Hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất Xi măng Công ty Xi măng Bỉm Sơn

Lời nói đầu
Trong thời kì công nghiệp hóa và hiện đại hóa thì ngành công nghiệp sản xuất xi
măng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát triển của đất nước. . Chính vì vai trò
to lớn đó, nhiều nhà máy xi măng trên dọc miền đất nước đã được xây dựng và đưa vào
vận hành để đáp ứng nhu cầu cấp thiết trong quá trình hội nhập và phát triển của đất
nước. Là một trong những trường đại học hàng đầu về kĩ thuật, đại học Bách Khoa Hà
Nội đã và đang đào tạo ra nhiều cán bộ công nhân viên có chất lượng đáp ứng nhu cầu
nhân lực của ngành xi măng. Một trong những môn học liên quan trực tiếp đến quá trình
sản xuất xi măng đang được giảng dạy trong trường là môn “ Hệ thống tự động hóa nhà
máy xi măng”.
Trong kì học này, em có đăng kí môn “ Hệ thống tự động hóa nhà máy xi măng “
thầy Nguyễn Mạnh Tiến trực tiếp giảng dạy, qua môn học em đã nắm được nhiều về quá
trình sản xuất xi măng hiện nay. Để nắm rõ hơn về những lí thuyết trên lớp và có cơ hội
tiếp xúc với thực tế sản xuất, thầy
đã giao cho em tìm hiểu về: “Hệ thống điều
khiển dây chuyền sản xuất Xi măng Công ty Xi măng Bỉm Sơn”.

1


Chương I: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng của
công ty
I.

Sơ lược về công ty xi măng Bỉm Sơn

Công ty xi măng Bỉm Sơn trụ sở tại thị xã Bỉm Sơn thuộc tỉnh Thanh Hoá nằm
trên diện tích 50ha cách quốc lộ 1A 3Km về phía tây , cách Hà Nội 120Km về phía nam,
cách thành phố Thanh Hoá 34Km về phía bắc, có vị trí địa lý nằm kề bên dãy núi đá vôi
được bao bọc bởi vùng đất thạch sét do vậy rất thuận lợi cho việc khai thác nguyên liệu.
Với vị trí địa lý như vậy rất thuận lợi về giao thông vận tải đường bộ cũng như đường sắt,

tuy nhiên lại hạn chế về giao thông đường thuỷ, hệ thống đường sắt trong công ty có tổng
chiều dài là 13Km trong đó có đường sắt nối với ga Bỉm Sơn có chiều dài 4Km. Được sử
dụng là nơi luân chuyển hàng hoá vật tư, nguyên nhiên liệu cho công ty, hệ thống đường
bộ được làm bằng bê tông và thảm nhựa để vận chuyển đất đá, sản phẩm đi tiêu thụ.
Công ty xi măng Bỉm Sơn được khởi công xây dựng từ năm 1976 do Liên Xô (cũ)
thiết kế và giúp đỡ xây dựng với dây chuyền công nghệ sản suất xi măng bằng phương
pháp ướt và năm 1983 nhà máy đã đi vào hoạt động với công suất thiết kế
1.200.000T/năm. Dây chuyền sản suất được thiết kế và lắp đặt trang thiết bị hiện đại, có
đội ngũ cán bộ kỹ sư và công nhân lành nghề đáp ứng được yêu cầu sản suất và kinh
doanh cho ra đời những sản phẩm đạt chất lượng cao trên thị trường trong nước và quốc
tế, đã tham gia xây dựng các công trình trọng điểm của nhà nước như cầu Thăng Long,
thuỷ điện Hoà Bình …Hiện nay công ty xi măng Bỉm Sơn đang đầu tư cải tạo hiện đại
hoá dây chuyền công nghệ, chuyển sản suất xi măng từ phương pháp ướt sang phương
pháp khô, bước đầu nâng sản lượng giai đoạn đầu lên 1,8Triệu Tấn/năm, kết thúc giai
đoạn cải tạo sẽ đưa công suất lên 3,5 triệu tấn /năm.
Công ty xi măng Bỉm Sơn với mạng lưới tiêu thụ rộng rãi được nhiều người tiêu
dùng tin tưởng sử dụng, được các nhà thầu quốc tế chấp nhận xây dựng các công trình
lớn, trọng điểm. Ngoài trung tâm giao dịch tiêu thụ là nơi đầu não để phân phối sản
phẩm, Công ty xi măng Bỉm Sơn còn có 6 chi nhánh ở các tỉnh thành để thuận lợi cho
việc tiêu thụ sản phẩm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, bao gồm chi nhánh xi măng
Bỉm Sơn ở Thái Bình, Ninh Bình, Nam Định, Nghệ An, Hà Tĩnh, Thanh Hoá.

