Nghiên cứu hệ thống điều khiển cân roto cấp than cho lò quay

_____________________________________________________________________________

Mục lục
Danh mục hình vẽ...................................................................................................................i
Danh mục bảng....................................................................................................................iii
Lời nói đầu.............................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. Mô tả công nghệ hệ thống cân cấp than lò quay............................................2
1.1. Vai trò của than trong công nghệ sản xuất xi măng..................................................2
1.2. Hệ thống cân roto cấp than cho lò nung....................................................................2
1.2.1. Tổng quan toàn bộ hệ thống...............................................................................2
1.2.2. Phân loại và nhiệm vụ của cân roto....................................................................2
1.2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cân roto.....................................................3
1.2.4. Các nguyên nhân gây sai số và cách khắc phục.................................................5
1.2.5. Ưu điểm của hệ thống cân roto...........................................................................7
CHƯƠNG 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân roto cấp than lò quay..............................8
2.1. Sơ đồ khối mạng truyền thông cân roto....................................................................8
2.2. Sơ đồ khối hệ thống cân roto.....................................................................................9
2.2.1. Sơ đồ công nghệ..................................................................................................9
2.2.2. Hệ thống điều khiển chính CSC.......................................................................16
2.2.3. Sơ đồ hệ thống sục khí vào két than.................................................................20
2.3. Bộ biến tần...............................................................................................................25
CHƯƠNG 3. Nghiên cứu về điều khiển tần số động cơ không đồng bộ...........................26
3.1. Khái quát về động cơ không đồng bộ......................................................................26
3.2. Hệ thống điều khiển tần số......................................................................................28
3.2.1. Nguyên lý điều khiển tần số.............................................................................28
3.2.2. Bộ biến đổi tần số..............................................................................................31
3.3. Bộ biến tần SEW_Movidrive...................................................................................38
3.3.1. Giới thiệu về bộ biến tần SEW_Movidrive......................................................38


_____________________________________________________________________________

3.3.2. Sơ đồ ghép nối...................................................................................................39
3.3.3. Cách sử dụng.....................................................................................................43
CHƯƠNG 4. Tổng hợp hệ thống điều khiển lưu lượng.....................................................47
4.1. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển...................................................................47
4.2. Mô hình hóa hệ thống..............................................................................................48
4.2.1. Mô hình hóa động cơ........................................................................................48
4.2.2. Mô hình hóa bộ biến tần...................................................................................50
4.2.3. Mô hình hóa cân................................................................................................51
4.2.4. Mô hình hóa khâu đo lưu lượng.......................................................................52
4.2.5. Sơ đồ cấu trúc hệ thống cân..............................................................................52
4.3. Tổng hợp bộ điều khiển lưu lương..........................................................................52
4.3.1. Các thông số của hệ thống cân..........................................................................52
4.3.2. Tính toán các tham số trong sơ đồ cấu trúc......................................................53
4.3.3. Tính toán bộ điều khiển lưu lượng...................................................................55
CHƯƠNG 5. Mô phỏng hệ thống điều khiển.....................................................................58
5.1. Mô hình toán học của động cơ không đồng bộ.......................................................58
5.2. Mô phỏng hệ thống điều khiển................................................................................61
5.2.1. Sơ đồ mô phỏng................................................................................................61
5.2.2. Kết quả..............................................................................................................62
Kết luận................................................................................................................................64
Tài liệu tham khảo...............................................................................................................65


Danh mục hình vẽ.

Danh mục hình vẽ
Hình 1.1. Cấu tạo cân roto.....................................................................................................3
Hình 1.2. Tín hiệu của tốc độ, nguyên liệu ra, loadcell khi tốc độc quay không đổi..........4
Hình 1.3.Tín hiệu của tốc độ, nguyên liệu ra, loadcell khi chỉnh tốc độ của động cơ tỷ lệ

