Ch¬ng 56 Hệ thống được thiết kế có điều khiển tốc độ cấp. Vật liệu được lấy ra từ đáy của hopper. Vật liệu nằm sâu một lớp đảm bảo thể tích không đổi trên băng.
Hình 2.6 Nguyên lý hoạt động
V: Cảm biến tốc độ Q: Cảm biến trọng lượng Y: Điều khiển độ lệch
Điều khiển tốc độ băng có thể thay đổi lượng cấp, băng tải với module cân biến đổi tín hiệu đo thành tín hiệu điện cân. Chi tiết được mô tả như hình vẽ trên.
2.2.2. Màn hình điều khiển
Hình 2.7 Các phím chức năng trên màn hình điều khiển cân định lượng.
F1: Edit - Chèn các thông số đầu vào F2: Menu - Gọi các chức năng chỉ dẫn F3: ESC - Trở lại
F4: Del - Xoá số F5: ON - Mở nguồn F6: OFF - Tắt nguồn
F7: Reset tot - Đặt lại tổng bộ đếm F7: Fill - Khởi độngt oàn bộ F7: no fill - Dừng toàn bộ
F7: Events - Hiển thị các trường hợp F7: Volum - Trạng thái đo thể tích
F7: Grav - Trạng thái phân tích trọng lượng F7: VolSyn - Chế độ đồng bộ thể tích
F7: End Bat - Kết thúc phần F7: Prin B - In phần kết thúc
<Return>: Trở về - Gọi chương trình, chức năng...thừa nhận đầu vào F8: Clr Evh: Thừa nhận các trường hợp thông báo
F9: Ba Set - Nhập với khối cài đặt
2.2.3 Tỷ lệ phối liệu của nhà máy xi măng Cẩm Phả
Trong quá trình sản xuất Clinker xi măng ngoài ra các yếu tố như phương pháp sản xuất - kỹ thuật nung luyện… thì thành phần hoá học của nguyên liệu là yếu tố đầu tiên quyết định đến chất lượng Clinker xi măng. Do vậy vấn đề cơ bản của công nghệ xi măng là làm sao tìm được những nguyên liệu với tỷ lệ thích hợp để nung luyện cho ra Clinker xi măng có chất lượng như mong muốn.
Tỷ lệ phối liêu sản xuất Clinker trong nhà máy xi măng Cẩm Phả như sau: Đá vôi = 80,6%
Đất sét = 12,6% Quặng sắt = 3,4% Phụ da = 3,4%
Tỷ lệ phối liệu sản xuất xi măng trong nhà máy xi măng Cẩm Phả như sau:
Clinker = 76% Phụ da = 20%
Thạch cao = 4%
2.3. Thông số kỹ thuật của cân băng định lượng nhà máy xi măng Cẩm Phả a. Cân băng định lượng 122WF01 - Đá vôi - Loại MUTIDOS 1640 T80
Tốc độ cấp 53 – 530 t/h
Mật độ 1,3 t/m3
Cỡ hạt 1-100mm
Độ ẩm max 2%
Nhiệt độ ≈ 23oC
Thuộc tớnh chảy Chảy tự do
Thụng số thiết kế :
Chiều rộng băng và khoảng cách giữa 1200/5500 mm
Khoảng cách đường vào/ra 5000mm
Diện tích đường vào (WxL) 800x1800mm
Động cơ 1,5 kW
b. Cân băng định lượng 122WF02 - Đất sét - Loại MUTIDOS 1255 T90
Tốc độ cấp 15 – 150 t/h
Mật độ 1,1 t/m3
Cỡ hạt 1-80mm
Độ ẩm max 25%
Nhiệt độ ≈ 23oC
Thuộc tớnh chảy Chảy tự do
Thụng số thiết kế :
Chiều rộng băng và khoảng cách giữa 1200/5500 mm
Khoảng cách đường vào/ra 5000mm
Diện tích đường vào (WxL) 800x1800mm
Động cơ 1,5 kW
Tốc độ cấp 3 – 30 t/h
Mật độ 0.5 t/m3
Cỡ hạt 1-70 mm
Độ ẩm max 12%
Nhiệt độ ≈ 23oC
Thuộc tớnh chảy Chảy tự do
Thụng số thiết kế :
Chiều rộng băng và khoảng cách giữa 1000/4000 mm
Khoảng cách đường vào/ra 3400mm
Diện tích đường vào (WxL) 600x1400mm
Động cơ 0,37kw
d. Cân băng định lượng 122WF03 - Phụ gia - Loại MUTIDOS 1050 T70
Tốc độ cấp 3 – 30 t/h
Mật độ 1,6 t/m3
Cỡ hạt 1-70 mm
Độ ẩm max 10%
Nhiệt độ ≈ 23oC
Thuộc tớnh chảy Chảy tự do
Thụng số thiết kế :
Chiều rộng băng và khoảng cách giữa 1000/5000 mm
Khoảng cách đường vào/ra 4200mm
Diện tích đường vào (WxL) 600x1400mm
ChươngIII
lựa chọn thiết bị Và cơ cấu chấp hành 3.1. Các loại cảm biến
3.1.1 Cảm biến trọng lượng (loadcell)
Loadcell có cấu tạo bao gồm thân đàn hồi được chế tạo bằng loại thép đặc biệt, trên đó có gắn tenzomet, vỏ bảo vệ, màng ngăn và các dây cáp nguồn và tín hiệu. Thông thường bốn tenzomet được gắn trên thân đàn hồi, các tenzomet này được bố trí ở mặt trên và mặt dưới thân đàn hồi, chúng đồng thời được nối với nhau tạo nên mạch cầu Wheatsstone. Loadcell được cung cấp điện áp xoay chiều hay một chiều ổn định, đặt trên hai đỉnh đối diện nhau của cầu, điện áp ra được lấy trên hai đỉnh còn lại.
