LẬP TRÌNH GIÁM SÁT CHO NHÀ MÁY XI MĂNG CHINFON HẢI PHÒNG

Luận văn cao học 1- Nghiên cứu hệ thống cân băng




!"#"$%
&'()*+,-".
./'0)*).
Chương 1 7
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG CHINFON VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TẠI
NHÀ MÁY 7
 
12,3456789:;)<=3>&?@AB
C)<*-"D#E+73>)D>F

 !"#$
1.4.2.1.Công đoạn đập nguyên liệu thô 12
1.4.2.2.Lưu kho nguyên liệu thô 12
%&' %
1.4.3.1.Công đoạn nghiền liệu 13
() *
1.4.4.2.Công đoạn nung clinker 16
+&',  
1.4.5.1.Làm mát Clinker 18
1.4.5.3.Công đoạn nghiền xi măng 19
1.4.5.4.Công đoạn vận chuyển, đóng bao và xuất xi măng 20
Chương 2 21
HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG VÀ CÂN BĂNG 21
G($HIJ>KD'L
& !/
0! 12.345*

6 734.85
Chương 3 31
TRANG THIẾT BỊ DÙNG HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG 31
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 2- Nghiên cứu hệ thống cân băng
12$8
84IJ>KD'L
84
%& !/%%
:MD
 &HIJ>KD'L73>-"9:73>
&?@AC-::M&6/N.
*)<OP+HIJ>KD'LQ
.G($*)<OP+HIJ>KD'L
B
.10#9RJJ")"B
%*9$:; -"<< =>;;?1@<-<"?
3.6.2.1. Cách đấu nối dây 42
3.6.2.2: Thông số kỹ thuật của biến tần Micromaster Vector kiểu MM440 43
3.6.2.3. Nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ 45
Q63JS3T .
QCU3,$63JS3T .
3.8.2.2. Giới thiệu các đơn vị hệ thống 56
%9/'=>A/(B??+*
%%9/CD(9??*
F1<IV.
Chương 4 64
LẬP TRÌNH VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG 64
G(CW/XQYY.
Z*3/XQYY.

G(C/<3G*3X*[.
=I:'0+U
=I:9\*$D'RT*V
%EFDCG5H
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 3- Nghiên cứu hệ thống cân băng
4.3.2.1. Cấu tạo hệ thống cân băng: 72
4.3.2.3.Liệt kê số lượng tín hiệu vào/ra: 75
4.4.3.4. Cấu hình phần cứng và chương trình điều khiển: 76
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 110
&]&W^
Hình 1.1 : Nhà máy xi măng CHINFON………… …………………………………… 8
Hình 1.2 : Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng………………………………………… 9
Hình 1.3 : Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng… ……………………………………… 11
Hình 1.4 : Lưu kho nguyên liệu thô……………………………………………………… 14
Hình 1.5:Nghiền liệu……………………………………………………………………… 13
Hình 1.6: Đồng nhất liệu………………………………………………………………… 14
Hình 1.7:Cấp liệu vào lò…………………………………………………………………. 15
Hình 1.8:Tháp tiền nung………………………………………………………………… 16
Hình 1.9:Lò nung…………………………………………………………………………… 16
Hình 1.10: Làm mát Clinker……………………………………………………………… 18
Hình 1.11:Định lượng nguyên liệu nghiền xi măng……………………………………19
Hình 1.12: Nghiền xi măng……………………………………………………………… 19
Hình 2.1:Sơ đồ công nghệ điều khiển cân băng tải…………………………………….23
Hình 2.2: Hình ảnh hệ thống cân băng định lượng……………………………………24
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý đo lường của hệ thống cân băng định lượng 25
Hình 2.4: Cấu tạo cân băng định lượng 26
Hình 2.5 : Sơ đồ cấu tạo hệ thống cân băng 3cửa…………………………………….29
Hình 3.1: Cấu tạo hệ thống cân băng định lượng 32
Hình 3.2: Cấu tạo cân băng định lượng MULTIDOS 33

Hình 3.3: Sơ đồ khối chức năng của cân băng định lượng………………………….34
Hình 3.4 : Sơ đồ nguyên lý đo lường của hệ thống cân băng định lượng 35
Hình 3.5: Mô hình hệ thống cân băng định lượng 37
Hình 3.6: Động cơ SEW loại K 39
Hình 3.7: Lắp đặt động cơ truyền động cho băng tải 39
Hình 3.8: Biến tần Micromaster Vector kiểu MM 440 của Siemens…………… 40
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 4- Nghiên cứu hệ thống cân băng
Hình 3.9: Sơ đồ khối của biến tần Micromaster vector kiểu MM 440 42
Hình 3.10: Cách đấu nối dây vào biến tần………………………………………………43
Hình 3.11: Sơ đồ chi tiết bên trong của cảm biến tiệm cận loại từ cảm………………47
Hình 3.12: Cảm biến tiệm cận BIC 1I3-P2A40-M30MO2-BPX0B-050…………… 47
Hình 3.13: Nguyên lý cầu Wheatstone…………………………………………………….49
Hình 3.14: Cấu tạo điện trở lực căng………………………………………………… …50
Hình 3.15: Cảm biến đo trọng lượng loadcell PWS…………………………………….51
Hình 3.16: Các thông số cơ bản của loadcell PWS……………………………… 51
Hình3.17: Kích thước loadcell PWS……………………………………………… 52
Hình 3.18: Hình ảnh cảm biến vận tốc………………………………………………….53
Hình 3.19: Hệ thống DISOCONT cho cân băng……………………………………… 54
Hình 3.20: Hệ thống MULTIDOS trong cân băng…………………………………… 55
Hình 3.21. Sơ đồ khối điều khiển VLG20110………………………………………………57
Hình 3.21: Khối VSE 20100……………………………………………………………… 58
Hình 3.22. Bộ điều khiển VLB20100…………………………………………………… 60
Hình 3.23. Sơ đồ bộ điều khiển VLB20100…………………………………………….…61
Hình 3.24: Giới thiệu hình ảnh một số loại đầu cân có trong thực tế……………… 62
Hình 4.1. Thiết bị lập trình SIMATIC S7-300………………………………………… 64
Hình 4.2. Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển hệ thống…………………………… 66
Hình 4.3. Sơ đồ khối chương trình…………………………………………………………67
Hình 4.4. Sơ đồ khối xử lý lỗi cân băng và dừng hệ thống……………………………68
Hình 4.5. Sơ đồ khối xử lý lỗi băng tải chính……………………………………………68