nghịch với tín hiệu đo được của loadcell..............................................................................5
Hình 1.4. Nguyên lý trừ bì trong hệ thống cân roto.............................................................6
Hình 2.1. Sơ đồ khối mạng truyền thông cân roto................................................................8
Hình 2.2. Sơ đồ công nghệ hệ thống cân cấp than.............................................................10
Hình 2.3. Sơ đồ các tín hiệu vào U1.CPI............................................................................11
Hình 2.4. Sơ đồ các tín hiệu đầu vào module A11 của bộ LCB1......................................12
Hình 2.5. Sơ đồ các tín hiệu đầu ra module A11 của bộ LCB1.........................................15
Hình 2.6. Sơ đồ các tín hiệu đầu vào module A11của bộ CSC..........................................16
Hình 2.7. Sơ đồ các tín hiệu đầu vào bộ điều khiển chính CSC........................................17
Hình 2.8. Sơ đồ các tín hiệu đầu ra bộ điều khiển CSC.....................................................19
Hình 2.9. Sơ đồ hệ thống sục khí vào két chứa than..........................................................20
Hình 2.10. Sơ đồ khối PLC và các module vào ra.............................................................21
Hình 2.11. Sơ đồ các tín hiệu đầu vào PLC........................................................................21
Hình 2.12. Sơ đồ các tín hiệu đầu ra PLC..........................................................................24
Hình 2.13. Sơ đồ ghép nối bộ biến tần................................................................................25
Hình 3.1. Đường đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ.................................................27
Hình 3.2. Dạng đặc tính cơ ứng với 3 luật điều khiển tần số (R1 = 0).............................29
Hình 3.3. Đặc tính U/f.........................................................................................................30
Hình 3.4. Sơ đồ khối mạch lực hệ BBT - ĐK.....................................................................32
Hình 3.5. Sơ đồ BBT với điện áp chỉnh lưu thay đổi.........................................................32
Hình 3.6. Sơ đồ BBT với điện áp với nghịch lưu PWM....................................................33
Hình 3.7. Sơ đồ Bộ biến tần với nghịch lưu ba pha PWM.................................................34

i


Danh mục hình vẽ.

Hình 3.8. Dạng điện áp động cơ.........................................................................................36
Hình 3.9. Bộ biến tần 4 góc phần tư...................................................................................38

Hình 3.11. Sơ đồ đấu dây biến tần với động cơ..................................................................39
Hình 3.12. Ghép nối các tín hiệu điều khiển......................................................................40
Hình 3.13. Bàn phím DBG11A...........................................................................................43
Hình 3.14. Quy trình khai báo cấu hình động cơ................................................................44
Hình 3.15. Cấu trúc điều khiển tốc độ theo chế độ VFC...................................................46
Hình 4.1. Sơ đồ cấu trúc điều khiển....................................................................................47
Hình 4.2. Sơ đồ cấu trúc động cơ không đồng bộ..............................................................50
Hình 4.3. Sơ đồ mô hình hóa bộ biến đổi...........................................................................50
Hình 4.4. Đĩa cân.................................................................................................................52
Hình 4.5. Sơ đồ cấu trúc cân...............................................................................................52
Hình 4.6. Sơ đồ mô hình hóa khâu đo lưu lượng...............................................................55
Hình 5.1. Sơ đồ mô phỏng..................................................................................................61
Hình 5.2. Giá trị lưu lượng đầu ra so với giá trị đặt...........................................................62
Hình 5.3. Tốc độ của động cơ.............................................................................................62

ii


Danh mục bảng.

Danh mục bảng
Bảng 2.1. Các tín hiệu đầu vào...........................................................................................14
Bảng 2.2. Các tín hiệu đầu ra..............................................................................................17
Bảng 2.3. Các tín hiệu đầu vào...........................................................................................18
Bảng 2.4. Các tín hiệu đầu ra..............................................................................................20
Bảng 2.5. Các tín hiệu đầu vào PLC...................................................................................23
Bảng 2.6. Các tín hiệu đầu ra PLC......................................................................................25
Bảng 3.1. Bảng mô tả chức năng của các đầu vào ra.........................................................42

iii

Lời nói đầu.

LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, một trong những tiêu chí để
đánh giá sự phát triển công nghiệp của mỗi quốc gia là mức độ tự động hoá trong các quá
trình sản xuất. Sự phát triển rất nhanh chóng của máy tính điện tử, công nghệ thông tin và
những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động đã làm cơ sở và hỗ trợ cho sự phát
triển tương xứng của lĩnh vực tự động hoá.
Ngày nay, tự động hóa điều khiển các quá trình sản xuất đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực,
trong tất cả các khâu của quá trình sản xuất. Chuyến đi thực tập tại Công ty xi măng
Vicem Hải Phòng đã giúp em tận mắt thấy rõ việc ứng dụng tự động hóa trong sản xuất,
tìm hiểu hoạt động của xí nghiệp công nghiệp trong thực tế bao gồm các hoạt động sản
xuất, dây chuyền công nghệ, trang thiết bị, máy móc và đặc biệt là vai trò của người kỹ
sư trong quá trính sản xuất. Qua đây, em đã đi tìm hiểu sâu về một thiết bị công nghệ
trong dây chuyền sản xuất xi măng với tên đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều khiển cân
roto cấp than cho lò quay”.
Toàn bộ công việc của đề tài được báo cáo trong 5 chương:
- Chương 1. Mô tả công nghệ hệ thống cân cấp than lò quay.
- Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân roto cấp than lò quay.
- Chương 3. Nghiên cứu về điều khiển tần số động cơ không đồng bộ.
- Chương 4. Tổng hợp hệ thống điều khiển lưu lượng.
- Chương 5. Mô phỏng hệ thống điều khiển.
Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Nguyễn Mạnh Tiến, người thầy luôn
nhiệt tình hướng dẫn, chỉ dạy em trong suốt quá trình làm đồ án.
Hà Nội, ngày 27 tháng 12 năm 2014
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đình Sơn

1


Chương 1. Mô tả công nghệ của hệ thống cân cấp than cho lò quay.

CHƯƠNG 1
MÔ TẢ CÔNG NGHỆ CỦA HỆ THỐNG CÂN
CẤP THAN CHO LÒ QUAY
1.1. Vai trò của than trong công nghệ sản xuất xi măng
Than là nhiên liệu chủ yếu sử dụng trong dây chuyền sản xuất xi măng. Hai khâu quan
trọng bậc nhất của công nghệ sản xuất xi măng là: khâu tiền canxi hóa (precalxiner) và
khâu nung clinker đều sử dụng năng lượng từ việc đốt than. Lý do than được sử dụng
trong dây chuyền sản xuất xi măng là những ưu điểm của nó so với các dạng nhiên liệu
khác như dầu nặng hay khí gas. Mà nổi bật trong số đó là ưu điểm vượt trội về tính kinh
tế: than rẻ hơn nhiều so với hai dạng nhiên liệu là dầu nặng và khí đốt, trong khi vẫn đảm
bảo được các chỉ tiêu kĩ thuật. Hơn nữa, khi đốt than sẽ tạo ra tro cũng là một thành phần
phụ gia giúp cải thiện chất lượng clinker cũng như tăng năng suất cho lò.
Một lý do khác đó là trữ lượng than trên thế giới rất lớn, đảm bảo cho sự hoạt động lâu
dài của nhà máy xi măng. Đặc biệt tại Việt Nam, trữ lượng than lớn tại các mỏ như
Quảng Ninh không những đảm bảo việc cấp nhiên liệu ổn định mà còn đảm bảo được giá
cả ở mức hợp lý cho các nhà máy xi măng.

1.2. Hệ thống cân roto cấp than cho lò nung
1.2.1. Tổng quan toàn bộ hệ thống
- Két chứa nguyên liệu để đưa vào cân.
- Hệ thống cân roto.
- Hệ thống giao tiếp CPI - CAN PROCESS INTERFACE.
- Hệ thống điều khiển CSC - CAN SYSTEM CONTROLLER.
1.2.2. Phân loại và nhiệm vụ của cân roto

Tùy theo yêu cầu công nghệ mà nhà sản xuất đã thiết kế các loại cân roto khác nhau.
Loại DRW: Điều chỉnh lưu lượng các loại nhiên liệu đã được nghiền mịn (ví dụ như:
bột than) thích hợp cho hệ thống cấp nhiên liệu cho lò nung và calxiner. Tại nhà máy xi
măng Vicem Hải Phòng, cân roto được sử dụng cho hệ thống cấp than là cân roto DRW.
Loại URW: Điều chỉnh lưu lượng các loại phụ gia của quá trình nung clinker và quá
trình nghiền trộn clinker thành xi măng.
Loại FRW/SRW: Điều chỉnh lưu lượng nguyên liệu thô, xi măng hoặc phụ gia.

_____________________________________________________________________________
2


Chương 1. Mô tả công nghệ của hệ thống cân cấp than cho lò quay.

Loại TRW: Điều chỉnh lưu lượng cấp các loại nguyên liệu có dạng hạt.
Loại TRW-S: Điều chỉnh lưu lượng cấp các loại nguyên liệu thay thế có dạng sợi.
1.2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cân roto
a. Cấu tạo

1 - Đầu vào nguyên liệu.
2 - Đầu ra nguyên liệu.
3 - Load cell.
4 - Động cơ.
A-A - Trục cân bằng.

