Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dây điện từ công ty cổ phần ngô han
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.26 MB, 114 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
ĐÀO ĐĂNG HẢI
NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT VÀ TÍCH HỢP DÂY CHUYỀN
SẢN XUẤT DÂY ĐIỆN TỪ CÔNG TY CỔ PHẦN NGÔ HAN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS Nguyễn Thị Lan Hƣơng
Hà Nội - 2016
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: ĐÀO ĐĂNG HẢI
Đề tài luận văn: Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất
dây điện từ công ty cổ phần Ngô Han
Mã số SV: CB130864
Tác giả, Ngƣời hƣớng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận
tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày
28/04/2016 với các nội dung sau:
1. Đã chỉnh sửa một số lỗi soạn thảo, lỗi trình bày.
2. Đã sửa lại trục tọa độ cho rõ ràng và thời gian mô phỏng phù hợp với thực
tế.
Ngày 20 tháng 05 năm 2016
Giáo viên hƣớng dẫn
Tác giả luận văn
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Đào Đăng Hải
Sinh ngày: 04/04/1985.
Đơn vị công tác: Phòng Kinh doanh Công ty cổ phần Ngô Han.
Hiện tại tôi đang học lớp cao học ngành Đo lƣờng và kỹ thuật điều
khiển, trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội.
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn: “Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây
chuyền sản xuất dây điện từ công ty cổ phần Ngô Han” là công trình nghiên cứu
khoa học của riêng tôi. Các tài liệu tham khảo có nguồn gốc rõ ràng.
Các giải pháp thiết kế cũng nhƣ kết quả thực nghiệm và mô phỏng đƣợc
thực hiện nghiêm túc dƣới sự hƣớng dẫn của cô giáo PGS.TS Nguyễn Thị Lan
Hƣơng.
Hà Nội, ngày 30 tháng 04 năm 2016.
Học viên
Đào Đăng Hải
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
LỜI CẢM ƠN
Sau sáu tháng nghiên cứu và làm việc khẩn trƣơng cuối cùng bản luận
văn: “Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dây điện từ công ty
cổ phần Ngô Han” đã hoàn thành.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
Cô giáo hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Lan Hƣơng, Bộ môn Kỹ thuật
đo lƣờng và tin học công nghiệp – Viện Điện – Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà
Nội.
Tập thể cán bộ nhà máy công ty cổ phần Ngô Han, đặc biệt là các cán bộ
thuộc phòng Cơ – Điện của nhà máy.
Phòng đào tạo Sau đại học và các thầy cô giáo Trƣờng Đại học Bách Khoa
Hà Nội
Toàn thể các bạn bè đồng nghiệp cùng gia đình đã quan tâm, động viên và
giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày 30 tháng 04 năm 2016
Học viên
Đào Đăng Hải
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỤC LỤC................................................................................................................. 1
MỞ ĐẦU...................................................................................................................6
1.Tính cấp thiết của đề tài .........................................................................................8
2.Mục đích nghiên cứu ..............................................................................................8
3.Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ..........................................................................8
4.Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................9
5.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...............................................................9
6.Cấu trúc của luận văn .............................................................................................9
1.4. Hệ thống cung cấp điện ....................................................................................17
1.4.1.Trạm biến áp 22kV trong nhà ..................................................................................... 17
1.4.2. Trạm máy phát 110 kVA...............................................................................18
1.4.3. Trạm lọc sóng hài bậc 5, bậc 7 và bù công suất............................................19
1.5. Hệ thống tự động hóa .......................................................................................20
1.6. Kết luận chƣơng I.............................................................................................22
CHƢƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG ...23
2.1. Cấu tạo và hoạt động của lò nung nhà máy sản xuất dây điện từ Ngô Han ....23
2.1.1. Cấu tạo lò nung .............................................................................................23
2.1.2. Các yêu cầu điều khiển lò nung ....................................................................27
b.Điều khiển nhiệt độ và điều khiển đốt..................................................................28
c.Kiểm soát khí thừa ................................................................................................28
d.Kiểm soát quá áp lò ..............................................................................................29
e.Kiểm soát áp suất khí đốt .....................................................................................29
f.Bảo vệ bộ thu hồi khỏi nhiệt độ cao .....................................................................29
1
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
g.Bảo vệ mạch làm nguội đáy bƣớc. .......................................................................30
h.Hệ thống camera theo dõi lò nung .......................................................................30
i.Dịch vụ hỗ trợ lò nung ..........................................................................................31