Hình 3.1 Load Cell
Sơ đồ nguyên lý của mạch loadcell:
Thân đàn hồi tenzomet
E
V
Hình 3.2. Mạch nguyên lý loadell.
Loadcell hoạt động theo nguyên lý cầu biến trở lực. Khi lực đặt lên thân đàn hồi của loadcell thay đổi làm co giãn các điện trở (tenzomet), dẫn đến các điện trở trên các nhánh cầu thay đổi theo chiều thích ứng. Khoảng cách co giãn của thân đàn hồi rất nhỏ, vào khoảng 1/1000 đến 1/100 mm. Khi cấp một điện áp ổn định lên một nhánh cầu thì điện áp lấy ra trên nhánh cầu còn lại này sẽ phản ánh một cách trung thực với sự tương đối lực trên đầu loadcell.
* Loadcell sử dụng trong hệ thống cân băng tải:
Hiện nay có nhiều loại loadcell do nhiều hãng khác nhau chế tạo. Chúng phân biệt với nhau ở phạm vi hoạt động, dải đo, độ chính xác và nhiều thông số khác. Việc lựa chọn loại loadcell phụ thuộc vào từng ứng dụng cụ thể. Dưới đây
giới thiệu về đầu đo lực loadcell loại B74 - BUTTNER, một loại loadcell được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống đo lường công nghiệp.
Các thông số kỹ thuật chính của loadcell:
Khả năng tải lớn nhất khi làm việc : Pmax = 100kg Khả năng chịu tải lớn nhất (tải phá hỏng) : P = 200kg
Sai số tuyến tính : + 0,02%.
Điện trở ra : 330 Ohm
Độ nhạy : 2m V/V
Độ lặp lại : + 0,01%.
Nhiệt độ làm việc : - 01C đến + 600C
Điện áp cung cấp : Umax = 12V
Nếu cung cấp điện áp một chiều 10V lên đầu loadcell thì khi tải đặt lên đầu loadcell thay đổi từ 0 đến 100 kg thì điện áp một chiều đầu ra thay đổi tỷ lệ từ 0 đến 20 mV. Điện áp này sẽ được đưa vào các khối chức năng để tiến hành các bước xử lý cần thiết, kết hợp với tín hiệu dịch chuyển băng tải, tính toán đưa ra khối lượng tích luỹ.