Hình 1.1. Cấu tạo cân roto.
b. Nguyên lý hoạt động
Nguyên liệu được đưa vào các ngăn roto qua cửa vào (1), roto quay đưa nguyên liệu
đến cửa ra (2).
Lượng liệu chuyển từ đầu vào tới đầu ra tạo ra một momen đối với trục xoay, momen

này được đo như một phản lực điểm tựa với một loadcell treo tại điểm giá treo thứ (3)
của hệ thống cân roto. Trong điều kiện biên hình học, tín hiệu của loadcell tỉ lệ trực tiếp
với lượng liệu chứa trong ngăn roto, tín hiệu này đưa lên bộ điều khiển để điều khiển sự
đóng mở của cửa điều khiển lưu lượng, nhờ vậy mà các ngăn roto không bị tràn.
Khối lượng nguyên liệu ở cửa ra được tính thông qua khối lượng đo được từ loadcell
và tốc độ quay của roto.

Có thể tính khối lượng nguyên liệu như sau:
_____________________________________________________________________________
3


Chương 1. Mô tả công nghệ của hệ thống cân cấp than cho lò quay.

Q = m.ωC
Trong đó: Q : Lưu lượng nguyên liệu ra (kg/s).
m : Tốc độ quay của đĩa cân (rad/s).

ωC : Khối lượng đo đươc từ cảm biến (kg/rad).
Khi tốc độ quay không đổi thì lượng nguyên liệu ở cửa ra tỷ lệ thuận với tín hiệu của
loadcell.

Hình 1.2. Tín hiệu của tốc độ, nguyên liệu ra, loadcell khi tốc độc quay không đổi.
Muốn lượng nguyên liệu ở cửa ra là hằng số, như mong muốn thì ta phải điều chỉnh
tốc độ của động cơ tỷ lệ nghịch với tín hiệu đo được của loadcell.

_____________________________________________________________________________
4

Chương 1. Mô tả công nghệ của hệ thống cân cấp than cho lò quay.

Hình 1.3.Tín hiệu của tốc độ, nguyên liệu ra, loadcell khi chỉnh tốc độ của động cơ tỷ lệ
nghịch với tín hiệu đo được của loadcell.
Hệ thống cân roto được sử dụng tại khâu cấp than được tích hợp một hệ thống vận
chuyển bằng khí nén. Tốc độ của dòng khí vận chuyển xấp xỉ 25m/s. Theo kinh nghiệm
thực tế, hệ thống vận chuyển khí nén tốt nhất chỉ sử dụng hệ thống các ống dẫn nằm
ngang hoặc thẳng đứng. Tuy nhiên, nên hạn chế tối đa chiều dài đường ống, số lượng các
điểm chuyển tiếp trên đường ống. Độ cong tại các điểm chuyển tiếp tối thiểu phải đạt trên
1,5m. Lưu lượng khí vận chuyển được tính toán phù hợp với lưu lượng than và chiều dài
ống nhắm tránh hiện tượng dòng nhiên liệu bị đứt quãng gây tác động xấu đến quá trình
nung clinker.
1.2.4. Các nguyên nhân gây sai số và cách khắc phục
a. Các nguyên nhân gây sai số
- Do trọng lượng riêng của gây sai số cho kết quả đo.
- Do độ trễ của tín hiệu.
- Do nguyên liệu va đập trong quá trình quay tròn của roto.
b. Cách khắc phục
_____________________________________________________________________________
5


Chương 1. Mô tả công nghệ của hệ thống cân cấp than cho lò quay.

Khắc phục sai số do trọng lượng riêng của roto:

Hình 1.4. Nguyên lý trừ bì trong hệ thống cân roto.
Tín hiệu điện áp do loadcell đưa về gây ra bởi 2 thành phần: trọng lượng nguyên liệu
và trọng lượng của bản thân roto. Do trọng lượng của roto ở từng vị trí khác nhau và do
bụi bẩn hoặc khối lượng vật liệu còn dư bám trên từng đoạn roto là khác nhau nên để