Hình 4.6. Lưu đồ thuật toán khởi động tự động……………………………………… 69
Hình 4.7. Sơ đồ công nghệ hệ thống………………………………………………… …70
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 5- Nghiên cứu hệ thống cân băng
/<3_<

Nền kinh tế nước ta đang ngày càng phát triển, nhu cầu về xây dựng cơ sở hạ
tầng ngày càng cao để có thể đáp ứng được đòi hỏi của quá trình công nghiệp hoá-
hiện đại hoá. Để đáp ứng được điều đó thì hàng loạt các nhà máy xi măng đã được xây
dựng và để đảm bảo chất lượng của xi măng thì việc xác định chính xác tỷ lệ của các
thành phần để sản xuất xi măng là việc rất quan trọng chính vì vậy hệ thống cân băng
định lượng đã được đưa vào nhà máy. Chính vì vậy em chọn đề tài này nhằm giúp em
đánh giá được khả năng tích luỹ kiến thức bấy lâu trong nhà trường, cũng từ đó mà
nắm vững được kiến thức chuyên ngành, áp dụng tốt linh hoạt vào thực tiễn.

Trong quá trình thực hiện đồ án chúng ta phải tìm tòi, trao đổi kiến thức, tổng
hợp nó để vận dụng vào thiết kế sao cho việc thiết kế hệ thống điều khiển cho dây
chuyền cân băng định lượng đảm bảo kỹ thuật, phù hợp với yêu cầu thực tế.

Phạm vi nội dung đồ án tập trung vào các vấn đề sau:
- Công nghệ sản xuất xi măng.
- Các thiết bị trong hệ thống cân băng định lượng.
- Giới thiệu hệ thống DCS tại nhà máy.
- Phân tích thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống cân băng định lượng.
!"#"$%
Ngày nay lĩnh vực tự động hoá và tin học công nghiệp là mũi nhọn của kỹ thuật
hiện đại, nhiều hệ thống điều khiển tự động đã ra đời nhằm phục vụ nhiều nhu cầu
khác nhau của đời sống và được ứng dụng rất thành công đem lại hiệu quả công việc
rất cao. Một trong những phương án tốt nhất và được sử dụng rộng rãi hiện nay là thay
thế hệ thống đó bằng bộ điều khiển PLC. Vì vậy thiết kế hệ thống điều khiển cho dây

HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 6- Nghiên cứu hệ thống cân băng
chuyền cân băng định lượng sử dụng thiết bị lập trình điều khiển PLC làm nâng cao
năng suất, chất lượng của xi măng là một điều tất yếu hiện nay.
&'()*+,-"
Đề tài này cho ta nắm khái quát một hệ thống tự động, tuy nhiên trên thực tế có
nhiều hình thức cân định lượng, tuỳ theo nhu cầu công việc mà ta thiết kế cho hợp lý.
Từ những kiến thức tiếp thu được qua đề tài này ta có thể phát triển hệ thống cân băng
định lượng sang nhiều lĩnh vực khác như trong sản xuất thực phẩm, thức ăn gia súc,
./'0)*)
Trong quá trình làm đồ án thường sử dụng những phương pháp sau:
- Phương pháp khảo sát thực tế.
- Phương pháp xử lý tài liệu.
- Phương pháp thống kê.
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 7- Nghiên cứu hệ thống cân băng
'0
C`GabcWd&efg=?hG&?@AWeabgCi]&
Xj=bkCCl?&efg
X0D'L$m*+UU$8+n;\-"3*:73>
&?@AC-::M&6/N
X0D'L$m*+UU3*:V
Quá trình phát triển của ngành công nghiệp xi măng Việt Nam nói chung luôn
phụ thuộc vào hai yếu tố cơ bản: một mặt gắn với điều kiện phát triển kinh tế xã hội
chung của đất nước, một mặt khác cũng phụ thuộc vào trình độ phát triển công nghệ,
kỹ thuật và thiết bị sản xuất xi măng trên thế giới. Nhà xi máy măng CHINFON là một
liên doanh giữa 3 tập đoàn công ty TNHH CHINFON Việt Nam Holding (Đài Loan)
và UBND Thành phố Hải Phòng Việt Nam, Tổng công ty Công nghiệp xi măng Việt
Nam. Nhà máy xi măng CHINFON chính thức thành lập theo giấy phép đầu tư số
490/GP do Ủy Ban Nhà nước về Hợp tác và Đầu tư (nay là Bộ Kế hoạch và Đầu tư)

