TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN : TỰ ĐỘNG HÓA – ĐO LƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI : KHẢO SÁT HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
NHÀ MÁY XI MĂNG COSEVCO SÔNG GIANH
GVHD
: ……………………………….
GVD
: ………………………….
SVTH
: ……………………..
LỚP
: ……………………
NỘI DUNG
•CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG COSEVCO
SÔNG GIANH
•CHƯƠNG 2 : QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI NHÀ MÁY XI
MĂNG COSEVCO SÔNG GAINH
•CHƯƠNG 3 : HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
•CHƯƠNG 4 : TRANG BỊ ĐIỆN DÙNG TRONG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
•CHƯƠNG 5 : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ KIỂM TRA
PHÉP ĐO DISOCONT
•CHƯƠNG 6 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP
TRÌNH PLC – S7 200
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XIMĂNG
COSEVCO SÔNG GIANH
* Nhà máy ximăng Cosevco Sông Gianh sản xuất xi măng theo công nghệ tiên
tiến của POLYSIUS Cộng Hòa Liên Bang Đức với phương pháp sản xuất xi măng lò
quay.
Vốn đầu tư: 200 triệu USD
Diện tích mặt bằng: 33 hecta.
Công suất: 1,4 triệu tấn/năm.
Công suất lò nung : 4000 tấn clinke/ngày
Chủng loại sản phẩm : Xi măng PCB30, PCB40, PC50
Chương
2
QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI NHÀ MÁY
XI MĂNG COSEVCO SÔNG GIANH
2.1. Nguyên liệu để sản xuất xi măng
- Đá vôi
- Đá sét
- Các chất phụ gia: + đá bazal
+ thạch cao
+ đá đen
+ đá cao silíc
+ quặng sắt.
2.2. Quy trình sản xuất xi măng
Quy trình sản xuất xi măng được thực hiện qua 13 công đoạn chính sau:
1. Đập đá sét
8. Nung clinke
2. Đập đá vôi
9. Làm nguội clinke
3. Đập phụ gia
10. Định lượng nghiền xi măng
4. Định lượng nghiền liệu
11. Nghiền xi măng
5. Nghiền liệu
12. Đóng bao
6. Phối liệu
13. Xuất xi măng
7.Thực hiện quá trình can xi hoá và gia nhiệt
2.3 Sơ đồ khối quy trình sản xuất xi măng
Đập đá vôi
Đập đá sét
Kho đá vôi
Kho đá sét
Định lượng nghiền liệu
Xuất xi
măng
rời
Silô xi
măng 1
Xi
măng
bao
Silô xi
măng 2
Silô xi
măng 3
Nghiền liệu
silô phối liệu
Kho phụ
gia
Tháp trao đổi nhiệt
Định lượng
nghiền xi
măng
Lò quay
Than
mịn
Thiết
bị làm
nguội
Nghiền xi
măng
Silô
clenker
thứ phẩm
Silô
clenker
chính
phẩm
HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
G
200
G
114 06 - BC3
VB
200
116 05- BC5
5000
Quặng sắt +bazan
VB
Đá sét
Đá vôi
VB
9000
VB 4500
VB
G
121 07- BF2
8200
121 08 - BF3
121 01- BC1
112 07 - BC3
G
8000
VB 9100
121 01 - FN3
200
121 06 - BF1
400
112 07- FN2
121 09 - BF4
121 02 - HP1
Silo
dá vôi
500t
121 06 - FN1
121 03- HP2
Silo
dá sét
100t
VB 13100
Silo
bazan
100t 121 04 - HP3
VB 1000
Silo
Q s?t
100t 121 05 - HP4
121 10 - FN5
VB
121 09 - FN4
121 10 - BF5
11000
VB 14500
121 17- MT1
121 16 - MS1
121 11- WF1
121 12- WF2
121 13- WF3
121 14- WF4
X
121 45- BC2
G
G
35-350
G
10-100
G
5-50
G
5-50
SG
1.3
SG
1.6
SG
1.1
SG
1.2
560
Chương 3
HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
Chỉ thị tốc độ
+ Vai trò và tầm quan
trọng
Cảm biến
tốc độ
+ Nguyên lý hoạt động
Băng
tải
cân
Cảm biến
TL
KĐ và
FVC
KĐ
A
D
C
Giao
tiếp
Van xả
liệu
CCĐK1
Động cơ
Biến tần
CCĐK2
D
A
C
Đ/chỉnh
thủ công
Sơ đồ khối chức năng của cân băng định lượng
Máy
tính/vi
điều
khiển
* Tính toán tốc độ cấp liệu:
- Sàn con lăn được tính như sau:
Leff = Lg/2
Leff: Chiều dài hiệu dụng sàn
(m).