II.

Dây chuyền công nghệ sản xuất của công ty
2


1.

Dây chuyền sản xuất xi măng ở Việt Nam

Gồm 3 giai đoạn chính là:

Sơ đồ khối của công nghệ sản xuất xi măng nói chung:

3


*) Công nghệ sản xuất xi măng của Công ty Bỉm Sơn ứng với từng giai đoạn:
- 3/1980: dây chuyền 1 ứng dụng công nghệ ướt
- Năm 2003: dây chuyền 2 cải tạo, sử dụng công nghệ khô (1,8T tấn/năm)
- Dây chuyền 3 cải tạo sử dụng công nghệ khô (2T tấn/năm)
2. Dây chuyền công nghệ sản xuất của công ty Bỉm Sơn
a. Nguyên liệu thô

4


Nguyên liệu thôi được khai thác từ các mỏ của công ty và được vận chuyển bằng
oto về công ty.
Đá vôi: vôi được khai thác từ mỏ Yên Duyên bằng phương pháp khoan nổ
mìn có kích thước không quá 1000mm được đưa về công ty bằng xe Benla, qua máy đập
hàm kích thước không quá 300mm được đưa qua máy đập búa kích thước không quá
60mm. Được vận chuyển vào kho chứa.
Đất xét: được khai thác tại mỏ Cổ Đam cách công ty khoảng 2km, bằng
phương pháp khoan nổ mìn kích thước không quá 500mm, được đưa tới máy búa đập với
kích cỡ 60mm và được vận chuyển vào kho chứa, bằng băng tải cao su.
Phiến silic Hà Trung: Dùng để làm nguyên luyện liệu chỉnh modum silicat
MS được chở về bằng xe KMAZ, đổ vào bãi chứa. Phiến silic có kích thước không quá

500mm
đập
qua
máy
đập
búa
đến
kích
thước không quá 60mm đưa vào kho chứa riêng trong ngăn kho cùng phiến sét.
Sỉ pirit (Lâm Thao- Phú Thọ): được dùng làm nguyên liệu điều chỉnh phối
liệu sản xuất clinke, được vận chuyển bằng tàu hỏa qua hệ thống tiếp nhận về kho.
Quặng sắt: được dùng làm nguyên liệu chỉnh phối liệu sản xuất clinke,
quặng được khia thắc từ Thạch Bàn chở về công ty bằng oto.
Thạch cao: dùng làm phụ gia điều chỉnh tốc độ đóng rắn xi măng. Thạch
cao có kích thước không quá 500mm được đạp qua máy đạp búa CMD 102 đến kích
thước không quá 25mm và đưa vào kho chứa.
Phụ gia cho xi măng: phụ gia hoạt tính: đá bazan Phủ Quỳ- Nghệ An, đá
bazan Thanh Hóa, phụ gia trơ đá đen Tam Điệp với màu xám, xanh, xám đen, không lẫn
đá mồ côi.
b. Kho chứa liệu:
Đất sét được phân chia tại điểm tiếp liệu với kho chưa đất sét hiện có bằng van 2
ngả hoạt động bằng động cơ lắp mới. Một hướng dẫn tới kho sét hiện có và một hướng
dẫn tới kho sét mới. Thông thường vị trí của van 2 ngả mở về phía kho sét hiện có. Khi
nhân viên vận hành trung tâm khởi động nhóm vẫn chuyển sét và nhóm máy đánh sét từ
CCR, máy đánh đống và các băng tải sẽ khởi động trình tự và sai đó van 2 ngả sẽ tự động
chuyển về hướng kho sét mới. khi nhóm bị dừng bởi nhân viện vận hành trung tâm, van 2
ngả sẽ tự động chuyển về vị trí kho sét hiện có.
Một tín hiệu liên động truyền tới phòng điều khiển của trạm đập sét hiện có từ
phòng điều khiển trung tâm thông qua hộp đấu dây của trạm đạp sét hiện có từ phòng
điều khiển trung tâm thông qua hộp đấy dây mới của van 2 ngả. khi van 3 ngả không trở