*Các đặc tính chuyển đổi cảm biến loadcell
* Đặc tính chuyển đổi cảm biến cân băng định lượng của các phối liệu
Tỷ lệ phối liệu
Đá vôi = 80,6% Đất sét = 12,6% Quặng sắt = 3,4%
Silic = 3,4%
Đưa tỷ lệ % cảu các phối liệu vào loadcell , ta tìm được tỷ lê phối liệu đầu ra loadcell
Phương trình chuyển đổi: mđv = aA1 + b (1)
Trong đó : mđv – là cân băng định lượng của các phối liệu A1 - Đầu ra của loadcell tương ứng 0 - 20mA Đầu ra của loadcellA1 là
Tỷ lệ phối liệu Đá vôi(80,6%) Đất sét(12,6%) Q Sắt (3,4%) Silic (3,4%) A1(mA) 16,9 6,1 4,5 4,5 Hình 3.3
.Đồ thi chuyển đổi đặc tính cảm biến cân băng định lượng của các phối liệu
*Đặc tính chuyển đổi tín hiệu cổng vào analog
Đưa các tỷ lệ phối liệu tương ừng A1vào các giá trị nguyên analog ta tìm đươc cổng vào điện áp cho các phối liệu
Phương trình chuyển đổi : A1 = aAI + b Trong đó cổng AI tương ứng từ 0÷32000 Ta có bảng sau
AI 1000 1000 4200 25800
Hình 3.4. Đồ thị chuyển đổi tín hiệu cổng vào analog
*Đặc tính chuyển đổi cổng ra analog
Đưa các giá trị nguyên của AI vào analog ta tìm được các phối liệu cần tìm cho cổng ra AQWo
Phương trình chuyển đổi :AI= aAQ + b
Trong đó AQ là cổng ra analog tương ứng :0÷10V Ta có bảng đầu ra AQ như sau
AI 1000 1000 4200 25800
Hình 3.5. Đồ thị chuyển đổi tín hiệu cổng ra analog
*Đặc tính tốc độ của động cơ dãn động qua biến tần
Từ các giá trị tìm được AQ ta tính đựơc tần số điều khiển động cơ như sau
Phương trình chuyển đồi : AQ = aF + b Trong đó F la tần số tương ứng 0÷50Hz Ta có bảng như sau
AQ 4.19 4.19 4.8 8.8
F 21 21 24 44
3.1.2 Cảm biến tốc độ (encorder)
Hình 3.7. Máy phát tốc encorder
Để đo tốc độ động cơ thông dụng nhất hiện nay dùng cảm biến quang hay còn gọi là Encorder. Tín hiệu từ encorder tạo ra các dạng xung vuông có tần số thay đổi vào tốc độ động cơ. Do đó các xung vuông này được đưa vào bộ vi xử lý để đếm số xung trong khoảng thời gian cho phép từ đó ta có thể tính được giá trị vận tốc của động cơ.
Nguyên lý hoạt động của Encoder thực chất là một đĩa tròn xoay quay quanh trục của một động cơ. Trên các đĩa này có các lỗ rãnh một bên của đĩa là một đèn Led chiếu vào đĩa, như vậy tại lỗ trên đĩa sẽ cho ánh đèn đi qua và tương ứng là một xung. Mặt bên kia của đĩa sẽ được đặt một mắt thu. Với các tín hiệu có hoặc không có ánh sang chiếu qua các lỗ thiết bị sẽ ghi nhận được đĩa đã quay bao nhiêu vòng và đang quay theo chiều nào.
Cấu tạo của Encoder được chế tạo gồm 5 dây chính sau: +Dây cấp nguồn + cho Encoder.
+Dây cấp nguồn GR.
+Dây pha Z – Số xung trên một vòng. +Dây pha A – 1 xung/ vòng.
+Dây pha B – 1 xung/ vòng.
Tuỳ theo trạng thái nhanh hay chậm của hai pha A và B mà ta có thể xác định được vận tốc và chiều quay của động cơ. Để tính toán vận tốc ta có thể xác định số xung của Encoder trong một khoản thời gian. Ví dụ trong một giây đếm được 1000 xung mà Encoder có độ phân giải là 400 pps thì tốc độ quay của động cơ sẽ là1000/400 =2,5 vòng/s. Nếu pha A nhanh hơn pha B thì động cơ sẽ quay theo chiều thuận và ngược lại.
Hình 3.9 Sơ đồ cấu tạo bên trong của encorder để tạo xung vuông
Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý mạch đo 3.1.3 Cảm biến chống lệch băng.
Trong khi vận hành có thể xảy ra sự cố lệch băng làm cho thành băng ma sát vào khung băng, giá đỡ con lăn làm hư hại băng và có thể phát sinh nhiệt gây nguy hiểm, cháy nổ. Cho nên cần phải sử dụng các cảm biến chống lệch băng để bảo vệ.
Có nhiều loại cảm biến chống lệch băng khác nhau, nhưng hoạt động đơn giản và ổn định nhất là loại công tắc chống lệch băng. Có nhiều hãng sản xuất công tắc chống lệch băng, với những sản phẩm khác nhau, công tắc chống lệch băng BA100 của hãng Electro-sensor có khả năng đáp áp được yêu cầu phòng nổ và hoạt động tin cậy, phù hợp với yêu cầu của hệ thống.
Hình 3.11.Cảm biến chống lệch băng BA100.
+ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.
Công tắc chống lệch băng BA100: Gồm có 1 con lăn được lắp trên một thanh gạt, thanh gạt đó có thể quay một góc +450 hoặc -45o so với phương thẳng đứng. Thanh gạt được nối với một trục bên trong có gắn các trục cam, trên trục cũng có gắn các lò xo tự trở về.
Hình 3.12: Cấu tạo của cảm biến chống lệch băng.
Khi xảy ra sự cố lệch băng làm cho thanh gạt quay, khi góc quay đạt tới mức nguy hiểm thì công tắc bên trong tác động đóng, ngắt cho các tiếp điểm, các tiếp điểm này được nối với khởi động từ và bộ khống chế.
Công tắc chống lệch băng được lắp đặt ở hai bên thành của băng để bảo vệ lệch băng trong trường hợp băng lệch về bất cứ phía nào của băng.