Lg : Tổng chiều dài sàn (m).
- Tải trọng băng tải Q:
Q = Qb/Leff
Q: Tải trọng băng tải (Kg/m).
Qb: Tải trọng trên sàn (Kg).
- Tốc độ cấp liệu:
I = Q.v = Qb.v/Leff
I: Tốc độ cấp liệu (lưu lựơng).
v: Tốc độ băng tải (m/s).
M
SCHENCK
CCĐK
DISOCONT
Biến
tần
Sơ đồ nguyên lý đo lường của cân băng định lượng
Chương 4
TRANG BỊ ĐIỆN DÙNG TRONG CÂN BĂNG
ĐỊNH LƯỢNG
Các phần tử chính dùng trong hệ thống cân băng định lượng :
- Hệ thống cân băng định lượng bao gồm các phần tử sau:
+ PLC
+ Máy tính
+ Biến tần
+ Hộp số
+ Động cơ không đồng bộ ba pha
+ Cảm biến
+ Bộ phận đo lường
1. Cảm biến lực ( loadcell) :
R1
R2
- Loadcell hoạt động trên nguyên lý cầu
điện trở cân bằng Wheatstone.
Zm
Em
- Loadcell sử dụng:
+ Kiểu loadcell : KWT100
R3
R4
+ Trọng lượng định mức : 200 Kg
+ Tín hiệu ra :
0 ÷10V
V
+
-
Sơ đồ mạch cầu
2. Cảm biến tốc độ (encoder):
Thấu kính
Đầu thu quang
Encode sử dụng đo tốc độ quay
của động cơ.
-
- Đĩa gắn liền với trục quay cần đo
tốc độ
- Tín hiệu ra của encoder là tín
hiệu số.
Cấu tạo bộ phận đo tốc độ quay Encode
3. Cảm biến đo vị trí (Resolver):
UU0Sinωt
UU0SinωtSinϑ
- Trong hệ thống sử dụng
Resolver để đo vị trí van xả
liệu .
v
rotor
UU0SinωtCosϑ
Sơ đồ nguyên lý máy đo góc Resolver
Chương 5
GIỚI THIÊU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ
KIỂM TRA PHÉP ĐO DISOCONT
5.1 Khái niệm:
- DISOCONT là một hệ
thống môđun điện tử sử
dụng để đo lường trong hệ
thống cấp liệu.
Hình ảnh đầu cân điện tử
DISOCONT gồm các bộ phận :
+ VSE 20100
+ VLB 20120
+ VLG 20110
+ VEA
Đá vôi
SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
RS 485
Biến tần
M
n
0/4 – 20mA
f
Đá sét
W Z
VSE20100
CPU
Encoder
M
n
Cân hồi liệu về
f
Đá Bazan
W Z
M
n
f
Quặng sắt
W Z
M
n
f
W Z
Loadcell
CPU
Fieldbus
VLB 20120
VSE 20100
RS 232
I/O
Local bus
Local bus
VEA 20100
Local bus
I/O
RS 232
Máy in
12V DC
230V AC
VLG
VLG
SƠ ĐỒ KẾT NỐI GIỮA CÁC BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN DÙNG TRONG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
LOCAL
+V
-B21
L
SHALE
-M0102
M
M
-B1 , B2
-B3 , B4
-A21
-B10
L
-S1
MẠCH BẢO VỆ
VFG 20100
VFG 20100
-X6
-D11
-X6
-X2 , X3 , -X7
DISCONT
VSE 20100
DISCONT
-X4
-X20
VSE 20100
LOCAL BUS -X4
-X20
-X100
-X100
-X4
-A10
1E1.UD4
VAK 20115
50Hz
50Hz
HOST PC
300V -
+N100 - A08
+N100 - A08
220V -
1E1.UD2
SCHENCK
-D12
SCHENCK
-D21
CUSTOMER'S CONTROL.