khắc phục sai số do trọng lượng riêng của roto gây ra ta cần tiến hành cân và chỉnh định
điểm 0.
Nguyên lí được mô tả như trong hình 1.4
+ Khởi động không tải cân roto. Vận hành cân roto với tốc độ không đổi.
+ Ta chia roto ra thành k phần bằng nhau. Đánh dấu từng đoạn roto k i bằng tín hiệu
xung S, có thể làm được như vậy vì tốc độ động cơ không đổi nên mỗi đoạn roto sẽ tương
ứng với một số lượng xung xác định không đổi. Bộ tổng hợp sẽ nhận giá trị loadcell đo
được tại mỗi thời điểm xung S tích cực. Khi số xung tại S đạt giá trị xác định thì trọng
lượng của đoạn roto cần cân là:
(1.3)
Trong đó mi là trọng lượng của đoạn roto tại thời điểm .
n là số lần đo (đồng thời là số xung S trên tích cực trên một đoạn roto).
+ Cho roto quay tối thiểu một vòng ta sẽ tính được trọng lượng của từng đoạn ki.
+ Lưu trữ giá trị ki vào bộ nhớ để thực hiện hiệu chỉnh điểm 0 của loadcell.
Khắc phục nhiễu do sự va đập của nguyên liệu trong quá trình quay tròn của roto.
Trong khoảng khối lượng nguyên liệu từ 500 đến 1000 kg thì ảnh hưởng của nhiễu ngoài
là nhỏ. Hệ truyền động chính lắp ráp roto với một khớp nối tự điều chỉnh. Hình dáng đặc
biệt của các thanh trục giúp bù trừ sự thay đổi của các lực dao động gây nên bởi khối
lượng nguyên liệu, do đó kết quả không bị ảnh hưởng.

_____________________________________________________________________________
6


Chương 1. Mô tả công nghệ của hệ thống cân cấp than cho lò quay.

Chỉnh định SPAN. Để cân roto có thể hoạt động chính xác, tức lưu lượng liệu thể hiện
trên màn hình chính xác với lưu lượng thực tế ta cần tiến hành chỉnh định Span. Cách
làm thông dụng của chỉnh định span là thực hiện kiểm tra việc cân liệu với một khối
lượng mẫu liệu biết trước. So sánh khối lượng liệu thể hiện trên màn hình với khối lượng

thực của mẫu, nếu độ lệch nằm trong phạm vi cho phép thì có thể kết thúc chỉnh định.
Nếu không, cần tiến hành lại nhiều lần để việc chỉnh định được chính xác.
1.2.5. Ưu điểm của hệ thống cân Roto
- Cho kết quả đo có độ chính xác cao trong cả chế độ đo ngắn hạn và dài hạn.
- Lưu lượng ra có dải điều khiển lớn có thể đạt tới 50t/h.
- Dễ bảo dưỡng, ít hao mòn do bộ phận chuyển động duy nhất là roto được chế tạo
bằng thép có khả năng chịu mài mòn cao.
- Hình dáng ngọn lửa được tối ưu hóa, hạn chế tỉ lệ khí CO.

_____________________________________________________________________________
7


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÂN ROTO
CẤP THAN LÒ QUAY
2.1. Sơ đồ khối mạng truyền thông cân roto

Hình 2.1. Sơ đồ khối mạng truyền thông cân roto.
Khối A1 - CSC: CAN system controller. Đây là bộ điều khiển chính của cân có nhiệm
vụ tính toán các dữ liệu đưa về. Sau khi bộ điều khiển chính tính toán xong sẽ gửi tín
hiệu ra để điều khiển các cơ cấu chấp hành thông qua mạng CAN 2.
Khối U1 - CPI: CAN process interface. Bộ này có nhiệm vụ thu thập dữ liệu tại hiện
trường và truyền các dữ liệu đó về bộ điều khiển chính CSC thông qua mạng CAN 2 (ví
_____________________________________________________________________________
8

Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

dụ như tín hiệu của loadcell cân, loadcell két chứa chưa, encoder, tín hiệu vào, tín hiệu
ra…). Ngoài ra, nó còn có chức năng điều khiển các van sục khí nén cấp cho ống dẫn
than và đĩa cân khi có tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển chính CSC.
Khối U11 - UTCO, U10 - UTCO: Universal - T - Connector. Đây là khối để kết nối
mạng CAN với nhau (kết nối bộ giữa bộ điều khiển chính CSC với các thiết bị như biến
tần, CPI, Module vào ra mở rộng A11).
Khối U1.1 là bộ nối tín hiệu đầu vào để chuyển tín hiệu từ ngoài đưa vào bộ điều
khiển chính CSC.
Khối U11.1 là bộ nối tín hiệu đầu vào để chuyển tín hiệu từ ngoài đưa vào module mở
rộng A11.
Khối U1.2 là bộ nối tín hiệu đầu ra để chuyển tín hiệu từ bộ điều khiển chính CSC
sang PLC.
Khối U11.2 là bộ nối tín hiệu đầu ra.
Khối U8 - Biến tấn SEW_Movidrive loại MDV60A0055 - 5A3 - 400, dùng để điều
khiển động cơ quay đĩa cân. Các tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển chính CSC đưa
xuống biến tần thông qua mạng CAN 2 nhờ module U8.1 DF011A để thực hiện điều
khiển tốc độ động cơ.
Động cơ quay đĩa cân SEW_Movidrive loại CV132S4-TF/EV1A/II3D.
Các tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển chính CSC được đưa vào đầu vào của PLC
Schiele S200 để điều khiển các van sục khí nén cho két chứa than.

2.2. Sơ đồ khối hệ thống cân roto
2.2.1. Sơ đồ công nghệ
Sơ đồ khối hệ thống cân roto được trình bày trên hình 2.2 bao gồm: két chứa than, đĩa
cân và hệ thống sục khí. Nguyên liệu từ phễu qua ống dẫn than xuống đĩa cân nhờ vào
điều khiển hai van +LOC-Y2 và +A46-Y1 để đóng, mở hai cửa trượt của đĩa cân và két
chứa than. Trạng thái mở của hai cửa trượt này được xác định bởi hai cảm biển +LOC-S2
và +A46-S1 và trạng thái đóng được xác định bởi hai cảm biển +LOC-S3 và +A46-S2.

Đĩa cân được truyền động bằng động cơ không đồng bộ (M) với bộ phát tốc (T). Khi cân
bắt đầu hoạt động, trong đĩa cân chưa có liệu, cảm biến +LOC-S1 sẽ nhận biết đĩa cân
quay được một vòng dùng để trừ bì khối lượng của đĩa cân.

_____________________________________________________________________________
9


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

Hình 2.2. Sơ đồ công nghệ hệ thống cân cấp than.
Khối lượng than trong két chứa được xác định bằng 3 loadcell +A43-B3, +A43-B4 và
+A43-B5. Khối lượng than ở đĩa cân được xác định bằng loadcell +LOC-B2.
Hệ thống sục khí gồm các van:
- Van +LOC-Y1 được điều khiển cấp khí nén sục vào trong đĩa cân nhằm giúp than
trong đĩa cân được linh động hơn, không bị kẹt và được làm sạch đĩa cân.
- Van +Loc-Y3 là van cấp khí thổi than từ đĩa cân vào lò quay.
- Hai van +AF4-Y1, +AF4-Y2 là van cấp khí nén sục cho ống dẫn than từ trên két
chứa xuống đĩa cân, cũng giống như các van cấp khí nén sục khác hai van này cũng có
nhiệm vụ giúp than trong ống được linh hoạt chảy vào trong đĩa cân tốt hơn. Hai van này
được điều khiển theo chu kỳ để cấp khí nén sục vào ống dẫn than.
- Van +AF4-Y9 là van xả khí tự động trong trường hợp mất điện.
- Van +AF4-Y10 là van cấp khí nén cho hệ thống sục khí trong ống dẫn than (+AF4Y1, +AF4-Y2).

_____________________________________________________________________________
10


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

a. Các tín hiệu đầu vào

Hình 2.3. Sơ đồ các tín hiệu đầu vào U1.CPI.
_____________________________________________________________________________
11


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

_____________________________________________________________________________
12


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

Hình 2.4. Sơ đồ các tín hiệu đầu vào module A11 của bộ LCB1.

_____________________________________________________________________________
13


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển.

Bảng 2.1. Các tín hiệu đầu vào.
STT Đầu vào

Tín hiệu vào

1

E110

Dừng nhanh: Cặp tiếp điểm thường đóng 21-22 nút S8 (Bảng điều
khiển tại chỗ).

2

E111

Tự động: Cặp tiếp điểm thường đóng 21-22 nút S1 (Bảng điều khiển
tại chỗ).

3

E112

Đảo chiều quay: Cặp tiếp điểm thường hở 13-14 nút S2 (Bảng điều
khiển tại chỗ).

