngày . Các thơng tin này sẽ được truyền sau kết nối được phục hồi.
Bộ nhớ cơ sở dữ liệu của PLC phải đảm bảo duy trì được tối thiểu 30 ngày trong điều kiện chúng không được cung câp điện .Nếu mất điện trong khoảng thời gian 30 ngày PLC phải khởi động lại mà không cần nạp lại cơ sở dữ liệu.
Các thay đổi trạng thái phải đều phải được truyền kèm theo nhãn thời gian đầy đủ năm - tháng - ngày - giờ - phút - giây - mili giây, phản ánh chính xác thời gian diễn ra thay đổi trạng thái .
Yêu cầu đồi với PLC
Mức độ dự phịng cho tín hiệu vào/ra : Ít nhất là 20% cho mỗi loại tín hiệu. Bao gồm nhiều khối hoạt động độc lập, mỗi khối có CPU riêng, tối thiểu là 16 bits :
- Độ phân giải ADC tối thiểu 11bit và có 1 bit dấu. - Phù hợp với mơi trường, khí hậu nơi lắp đặt.
- Nguồn điện cấp cho PLC phải đảm bảo ngay cả khi mất điện tự dùng của nhà máy. - Đồng bộ thời gian với máy tính chủ tại trung tâm theo giao thức truyền tin.
- Phải có tính năng điều khiển từ xa, giám sát, chuẩn đốn sự cố, nạp cơ sở dữ liệu… Đối với loại PLC tập trung yêu cầu phải có tủ giao diện SIC (Supervisory Substation Interface Cubicle ) để phục vụ ghép nối các thiết bị liên quan đến việc thu thập dữ liệu cho tủ PLC. Dung lượng tủ giao diện tùy thuộc quy mô mỗi hệ thống .
Đối với loại PLC phân tán lắp tại tủ điều khiển thì khơng cần lắp đặt tại tủ SIC. Trong mọi trường hợp phải có hàng kẹp giao diện với thiết bị điện theo từng khu vực và phải gán nhãn tương ứng .
Phần cứng cũng như phần mềm của PLC được thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế thông dụng . PLC sẽ được dễ dàng mở rộng đến dung lượng tối đa.
Tất cả các sự kiện xảy ra tại PLC sẽ được ghi lại cùng thời gian xảy ra, sau đó sẽ được truyên về trung tâm. Thời gian của PLC tại hiện trường phải được đồng bộ với thời gian ở
Yêu cầu đối với các thiết bị cấp trường
Các thiết bị cảm biến phải có dải đo phù hợp với các thông số cần đo : nhiệt độ, áp suất ,lưu lượng chất lỏng, lưu lượng chất khí …Đầu ra của cảm biến phải phù hợp với chuẩn kết nối với các module của bộ điều khiển ( ví dụ 4÷20 mA ,0 ÷ 10 V...). Nếu đầu ra của cảm biến khơng phải là tín hiệu chuẩn thì cần lắp đặt các bộ Tranducer để chuyển đổi tín hiệu về dạng 4÷20 mA ,0 ÷ 10V… .Cấp chính xác của Tranducer ≤ 0,2%.
Đối với các thiết bị điều khiển như : động cơ ta cần chọn các module đầu ra rơle đảm bảo cách ly điện áp để điều khiển đóng cắt một cách an tồn.
4.2.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển PLC SIMATIC S7-400 : PLC SIMATIC S7-400 :
Hình 4-1 PLC S7-400
S7-400 là thiết bị PLC tiếp sau S7-300 được Siemens phát triến, được dùng trong các ứng dụng trong các ứng dụng trong các ứng dụng và các lĩnh vực lớn. Hầu hết các nhiệm vụ tự động hóa nào cũng đều có thể thực hiện với các thành phần module được lựa chọn phù hợp. PLC S7-400 có các ưu điểm vượt trội hơn so với các bộ điều khiển logic khả trình trước nó về cả phần cũng và phần mềm. Đó là :
- CPU được phân loại chuyên biệt rõ ràng . - CPU có tốc độ xử lý và tính tương tác cao . - Module nhỏ gọn .
- Có nhiều loại module phù hợp cho cấu hình trung tâm và cấu hình phân tán .
- Các module tín hiệu có thể lắp vào, gỡ ra khi hệ thống đang có điện .Thuận tiện khi thay thế module .
- Hoạt động không cần quạt tản nhiệt .
- Hệ thống truyền thông và giao diện kết nối được tối ưu .
Bộ điều khiển S7-400 được kết nối với PC thông qua mạng LAN và nối với các module I/O qua cáp bus nội bộ, các module trong bộ điều khiển gồm có :
- Module nguồn : PS407 10A; 6ES 407-0KA00-0AA0. - Module CPU412-1(6ES 412-1XJ05-0AB0).
- Module đầu ra số SM422 : DI 32xDC 24V/0.5A (6ES7 422-1BL00-0AA0). - Module đầu vào tương tự : SM 43, AI16x13bit (6ES7 43-0HH00-0AB0). - Module truyền thơng : CP 441(6ES7 441-1AA05-0AE0).
Tính tốn số lượng I/O :
Từ danh mục các điểm đo lường điều khiển tại mục 4.1.1 ,cùng với yêu cầu về mức độ dự phong tối thiều 20% số lượng đầu vào ra và đặc tính của các module I/O , tơi đưa ra bảng tính tốn số lượng I/O cần sử dụng :
Bảng 4-1 Bảng tính tốn số lượng module I/O
DI DO AI AO Số I/O cần sử dụng 73 45 56 0 Số I/O dự phòng (20%) 15 9 12 0 Tổng số I/O 88 54 68 0 Số Module sử dụng 3 x SM421 2x SM422 5xSM431 0
4.2.3 Lựa chọn các thiết bị cấp trường dùng trong hệ thống Cảm biến đo nhiệt độ Cảm biến đo nhiệt độ
Đề giám sát nhiệt độ của hệ thống quá trình nghiền liệu, cần một thiết bị đo lường nhiệt độ. Do môi trường công nghiệp xi măng, bụi bẩn, điều kiện làm việc khắc nghiệt nên tôi lựa chọn loại cảm biến cặp nhiệt điện (can nhiệt loại K).
Nguyên lý :Nhiệt độ thay đổi cho ra sức điện động thay đổi (mV). Ưu điểm : Bền, đo nhiệt độ cao, thích hợp cho mơi trường công nghiệp.
Nhược điểm : Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số, độ nhạy khơng cao. Có 2 kiểu chính : loại K và R (ngồi ra cịn có loại S và B ) với những dải đo nhiệt độ khác nhau.