2.2. Bài toán điều khiển quá trình nung ..................................................................31
2.2.1. Yêu cầu nhiệt độ từng vùng nung .................................................................31
2.2.1.1. Vùng sấy .....................................................................................................31
2.2.1.2. Vùng nung: .................................................................................................32
2.2.1.3. Vùng đồng nhiệt .........................................................................................32
2.2.2. Bài toán điều khiển nhiệt độ lò nung ............................................................32
2.3. Mô hình toán học của từng vùng nung .............................................................34
2.3.1. Mô hình toán học vùng 1 ..............................................................................34
2.3.1.1. Hàm chuyền thiết bị đo ..............................................................................34
2.3.1.2. Hàm chuyền thiết bị chấp hành ..................................................................35
2.3.2. Mô hình toán học các vùng khác...................................................................38
2.4. Thiết kế bộ điều khiển cho từng vùng ..............................................................39
2.4.1. Thiết kế bộ điều khiển PID cho vùng 1.........................................................39
2.4.1.1. Bộ điều khiển PID ......................................................................................39
2.4.1.2. Ứng dụng PID tune để thiết kế bộ điều khiển ............................................40
2.4.2. Tổng hợp bộ điều khiển PID cho các vùng khác ..........................................46
2.5. Kết luận chƣơng II ...........................................................................................48
CHƢƠNG III:TỔNG HỢP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG .49
TRÊN NỀN SIMATIC S7-300 VÀ PHẦN MỀM WINCC ....................................49
3.1. Cấu hình hệ thống điều khiển ...........................................................................49
3.1.1. Cấu hình phần cứng.......................................................................................49
3.1.2. Bảng địa chỉ các đầu vào-ra ..........................................................................51
3.1.2.1. Các đầu vào tƣơng tự .................................................................................51
3.1.2.2. Các đầu ra tƣơng tự ....................................................................................53
3.2. Thiết bị và phần mềm hỗ trợ lập trình ..............................................................53
3.2.1. Thiết bị lập trình ............................................................................................53
2
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
3.2.2. Thiết bị ghép nối chuyền thông .....................................................................54
3.3. Thiết kế phần mềm điều khiển .........................................................................54
3.3.1. Cấu trúc điều khiển nhiệt độ của lò nung. .....................................................54
3.3.3. Thiết kế chƣơng trình điều khiển trên nền STEP 7. ......................................55
3.3.3.1.Lƣu đồ thuật toán điều khiển nhiệt độ lò nung Khối OB35: .......................56
a.Lƣu đồ thuật toán của hàm FC(i) .........................................................................58
b.Lƣu đồ thuật toán của hàm FC(i) .........................................................................59
3.4. Thiết kế phần mềm giám sát ............................................................................60
3.4.1. Yêu cầu thiết kế .............................................................................................60
3.4.2. Thiết kế giao diện HMI .................................................................................61
3.4.2.1. Giao diện HMI tổng quan khu vực lò nung ...............................................62
3.4.2.2. Giao diện HMI điều khiển và giám sát nhiệt độ các vùng lò nung ............63
3.4.2.3. Giao diện HMI giám sát nhiệt độ các vùng lò nung ..................................64
3.4.2.4. Giao diện cài đặt tham số PID điều khiển nhiệt độ các vùng lò nung .......65
3.5. Cài đặt phần mềm, lắp đặt hệ thống và đánh giá kết quả .................................65
3.6. Kết luận chƣơng III ..........................................................................................68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................71
Tiếng Việt ...............................................................................................................71
Tiếng Anh ...............................................................................................................72
PHỤ LỤC. ...............................................................................................................73
3
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
AI
AO
CB
CPU
DB
DIN
ĐTĐK
FB
FC
FO
HMI
JIS
KCS
KK
LMN
MATLAB
MBA
MCC
MPI
OB
PC
PID
23
24
25
26
27
28
29
30
PLC
PS
QTB
STL
TCVN
TĐN
TT
WinCC
Module đầu vào tƣơng tự
Module đầu ra tƣơng tự
Cảm biến
Central Processing Unit
Bộ xử lý trung tâm
Data Block
Khối dữ liệu
Deutsches Institut für Normung Tiêu chuẩn Đức
Đối tƣợng điều khiển
Function Block
Miền chứa chƣơng trình con
Function
Miền chứa chƣơng trình con
Fuel Oil
Nhiên liệu đốt lò
Human - Machine Interface