4

E113

Dừng: Cặp tiếp điểm thường đóng 21-22 nút S3 (Bảng điều khiển
tại chỗ).

5

E114

Khởi động: Cặp tiếp điểm thường hở 13-14 nút S4 (Bảng điều khiển
tại chỗ).

6

E115

Đóng cửa trượt đĩa cân: Cặp tiếp điểm thường đóng 21-22 nút S5
(Bảng điều khiển tại chỗ).

7

E116

Mở của trượt đĩa cân: Cặp tiếp điểm thường hở 13-14 nút S6 (Bảng
điều khiển tại chỗ).

8

E117

Dẫn khí nén vào ống than: Cặp tiếp điểm thường hở 13-14 nút S7
(Bảng điều khiển tại chỗ)

9

E120

Báo động cơ đã được cấp nguồn: Cặp tiếp điểm phụ thường đóng
13-14 của contactor S1 (S1 contacto cấp nguồn cho động cơ quay

đĩa cân)

10

E121

Bảo vệ động cơ: Bộ rơ-le nhiệt trong động cơ.

11

E122

Sục khí két than: Cặp tiếp điểm thường hở 13-14 nút S9 (Bảng điều
khiển tại chỗ).

12

E123

Đóng cửa trượt két than: Cặp tiếp điểm thường đóng 21-22 nút S10
(Bảng điều khiển tại chỗ).

13

E124

Mở cửa trượt két than: Cặp tiếp điểm thường hở 13-14 nút S11
(Bảng điều khiển tại chỗ).

_____________________________________________________________________________

14


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển.

14

E125

Cảm biến +LOC-S1: Nhận biết đĩa cân quay được một vòng, dùng
để trừ bì khối lượng đĩa cân khi bắt đầu cân.

15

E050

Cảm biến +LOC-S2: Cửa trượt đĩa cân được mở.

16

E051

Cảm biến +LOC-S3: Cửa trượt đĩa cân được đóng.

17

E052

Cảm biến +A46-S1: Cửa trượt két than được mở.

18

E053

Cảm biến +A46-S2: Cửa trượt két than được đóng.

_____________________________________________________________________________
15


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

b. Các tín hiệu đầu ra

Hình 2.5. Sơ đồ các tín hiệu đầu ra module A11 của bộ LCB1.
_____________________________________________________________________________
16


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

Bảng 2.2. Các tín hiệu đầu ra.
STT

Đầu ra

Cơ cấu chấp hành

Chức năng

1

A050

Van +LOC-Y1

Cấp khí nén vào đĩa cân

2

A051

Van +LOC-Y2

Đóng / mở cửa trượt của đĩa cân.

3

A052

Van +A46-Y1

Đóng / mở cửa trượt của két than.

4

A053

Van +AF4-Y1

Sục khí nén nhóm 1.

5

A054

Van +AF4-Y2

Sục khí nén nhóm 2.

6

A056

Van +AF4-Y9

Van xả khí tự động trong trường hợp mất điện.

Van +AF4-Y10

Cấp khí nén cho sục khí trên ống than.

7

A057

Van +LOC-Y3

Cấp khí thổi than từ đĩa cân vào lò quay.

8

A110

Đèn H1

Báo cân đang hoạt động.

2.2.2. Hệ thống điều khiển chính CSC
Bộ điều khiển chính CSC của cân có nhiệm vụ tính toán các dữ liệu đưa về và sau đó,
đưa ra tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành. Ngoài kết nối với bộ diều khiển tại hiên
trường +LCB1 và bộ biến tần thông qua mạng CAN 2, bộ điều khiển chính còn có các
cổng vào ra và modul mở rộng A11
a. Các tín hiệu đầu vào

Hình 2.6. Sơ đồ các tín hiệu đầu vào module A11 của bộ CSC.