lại vị trí kho sét hiện có và băng tải mới bị dừng, băng tải sé hiện có và máy đập sẽ dừng
vì tín hiệu liên động. các tín hiệu công tắc giới hạn vị trí của 2 ngả cũng sẽ được truyền
tới phòng điều khiển máy đập hiện có.

5


Đá vôi và phụ gia được vận chuyển bằng các băng tải tới máy nghiền liệu thông
qua các phễu chứa hiện có và 5 băng cân định lượng lắp đặt mới. các lọc túi bụi núi lắp
đặt tại các điểm giao nhau tại các băng tải để thu bụi.
c. Quá trình sản xuất xi măng (quá trình sản xuất theo công nghệ khô)
c.1. Liệu từ các két chứa nhờ hệ thống căn băng định lượng để định tỷ lệ rồi đưa
vào thùng chứa; hỗn hợp liệu từ thùng chứa được đổ vào băng tải xích rồi đổ vào cân
băng đinh lượng để xác định lượng liệu đổ vào máy nghiền đứng kiểu con lăn với năng
suất 280 tấn/ giờ, công suất động cơ máy nghiền là 2650kw. Vật liệu vào máy nghiền có
kích thước nhỏ hơn 25mm và độ ẩm không quá 10%.
Liệu được nghiền nhỏ rồi nhờ hệ thống phân ly (khí động) phân loại, những hạt đủ
nhỏ thì nhờ quạt hút lên và lắng lại tại cylone lắng. Những hạt liệu còn to thì được hồi lưu
trở lại máy nghiền bằng băng tải và gầu nâng.
c.2. Công đoạn đồng nhất
Liệu từ cylone lắng được tháo qua hệ thống máng khí động đổ vào silo
chứa. silo được trang bị thiết bị đồng nhất và thiết bị tháo liệu, silo có thể chưa 15000 tấn
bột liệu. Trong silo hệ thống trộn liệu liên tục được hoạt động để đạt hiệu suất đồng nhất
cao. Hệ thống trộn liệu theo nguyên lí trọng lực được dùng trong silo chính và hệ thống
sục khí nén dùng trong buồng đồng nhất trung tâm.
c.3. Cấp bột liệu cho lò:
Bột liệu từ silo chứa được tháo vào máng khí động nhờ tháo bằng tay hoặc
cổng điều khiển lưu lượng bằng khí nén. Tốc độ tháo liệu từ silo được điều khiển tự động
sao cho trọng lượng của két cân luôn ở mức xác định.
Nạp liệu vào lò nung: hệ thống cung cấp lò nung gồm két cân, cân băng

định lượng và các máng khí động. Tốc độ liệu cấp vào lò nung được đặt tại phòng điều
hành trung tâm CCR. Giá trị đo được ở lưu tốc kế. Bột liệu đã được cân để dẫn tới lò
nung sẽ được chuyển tới tháp tiền nung (tháp trao đổi nhiệt) nhờ băng tải gầu và máng
khí động.
c.4. Công đoạn tiền nung
Liệu được đưa tới tháp tiền nung, tháp gồm 5 tầng qua thiết bị khí nén, các
cyclone trên cùng thuộc loại thu gom hiệu quả cáo để làm giảm tổng số bột liệu xoáy tuần
hoàn bên ngoài.
Nguyên liệu dể đốt là than mịn, trong tháp tiền nung, bộ đánh lửa được đặt
tại cửa khí gió 3 và việc đốt cháy sẽ được thực hiện trong vùng có nhiệt độ cao sau khi
pha trộn khí thải lò nung và khí gió 3.
Một quạt gió cho tháp tiền nung được dùng để hút khí xả tháp tiền nung và
giải phóng khí thải tới tháp điều hòa khí thải, tốc độ quạt gió có thể điều khiển từ phòng
CCR.