Option
MACHINE CONTROL STATION
VLB 20120
Chương
6
TỔNG QUAN VỀ PLC
•
•
•
•
CPU 224
Hiệu năng cao,
CPU gọn
Có 14 đầu vào
và 10 đầu ra
Có thể ghép
thêm tới 7 mô
đun mở rộng
• CPU 226
• 24 đầu vào và
16 đầu ra
• Có khẳ năng mở
rộng tới 7 mô
đun mở rộng
HÌNH ẢNH PLC
Khởi động
LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN
Chế độ hoạt dộng tự động
Nhập các thông số định lượng: công suất = tấn/h
% đá vôi, % đá sét,
% đá ba zan, % quặng sắt
Tính toán tốc độ đặt trên động cơ băng tải đá vôi, động cơ băng tải đá sét, động cơ
băng tải đá bazan, động cơ băng tải quặng sắt
Giá trị cài đặt 1
Giá trị cài đặt 2
Giá trị cài đặt 3
Tín
Tín
hiệu từ
hiệu từ
loadcell 2 ecoder 2
Tín
Tín
hiệu từ
hiệu từ
loadcell 3 ecoder 3
Tín
Tín
hiệu từ
hiệu từ
loadcel4 ecoder 4
Tính giá trị
hồi tiếp 1
Tính giá trị
hồi tiếp 2
Tính giá trị
hồi tiếp 3
Tính giá trị
hồi tiếp 4
Bộ so sánh 1
Bộ so sánh 2
Bộ so sánh 3
Bộ so sánh 4
Tín
hiệu từ
loadcell 1
Van cấp
liệu 1
Tín
hiệu từ
ecoder
1
Biến tần
1
Băng tải 1
Van cấp
liệu 2
Biến tần
2
Băng tải 2
Van cấp
liệu 3
Biến tần 3
Băng tải 3
Giá trị cài đặt 4
Van cấp
liệu 4
Biến tần 4
Băng tải 4
BẢNG PHÂN CÔNG ĐẦU VÀO / RA
ĐẦU RA
ĐẦU VÀO
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
Reset
Khởi động hệ thống
Dừng hệ thống
Khởi động băng tải1
Dừng băng tải 1
Khởi động băng tải2
Dừng băng tải 2
Q0.0
Băng tải 1
Q0.1
Băng tải 2
Q0.2
Băng tải 3
Q0.3
Băng tải 4
Q0.4
Băng tải 5
Q0.6
Tăng độ mở cửa van 1
Q0.7
Giảm độ mở cửa van 1
Tăng tốc độ động cơ 1
I0.7
Khởi động băng tải 3
Q1.0
I1.0
Khởi động băng tải 4
Q1.1
Tăng độ mở cửa van 2
Giảm độ mở cửa van 2
I1.1
Dừng băng tải 3
Q1.2
I1.2
Khởi động băng tải 5
Q1.3
Tăng tốc độ động cơ 2
I1.3
Dừng băng tải 4
Q1.4
Tăng độ mở cửa van 3
I1.4
Dừng băng tải 5
Q1.5
Giảm độ mở cửa van 3
Tăng tốc độ động cơ 3
I1.5
Cảm biến cửa van1 mở max
Q1.6
I1.6
Cảm biến cửa van 2 mở max
Q2.0
Tăng độ mở cửa van 4
I1.7
Cảm biến cửa van 3 mở max
Q2.1
Giảm độ mở cửa van 4
I2.0
Cảm biến cửa van 4 mở max
Q2.2
Tăng tốc độ động cơ 4
Network 1: Reset ton b h thng
I0.0
Q0.0
R
Q0.1
R
R
I1.4
Q0.4
R
MOV_R
ENO
EN
M0.0
R
I0.2
Network 4: Khi ng cỏc bng ti
õaù vọi
EN
õaù seùt
M0.0
R
Q0.0
I0.5
Q0.1
I0.7
Q0.2
I1.0
Q0.3
I0.4
I0.6
VD104
õaù bazan
S
Q0.1
R
VD108
OUT
VD112
OUT
VD116
Network 8: Khi lng ỏ vụi t trc
M0.0
Q0.4
R
IN
quỷng sừt IN
S
Q0.0
OUT
IN
MOV_R
ENO
EN
S
S
MOV_R
ENO
MOV_R
ENO
EN
S
Network 5: Dng h thng cỏc bng ti
OUT
IN
M0.0
I0.3
I1.2
VD100
MOV_R
ENO
EN
S
Network 3: Dng h thng
OUT
IN
Network 7: % khi lng ỏ vụi, ỏ sột, bazan, qung st
Q0.4
M0.0
Q0.3
R
100
R
M0.0
I1.3