Giao diện ngƣời máy
Japanese Industrial Standards- Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật
JIS
Bản
Kiểm tra chất lƣợng sản phẩm
Không khí
Manipulated Value
Giá trị đầu ra module mềm
MATrix LABoratory
Phần mềm tính toán và mô
phỏng
Máy biến áp
Motor Control Center
Trung tâm điều khiển Motor
Message Passing Interface
Giao thức kết nối với máy tính
Organization Block
Miền chứa chƣơng trình tổ
chức tính cá nhân
Personal Computer
Máy
Proportional Integral Derivative Thuật toán điều khiển vi tích
phân
tỷ lệ
Programmable Logic Controller Thiết bị logic khả trình
Power Supply
Module nguồn nuôi
Quenching
Hệ thống xử lý nhiệt
Statement list
Ngôn ngữ liệt kê lệnh
Tiêu chuẩn Việt Nam
Trao đổi nhiệt
Bộ tập trung khí thải
Windows Control Center
Trung tâm điều khiển chạy
trên
nền Window
Analog Input
Analog Output
4
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Sản lƣợng qua các năm .............................................................................12
Bảng 1.2. Bảng cơ cấu sản phẩm ..............................................................................14
Bảng 1.3. Bảng dây chuyền Đúc đồng ......................................................................15
Bảng 1.4. Dây chuyền cán dẹp ..................................................................................16
Bảng1.5. Bảng thông số máy biến áp của nhà máy ..................................................17
Bảng 2.1. Bảng tổng hợp mô hình toán học các vùng nung .....................................38
Bảng 2.2. Tổng hợp thông số bộ điều khiển PID cho 4 vùng nung ..........................47
Bảng 3.2. Bảng địa chỉ đầu ra tƣơng tự ....................................................................53
5
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dây điện từ ....................................... 13
Hình 1.2. Hệ thống điều khiển phân tán nhà máy ..................................................... 21
Hình 2.1. Lò nung ..................................................................................................... 24
Hình 2.2. Cấu tạo mỏ đốt lò nung ............................................................................. 25
Hình 2.3. Hệ thống nƣớc làm mát ............................................................................. 27
Hình 2.4. Đối tƣợng điều khiển vùng 1..................................................................... 34
Hình 2.5. Sơ đồ đối tƣợng điều khiển vùng 1 .......................................................... 37
Hình 2.6. Sơ đồ tổng quát điều khiển nhiệt độ vùng nung........................................ 39
Hình 2.7. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nhiệt độ vùng sấy ................................... 40
Hình 2.8. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nhiệt độ vùng sấy trên Simulink ............ 41
Hình 2.9. Bảng thiết lập thông số bộ điều khiển PID trên Simulink ........................ 42
Hình 2.10. PID tuner của Matlab/Simulink .............................................................. 43
Hình 2.11. Đánh dấu các điểm đặc biệt trên đồ thị đáp ứng của PID tuner.............. 44
Hình 2.12. Tinh chỉnh thông số bộ điều khiển trên PID tuner .................................. 45
Hình 2.13. Nhiệt độ vùng sấy khi nhiệt độ đặt 800 0C ............................................. 46
Hình 2.14. Mô phỏng vùng nung khi nhiệt độ đặt 1200 0C. .................................... 47
Hình 2.15. Mô phỏng vùng đồng nhiệt 3, 4 khi nhiệt độ đặt 1150 0C. .................... 48
Hình 3.1. Cấu trúc trạm PLC của hệ thống điều khiển nhiệt độ lò nung ................. 50
Hình 3.2. Cấu hình cứng của trạm PLC điều khiển nhiệt độ lò nung ...................... 51
Hình 3.3. Kết nối PLC với PC .................................................................................. 54
Hình 3.4. Cấu trúc hệ thống điều khiển nhiệt độ lò nung ......................................... 55
Hình 3.5. Cấu trúc điều khiển van không khí ........................................................... 59
Hình 3.6. Giao diện tổng quan khu vực lò nung ...................................................... 62
Hình 3.7. Màn hình điều khiển nhiệt độ vùng 1 ...................................................... 63
Hình 3.8. Màn hình theo dõi nhiệt độ vùng 1 theo dạng bảng và dạng đồ thị .......... 64
Hình 3.9.. Màn hình cài đặt tham số PID để điều khiển nhiệt độ vùng 1 ................. 65
6
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Hình 3.10. Thực nghiệm mô phỏng hệ thống điều khiển nhiệt độ lò nung .............. 66
Hình 3.11. Giao diện tổng quan khu vực lò nung (thực nghiệm) ............................. 66
Hình 3.12. Giao diện điều khiển và giám sát nhiệt độ vùng 1(thực nghiệm) ........... 67
Hình 3.13. Giao diện theo dõi nhiệt độ vùng 1 (thực nghiệm) ................................. 67
Hình 3.15. Thời gian đáp ứng nhiệt độ .................................................................... 69
Hình 3.16. Sai lệch nhiệt độ ...................................................................................... 69
7
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, trên thế giới, khi công nghệ tự động hoá phát triển mạnh trong
ngành công nghiệp nói chung và trong công nghiệp dây điện từ nói riêng thì các
nhà máy sản xuất dây điện từ của Việt Nam lại hầu hết đƣợc xây dựng từ những
năm 90, do vậy thiết bị công nghệ trong nhà máy đã tỏ ra lạc hậu và ảnh hƣởng
tới hiệu quả sản xuất. Chính vì thế, việc cải tạo nâng cấp thiết bị nhằm nâng cao
khả năng tự động hoá trong sản xuất xuất dây điện từ là điều tất yếu.