cấp ngày 24/12/1992, được đăng ký lại theo Luật doanh nghiệp năm 2005 và được
UBND TP Hải Phòng cấp Giấy chứng nhận đầu tư số 021022000120 ngày 3/7/2008.
Bằng công nghệ và thiết bị tiên tiến, hiện đại, sau khi cải tạo, nâng cấp dây chuyền 1
đã đạt công suất 4.900 tấn Clinker/ngày so với công suất thiết kế ban đầu là 4.000 tấn
Clinker/ngày và sản lượng sản xuất đạt 2.300.000 tấn xi măng /năm được xây dựng tại
Tràng Kênh – Minh Đức - Thuỷ Nguyên Hải Phòng, nơi tập trung nguồn nguyên liệu
tốt nhất Việt Nam. Ngoài nhà máy chinfon Hải Phòng, tập đoàn còn có một trạm
nghiền xi măng ở Hiệp Phước – TP. HCM (trạm nghiền này lấy nguyên liệu Clinker từ
nhà máy xi măng Chinfon Hải Phòng vận chuyển vào) để phục vụ thị trường xi măng
miền Nam và một dự án xây dựng trạm nghiền tại khu kinh tế Dung Quất. Nhà máy
nghiền Hiệp Phước được đầu tư xây dựng vào năm 2003 tại Khu công nghiệp Hiệp
Phước thành phố Hồ Chí Minh với công suất 500.000 tấn xi măng mỗi năm. Dây
chuyền 2 được xây dựng vào năm 2006 tại Tràng Kênh – Minh Đức - Thuỷ Nguyên
-Hải Phòng với công suất đạt 4.300 tấn Clinker/ngày đã nâng công suất 2 dây chuyền
của nhà máy lên 9.200 tấn Clinker/ngày, 3.900.000 tấn xi măng/năm. Tổng số vốn đầu
tư cho giai đoạn 1 là 263.705.066 USD và 200.000.000 USD cho giai đoạn 2. Nhờ có
nguồn nguyên liệu với chất lượng tốt, trang thiết bị hiện đại, tiên tiến, đội ngũ cán bộ,
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 8- Nghiên cứu hệ thống cân băng
công nhân viên lành nghề, chất lượng xi măng Hoa Đào ngày càng khẳng định được vị
thế của mình không chỉ trong nước mà trên cả thị trường khu vực.Tổng vốn đầu tư:
288,3 triệu USD; Sau khi hoàn thành dây chuyền 1 tổng trị giá quyết toán là
263.705.066 USD. Vốn pháp định của công ty: 90.000.000 USD
- Phía nước ngoài: ChinFon Investment Co., Ltd (Đài Loan), góp 70%, bằng
63 triệu USD.
- Phía Việt Nam gồm: Tổng công ty Xi măng Việt Nam, góp 14,44%, bằng 13
triệu USD và Xí nghiệp khai thác đá Minh Đức - Hải Phòng, góp 15,56%, bằng 14
triệu USD. Hiện nay, nhà máy cách trung tâm thành phố Hải Phòng 20Km nằm trên
quốc lộ 10 . Giao thông thuận tiện, các nguồn nguyên liệu chính cung cấp cho nhà máy
( quặng, sắt, vôi, đất sét ) ở trong phạm vi không quá 30km

WK+K"D
Địa điểm đầu tư xây dựng nhà máy xi măng Chinfon được đặt tại phường thôn
Tràng Kênh, thị trấn Minh Đức, huyện Thủy Nguyên, TP. Hải Phòng
- Phía Tây giáp mặt đường quốc lộ 10A tuyến đường Uống bí – Hải Phòng thuận
tiện cho quá trình vận chuyển than từ các mỏ than ở uông bí về nhà máy
- Phía Nam giáp sông bạch đằng
- Phía Đông Bắc giáp núi U Bò thuộc thị trấn Minh Đức- Thủy Nguyên- Hải phòng
- Phía bắc giáp cầu tràng kênh
12,3456789:;)<=3>&?@A
Hiện sản phẩm của công ty rất đa dạng và đảm bảo chất lượng như: Xi măng
Pooc Lăng hỗn hợp PCB 30, PCB 40 được sản xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 9- Nghiên cứu hệ thống cân băng
6260:1997; Xi măng Pooc Lăng PC 40, PC 50 được sản xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 2682:1999; Clinker thương phẩm Ppc40 được sản xuất theo tiêu chuẩn Việt
Nam TCVN 7024:2002. Các sản phẩm của Công ty cổ phần Xi măng CHINFON đều
có chất lượng ổn định, độ dư mác cao, có lợi cho người tiêu dùng, an toàn trong quá
trình lưu kho, vận chuyển, sử dụng và giá cả hợp lý nhất. Các sản phẩm này Công ty
đã công bố sản phẩm phù hợp tiêu chuẩn và chất lượng hàng hoá tại Chi cục tiêu
chuẩn đo lường chất lượng (TC – ĐL – CL) Hải Phòng và được Chi cục tiếp nhận.
Công ty sản xuất chủ yếu xi măng loại PCB 30. Bên cạnh đó,công ty còn sản xuất xi
măng PCB 40 dành cho đóng bao hoặc bán rời. Để tăng cường chất lượng cũng như đa
dạng các sản phẩm cung cấp, BCC đang có kế hoạch tăng cường sản xuất xi măng
PCB 40 .
C)<*-"D#E+73>)D>
Là yếu tố quan trọng đánh giá chất lượng clinker, nó gồm 4 ôxit chính:
CaO chiếm (63÷67)%. Là ôxit quan trọng nhất. Để xi măng có chất lượng cao CaO
phải liên kết với các ôxit khác. Lượng CaO tự do còn lại ở dạng quá lửa làm cho đá xi
măng không ổn định thể tích gây hại. Lượng CaO liên kết lớn- xi măng có cường độ