6


c.5. Công đoạn nung Clinke:
Lò nung có chiều dài 70m, được kính 5m, tốc độ quay là 2,7 vòng/ phút. Động cơ
truyền động chính là động cơ một chiều công suất 500KW. Lò nung chia làm 5 phần:

Năng suất lò nung là 3500 tấn/ giờ. Nhiên liệu để nung là than mịn được phun với
áp suất cao dưới dạng sương mù. Dòng liệu vào lò có nhiệt độ cao dần, nhiệt độ ở
canxiner khoảng 8500C- 9000C, mức độ canxi hóa khoảng 90%-93%. Phối liệu đi vào lò
nung nhiệt độ tăng làm các phản ứng pha rắn xảy ra được kết khối ở nhiệt độ 1300 0C14000C và tạo thành clinke.
c.6. Làm mát và vận chuyển clinke:
Clinke từ lò nung được đưa vào hệ thống làm nguội. Máy lạnh clinke kiểu ghi liên
hợp gồm 2 tầng, nhiệt độ clinke giảm xuống khoảng 120 0C. Hệ thống làm ngượi clinke
gồm 14 quạt gió công suất lớn và hệ thống nước phun vào dưới dạng sương mù áp suất

cao.
Các tấm ghi chịu nhiệt cao và hệ thống điều khiển không khí làm mát có phân
đoạn bảo đảm hiệu quả thu nhiệt rất cao và kéo dài tuổi thọ của tấm ghi. Máy đập clinke
dạng búa được sử dụng để đạp miếng clinke lớn sau ghi làm mát; một xích tải được lắp
dưới ghi làm mát; các hạt clinke mịn được đựng trong các két chứa, khi nào đầy thì được
tháo xuống băng tải xiên để đổ clinke vào các silo chứa clinke, ở đây clinke được ủ từ 715 ngày trước khi dược đưa vào máy nghiện xi măng.
Khí trong buông làm mất một phần được đưa vào canxiner để duy trì sự cháy (ống
gió 3) một phần đi trực tiếp vào lò nung, một phần đưa vào lọc bụi tĩnh điện. Lượng
clinke lắng trong lọc bụi được thu lại đổ vào băng tải xiên.
c.7. Ngiền xi măng:
Clinke , thạch caoo, bazan và các phụ gia được tháo vào cân băng định lượng và
cùng tháo vào băng tải rồi đưa vào cổ tiếp liệu máy nghiện xi măng. Máy nghiền xi măng
là máy nghiền kiểu bi, công suất động cơ truyền động là 3150KW, tốc độ quay máy
nghiền được điều chỉnh từ phòng điều khiên trung tâm CCR.
Bộ phận phân ly động được dùng để phân loại xi măng đã nghiền. Phần hạt to
được hồi lưu trở lại máy nghiền. Lưu tốc kế để cân lượng xi măng trở lại máy nghiền.
Những hạt xi măng nhỏ thì được lắng ở cyclone nhờ quạt hút tuần hoàn.

7


Tốc độ nạp được tự động điều khiển theo điểm đặt và lưu lượng quá cỡ phân ly.
Tốc độ quay của thiết bị phân lý được điều chỉnh theo số liệu của phòng thí nghiệm KCS
đưa lên.
Thiết bị phun nước được cung cấp để làm mát xi măng trong máy nghiền; lưu
lượng nước được điều chỉnh tự động theo nhiệt độ xi măng trong máy nghiền.
Xy măng từ cyclone lắng sẽ được tháo xuống máng khí động, gầu nâng rồi đổ vào
các silo chưa.
c.8. Vận chuyển xi măng:
Sản phảm xi măng sẽ được vận chuyển bằng máng khí động, gầu nâng, và băng tải