Đối với nhà máy sản xuất dây điện từ công ty cổ phần Ngô Han, qua khảo
sát tìm hiểu, thì hiện tại nhà máy có khá nhiều các công đoạn đƣợc điều khiển thủ
công và phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của ngƣời vận hành. Cụ thể là công
đoạn nung phôi trong lò nung của nhà máy đang đƣợc điều khiển dƣới dạng bán
tự động, vì thế chất lƣợng thành phẩm nhiều khi không đạt đƣợc các yêu cầu
công nghệ đặt ra. Từ đó thấy rằng việc nghiên cứu và cải tiến hệ thống tự động
hóa nhà máy sản xuất dây điện từ công ty cổ phần Ngô Han là thực sự cấp thiết
để nâng cao hiệu quả sản xuất.
Với ý nghĩa đó và đƣợc sự đồng ý của giảng viên hƣớng dẫn PGS.TS
Nguyễn Thị Lan Hƣơng, tôi đề xuất đề tài “Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây
chuyền sản xuất dây điện từ công ty cổ phần Ngô Han”.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của nghiên cứu là nhằm khai thác công nghệ tự động hóa hiện
đại để nâng cấp và cải thiện hiệu quả trong sản xuất dây điện từ. Trên cơ sở đó,
mục tiêu của nghiên cứu là: Phân tích và làm rõ đƣợc bài toán điều khiển nhiệt độ
lò nung, làm rõ đƣợc các yêu cầu công nghệ đặt ra để từ đó thiết kế bộ điều khiển
nhiệt độ cho bốn vùng nung, tổng hợp hệ thống điều khiển và giám sát nhiệt độ lò
nung trên nền Simatic S7-300 và phần mềm WinCC.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
-
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài: Hệ thống điều khiển nhiệt độ lò nung
của nhà máy sản xuất dây điện từ công ty cổ phần Ngô Han.
8
Đào Đăng Hải
-
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Luận văn lấy nhà máy sản xuất dây điện
từ công ty cổ phần Ngô Han làm địa điểm nghiên cứu
-
Thời gian nghiên cứu: từ tháng 09-2015 đến tháng 01-2016.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
Nghiên cứu lý thuyết về quy trình công nghệ và hệ thống tự động hóa nhà máy,
phân tích và làm rõ bài toán điều khiển nhiệt độ lò nung, mô hình hóa các vùng lò
nung, từ đó thiết kế và tổng hợp hệ thống điều khiển.
Nghiên cứu tiến hành khảo sát thực địa tại nhà máy sản xuất dây điện từ, có
thực nghiệm và mô phỏng kết quả nghiên cứu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Phân tích và làm rõ bài toán điều khiển nhiệt độ lò
nung của nhà máy sản xuất dây điện từ công ty cổ phần Ngô Han. Từ đó xây
dựng mô hình toán học của bốn vùng lò nung, thiết kế bộ điều khiển cho từng
vùng lò và cuối cùng là xây dựng trạm điều khiển lò nung, lập trình điều khiển và
thiết kế giao diện giám sát khu vực lò nung.
Ý nghĩa thực tiễn: Từ các kết quả nghiên cứu này sẽ đóng góp cho việc
nâng cấp và cải tiến hệ thống tự động hóa nhà máy cán sản xuất dây điện từ công
ty cổ phần Ngô Han mà cụ thể là cho khu vực lò nung nhà máy.
6. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, bản luận văn đƣợc chia làm 3 chƣơng:
Chƣơng I:
Tìm hiểu về quy trình công nghệ và hệ thống tự động hóa nhà máy
sản xuất dây điện từ công ty cổ phần Ngô Han.
Chƣơng II:
Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ cho lò nung của nhà máy.
Chƣơng III: Tổng hợp hệ thống tự động hóa trên nền Simatic S7-300 và phần
mềm WinCC.
9
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
CHƢƠNG I
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TẠI
NHÀ MÁY SẢN XUẤT DÂY ĐIỆN TỪ NGÔ HAN
1.1.
Giới Thiệu Nhà Máy
Công ty Cổ phần Ngô Han thành lập năm 1987, hiện nay Ngô Han là nhà sản
xuất dây điện từ lớn nhất tại Việt Nam với hơn 40% thị phần. Ngô Han có hơn 20
năm kinh nghiệm sản xuất, kinh doanh và phân phối các sản phẩm dây điện từ chất
lƣợng cao bao gồm các loại dây đồng trần tròn, dây đồng tròn tráng men, dây đồng
dẹp bọc giấy và dây nhôm dẹp.