cao. Đóng rắn nhanh, khi đóng rắn toả nhiệt nhiều, không bền hoá.
SiO
2
: chiếm (21÷24)%. Liên kết với CaO tạo khoáng SLC, các khoáng này có khả
năng đóng rắn. SiO
2
tự do không ảnh hưởng gì đến chất lượng xi măng. Lượng SiO
2
liên kết lớn xi măng có cường độ sau 28 ngày lớn, đóng rắn chậm, toả nhiệt nhỏ khi
đóng rắn, bền hoá hơn.
Al
2
O
3
: chiếm (4÷8)%. Liên kết với CaO tạo thành khoáng Aluminát và Alumô
fezit can xi. Al
2
O
3
liên kết lớn-xi măng có cường độ phát triển lúc đầu cao sau chậm,
thời gian đóng rắn nhanh, toả nhiệt nhiều khi đóng rắn, kém bền hoá. Fe
2
O
3
: chiếm
(2.5÷5)%. Liên kết với CaO tạo fezit can xi. Fe
2
O
3
lớn nhiệt độ kết khối của phối liệu

giảm, độ nhớt pha lỏng nhỏ dễ tạo khoáng trong clinker. Nếu Fe
2
O
3
quá lớn xi măng
có tỷ trọng cao, cường độ thấp, đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp, bền hoá.
 9567873>
Sơ đồ dây truyền sản xuất
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Máy
đập đá
vôi
Máy
đập đá
sét
Xe
tải
Xe
tải
Băn
g tải
Băn
g tải
Kho đá
vôi
Kho đá sét
và silicát
Băng
tải
Nghiền thô

Raw mill
Silo đồng nhất
Hemozen ization silo
Tháp trao đổi nhiệt
Preheater tower
Lò nung
Kiln
Làm nguội clinker
Clinker cooler
Băn
g tải
Máy
đập
thạch
cao
Tàu
chở
than
Máy
nghiền
Sil
o
chứ
a
tha
n
mị
n
Ch
o

cal
xin
er
Ch
o
lò
Ngh
iền
xi
măn
g
Nghiền
thô
CKP
Nghiền tinh
Ball mill
Xi măng
Đóng bao
Thị
trường
Băn
g
tải
Clin
ker
Đá
Baz
al
Thạ
ch

cao
Đá
Baz
al
Cân băng đinh lượng
Cân băng đinh lượng
Kho
tổng
hợp
Quặ
ng
sắt (
pirit
)
Phụ
gia (
addt
ion)
Thạ
ch
cao
( gy
psu
m)
Tha
n đá
( co
al)
Silic
at

Đá
vôi
Quặ
ng
sắt
Phụ
gia
Băng tải
Luận văn cao học 10- Nghiên cứu hệ thống cân băng
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Mỏ đá
vôi
Mỏ
silicat
& đá
sét
Hình 1.2. Sơ
đồ công nghệ
sản xuất xi
măng
Luận văn cao học 11- Nghiên cứu hệ thống cân băng
Hình 1.3 : Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng
 a*+UoJK:MMD
Từ mỏ, đá vôi được khai thác (nổ mìn) và được vận chuyển bằng xe tải về đổ
qua máy đập búa (1) đưa về kích thước nhỏ hơn và đưa lên máy rải liệu (2) để rải liệu
chất thành đống trong kho (đồng nhất sơ bộ). Tương tự với đất sét, phụ gia điều chỉnh
(quặng sắt, đá si líc, quặng bô xít ), than đá và nguyên liệu khác cũng được chất vào
kho và đồng nhất theo cách trên.
Tại kho chứa, mỗi loại sẽ được máy cào liệu (5) và (6) cào từng lớp (đồng nhất
lần hai) đưa lên băng chuyền để nạp vào từng Bin chứa liệu (7) theo từng loại đá vôi,

đất sét, quặng sắt
Than đá thô từ kho chứa sẽ được đưa vào máy nghiền đứng (20) để nghiền, với
những kích thước hạt đạt yêu cầu sẽ được đưa vào Bin chứa (21) còn những hạt chưa
đạt sẽ hồi về máy nghiền nghiền lại đảm bảo hạt than nhiên liệu cháy hoàn toàn khi
cấp cho lò nung và tháp trao đổi nhiệt.
Quá trình sản xuất xi măng ở nhà máy CHINFON bao gồm rất nhiều công
đoạn, nhưng thực tế ta có thể chia thành bốn công đoạn chính sau:
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 12- Nghiên cứu hệ thống cân băng
 9450S
 94T):MD9
 Đập đá vôi
Nhà máy hiện đang sử dụng hệ thống đập đá vôi hai cấp để cung cấp cho sản
xuất do Đài Loan thiết kế và lắp đặt:
Máy đập sơ cấp là máy kẹp hàm (động cơ chính 250 kW, n=500 vg/ph) có
năng suất thiết kế 220 – 660 T/h. Năng suất bình quân sử dụng là 450 T/h với cỡ hạt
vào max 1300 mm và cỡ hạt ra max 300 mm.
Máy đập thứ cấp là máy đập búa (động cơ chính 1000kW, n=600 vg/ph) có
cùng năng suất trên. Cỡ vào máy đập max 300 mm, cỡ hạt ra max 25 mm.
 Đập đất sét
Công ty hiện đang sử dụng máy đập đất sét kiểu đập búa có năng suất là 200 -
660 T/h, năng suất danh định thiết kế 300 T/h, năng suất khai thác thực tế là 270 - 285
T/h với kích thước sản phẩm max là 25 mm. Đất sét cung cấp cho máy đập được vận
chuyển bằng ôtô trọng tải 12 tấn.
 '#:MD9
SÐt
S©n sÐt
21.03
21.05
21.02

