3.3 Thiết kế tủ điều khiển cho động cơ nghiền liệu
3.3.1 Sơ đồ khối chức năng hệ truyền động cho động cơ nghiền
Hình 3-9 Sơ đồ khối chức năng hệ truyền động cho động cơ nghiền Trong đó :
- Tủ điều khiển tại chỗ và tủ điều khiển cho nhóm động cơ liên động được bố trí trong xưởng gần quạt gió.
- Tủ đo lường và điều khiển được bố trí tại phịng điều khiển (cách âm) trong xưởng quạt gió .
- Tủ máy cắt trung áp MC được bố trí tại trạm phân phối nguồn 6 kV của nhà máy. 3.3.2 Tính tốn lựa chọn khí cụ điện bảo vệ
Nhóm động cơ dẫn động :
Động cơ 𝑈 (V) 𝑃 (Kw) cos𝜑 𝐾 𝐾 𝜂
Động cơ di chuyển bản cực 380 0.4 0.86 5 0.8 0.9
Động cơ làm mát dung dịch 380 0.25 0.86 5 0.8 0.9
Động cơ bơm tuần hoàn làm mát dung dịch
380 2.2 0.86 5 0.8 0.9
Động cơ nghiền chính 122RL1M01 là động cơ roto dây quấn có các thơng số :
Tính tốn : Dịng điện định mức 𝐼 = √ . . . Ta có : 𝐼 = √ . . . = , . √ . . , . , = 0,79 (A) 𝐼 = √ . . . = , . √ . . , . , = 0,49 (A) 𝐼 = √ . . . = , . √ . . , . , = 4,3 (A) 𝐼 = √ . . . = . √ . . . , . , = 410 (A) Tính tốn lựa chọn cầu chì 𝐼 = = . Trong đó : 𝐾 : Hệ số mở máy
𝛼 = 2,5 Đối với động cơ mở máy nhẹ , không tải (máy bơm ,quạt…)
𝛼 = 1,6 Đối với động cơ mở máy nặng , có tải (cầu trục ,máy nâng ,cần cẩu…) Xét trên nhánh động cơ 1 :
- Loại tải : Động cơ di chuyển bản cực là động cơ mở máy nặng → 𝛼 = 1,6 Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 =380 (V)
Điều kiện mở máy :
𝐼 ≥ 𝐼 = 𝐾 . 𝐼 = 0,8 .0,79 = 0,64(𝐴) 𝐼 ≥ = . = . , , = 2.5(𝐴) Chọn cầu chì có 𝑈 = 380(𝑉) 𝐼 = 3 (𝐴) 𝐼 ỏ = 3.5 (𝐴) Xét trên nhánh động cơ 2 :
- Loại tải : Động cơ làm mát dung dịch là động cơ mở máy nhẹ→ 𝛼 = 2,5 Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 =380 (V)
Điều kiện mở máy :
𝐼 ≥ 𝐼 = 𝐾 . 𝐼 = 0,8 .0.49 = 0.4(𝐴)
𝐼 ≥ = . = . .
Chọn cầu chì có
𝑈 = 380(𝑉)
𝐼 = 1(𝐴)
𝐼 ỏ = 1.5 (𝐴) Xét trên nhánh động cơ 3 :
- Loại tải : Động cơ bơm tuần hoàn làm mát dung dịch là động cơ mở máy nhẹ→ 𝛼 = 2,5.
Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 =380 (V) Điều kiện mở máy :
𝐼 ≥ 𝐼 = 𝐾 . 𝐼 = 0,8 .4,3 = 3.5(𝐴) 𝐼 ≥ = . = . , , = 8,6(𝐴) Chọn cầu chì có 𝑈 = 380(𝑉) 𝐼 = 9(𝐴) 𝐼 ỏ = 9.5 (𝐴) Xét trên nhánh động cơ nghiền
- Loại tải : Động cơ nghiền liệu là động cơ mở máy nặng → 𝛼 = 1,6 Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 6000 (V)
Điều kiện mở máy :
𝐼 ≥ 𝐼 = 𝐾 . 𝐼 = 0,8 .410 = 328(𝐴) 𝐼 ≥ = . = . , = 1793 (𝐴) Chọn cầu chì có 𝑈 = 6000(𝑉) 𝐼 = 1800(𝐴) 𝐼 ỏ = 2000 (𝐴) Ta có : Bảng 3-2 Lựa chọn cầu chì
Cầu chì Hãng sản xuất 𝑈 (V) 𝐼 (A) 𝐼ỏ (A) CC1 Siemens 380 3 3.5 CC2 Siemens 380 1 1.5 CC3 Siemens 380 9 9.5 CC4 Siemens 6000 1800 2000 Tính tốn lựa chọn Aptomat - Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 - Dòng điện định mức : 𝐼 = (1,1 ÷ 1,2) 𝐼 → Chọn 𝐼 = 1,2 𝐼 - Dòng cắt sự cố ngắn mạch : 𝐼 ≥ 𝐼 - Dòng cắt ổn định điện động : 𝐼 ≥ 𝐼 = 18.√2 . 𝐼 .Chọn 𝐼 ≥ 𝐼 = 1,8.√2 . 10 𝐼 .
Xét trên nhánh động cơ 1 : Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 380 (V) Dòng điện định mức : 𝐼 = (1,1 ÷ 1,2) 𝐼 → Chọn 𝐼 = 1,2 𝐼 = 1,2 .0,79 = 0.95 (A) Dòng cắt sự cố ngắn mạch : 𝐼 ≥ 𝐼 = 5. 𝐼 = 5.0,79 = 4(A) Dòng cắt ổn định điện động : 𝐼 ≥ 𝐼 = 1,8.√2 . 10 𝐼 = 1,8. √2 . 10.0,95 =24(A) Xét trên nhánh động cơ 2 : Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 380 (V) Dòng điện định mức : 𝐼 = (1,1 ÷ 1,2) 𝐼 → Chọn 𝐼 = 1,2 𝐼 = 1,2 .0,49 = 0.6 (A) Dòng cắt sự cố ngắn mạch : 𝐼 ≥ 𝐼 = 5. 𝐼 = 5.0,49 = 2.5(A) Dòng cắt ổn định điện động : 𝐼 ≥ 𝐼 = 1,8.√2 . 10 𝐼 = 1,8. √2 . 10.0,6 = 15,3(A) Xét trên nhánh động cơ 3 : Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 380 (V) Dòng điện định mức : 𝐼 = (1,1 ÷ 1,2) 𝐼 → Chọn 𝐼 = 1,2 𝐼 = 1,2 .4,3 = 5,2 (A) Dòng cắt sự cố ngắn mạch : 𝐼 ≥ 𝐼 = 5. 𝐼 = 5.4,3 = 21.5(A) Dòng cắt ổn định điện động : 𝐼 ≥ 𝐼 = 1,8.√2 . 10 𝐼 = 1,8. √2 . 10.5,2 = 132,4(A) Ta có : Bảng 3-3 Lựa chọn Aptomat Aptomat Hãng sản xuất 𝑈 (V) 𝐼 𝐼 𝐼 ApT1 Siemens 380 1 4 24 ApT2 Siemens 380 0.6 3 16 APT3 Siemens 380 5,5 22 133
Lựa chọn Công tắc tơ
- Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 - Dòng điện định mức : 𝐼 ≥ 𝐼
- Khả năng đóng cắt : 𝐼 = (4 ÷ 7) 𝐼 ; 𝐼 = 𝐼 Xét trên nhánh động cơ 1 :
Dòng điện định mức : 𝐼 ≥ 𝐼 = 0.79(A)
Khả năng đóng cắt : 𝐼 = (4 ÷ 7) 𝐼 ; 𝐼 = 𝐼
Do 𝐾 = 5 ; Chọn 𝐼 = 5.0,79 = 4(𝐴) 𝐼 = 𝐼 = 0,79(𝐴) Điện áp cuộn dây : 380VAC
Xét trên nhánh động cơ 2 :
Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 380 (V) Dòng điện định mức : 𝐼 ≥ 𝐼 = 0,49(A)
Khả năng đóng cắt : 𝐼 = (4 ÷ 7) 𝐼 ; 𝐼 = 𝐼
Do 𝐾 = 5 ; Chọn 𝐼 𝐼 = 𝐼= 5.0,49 = 2,5(𝐴)= 0,49(𝐴) Điện áp cuộn dây : 380VAC
Xét trên nhánh động cơ 3 :
Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 =380 (V) Dòng điện định mức : 𝐼 ≥ 𝐼 = 4,3(A)
Khả năng đóng cắt : 𝐼 = (4 ÷ 7) 𝐼 ; 𝐼 = 𝐼
Do 𝐾 = 5 ; Chọn 𝐼 𝐼 = 𝐼= 5.4,3 = 21,5(𝐴)= 4,3(𝐴) Điện áp cuộn dây : 380VAC
Xét trên nhánh động cơ nghiền:
Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 6000 (V) Dòng điện định mức : 𝐼 ≥ 𝐼 = 410(A) Khả năng đóng cắt : 𝐼 = (4 ÷ 7) 𝐼 ; 𝐼 = 𝐼 Do 𝐾 = 7 ; Chọn 𝐼 = 7.410 = 2870(𝐴) 𝐼 = 𝐼 = 410(𝐴) Ta có : Bảng 3-4 Lựa chọn Congtacto
Congtacto Hãng sản xuất 𝑈 (V) 𝐼 (A) 𝐼 (A)
CTT1 Siemens 380 0,8 4
CTT2 Siemens 380 0,5 2.5
CTT3 Siemens 380 4,5 21.5
Tính chọn rơ le nhiệt - Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 380 (V) - Dòng điện định mức : 𝐼 = 1,4. 𝐼 Xét trên nhánh động cơ 1 : Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 380 (V) Dòng điện định mức : 𝐼 ≥ 1,4. 𝐼 = 1,4.0,79 = 1,2(A) Xét trên nhánh động cơ 2 : Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 380 (V) Dòng điện định mức : 𝐼 ≥ 1,4. 𝐼 = 1,4.0,49 = 0,7 (A) Xét trên nhánh động cơ 3 : Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 380 (V) Dòng điện định mức : 𝐼 ≥ 1,4. 𝐼 = 1,4.4,3 = 6(A) Ta có : Bảng 3-5 Tính chọn Role nhiệt
Role nhiệt Hãng sản xuất 𝑈 (V) 𝐼 (A)
RN1 Siemens 380 1,5 RN2 Siemens 380 1 RN3 Siemens 380 6 Lựa chọn máy cắt : - Điện áp định mức : 𝑈 ≥ 𝑈 = 6 (KV) - Dòng điện định mức : 𝐼 ≥ 𝐼 = 410 (A) - Dòng điện ổn định động : 𝐼 ≥ 𝐼 = √2 .1,8.1900 = 4837 (A) - Dòng ổn định nhiệt : : 𝐼 ≥ 𝐼 . =1900. , = 982(A) - Dòng cắt định mức 𝐼 ≥ 𝐼 = 1900 (𝐴)
- Công suất cắt định mức : 𝑆 ≥ 𝑆 = √3 .6.1,9 = 20 (MVA) Lựa chọn máy cắt khơng khí ACB của Schneider có các thơng số :
Bảng 3-6 Thơng số máy cắt khơng khí ACB
Hãng sản xuất 𝑈 (KV) 𝑆 (MVA) 𝐼 (A) 𝐼 (A) 𝐼 (𝐴)
3.3.3 Lưu đồ thuật tốn q trình khởi động
Điều kiện liện động : - Điện cực ở vị trí trên cùng.
- Điện cực di chuyển trong một giới hạn cho phép. - Nguồn điện áp điều khiển.
- Tất cả các cầu chì đều tốt.
- Nhiệt độ dung dịch trong khoảng 5 ÷ 85℃. - Mức dung dịch ở trong giới hạn cho phép. Điều kiện liên động quá trình khởi động - Nhiệt độ dung dịch không vượt quá 85℃.
- Thời gian khởi động không vượt quá trị số đặt trước.