tới silo chứa. Hệ thống phân phối khí động cửa đóng mở bằng động cơ được trang bị và
việc cung cấp liệu vào silo được điều khiển từ CCR. Trong các silo chứa xi măng này
được sục khí liên tục nhờ các máy nén khí để đồng nhất lần cuối trước khí xi măng được
đóng bao hoặc xuất rời.
c.9. Công đoạn đóng bao:
Xi măng từ xilo được bơm từ buồng liên kết chứa qua săng khiểm tra và máng sới
tơi, đi và thùng của máy đóng bao bàn quay 14 vòi. Xi măng được vận chuyển qua các hệ
thống băng tải cao su cấp thẳng cho phương tiện hoặc xếp vào kho. Kho chứa xi măng
bao có sức chứa khoảng 3000 tấn bao xi măng xếp trong kho theo nguyên tắc lò: ‘’hạ bãi
trước xuất trước, hạ sau suất sau’’.
c.10. Các phân xưởng phụ trợ:
Bên cạnh các phân xưởng trực tiếp tham gia vào dây truyền công nghệ sản xuất có
các phân xưởng phụ trợ có nhiệm vụ bổ trợ cùng với các phân xưởng chính nhằm đưa
dây truyền sản xuất được liên tục và giải phóng mọi sự cố nhanh nhất, đáp ứng với yêu
cầu của chất lượng.
Các phân xưởng phụ trợ bao gồm:
Xưởng sữa chữa cơ khí, gia công chế tạo.
Xưởng cấp thoát nước, nén khí.
Xưởng sửa chữa công trình.
Xưởng sữa chữa thiết bị
Xưởng điện tự động
Phòng thí nghiệm KCS

Chương II: Cấu hình hệ thống điều khiển DCS của dây chuyền
sản xuất

8


Mô tả cấu hình hệ thống DCS (Distributed Control System - Hệ

thống điều khiển phân tán)
I.

Hệ thống điều khiển phân tán dựa trên các phần cứng và phần mềm điều
khiển và thu thập dữ liệu trên cơ sở 1 đường truyền thông tin tốc độ cao, các module
được phân tán và tổ chức theo 1 cấu trúc nhất định với một chức năng và nhiệm vụ riêng.
Các thiết bị giao tiếp trên đường truyền tốc độ cao này cho phép ghép nối dễ dàng với các
bộ PLC, Controller , các máy tính điều khiển giám sát khác.
Các chức năng điều khiển được phân bố khắp hệ thống thay vì xử lý tập
trung trên một máy tính đơn lẻ. Một hệ thống DCS tiêu biểu có các trạm điều khiển hoạt
động độc lập và điều khiển từng bộ phận chuyên dụng của nhà máy..
Khả năng xử lý tín hiệu tương tự và chạy các trình tự phức tạp là thế mạnh
của hệ thống DCS
Cấu trúc điển hình cảu hệ điều khiển DCS:

Gồm
-

3 cấp:
Cấp trường: gồm có các cơ cấu chấp hành, cảm biến.
Cấp điều khiển là: PLC..
Cấp giám sát CCR: là các máy tính vận hành…

II.

Các khâu chính trong hệ thống DCS của xi măng Bỉm Sơn

a.

Khối điều khiển trung tâm:

9


Khối điều khiển trung tâm CCR gồm các máy tính trung tâm điều khiển các hoạt
động của toàn bộ hệ thống, bao gồm:
Kiln optimization: máy tính điều khiển tối ưu lò nung
Management station: trạm quản lí hệ thống, có máy in lazer thông báo dữ
liệu hoạt động
Engineering station: trạm kĩ thuật , cũng có 1 máy in lazer thông báo các
thông số kĩ thuật của hệ thống
6 máy tính điều khiển các PLC chính: operator station coal mill: máy tính
điều khiển nghiền than; operator station no.1 Cement mill và operator station no.2
Cement mill 2 trạm điều khiển nghiền xi măng; operator station clinker cooler: điều khiển
làm mát clinke sau khi nung; operator station kiln: trạm điều khiển lò quay; operator
station raw mill: trạm điều khiển nghiền liệu thô; các trạm này có chức năng lập trình cho
các PLC điều khiển nghiền than đá, nghiền xi măng, làm lạnh clinke…có kết nối với các
máy in màu đơn sắc, máy in phun màn, máy in phun màu laze.
-