M0.0
Q0.3
I0.1
Q0.2
R
Network 6: Khi lng tng v t l % t trc
Q0.2
Network 2: Khi ng h thng
I1.1
VD104
EN
IN1
VD100
IN2
DIV_R
ENO
OUT
VD120
Network 9: Khi lng ỏ sột t trc
M0.0
VD108
VD100
EN
IN1
IN2
DIV_R
ENO
OUT
VD124
AC1
32000.0
Network 10: Khối lượng bazan đặt trước
M0.0
VD112
VD100
DIV_R
EN
ENO
IN1
OUT
IN2
VD116
VD100
DIV_R
EN
ENO
IN1
OUT
IN2
AC1
VD128
Network 11: Khối lượng quặng sắt đặt trước
M0.0
DIV_R
ENO
EN
IN1
OUT
IN2
AC1
MOV_R
ENO
EN
OUT
IN
VD140
Network 14: Giá trị nhập về từ loadCell băng tải 3
SM0.0
EN
AIW4
EN
SM0.0
EN
AIW0
AC0
32000.0
ENO
OUT
IN
EN
AC0
I_DI
DI_R
IN
AC0
OUT
EN DIV_R ENO
IN1
IN2
OUT
IN
OUT
EN
AIW2
IN
EN
AC1
I_DI
IN
DI_R
AC2
AC0
SM0.0
OUT
AC2
DIV_R
ENO
EN
IN1
IN2
OUT
AC2
IN
OUT
IN
EN
AIW6
VD136
AC3
AC1
AC3
32000.0
AC1
AC3
I_DI
VD144
ENO
OUT
IN
EN
ENO
OUT
ENO
Network 15: Giá trị nhập về từ loadCell băng tải 4
ENO
OUT
DI_R
AC2
MOV_R
ENO
EN
AC0
Network 13: Giá trị nhập về từ loadCell băng tải 2
SM0.0
AC2
32000.0
ENO
MOV_R
ENO
EN
AC0
AC2
ENO
OUT
IN
VD132
Network 12: Giá trị nhập về từ loadCell băng tải 1ZZ
I_DI
DI_R
AC3
ENO
OUT
AC3
DIV_R
ENO
EN
IN1
OUT
IN2
AC3
MOV_R
ENO
EN
OUT
IN
VD148
IN
Network 22: So sánh giá trị từ loadCell để điều chỉnh độ mở cửa van 3
Network 16: So sánh giá trị từ Loadcell để điều chỉnh độ mở cửa van băng tải 1
M0.0
VD136 VD120
Q0.6
VD136VD120
>R
Q0.7
S
S
Q0.6
Q1.0
S
I1.5
Network 18: Điều kiện dừng điều chỉnh độ mở cửa van và
điều chỉnh tốc độ động cơ băng tải 1
M0.0
Q1.4
S
Q1.5
S
Network 23: Điều khiển động cơ băng tải 3 bằng biến tần
M0.0
Q1.4
Q1.6
S
I1.7
Network 24: Điều kiện dừng điều chỉnh độ mở cửa van và điều chỉnh tốc độ động
cơ băng tải 3
M0.0
Q0.6
R
VD136VD120
=R
VD144VD128
VD144 VD128
>R
Network 17: Điều khiển động cơ băng tải 1 bằng biến tần
M0.0
M0.0
VD144VD128
=R
Q1.4
R
Q1.5
R
Q0.7
R
Q1.6
R
Q1.0
R
Network 19: So sánh giá trị từ loadCell để điều chỉnh độ mở cửa van 2
M0.0
VD140 VD124
Q1.1
S
VD140 VD124
>R
Q1.2
S
Q1.1
I1.6
Q1.3
S
Network 21: Điều kiện dừng điều chỉnh độ mở cửa van và điều chỉnh tốc độ
động cơ băng tải 2
M0.0
VD140VD124
=R
M0.0
VD148VD132
Q2.0
VD148VD132
>R
Q2.1
S
S
Network 26: Điều khiển động cơ băng tải 4 bằng biến tần
Network 20: Điều khiển tốc độ động cơ băng tải 2 bằng biến tần
M0.0
Network 25: So sánh giá trị từ loadCell để điều chỉnh độ mở cửa van 4
Q1.1
R
Q1.2
R
Q1.3
R
M0.0
Q2.0
I2.0
Q2.2
S
Network 27: Điều kiện dừng điều chỉnh độ mở cửa van và điều chỉnh tốc độ động
cơ băng tải 4
M0.0
VD148VD132
=R
Q2.0
R
Q2.1
R
Q2.2
R
KẾT THÚC
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÍ
THẦY CÔ CÙNG CÁC BẠN!