- Dòng điện động cơ di chuyển điện cực khơng vượt q trị số dịng định mức. Tác động của hệ thống ở cuối hành trình khởi động
- Contactor ngắn mạch có điện, ngắn mạch ở roto. - Động cơ di chuyển điện cực về vị trí ban đầu. 3.3.4 Sơ đồ mạch động lực
Động cơ làm mát
Hình 3-11 Động cơ làm mát Thuyết minh sơ đồ :
Nguồn cung cấp cho bộ khởi động vào Q2 qua trạm biến áp T2(380V/220V) .
Khi nhiệt độ dung dịch > 70℃ thì B5 tác động đóng nguồn K7 ,K7 tác động đóng nguồn cho K11 quạt làm mát dung dịch chạy đồng thời K12 tác động dịng điện cho bơm tuần
hồn để làm mát dung dịch cho đến nhiệt độ dung dịch < 70℃, B5 hở mạch dẫn đến K7 , K11, K12 mất điện quạt làm mát và bơm tuần hoàn dừng.
Động cơ di chuyển bản cực
Thuyết minh sơ đồ :
Khi có điện cực R = 𝑅 ở vị trí cao nhất, cảm biến S1 phát hiện, bắt đầu quá trình khởi động động cơ.
Cuộn dây K9 có điện ,tiếp điểm K9 ở mạch lực đóng ,động cơ quay ngược di chuyển điện cực lên loại dần điện trở .
Khi R = 𝑅 , thì cảm biến S2 phát hiện, cuộn dây K9 mất điện, động cơ di chuyển điện cực dừng.
Khi K8 có điện, tiếp điểm K8 ở mạch lực đóng . Động cơ quay thuận đưa điện cự về R = 𝑅 . Khi S1 phát hiện R = 𝑅 thì K8 mất điện, động cơ dừng.
Động cơ chính
Hình 3-12 Mạch lực động cơ chính
Thuyết minh sơ đồ :
Khi cấp nguồn cho động cơ, động cơ bắt đầu khởi động. Ban đầu R = 𝑅 khi đó 𝑀 lớn, động cơ được khởi động cho đến khi 𝑅 . Khi khởi động xong, tiếp điểm K2 đóng loại bỏ điện trở khởi động. Động cơ làm việc ở chế độ định mức.
Thiết bị cảm biến và rơ le trung gian
Thuyết minh sơ đồ : E3 bộ sấy tủ điện .
B4 báo mức của dung dịch . Khi mức của dung dịch thấp bộ khởi động báo lỗi và không cho phép khởi động đồng thời gửi thông báo lên trung tâm.
S5 báo quá di chuyển của bản cực. Khi điện cực di chuyển quá vị trí giới hạn tác động vào S5 làm cho K1 mất điện bộ khởi động báo lỗi và không cho phép khởi động. Để đưa điện cực về vị trí bình thường ta dùng tay quay để quay điện cực về vị trí ban đầu S6 tác động cho phép quay bản cực bằng tay quay.
Sensor S1 báo vị trí bản cực của bộ khởi động ở vị trí cao nhất (điện trở lớn cho K3 mất điện, đầu vào PLC báo vị trí điện cưc ở giá trị RMax ).
Sensor S2 báo vị trí bản cực của bộ khởi động ở vị trí thấp nhất (điện trở nhỏ nhất RMin). Khi bản cực của bộ khởi động ở vị trí thấp nhất S2 tác động làm cho K4 mất điện, đầu vào PLC báo vị trí điện cưc ở giá trị RMin
B5 báo nhiệt độ > 70 C .
B3 Nhiệt độ dung dịch. Khi nhiệt độ dung dịch < 85 C K5 có điện, bộ khởi động sẵn sàng làm việc. Khi nhiệt độ dung dịch > 85 C , B3 hở K5 mất điện bộ khởi động báo lỗi và không cho phép khởi động động cơ.
3.3.5 Sơ đồ mạch điều khiển Sơ đồ I/O của PLC S7-400 Sơ đồ I/O của PLC S7-400
Sơ đồ đầu ra của PLC S7-400
Hình 3-16 Sơ đồ đầu ra của PLC S7-400 Sơ đồ nguyên lý mạch điện máy cắt
Hình 3-18 Mạch cắt 1
THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ LẬP TRÌNH PLC
4.1 Danh mục các điểm đo lường điều khiển
4.1.1 Các điểm đo lường điều khiển trong q 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 dòng 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 hòa
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