10


Engineering room: phòng kĩ thuật có chức năng cài đặt các công cụ phát
triển (Engineering Tool), cho phép đặt cấu hình cho hệ thống, tạo và theo dõi các chương
trình ứng dụng điều khiển và giao diện người máy, đặt cấu hình và tham số hóa các thiết
bị trường. Theo dõi điều độ sản xuất, các phân xưởng sản xuất chính và phụ, theo dõi và
kiểm tra chất lượng sản phẩm.

Kiln scaner: máy quét nhiệt độ lò quay

Kiln hood spyometer: áp suất khí cổ lò
Cooler grate spyometer; áp suất khí ở bộ làm nguội kiểu ghi
b.
Phòng điều khiển cục bộ LCR
Gồm có 4 phòng điều khiển sau:
LCR1: limstone crushing- phòng điều khiển nghiền đá vôi có 1 máy tính
lập trình cho 2 PLC Tosline S2T điều khiểnLimestone crushing và PLC limstone storage
LCR2: clay crushing- phòng điều khiển nghiền đất sét với một máy tính
được lập trình cho PLC Tosline S2T điều khiển clay crushing and storage

11


LCR3: No.1 packing plant- xưởng đóng bao số 1 gồm 1 máy tính lập trình
cho PLC PLC Tosline S2T điều khiển đóng bao số 1
LCR4: No.2 packing plant- xưởng đóng bao số 2 gồm 1 máy tính lập trình
cho PLC PLC Tosline S2T điền khiển đóng bao số 2
Mỗi phòng đều có 1 máy in phun màu cho các bản sao cứng.

c.
Phòng thí nghiệm Laboratory
Gồm máy tính thu thập và đo lường dữ liệu chất lượng sản phẩm từ các máy tính ở
phòng điều khiển CCR, được in ra bởi máy in laze đơn sắc, dữ liệu được phân tích bằng
một máy X- ray Pc thực hiện phân tích tia X phát hiện lỗi.

12


d.

Các PLC chính:

Gồm các PLC dòng TOSLINE S2T của hãng Toshiba có những chức năng chính
sau: điều khiển nghiền đá vôi, nghiền than đá, lò nung, làm nguội clinker, nghiền xi
măng, đóng bao, …
e.
Khối hiển thị CCTV(Closed-Circuit Television)
Có chức năng theo dõi quá trình hoạt động của các khâu thông qua các camera và
được hiển thị trên các màn hình Monitor

Hình ảnh từ các camera được đưa đến màn hình thông qua các cap truyền thông,
có những camera sau:
CCTV Limestone storage: quan sát quá trình của kho chứa đá vôi
CCTV Raw material feed: quan sát quá trình cấp nguyên liệu thô.
CCTV coal storage: quan sát kho chứa than đá

13


CCTV no.1, 2 cement mill feed:
quan sát cấp cho nghiền xi măng
CCTV no 1packing plant: quan
sát xưởng đóng bao số 1
CCTV no 2 packing plant: quan
sát xưởng đóng bao số 2
III. Các BUS và Phương thức
truyền thông trong hệ thống

1.