Nhà máy Ngô Han đặt tại Long Thành, Ðồng Nai với diện tích 4ha bao gồm khu
vực văn phòng và 3 phân xƣởng lớn gồm: xƣởng đúc đồng, xƣởng tráng men và
xƣởng dây dẹp. Công ty sản xuất nhiều loại dây đồng, cũng nhƣ nhiều loại dây điện
từ tròn và dẹp. Dây điện từ đƣợc sử dụng chủ yếu trong động cơ, máy biến thế, tăng
phô, máy ổn áp, linh kiện điện tử và các thiết bị khác đƣợc dùng để tạo hoặc chuyển
đổi điện từ trƣờng. Nguyên liệu đầu vào để sản xuất đƣợc Ngô Han nhập khẩu từ
các nƣớc nhƣ Úc, Chilê, Ấn Ðộ, Nhật Bản, Ðức và Thụy Ðiển. Nhà máy chỉ sử
dụng đồng ISA Cathode 99,99% , một loại đồng tấm đƣợc sản xuất trong quá trình
đúc đồng liên tục phi oxy. Ngô Han sử dụng nhiều loại men cách điện chất lƣợng
cao nhƣ PE, PVF, PU, PEI và PAI đƣợc nhập khẩu từ các tập đoàn nhƣ Hitachi,
Altana và DuPont. Riêng giấy cách điện đƣợc nhập khẩu từ Thụy Ðiển và Ðức.
1.2.
Sản phẩm chính của Ngô Han
Ngô Han sản xuất nhiều chủng loại dây diện từ, với hai loại tiết diện tròn và dẹp
cỡ dây điện từ tròn và dẹp. Dây điện từ đƣợc sử dụng trong ngành chế tạo thiết bị
điện, linh kiện điện tử nhƣ động cơ điện, máy biến thế, tăng phô, ổn áp, cầu dao tự
động, cuộn cảm… Ngoài ra, doanh nghiệp còn có các sản phẩm phụ là dây đồng
trần sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo dây/cáp điện, cáp viễn
thông. Sản phẩm Ngô Han chia làm 2 nhóm gồm:
- Dây điện từ cho 2 loại nguyên liệu đồng và nhôm. Dây điện từ là sản phẩm chủ
10
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
lực của công ty và đƣợc chia làm 2 chủng loại dây tròn tráng men (lớp varnish
cách điện) và dây dẹp bọc giấy cách điện.
- Dây trần cho 2 loại nguyên liệu đồng và nhôm. Dây trần là sản phẩm phụ nhằm
sử dụng hiệu quả công suất của lò đúc và máy kéo.
Dây điện từ :
Dây điện từ tròn đồng / nhôm:
Đây là mặt hàng chủ yếu hiện nay của công ty với mức tăng trƣởng số lƣợng bán
hàng bình quân đạt trên 20% dựa trên tăng trƣởng của thị trƣờng chuyền thống
trong nƣớc. Sản phẩm này chủ yếu cung cấp cho thị trƣờng động cơ nhƣ motor
nƣớc, quạt điện, ổn áp…
Dây điện từ dẹp đồng / nhôm:
Đây cũng là một mặt hàng chủ lực của công ty chủ yếu cung cấp cho các nhà sản
xuất biến thế phục vụ ngành điện với nhu cầu tăng đều 20% năm và rất ổn định.
Chất lƣợng dây dẹp của công ty dẫn đầu thị trƣờng và năng xuất vẫn còn 40% đủ
để phục vụ nhu cầu tăng hàng năm của thị trƣờng trong 3-4 năm tới.
Thuận lợi:
- Năng lực sản xuất lớn, sản phẩm cấp nhiệt cao, chất lƣợng ổn định thỏa mãn
yêu cầu khắt khe của khách hàng, đặc biệt là khách hàng FDI và xuất khẩu.
Hiện nay nhóm FDI chƣa nội địa hóa, tuy nhiên, do áp lực cạnh tranh toàn
cầu họ sẽ sớm chuyển qua mua trong nƣớc và Ngô Han sẽ chính là đối tƣợng
họ xem xét đến do khả năng sản xuất và chất lƣợng sản phẩm. Tổng nhu cầu
nhập khẩu của nhóm này xấp xỉ 4,000 tấn/năm.
- Nguồn nguyên liệu đầu vào ổn định tạo lòng tin cho khách hàng trong việc
giảm thiểu rủi ro về thiếu hụt nguyên liệu trong quá trình sản xuất.
11
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Dây đồng trần :
Chủ yếu phục vụ ngành sản xuất dây cáp điện
- Sản lƣợng Công ty sản xuất từ năm 2006 đến năm 30/9/2009 chi tiết nhƣ sau:
Bảng 1.1. Sản lượng qua các năm (Đvt: tấn)
Sản phẩm
2006
2007
2008
30/9/2009
Dây đồng trần
2.033
3.295
2.289
2.919
Dây đồng tráng men
1.476
2.043
1.969
1.377
692
1.041
1.208
594
38
74
163
272
Dây đồng dẹp
Dây nhôm
12
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
1.3.Quy trình sản xuất tổng quát
Hình 1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dây điện từ
13
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Bảng 1.2. Bảng cơ cấu sản phẩm
TT
LOẠI SẢN PHẨM
MÃ
HIỆU
CỠ
DÂY
(mm)
TIÊU CHUẨN
CẤP CHỊU
NHIỆT
JIS C 3106
1.