21.06
21.09-1
21.08-1
21.01-1
21.07
§èng sÐt1
§èng sÐt2
24.10-1
24.10-2
To24.02
21.08-2
21.09-2
Hình 1.4: Lưu kho nguyên liệu thô.
Đất sét được phân chia tại điểm cấp liệu dẫn đến sân dự trữ đất sét hiện hành
bằng một bộ chuyển tuyến hai đường do motor kéo (21.01-2/ZV2111). Một đường dẫn
đến sân chứa đất sét hiện hành, đường kia dẫn đến khoang trộn hai đống. Trạng thái
bình thường và trạng thái ban đầu của chuyến tuyến hai đường dẫn đến sân đất sét hiện
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 13- Nghiên cứu hệ thống cân băng
hành. Bộ phận chữ V đặt cạnh bên máy nhập kho và cầu cào được sử dụng cho khoang
trộn đất sét. Đất sét đã pha trộn được truyền bằng băng truyền có trọng tải tới thùng
chứa sét 120 tấn (24.02) trong nhà chứa nguyên liêu. Tốc độ của máy cào (24.05) có
thể chỉnh sửa do người điều hành CCR bằng cách theo dõi trọng lượng của thùng chứa
đất sét.
Mặt khác đá vôi được nhào lộn trong sân hiện hành bằng thiết bị cào cầu trục.
Đá vôi và phụ gia được vận chuyển bằng băng truyền đến máy nghiền (24.10) qua các
phễu và có 5 cân chuyển liệu mới. Các bộ lọc bằng túi đảm bảo không có bụi bẳn tại
các điểm nối của băng truyền.
Kết luận: Thực tế trong quá trình sơ chế, các nguyên liệu như đá vôi, than đá,
quặng sắt, quặng Quarzit phải được điều khiển theo tỷ lệ phù hợp. Thực chất là ta điều

khiển các động cơ của các băng chuyền vật liệu.
 D
 94D
24.62
24.12
24.15
24.11
24.63
24.08
WATER
khÝ x¶ tiÒn nung
24.10
TO 24.23
24.03-2
24.04-1
24.05-1
quazit
stone
iron stone
stone
M
24.03-1
24.03-3
24.03-2
24.02
24.05-1
24.04-2
24.04-3
l
i

Ö
u

m
Þ
n
FROM 24.07
Hình 1.5:Nghiền liệu
Máy nghiền của dây chuyền 2 là máy nghiền đứng kiểu cán (LM 46.4) của Đức
có năng suất 280 T/h. Máy được sử dụng để nghiền và sấy khô nguyên liệu. Các thành
phần là đá vôi, đất sét, quặng Sắt và quặng Quarzit sau khi đã định tỉ lệ trong DCS
được đưa vào máy nghiền. Một bộ phân ly động năng (LSKS66) được trang bị để phân
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 14- Nghiên cứu hệ thống cân băng
loại nguyên liệu thô, các hạt quá cỡ được tách ra và quay trở lại bàn nghiền. Hệ thống
tháo liệu gồm một bộ chuyển kiểu rung, một băng gầu, một bộ gầu kéo và một thùng
chứa được sử dụng để giảm năng lượng điện. Một bộ giảm tốc được lắp bên cạnh để
truyền động cho thiết bị nghiền. Đồng nhất nguyên liệu
FROM 36.07
TO 31.15
24.23
24.28
24.30
24.31
24.27-2
24.27-1
24.29
24.31
FROM 24.10
liÖu mÞn

FROM 31.19
24.42-1
24.42-2
24.37
24.36
25.09
25.03
25.02
25.01
25.06-1
25.06-3
25.06-2
25.07
TO 31.03
24.35
25.04-2
25.04-1
25.06
Hình 1.6: Đồng nhất liệu
Nguyên liệu được thu góp bằng Cyclon chất lượng cao được đi bằng các Slide
không khí tới Silo nguyên liệu bằng gầu nâng. Các bộ lọc túi được lắp đặt cho các
Slide không khí và các gầu nâng.
Nguyên liệu bột sẽ được phân bổ đều vào Silo bằng hệ thống thổi không khí.
Silo được chế tạo bằng bêtông tăng cường có khả năng chứa 15000 tấn. Silo được bổ
xung thiết bị pha trộn và xả để đảm bảo cho việc đồng nhất và vào nguyên liệu thô. Hệ
thống trộn theo nguyên lý trọng lực được dùng trong silo chính và hệ thống khí nén
được dùng trong buồng đồng nhất trung tâm. Các bộ lọc túi được lắp đặt để lọc bụi
bẩn ở Silo và băng chuyền.
 pq:MD
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG

Luận văn cao học 15- Nghiên cứu hệ thống cân băng
31.24
31.23
31.05
31.13
31.04
31.06
31.12-0
TO 31.14TO 31.15
M
M
31.10
31.11-131.11-2
31.11-3
31.09-3
31.09-2
31.09-1
31.06
31.08
31.12
31.11
31.09
FROM25.07
31.03
31.21
31.07
Hình 1.7. Cấp liệu vào lò
 Giải phóng Silo: Có hai bộ phận cửa xả đặt dưới Silo gồm một cửa điều khiển
bằng tay, một cửa điều khiển bằng khí nén. Tốc độ xả từ Silo được điều chỉnh tự động
sao cho trọng lượng của thùng luôn ở mức xác định.