17


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

Hình 2.7. Sơ đồ các tín hiệu đầu vào bộ điều khiển chính CSC.
Bảng 2.3. Các tín hiệu đầu vào.
STT Đầu vào

Tín hiệu vào

1

E100

Cặp tiếp điểm phụ thường hở 13 - 14 của aptomat một pha F1
Cặp tiếp điểm phụ thường hở 13 -14 của aptomat một pha F5

2

E101

Cặp tiếp điểm phụ thường hở 13 - 14 của aptomat một pha F6

3

E102

Cặp tiếp điểm phụ thường 13 - 14 của aptomat ba pha Q3

4

E103

Cặp tiếp điểm phụ thường hở 13 - 14 của aptomat một pha F11

5

E104

Cặp tiếp điểm thường hở 16 - 18 của rơ-le thời gian K2

6

E105

Cặp tiếp điểm thường hở 16 - 18 của rơ-le thời gian K3

7

E106

Cặp tiếp điểm thường hở 13 - 14 của nút nhấn S1
Cặp tiếp điểm thường hở 13 - 14 của nút nhấn S2

8

E002

Cặp tiếp điểm thường hở 43 - 44 của rơ-le K1

9

E006

Đầu ra A00.0 (tín hiệu S_A000) của PLC

10

E007

Cặp tiếp điểm thường hở 13 - 14 của nút nhấn S3

Aptomat một pha F1 cấp điện áp điều khiển 220VAC hệ thống cân roto và aptomat
một pha F5 cấp nguồn cho bộ +LCB1 đóng lại thì các tiếp điểm phụ thường hở 13-14 của

18


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

hai aptomat này sẽ được đóng lại. Lúc này có tín hiệu đưa vào bộ điều khiển chính CSC
đã có điện áp điều khiển 220VAC và nguồn cấp cho bộ +LCB1.
Aptomat một pha F6 cấp nguồn cho các bộ nối đầu ra, đầu vào của +LCB1 đóng lại thì
các tiếp điểm phụ thường hở 13-14 của aptomat này sẽ được đóng lại. Lúc này có tín hiệu
đưa vào bộ điều khiển chính CSC đã có nguồn cấp cho các bộ nối đầu ra, đầu vào của
+LCB1.
Aptomat ba pha Q3 cấp nguồn biến tần đóng lại thì các tiếp điểm phụ thường hở 13-14
của aptomat này sẽ được đóng lại. Lúc này có tín hiệu đưa vào bộ điều khiển chính CSC
đã có nguồn cấp cho biến tần.
Aptomat một pha F11 cấp nguồn cho các van khí ở két than đóng lại thì các tiếp điểm
phụ thường hở 13-14 của aptomat này sẽ được đóng lại. Lúc này có tín hiệu đưa vào bộ
điều khiển chính CSC đã có nguồn cấp cho các van khí ở két than.
Rơ-le thời gian K2 được cấp nguồn khi có tín hiệu CPLS, sau một thời gian cặp tiếp
điểm thường hở 16-18 sẽ được đóng lại. Lúc này có tín hiệu đưa về bộ điều khiển CSC.
Rơ-le thời gian K3 được cấp nguồn khi có tín hiệu DPLS, sau một thời gian cặp tiếp
điểm thường hở 16-18 sẽ được đóng lại. Lúc này có tín hiệu đưa về bộ điều khiển CSC.
Nút nhấn S1, S2 lần lượt là nút nhấn start, stop.
Rơ-le K1 được cấp nguồn thì cặp tiếp điểm thường hở 13-14 đóng lại, tín hiệu được
đưa về module mở rộng A11 báo chế độ dừng khẩn cấp đã hoạt động.
Đầu ra A00.0 của PLC có tín hiệu đưa về đầu vào của module A11 báo hệ thống cấp
khí trong két chứa than đã hoạt động.
Nút nhấn S3 dùng để hủy báo động.

b. Các tín hiệu đầu ra

19


Chương 2. Phân tích hệ thống điều khiển cân rôt cấp than lò quay.

Hình 2.8. Sơ đồ các tín hiệu đầu ra bộ điều khiển CSC.

Bảng 2.4. Các tín hiệu đầu ra.
STT

Đầu ra

Chức năng

Cơ cấu chấp hành

1

A100

Thường xuyên sục khí vào két than

E0.04 (Đầu vào PLC)

2

A101

Chu kỳ sục khí vào két than

E0.05 (Đầu vào PLC)

3

A102

Mở van cấp khí cho hệ thống sục khí

E0.06 (Đầu vào PLC)

4

A103

Mở van cấp khí gas

E0.03 (Đầu vào PLC)

5

A104

Điều chỉnh thời gian sục khí két than

E0.02 (Đầu vào PLC)

6

A105

Phát xung để sục khí vào đĩa cân

E104 (Đầu vào của bộ điều
khiển CSC)

7

A106

Khởi động/ tạm dừng

Đèn báo H1

8

A107

Phát xung để sục khí vào ống dẫn E105 (Đầu vào của bộ điều
than.
khiển CSC)

20