2.
Dây đồng rod
WR
8-22
Dây tráng men PVF
PVF
0.50-3.5
Dây tráng men PU
UEW
JIS C 3202
E
(120)
UL,
Recognized
Dây tráng men PE
PEW
0.05-205
JIS C 3202, NEMA
MW82-C, UL,
H
(180)
C (200)
JIS C 3202-IEC 60317-8
Dây tráng men PEI
EIW
0.23-3.5
Dây và cáp điện
NEMA MW74-C,
UL, Recognized
tốt Chịu đầu biến
Máy biến thế ngâm dầu
Quạt điện, đồng hồ đo
Thiếy bị thông tin, linh
Recognized
5.
Đàn hồi bám dính
thế
JIS C 3202-IEC 60317-
0.05-1.2
51 NEMA MW82-C,
4.
Kéo nhỏ tốt, điện trở
suất thấp
ỨNG DỤNG
ASTM B49-92
IEC 60317-12
3.
ĐẶC TÍNH
H
(200)
14
Hàn đƣợc
Sử dụng tần số cao
kiện
điện tử
Hoạt động liên tục ở
nhiệt độ cao
Động cơ – dụng cụ Máy tiêu
dùng
Kháng chịu dung môi
tốt
Động cơc công suất cao – biến
thế khô: chấn lƣu –
Hoạt động liên tục ở
nhiệt độ cao
Chịu xung nhiệt tốt;
Chịu dầu biến thế
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Các máy móc thiết bị đang sử dụng:
Ngô Han đã đầu tƣ máy móc thiết bị tiên tiến nhất từ Châu Âu nhƣ sau:
Bảng 1.3. Bảng dây chuyền Đúc đồng
TT
Máy
Số
lƣợng
Năng suất/năm
(tấn)
Quy
cách
(mm)
Nhà sản xuất
Đúc đồng
1 RS3000
1
6.000
2 RFS3000
1
5.000
Þ8,0; Þ12,7;
Þ22,0
Þ8,0; Þ12,7
1
15.000
Þ1,38 -> Þ4,0
1
Kéo đại
M85
Rautomead –
Anh
Rautomead –
Anh
NIEHOFF – Đức
Kéo trung
1
M30
2
1.500
Þ0,25 –> Þ0,79
2
Sket, KT2,
Samp
3
1.500
Þ0,13 -> Þ3,0
TT
Máy
Số
lƣợng
Năng suất
(tấn)/năm
Quy
cách
(mm)
Đức
Đức, Ý
Nhà sản xuất
1
SVT
1
1,300
Þ 0,90 – Þ 4,00
Sicme – Ý
2
SEM
1
400
Þ 0,23 – Þ 0,90
Sicme – Ý
3
F1
2
240
Þ 0,10 – Þ 0,25
Sicme – Ý
4
NORE
2
260
Þ 0,12 – Þ 0,40
Sicme – Ý
5
H30
2
800
Þ 0,30 – Þ 1,00
Newtech – Ý
6
V70
1
800
Þ 1,00 – Þ 2,00
Newtech – Ý
7
AUMANN
2
24
Þ 0,07 – Þ 0,12
Auman –Đức
8
Deatech
1
160
Þ 0,10 – Þ 0,30
Deatech – Ý
9
HN2A & B
2
300
Þ 0,07 – Þ 0,25
MAG – Áo
10
VZ30 & 31
4
400
Þ 0,20 – Þ 0,80
MAG – Áo
15
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Bảng 1.4. Dây chuyền cán dẹp
TT
Máy
Số
lƣợng
Năng suất
(tấn)/năm
Quy cách
(mm2)
Nhà sản xuất
1
Cán dẹp
JO1
1
300
20 – 100
Joliot – Pháp
2
JO2
1
800
4 – 60
Joliot – Pháp
1
Ủ
FRITZ
1
2.000
4 – 100
Fritz – Đức
1
Đùn
Conform
1
2.000
8 – 170
BWE – Anh
1
Giáp giấy
GG1 – 2
2
250
4 – 60
2
GG3
1
600
4 – 100
Ngo Han – Việt
NamHan – Việt
Ngo
3
C100
1
600
4 – 100
Nam
Ridway – Anh
4
C8
1
400
20 – 170
Gauder – Bỉ
5
GG4
1
600
4 – 100
Ngo Han – Việt
Nam
Các điểm nổi bật về trình độ công nghệ của Ngô Han:
-
Công nghệ Đúc của Ngô Han là công nghệ Đúc – Rúc, lợi thế của công nghệ
này so với Công nghệ cán là sẽ lọc và khử đƣợc các tạp chất, loại bỏ oxy theo
phƣơng pháp khử bằng Nitơ, sẽ tạo ra sản phẩm Đồng Rod tinh khiết đến
99.99%, đảm bảo Đồng Rod và sản phẩm dây Đồng có độ dẫn điện cực tốt,
điện trở thấp nhất.