 Hệ thống nạp liệu vào lò nung: Hệ thống cân của bộ phận nạp liệu vào lò gồm
thùng cân có trang bị các tế bào cân load cells, hệ thống đẩy khí nén có cổng điều
khiển lưu lượng bằng motor (ZCV 31.01), cổng đóng khẩn cấp lưu tốc kế điều chỉnh
tự động chất rắn. Tốc độ dòng liệu đến tháp tiền nung được điều chỉnh tự động theo
điểm đặt về lưu tốc kế tại CCR và giá trị đo được ở lưu tốc kế chất rắn bằng cách điều
chỉnh độ mở của cổng điều khiển lưu tốc (ZCV 31.01).
 Chuyển liệu tới tháp tiền nung: Bột liệu đã được cân để dẫn tới lò nung sẽ
được vận chuyển tới tháp tiền nung bằng gầu kéo và khí thổi (air slide). Một gầu kéo
được cung cấp làm dự phòng nhưng gầu kéo này cũng có thể được sử dụng để luân
chuyển bột liệu về Silo bằng bộ chuyển hướng hai đường bằng motor (ZCV 31.21) đặt
tại đầu ra của gầu kéo. Việc chọn gầu kéo và chọn tuyến hoàn toàn do thao tác viên
CCR thực hiện trước khi khởi động nhóm chuyển bột liệu.
ZSDT: Công đoạn nghiền liệu là một trong những công đoạn quan trọng nhất
của quá trình sản xuất xi măng. Vì thế, quá trình điều khiển nghiền liệu mà cụ thể là
điều khiển máy nghiền là vô cùng quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 16- Nghiên cứu hệ thống cân băng
  N
  C
M
FROM 32.18
FROM 32.04
32.04-1
2C
3C
4C
5C
TO 36.01
32.03-1
32.03

M
FF
1
C
M
32.01-1
Hình 18: Tháp tiền nung
Hệ thống sấy cyclon năm tầng và hệ thống làm mát kiểu dàn ghi được điều khiển
bằng biến tần.
Khi sử dụng hệ thống sấy cyclon 5 tầng có các đặc điểm sau:
- Giúp năng suất lò tăng lên 2,5 lần.
- Mức độ canxi hóa trong Canciner không lớn hơn 90 đến 95 % để tránh quá
nhiệt và tổn thất nhiệt lớn tại Canciner.
  94D#E+
E
g
M
FF
33.06
3
3
.
0
3
3
3
.
0
1
M

33.03-1
33.02
Hình 1.9: Lò nung
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 17- Nghiên cứu hệ thống cân băng
Lò nung khô của dây chuyền 2 được cải tạo từ lò nung ướt có kích thước lò φ5
x L70m, độ nghiêng 3.5%, có 3 bệ đỡ, năng suất 3.500T/ngày đêm, nhiên liệu sử dụng
100% than cám Hồng Gai. Bộ truyền động mới gồm bộ giảm tốc độ cao, 1 motor
chính, 1 bộ giảm tốc điều chỉnh từng nấc, 1 motor điều chỉnh từng nấc và 1 máy động
lực sự cố. Tốc độ quay của lò được tăng lên nhờ bộ truyền động mới. Tốc độ của
motor chính được điều chỉnh từ xa. Nguyên liệu sau khi qua tháp trao đổi nhiệt 5 tầng
được đưa vào lò nung. Tại đây nguyên liệu được nung nóng, chảy từ đầu lò đến cuối
lò, tạo thành sản phẩm là Clinker. Toàn bộ chiều dài lò được chia thành các zone với
các vùng nhiệt độ khác nhau :
• Zone chuẩn bị gồm sấy + nung nóng, chiếm (50÷60)% chiều dài
lò. Làm khô vật liệu (36÷40)% ẩm, tiêu tốn gần 35% tổng lượng nhiệt
• Zone phân huỷ : chiếm (20÷30)% chiều dài lò, nhiệt độ từ
650
0
c÷1200
0
c. Có CaCO
3
CaO + CO
2
. CaO lại tác dụng với Al
2
O
3
, SiO

2
do sét phân
huỷ tạo CF, CA và C
2
S
• Zone phản ứng toả nhiệt : chiếm (5÷7)% chiều dài lò, nhiệt độ
1200
0
c÷1300
0
c, tạo C
4
AF, C
5
A
3
C
3
A và SiO
2
C
2
S và CaO
• Zone kết khối : chiếm (11÷15)% chiều dài lò, nhiệt độ t
0
= 1300
0
c-
1450
0

c-1300
0
c. Ở cuối zone toả nhiệt đã có CaO, các khoáng C
2
S, C
3
A, C
4
AF và một
phần pha lỏng ở nhiệt độ 1280
0
c, tại 1380
0
c các khoáng C
3
A, C
4
AF chảy lỏng tạo pha
lỏng có sự hoà tan C, C
2
S và phản ứng tạo C
3
S, quá trình tạo C
3
S mạnh nhất ở t
0
=
1450
0
c÷1470

0
c phụ thuộc vào lượng, bản chất linh động của pha lỏng. Ở t
0
=1450
0
c-
1300
0
c có sự kết tinh và tái kết tinh trong pha lỏng của C
3
S và C
2
S, quá trình tạo
khoáng kết thúc ta có 4 khoáng chính C
3
S, C
2
S, C
3
A, C
4
AF
• Zone làm lạnh : chiếm (2÷4)% chiều dài lò, nhiệt độ t
0
= 1300
0
c-
1000
0
c, sau đó clinker rơi vào thiết bị làm lạnh nhiệt độ giảm < 100

0
c
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 18- Nghiên cứu hệ thống cân băng
 73>
 33*D#E+
37.01
To
38.01-1&38.01-2
K
i
l
n
33.02
37.02
37.03
33.06
To 37.20
To 32.04
M
B¨ng t¶i vËn chuyÓn cliker
water
Hình 1.10: Làm mát Clinker
Clinker sau khi ra khỏi lò được đưa xuống giàn ghi làm nguội bằng quạt gió
làm mát công suất lớn làm nhiệt độ clinker giảm từ 1400
0
c xuống khoảng 60
0
c.
Bộ làm lạnh tổ hợp kiểu ghi hai tầng được dùng để làm mát Clinker xả ra từ lò