Hệ thống BUS

14


Dựa và bản vẽ ta dễ dàng nhận thấy được cấu trúc BUS của nhà máy gồm 2 loại là
Bus trường và Bus hệ thống
a.
Bus hệ thống
Là bus để ghép nối PLC với nhau và với các máy tính giám sát và vận hành
Bao gồm:
Ethernet metal: hệ thống bus kết nối giữa các máy tính
Ethernet Optical: hệ thống bus kết nối giữa các máy tính với các PLC
chính, thông qua bộ chuyển đổi phương thức truyền thông O/E
TOSLINE-S20LP Optical: hệ thống bus của hãng Toshiba kết nối giữa các
PLC TOSLINE-S2T với nhau.
Mạng truyền thông của hệ thống theo cấu trúc hình sao (đây là cấu trúc vật lí tuy
nhiên cấu trúc logic vẫn là cấu trúc dạng bus) , nên có 1 trạm trung tâm đóng vai trò trung
chuyển thông tin môt cách thụ động hay còn gọi là bộ chia HUB, có chức năng phân chia
và chuyển tiếp thông tin từ một cổng sang các cổng còn lại, như trong hệ thống thì có hai
bộ chia chính là HUB A và HUB B để chuyển tiếp thông tin từ máy tính sang PLC và từ
PLC về máy tính.

b.
Bus trường
Là bus ghép nối PLC với các thiết bị vào ra phân tán và với các thiết bị trường
khác. Ví dụ như: Profibus-DP để truyền dữ liệu với tốc độ cao từ bộ điều khiển tới các
ngoại vi.
giao diện bus cho PLC với
module truyền thông

2. Phương thức truyền thông
trong hệ thống
Như đã nói ở trên thì phương thức truyền thông chính là Ethernet; đây là một kiểu
mạng cục bộ LAN được dùng rộng rãi nhất hiện nay. Thực chất Ethernet chỉ mạng cấp
dưới với giao thức TCP/IP là tập giao thức được sử dụng phổ biến nhất, chuẩn truyền là
10Mbit/s-Ethernet. Tuy nhiên mỗi nhà cung cấp sản phẩm có thể thực hiện các giao thức

15


tiêng trên cơ sở Ethernet, như trong hệ thống ta đang phân tích thì có sự chuyển đổi giữa
Ethernet metal với Ethernet Optical và TOSLINE-S20LP Optical thông qua các khối
chuyển đổi truyền thông O/E.
Tốc độ chuẩn cho hệ thống Etherner hiện nay là 100-Mbps
Cáp truyền thông sử dụng trong hệ thống là loại 10BASE-T, các trạm nối với nhau
qua 1 bộ chia HUB, số trạm tối đa là 1024 trạm; ưu điểm vượt trội là việc bổ sung hoặc
tách một trạm ra khỏi mạng cũng như việc phát hiện lỗi cáp truyền rất đơn giản, tuy nhiên
nó lại có nhược điểm là tốn dây dẫn và công di dây, chi phí của bộ chia, hạn chế khoảng
cách tối đatừ 1 trạm tới bộ chia trong vòng từ 100-150m

Chương III: Bộ điều khiển PLC chính của dây chuyền sản xuất
I.

Giới thiệu chung về bộ điều khiển PLC TOSLINE S2T

Bộ điều khiển TOSLINE S2T là của hãng Toshiba , nó có kích thước nhỏ,
kiểu mô-đun trình điều khiển thích hợp để có thể thay thế đơn giản tất cả các cách để các
ứng dụng điều khiển phức tạp. Đây là bộ điều khiển theo trình tự nó có chức năng cao và
linh hoạt, nó được phát trển để chứa hệ thống CNTT.

a.
Các tính năng vượt trội so với các dòng PLC khác: Chức năng, hiệu suất
cao, tính linh hoạt và tích hợp điều khiển PLC và dữ liệu xử lý cho phép, thuận tiện với
các hệ thống CNTT:
+ Chương trình tương thích với PLC dòng T: đối với S2T, công cụ lập trình T-PDS
với nhóm PROSEC T được sử dụng. Trong khi đang bảo trì những tính năng của dòng V,
thì tài nguyên phần mềm của dòng T có thể được sử dụng.