-
Sản phẩm Đồng Rod có bề mặt bóng, đẹp, có thể kéo nhỏ đến dây 0.05mm
-
Máy móc đƣợc điều khiển tự động hoàn toàn, thao tác dễ dàng, có hệ thống
Scanda theo dõi dữ liệu thay đổi của các máy móc trong quá trình sản xuất.
-
Dây chuyền sản xuất Dây Tráng men theo hệ thống liên hoàn từ kéo đến Tráng
men theo chu trình khép kín, bảo đảm cho bề mặt ruột dẫn luôn sạch bóng, độ
bám giữa ruột dẫn và lớp men đều và bền vững hơn.
-
Ngoài dây Đồng và dây Dẹp còn có thể sản xuất dây CCA (đồng bọc nhôm)
tráng men.
16
Đào Đăng Hải
-
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Hệ thống kiểm soát sản phẩm ngay trên chuyền đảm bảo điều chỉnh và phát
hiện sản phẩm lỗi kịp thời.
-
Máy Đùn dây dẹp tạo ra sản phẩm bóng, sáng, đẹp tƣơng đƣơng với sản phẩm
nhập khẩu.
-
Sản phẩm của máy Đùn có tiết diện lên đến 170mm2, duy nhất chỉ có Ngô Han
sản xuất đƣợc tại Việt Nam.
-
Ngoài ra, với công nghệ sản xuất mới sẽ rút ngắn thời gian của đơn hàng gấp 5
lần so với công nghệ cũ, bên cạnh đó còn tiết kiệm điện và nhân công đến 50%
so với công nghệ sản xuất cũ mà đại đa số các công ty tại Việt Nam đang áp
dụng.
1.4. Hệ thống cung cấp điện
Hệ thống cung cấp điện phải luôn luôn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho dây
chuyền sản xuất, thiết bị chiếu sáng, cầu trục, nhà điều hành, kho bãi…bao gồm
các trạm biến áp trung áp, hạ áp, trạm máy phát, trạm lọc sóng hài bậc cao và bù
công suất.
1.4.1. Trạm biến áp 22kV trong nhà
+ Số lƣợng: 6 trạm, từ T1 đến T6.
+ Hãng sản xuất: Nhà máy Chế tạo thiết bị điện Đông Anh - Hà Nội
+ Thông số kĩ thuật:
Bảng1.5. Bảng thông số máy biến áp của nhà máy
MBA T1:
MBA T2:
Sđm=3150 kVA
22± 2x2,5%/0,62 kV
Uk=7 %
Sđm=3150 kVA
22± 2x2,5%/0,62 kV
Uk=7 %
MBA T3:
MBA T4:
Sđm=3150 kVA
Sđm=3150 kVA
22± 2x2,5%/0,73 kV
Uk=7 %
22± 2x2,5%/0,73 kV
Uk=7 %
17
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
MBA T5:
MBA T5:
Sđm=2500 kVA
Sđm=2500 kVA
22± 2x2,5%/0,4 kV
Uk=6.5 %
22± 2x2,5%/0,4 kV
Uk=6.5 %
- Thiết bị phụ trợ đi kèm: máy cắt hợp bộ và các thiết bị bảo vệ:
+ Bảo vệ thấp áp
+ Bảo vệ quá áp
+ Bảo vệ quá dòng
+ Bảo vệ chạm đất
+ Rơ le hơi (bảo vệ nhiệt độ dầu, áp suất dầu…)
- Nhiệm vụ:
+ MBA T1:
Biến đổi điện áp 22kV xuống 0,6kV và cung cấp điện cho các
2 lò đúc đồng.
+ MBA T2:
Biến đổi điện áp 22kV xuống 0,6kV và cung cấp điện cho dây
chuyền kéo đại, kéo trung, cán dẹp.
+ MBA T3 ÷ T4: Biến đổi điện áp 22kV xuống 0,6kV và cung cấp điện dây
chuyền ủ, dùn, tráng men.
+ MBA T5:
Biến đổi điện áp 22kV xuống 0,4 kV cung cấp điện cho hệ
thống phụ trợ.
+ MBA T6:
Biến đổi điện áp 22kV xuống 0,4 kV cung cấp điện cho hệ
thống phụ trợ.
1.4.2. Trạm máy phát 110 kVA
Cung cấp điện khi nguồn chính bị mất cho các thiết bị yêu cầu cấp điện liên tục:
các phụ trợ lò, động cơ con lăn ra lò và các khu vực khác khi có yêu cầu…
Khi nguồn chính mất điện, máy phát sẽ tự động chạy và công nhân vận hành sẽ
cấp điện máy phát cho các phụ tải của nhà máy.