Hình 3.13. Vị trí lắp đặt của cảm biến chống lệch băng.
+ Các thông số của công tắc chống lệch băng: Góc tác động: từ 100 đến 900 .
Điện áp chịu được của tiếp điểm: 240VAC
3.1.4.Cảm biến chống ùn tắc than.
Than được vận tải trên những băng tải nối tiếp nhau trên một tuyến. Trong quá trình vận tải có thể do băng hoạt động không ổn định, kích thước than vận tải không đúng tiêu chuẩn gây nên hiện tượng ùn than tại các đầu băng tải gây ra sự cố nếu lượng than ùn quá lớn.
Tuyến băng vận tải trong lò mức +125 có thể sử dụng công tắc MTS 300 và bộ điều khiển SCU-200 để bảo vệ phòng chống ùn than. Có thể sử dụng nhiều loại cảm biến khác để bảo vệ chống ùn than nhưng loại cảm biến dùng công tắc MTS 300 và bộ điều khiển SCU 200 có nguyên lý hoạt động đơn giản, có khả năng phòng nổ và điều chỉnh thời gian tác động từ 1s 99s sau khi sự cố xảy ra.
Hình 3.14. Cảm biến chống ùn than.
Nguồn điện cung cấp: 115 VAC ± 10%. Tín hiệu cảm biến: +12 VDC.
+ Cấu tạo của cảm biến chống ùn than, cảm biến chống ùn than bao gồm 2 phần:
- Công tắc MTS 300: là một công tắc điện cực thuỷ ngân gồm có một bình hình trụ kín được làm bằng thép bên trong có chứa dung dịch thuỷ ngân. Thể tích thuỷ ngân chỉ chiếm một phần không gian bên trong bình, phần còn lại là không khí. Trong bình còn mắc các điện cực, chúng được nối với dây dẫn đưa ra bên ngoài. Bình thường các điện cực này cách ly về điện với nhau. Khi xảy ra hiện tượng ùn than, than tác động vào làm nghiêng bình. Nếu góc nghiêng này >15o (góc nghiêng tác động của công tắc MTS 300) thì các điện cực sẽ cùng tiếp xúc dung dịch thuỷ ngân. Thuỷ ngân là kim loại nên có khả năng dẫn điện sẽ nối các điện cực với nhau giống như đóng mạch cho công tắc.
Hình 3.15. Công tắc MTS 300.
- Bộ điều khiển SCU-200: là bộ điều khiển đi chung với các công tắc MTS 300 để bảo vệ ùn than. SCU 200 có vỏ phòng nổ bên trong là các mạch điện tử, rơle để xử lý tín hiệu nhận được, đưa tín hiệu đầu ra thích hợp.
- Bộ SCU-200 và MTS-300 kết nối với nhau, kết nối với nguồn và hiệu chỉnh nhờ panel bên trong SCU-200.
Hình 3.16. Sơ đồ đấu nối của cảm biến chống ùn.
+ TB1: Bộ phận kết nối với nguồn xoay chiều 115V và nối đất. + TB2 : Bộ phận đấu nối với tín vào ra.
+ 2, tín hiệu từ công tắc thuỷ ngân MTS-300 đến. + 3, GND.
+ 4, 5, 6, tiếp điểm công tắc 1. + 7, 8, 9, tiếp điểm công tắc 2.
+ S1: Công tắc điều khiển nhận tín hiệu từ công tắc thuỷ ngân MTS-300 + S2, S3: Điều chỉnh thời gian tác động của bộ cảm biến.
+ R11: Nguồn +24 VDC, dùng cho những nơi không sử dụng nguồn xoay chiều chỉ có nguồn một chiều. ở những nơi này đầu vào cấp nguồn AC Power sẽ bỏ không dùng đến.
+ Sơ đồ mạch bên trong của cảm biến chống ùn:
Hình 3.17. Sơ đồ mạch bên trong cảm biến chống ùn.
Nếu công tắc cho phép nhận tín hiệu thì khi xảy ra sự cố ùn than công tắc thuỷ ngân đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây rơle K. Tiếp điểm K tác động đóng nguồn cho cuộn dây rơle thời gian RT1. Sau thời gian chỉnh định (tính bằng giây), rơle RT1 tác động đóng nguồn cho cuộn dây rơle thời gian RT2. Sau thời gian chỉnh định (đơn vị nhỏ nhất là 10 giây), rơle RT2 tác động đóng nguồn cho rơle thời gian RA. Tiếp điểm RA đóng lại. Nếu đấu nối các tiếp điểm RA với thiết bị điều khiển sẽ biết được thiết bị vận tải có ùn than hay không.
+ Lắp đặt:
Hình 3.18. Lắp đặt công tắc thuỷ ngân MTS - 300. 3.1.5. Cảm biến bảo vệ trượt băng.