nung. Hệ thống điều khiển không khí mát có phân đoạn đảm bảo hiệu quả thu nhiệt
cao và kéo dài tuổi thọ các thanh ghi. Máy đập Clinker dạng đầu búa được sử dụng để
đập Clinker sau khi làm mát.
Một bộ ngưng kết tĩnh điện được dùng để lọc bụi từ khí thải của ghi làm mát
Clinker băng quạt, khí được xử lý qua ống khói. Một phần không khí được một quạt
thổi vào máy nghiền than hiện hành. Bụi được thu lại bằng bộ ngưng kết, được chuyển
bằng các băng chuyền xích tới các băng chuyền đĩa mới
 WT:,$\"D#E+
Hai hệ thống lò nung có 2 hệ thống băng gầu vận chuyển Clinker riêng biệt. Mỗi
hệ thống gầu băng có 2 băng gầu, năng suất 2 x 85 T/h, vận chuyển Clinker từ sau ghi
làm lạnh lên hệ thống Silô chứa.
Hiện nay nhà máy có 8 Silô để chứa Clinker, sức chứa mỗi Silô 2.500 tấn, trong
đó 1 Silô dùng để chứa Clinker thứ phẩm.
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 19- Nghiên cứu hệ thống cân băng
 9473>
Hình 1.11 Định lượng nguyên liệu nghiền xi măng.
4
4
.
7
4
4
4
.
1
9
4
4
.0

6
44.14
44.51
44.51-2
44.51-1
water tank
M
44.09
44.17-1
44.18-1
44.15
44.17-2
44.54
44.16
44.55
TO 44.24
44.63
44.10
44.08
44.07
44.14-1
FROM44.06
44.11
44.12
Hình 1.12 Nghiền xi măng.
 Vận chuyển Clinker, thạch cao, bazan: Clinker, thạch cao và bazan được
đổ ra từ các Silo 45-01, 45-02,45-03 được cân băng định lượng. Sau đó đổ vào băng
tải chính 45-08 và vận chuyển bằng các băng chuyền từ các cân tới máy nghiền xi
măng.
 Nghiền xi măng: Xưởng nghiền xi măng có 4 máy nghiền xi măng có

công xuất 3150KW. Ba máy nghiền 1, 2, 3 làm việc theo chu trình hở, năng suất 65
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 20- Nghiên cứu hệ thống cân băng
T/h, xi măng sau nghiền được vận chuyển lên các Silo bằng hệ thống bơm buồng.
Máy nghiền số 4 làm việc theo chu trình kín, năng suất 100 T/h, vận chuyển xi măng
sau khi nghiền bằng hệ thống băng tải, gầu nâng.
 Bộ phận phun hơi nước được cung cấp để làm mát xi măng trong máy
nghiền. Lưu tốc nước được điều chỉnh tự động theo nhiệt độ của xi măng tháo ra từ
máy nghiền.
  94$T:,rsJ"$7873>
FROM44.17-1
SILO
A
SILO
B
SILO
C
SILO
D
44.73
44.23
44.94
44.61
44.22
44.31
44.29
44.65
44.66
44.65-1
44.25

44.20
44.28
44.26
44.27-1
44.27-2
CEMENT SILO
44.24
Hình 1.13: Vận chuyển xi măng
Xi măng rời được vận chuyển từ các Silo chứa đến các trạm đóng bao bằng hệ
thống bơm buồng. Xưởng đóng bao hiện có 4 máy đóng bao kiểu quay 8 vòi hiện đại,
cân điện tử và có thiết bị kiểm tra trọng lượng bao tự động. Nếu bao không đủ trọng
lượng thì sẽ được loại ra bằng hệ thống tự động, sau đó qua hệ thống phá vỡ bao để
thu lại xi măng rời, lượng xi măng này được chuyển ngược trở lại khâu đóng bao.
Những bao có trọng lượng đạt tiêu chuẩn sẽ được đưa về kho chứa, sau đó được vận
chuyển bằng hệ thống băng tải đến các máng xuất xi măng bao. Xi măng đã đóng bao
được xuất đi bằng ôtô, tàu hoả…Xi măng rời được xuất đi bằng ôtô được bố trí cạnh
các Silo.
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 21- Nghiên cứu hệ thống cân băng
'0
&tC&uGv1w&xyGWevzhG
G($HIJ>KD'L
Hiện nay việc đảm bảo chất lượng cho mỗi sản phẩm là việc rất quan trọng đối
với các doanh nghiệp. Do đó yêu cầu đặt ra là phải làm sao cho các sản phẩm đó phải
có chất lượng và mẫu mã giống nhau. Vì vậy nhà sản xuất phải nắm bắt được các
thông số kỹ thuật, các tỷ lệ pha trộn phải được cài đặt chính xác. Việc hiệu chỉnh các
thông số đầu vào cũng như đầu ra phải dễ thực hiện và thuận lợi cho người sản xuất và
người điều khiển trung tâm. Đặc biệt trong công nghệ sản xuất xi măng công đoạn
phối liệu để nghiền liệu và định lượng nghiền xi măng là rất quan trọng, nó quyết định
đến chất lượng của xi măng.

