Nghiên cứu cấu trúc điều khiển công đoạn cấp liệu

Chương 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU

3.1. Nghiên cứu cấu trúc điều khiển công đoạn cấp liệu

Việc điều khiển cấp liệu cho băng cân định lượng chính là điều chỉnh lưu lượng liệu cấp cho băng cân.

* Có 3 phương pháp thực hiện:

- Phương pháp 1: Điều chỉnh cấp gián đoạn.

Phương pháp này điều chỉnh cấp liệu bằng tín hiệu của sensor cấp liệu kiểu trôi để điều khiển một số thiết bị cấp liệu.

Hình 3.1. Định lượng gián đoạn.

Vị trí của sensor cấp liệu theo kiểu trôi được đặt ở phía cuối của ống liệu.

- Phương pháp 2: Điều chỉnh cấp liệu liên tục.

Chương 3. Xây dựng hệ thống điều khiển cấp liệu

28

Hình 3.2. Định lượng liên tục.

Phương pháp này điều chỉnh cấp liệu liên tục cho băng cân định lượng sử dụng bộ điều chỉnh PID để điều chỉnh cấp liệu (có thể là van cấp liệu hoặc van quay) để đảm bảo cho lượng tải trên một đơn vị chiều dài băng tải là không đổi. Bộ PID có tác dụng điều chỉnh nếu lưu lượng thể tích của liệu trên băng thay đổi theo phạm vi ±15% và bộ PID chỉ hoạt động sau khi băng đã hoạt động.

* Nhận xét 2 phương pháp trên:

Hai phương pháp trên điều chỉnh cấp liệu khác hẳn nhau về bản chất. Xét về độ chính xác điều chỉnh thì phương pháp 2 hơn hẳn phương pháp 1, thời gian điều chỉnh nhỏ, thiết bị cấp liệu làm việc ổn định không bị ngắt quãng, nhưng phạm vi điều chỉnh không rộng. Phương pháp 1 đơn giản hơn, phạm vi điều khiển rộng hơn và có thể dược đặt bởi người sử dụng, nhưng trong phạm vi điều chỉnh thiết bị phải làm việc gián đoạn thì ảnh hưởng không tốt đến tuổi thọ của thiết bị.

- Phương pháp 3: Điều chỉnh mức vật liệu trong ngăn xếp.

Phương pháp điều chỉnh mức liệu trong ngăn xếp có thể coi là sự kết hợp của 2 phương pháp trên: phương pháp điều chỉnh gián đoạn và điều chỉnh liên tục. Phương pháp này tận dụng những ưu điểm và khắc phục nhưng nhược điểm của 2 phương pháp trên và được thiết kế đặc biệt cho các băng cân định lượng.

Chương 3. Xây dựng hệ thống điều khiển cấp liệu

29

3.1.2. Sơ đồ điều khiển hệ thống cấp liệu máy nghiền

Cân băng

Cân băng

Cân băng

Cân băng

PIDCON PIDCON PIDCON PIDCON

Máy nghiền R2M01 J06

FY L03Y1

YY L03Y2

FY L03Y1

YY L03Y2

FY A01Y1

YY A01Y2

FY B01Y1

YY B01Y2

XY X01X1

XY X01X2 FRIALH

J06F1 FY

M01F1 FC

M01F2

Cảm biến Falafone

ĐÁ VÔI

ĐÁ SÉT

BÔXIT QUẶNG

SĂT

Hồi liệu

Hình 3.3. Lưu đồ điều khiển của hệ thống cấp liệu.

Để đưa ra được tín hiệu đo lưu lượng trong máy nghiền R2M01, người ta sử dụng cảm biến Folafon để đo độ ồn độ rung của máy nghiền. Tín hiệu này kết hợp với tín hiệu đo lưu lượng của phần liệu hồi lưu qua cân máng J06 từ đó đưa ra tín hiệu phản hồi. Tín hiệu này qua bộ điều chỉnh lưu lượng đưa trở về bộ điều khiển của hệ thống kiểm tra chất lượng QCX rồi đưa ra hệ số tỷ lệ cho từng lượng liệu đá vôi, đá sét, boxit, quặng sắt rồi tiếp tục đựa tới bộ điều khiển PIDCON của từng cân. Sau đó bộ PIDCON của từng cân sẽ đưa ra tín hiệu để điều khiển các cân cấp liệu.

Các bộ điều khiển có trong sơ đồ:

FC: Bộ điều chỉnh lưu lượng.

FY: Bộ điều chỉnh tỉ lệ.

FRIALH: Bộ tự ghi và cảnh báo lưu lượng hồi lưu.

XY: Rơle đo độ ồn độ rung.

Chương 3. Xây dựng hệ thống điều khiển cấp liệu

30 3.1.2. Cấu trúc điều khiển cân băng.

BỘ KHUẾCH ĐẠI

BỘ ĐIỀU KHIỂN

Nguyên liệu

vào

Loadcell

Hộp giảm tốc

Động cơ KĐB

Qđ XỬ LÝ TÍN HIỆU

Q Encoder

M

BIẾN TẦN

AC Belt index

n2 n1

Hình 3.3. Sơ đồ cấu trúc điều khiển hệ cân băng.

Cấu trúc điều khiển hệ cân gồm có:

 Động cơ sử dụng là động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc được điều khiển bằng biến tần.

 Thiết bị định vị băng tải “belt index”, giúp cho việc phân đoạn băng tải và tăng độ chính xác của cân, đồng thời xác định sự trượt của băng tải.

 Bộ xử lý tín hiệu nối giữa băng tải với bộ điều khiển. Tất cả các tín hiệu từ đầu ra các cảm biến được nối với bộ xử lý tín hiệu. Nó có nhiệm vụ thu thập xử lý tính toán giá trị lưu lượng, các tín hiệu vận hành khác rồi gửi về bộ điều khiển. Muốn điều khiển chính xác lưu lượng cần đo chính xác hai tham số: trọng lượng trên băng và tốc độ băng.

Chương 3. Xây dựng hệ thống điều khiển cấp liệu

31

 Bộ cảm biến trọng lượng (Loadcell), biến đổi trọng lượng nhận được trên băng thành tín hiệu điện đưa về bộ khuyếch đại.

 Bộ điều khiển (dùng PLC) đóng vai trò quan trọng trọng hệ thống cân băng định lượng, nó 2 chức năng chính đó là:

+ Nhận tín hiệu trọng lượng từ bộ khuếch đại và tín hiệu tốc độ từ máy phát xung truyền về để tính lưu lượng.

+ So sánh lượng đặt: so sánh lưu lượng đặt với lượng thực nhận được từ bộ khuếch đại và máy phát xung. Từ đó tính được sai lệch giữa lượng đặt và lượng thực và tạo hàm điều khiển.

Tính toán

RQ

0-10V

Xung A

D

Xung

D

δ

v

Qđặt

Qđo

D A

Tín hiệu trọng lượng 010V và tín hiệu xung được hai bộ biến đổi A/D và xung/D chuyển thành dạng tín hiệu số và tính ra lưu lượng thực. Lượng Qđo sẽ được so sánh với lượng Qđặt và được bộ biến đổi D/A chuyển thành tín hiệu tương tự điều khiển biến tần quay động cơ.

- Điều chỉnh tốc độ của động cơ bằng cách điều chỉnh tần số nguồn cấp.