18
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
1.4.3. Trạm lọc sóng hài bậc 5, bậc 7 và bù công suất
Ở đây là các dàn tụ điện để khử các sóng hài bậc cao cụ thể là các sóng bậc 5
và bậc 7, là những sóng hài có thể gây nhiễu điều khiển, ảnh hƣởng đến các thiết
bị khác trong nhà máy. Khi hệ số công suất tác dụng Cosφ nhỏ trạm này cũng có
tác dụng nhƣ một trạm bù công suất để đảm bảo hệ số sử dụng điện hiệu quả theo
yêu cầu của ngành điện.
1.4.4. Hệ thống tủ điện
Sau các máy biến áp 22kV các thiết bị đƣợc cung cấp điện thông qua các tủ
động lực và điều khiển. Các tủ này đƣợc bố trí trong phòng điện chính, một số tủ
ngoài hiện trƣờng.
Trong phòng điện chính các tủ điện đƣợc chia làm 2 dãy. Các khu vực bố trí tủ cụ
thể nhƣ sau:
* Hệ thống tủ máy cắt hợp bộ
- Nhiệm vụ: Đây là hệ thống tủ chứa máy cắt hợp bộ với các MBA, các tín hiệu
liên quan đến MBA (dòng, áp, nhiệt độ dầu…) đƣợc đƣa về nhằm khởi động và
bảo vệ các MBA, gồm 2 hệ thống tủ:
- Máy cắt hợp bộ 22kV cho các MBA từ T1 đến T6
+ Mã hiệu: MERLIN GERIN SM6.
+ Nhà cung cấp: Nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh-Hà Nội
+ Loại tủ: Techgel
* 30BB D01: Power centrer – 1: Trung tâm năng lƣợng 1
* 30BB D02: Power centrer – 2: Trung tâm năng lƣợng 2
+ Nhiệm vụ: Đây là 2 trung tâm nhận điện từ MBA T5, T6 và trạm phát điện
khi sự cố phân phối cho các phụ tải của MBA T5, T6:
* ACCU Panel: Tủ máy phát 110kVA
+ Loại tủ: Techgel
19
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
+ Nhiệm vụ: đóng cắt khi mất điện áp lƣới cung cấp điện lien tục cho các phụ tải
ƣu tiên của nhà máy.
1.5. Hệ thống tự động hóa
Hệ thống tự động hóa của nhà máy đƣợc tổng hợp theo cấu trúc điều khiển phân
tán đƣợc biểu diễn trong hình 1.2.
Phòng điều khiển trung tâm có hai máy tính (độ phân giải cao) chạy trên nền
WindowsNT/2000 với màn hình màu lớn (19 inch) để theo dõi quá trình sản xuất.
Hai máy tính này đƣợc nối mạng ethernet và có thể hoạt động song song, độc lập
với nhau. Để tiện cho việc vận hành hệ thống, mỗi máy tính đƣợc sắp xếp đảm
nhiệm một phân đoạn: phân đoạn lò nung và phân đoạn giá cán. Phần mềm điều
khiển và giám sát chạy trên hai máy tính này giống nhau, vì thế trƣờng hợp cần
thiết mỗi máy tính có thể thay thế chức năng của máy tính còn lại. Cả hai máy
tính này đƣợc kết nối với các trạm điều khiển cục bộ bằng hệ thống mạng chuyền
thông là ethernet.
Có hai trạm điều khiển cục bộ: Trạm điều khiển khu vực lò nung và trạm điều
khiển khu vực giá cán. Mỗi trạm đều có một máy tính giám sát toàn bộ quy tình
mà trạm đảm nhiệm. Phần mềm điều khiển và giám sát trên hai máy tính này giống
nhƣ phần mềm của hai máy tính trên phòng điều khiển trung tâm (tƣơng ứng).
Trạm điều khiển khu vực lò nung có một bộ điều khiển PLC và đƣợc kết nối với
máy tính PC thông qua giao thức Profibus-DP. Trạm điều khiển cục bộ đƣợc kết
nối thông qua giao thức Profibus-DP với các bàn điều khiển hay tủ điều khiển đặt
tại hiện trƣờng.
Khu vực lò nung (ký hiệu L05) có các bàn điều khiển và tủ điều khiển sau:
- Bàn điều khiển P505 điều khiển lò nung.
- Tủ L051 điều khiển thiết bị đầu vào lò nung
- Tủ L052 điều khiển lò nung
- Bàn P507 điều khiển lò đáy bƣớc lò nung
- Tủ L053 điều khiển thiết bị đầu ra lò nung.
20
Đào Đăng Hải
Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
- Bảng điều khiển P058 điều khiển trạm thủy lực lò nung
Các tủ điều khiển và bàn điều khiển này đƣợc kết nối với nhau qua thông module
ET200, rồi đƣa đến bộ điều khiển PLC của tủ L05.
Phòng điều
khiển
trung tâm
Trạm điều
khiển
cục bộ
Trạm điều
khiển
cục bộ
Tủ điều khiển
Bàn điều khiển
Hình 1.2. Hệ thống điều khiển phân tán nhà máy
21