Với tầm quan trọng của hệ thống cân băng định lượng nên hệ thống này nằm
ngay đầu dây chuyền sản xuất, công nghệ sản xuất xi măng thiết bị định lượng này có
nhiều loại:
- Theo chế độ vận hành được chia thành vận hành liên tục và gián đoạn.
- Theo phương pháp định lượng chia thành: định lượng theo thể tích hay đong
(tính theo m
3
); định lượng bằng cân (tính theo kg, tấn, ) hoặc cả dạng hỗn hợp cân và
đong.
- Theo phương pháp điều khiển định lượng: Thiết bị định lượng thủ công, tự
động theo chương trình định sẵn.
Trong số các thiết bị đang dùng hiện nay, cân băng định lượng được dùng rộng
rãi nhất, nó thuộc loại thiết bị cân tự động. Thiết bị này cho phép cấp một dòng liệu
liên tục đều đặn từ két chứa tới thiết bị gia công.
Để điều chỉnh được tỷ lệ pha trộn nguyên liệu chính xác và thay đổi năng suất dễ
dàng ta sử dụng biến tần nguồn áp để điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ
xoay chiều ba pha.
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 22- Nghiên cứu hệ thống cân băng
:MD4
Hệ thống cân băng được thiết kế để điều chỉnh tốc độ cấp liệu của vật rắn. Vật
liệu rắn được tháo ra từ các silô. Bề dầy của vật liệu trên băng tải thường được trải đều
để đảm bảo mức chịu tải của băng tải là không thay đổi. Lưu lượng vật liệu có thể đạt
được thông qua việc điều chỉnh tốc độ của băng tải.
Nguyên lý: Động cơ quay kéo theo hộp giảm tốc làm quay băng tải hoạt động
đưa nhiên liệu xuống băng tải để vào máy nghiền. Liệu sẽ tác động lên tế bào cân và
tín hiệu từ tế bào cân sẽ đưa vào tủ điện phòng điều khiển. Tại đây nhờ bộ biến tần
điều khiển tốc độ quay băng tải theo giá trị cần thiết.
Hệ thống định lượng được điều khiển nhờ PLC được sử dụng ở nhà máy xi măng
bao gồm 4 băng cân giống nhau để cân 4 loại liệu: đá vôi, đá sét, đá bazan và quặng

sắt. Mỗi băng tải cân được lắp các đầu cân điện tử để đo trọng lượng m (loadcell) trên
băng và có đầu đo tốc độ để đo vận tốc dài của băng.
Vì băng tải cân ngắn, tốc độ từ động cơ đến băng tải truyền qua hộp số cứng nên
tốc độ băng tải được đo thông qua tốc độ động cơ. Các tín hiệu m và v được đưa vào
máy tính thông qua bộ chuyển đổi A/D và máy tính sẽ tính năng suất thực của cân Q
t
=
m.v và so sánh với giá trị định mức Q
đ
của chúng.
Từ đó đưa ra tín hiệu điều khiển U
đk
để điều khiển động cơ thông qua các bộ biến
tần nhằm đảm bảo duy trì ổn định các thông số trên theo giá trị đặt trước.Như vậy để
đo lưu lượng vận chuyển trên băng tải phải đo được hai thông số: tốc độ chuyển động
của băng tải và mật độ liệu.
Trong quá trình sản xuất khi mà lượng liệu trên băng tải ít, để nhận biết điều này
nhờ cảm biến trọng lượng loadcell tác động, cùng với tín hiệu từ cảm biến tốc độ
chuyển động của động cơ (băng tải) được Encoder đưa về bộ xử lý trung tâm và so
sánh với lượng định mức để đưa tín hiệu mở van xả liệu. Nếu mở van xả liệu mà vẫn
chưa đạt yêu cầu thì phải kết hợp điều chỉnh tốc độ băng tải.
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Luận văn cao học 23- Nghiên cứu hệ thống cân băng

Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ điều khiển cân băng tải
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Chỉ thị tốc độ
Băng
tải
cân

Cảm biến
tốc độ
Khuếch
đại
Khuếch
đại
Van xả
liệu
Cơ cấu
điều
khiển 1
Động
cơ
Biến tần
CCĐK2
Điều
chỉnh
A
D
C
D
A
C
Giao
tiếp
Máy
tính
điều
khiển
Cảm biến

trọng
lượng
Luận văn cao học 24- Nghiên cứu hệ thống cân băng
Hình 2.2. Hình ảnh hệ thống cân băng định lượng
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
Đá vôi
Đá sét
Đá Bazan
Quặng sắt
Loadcell
Encoder
Biến tần
RS 485
4 – 20mA
Cân hồi liệu về
CPU
V
S
E
20
10
0
M
n
f
T
M
n
f
M

n
f
T
T
f
n
M
Encoder
Encoder
Encoder
Loadcell
Loadcell
Loadcell
T
Luận văn cao học 25- Nghiên cứu hệ thống cân băng
*:MDV
Cân băng được thiết kế để cân liên tục lượng vật liệu vận chuyển trên băng tải.
Vật liệu được dẫn trên một sàn bố trí dưới băng tải và được giới hạn bởi hai con lăn.
Nguyên lý đo:
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý đo lường của hệ thống cân băng định lượng
Từ silô chứa, liệu được đưa xuống băng tải cân qua phễu liệu đổ xuống băng tải
cân vận chuyển theo phương ngang để vận chuyển liệu vào máy nghiền. Nhờ các cảm
biến ta xác định được khối lượng m và tốc độ v của băng tải sau đó các tín hiệu này
được khuếch đại và đưa về bộ chuyển đổi tương tự – số để đưa vào máy tính. Máy tính
sẽ tính năng suất thực của các cân, so sánh với năng suất định mức của chúng và từ đó
đưa ra tín hiệu điều khiển U
đk
để điều khiển thông qua các biến tần. Nhằm mục đích
điều khiển tốc độ hợp lý giữa các băng tải cân sao cho sai số giữa giá trị thực và giá trị
định mức là nhỏ nhất nên trong hệ thống cân định lượng người ta sử dụng bộ điều

khiển lập trình PLC.
Trong quá trình hoạt động tốc độ của băng tải được điều chỉnh bởi động cơ thông
qua bộ biến tần. Với mỗi yêu cầu sản xuất khác nhau thì cân băng tải lại được cân
chỉnh sao cho phù hợp.
HVTH : TRẦN THỊ ĐIỆP  GVHD: TS. KHỔNG CAO PHONG
CCĐK
SCHENCK DISOCONT
M
Biến
tần
Q
Kg/m
V
m/s
Phễu liệu