16


+ Tốc độ cao và khả năng điều khiển hiệu suất cao: có khả nằng hoạt động song
song của một bộ xử lí 32-bit có mục đích chung và một bộ sử lí ngôn ngữ phát triển độc
quyền đạt đến cả tốc độ cao trong việc xử lí các câu lệnh chương trình và làm giảm một
lượng lớn chi phí quét. Ngoài ra, hệ thống bus của bộ xử lí 32 bit (station bus) cho phép
trao đổi dữ liệu tốc độ cao giữa S2T với các module mạng hoặc module máy tính. S2T là
lí tưởng cho các ứng dụng yêu cầu cao về mặt thời gian.
+ Tích hợp chức năng xử lí dữ liệu và điều khiển PLC: Giữa các mô-đun máy tính
(C2) và S2T, việc trao đổi dữ liệu có thể được thực hiên đơn giản và nhanh chóng. Như
bộ điều khiển chức năng cao với cả hai là điều khiển PLC và xử lí dữ liệu, hệ thống
tương thích IT có thể được cấu hình một cách dễ dàng. Cấu hình đa CPU với các mô-đun
điều khiển vòng lặp (L2) hoặc các mô-đun điều khiển liên tiếp (S2) là không thế.
+ Tích hợp cổng truyền thông: các cổng lập trình ( RS- 232C) và các cổng kết nối
(RS-485) được cung cấp trên modun CPU của S2T như 1 tính năng chuẩn. Bên cạnh sự
kết nối của người lập trình (T-PDS), các cổng nàu có thể được sử dụng để kết nối với
HMI hoắc máy tính. Những hệ thống HMI/SCADA có thể được cấu hình dễ dàng.
+ Bộ nhớ dữ liệu lên đến 1Mbyte: hai loại CPU của S2T là có sẵn, loại chuẩn
PU662T và được tăng cường thêm loại PU672T. Loại PU672T được trang bị 1Mbytes
(512k kí tự) của bộ nhớ dữ liệu được mở rộng. người dùng có thể truy cập vào bộ nhớ đó
bằng bộ truyền dữ liệu mở rộng (XFER). Vì bộ nhớ đó được hỗ trợ bởi một pin, nên nó

có thể sử dụng cho việc đăng nhập dữ liệu,…
a.
Đặc tính kĩ thuật
Tính toán tốc độ cao, các chương trình quy mô lơn và I/O phong phú, hiệu suất
của chúng đáng tin cậy có thể được thực hiện đầy đủ một cách trực quan, việc lập trình
dễ dàng sử dụng.
+ Một số thông số kĩ thuật:

Nguồn có thể là xoay chiều hoắc 1 chiều: ac 85-265V(50-60Hz); dc 20,4-28,8V;
điện năng tiêu thụ : 60W hoặc nhỏ hơn; và một số thông tin khác.
1.
Đặc tính phần cứng: CPU, I/O, ghép nối truyền thông

17


*) CPU:
- phương pháp điều khiển: chương trình lưu trữ và phương pháp quét theo chu kì
- bộ xử lí (processcer): bộ điều khiển tổng thể là bộ xử lí 32 bit; thực hiện chương
trình: bộ xử lí ngôn ngữ đã được chuyên dụng (LP)
- bộ nhớ(memory) : bộ nhớ chính SRAM (pin dự phòng); Non-volatile: bộ nhớ
Flash (cho chương trình sao lưu); Tùy chọn: SRAM 1MB (pin dự phòng PU672T)
- Ngôn ngữ lập trình: Ladder diagram and SFC (Sequential Function Chart)
- dung lượng chương trình:PU672T: module CPU S2T, bộ nhớ chương trình 64K
bước, bộ nhớ mở rộng 1MB
PU662T:module CPU S2T, bộ nhớ chương trình 32K bước
- hướng dẫn lập trình: Hướng dẫn cơ bản: 24 loại; Hướng dẫn chức năng: 206 loại
- tốc độ thực thi: 0.09μs/contact, 0.18μs/coil, 0.54μs/transfer, 0.90μs/addition,
12.1μs/floating-point multiplication
- đa nhiệm: 1 chương trình chính, 4 chương trình phụ, 1 chương trình ngắt timer

(1-1000ms, giá số 1ms); 8 I/O dành cho ngắt ( trả lời ngắt 500us hoặc ít hơn); 256
chương trình con.
- các chức năng khác: đồng hồ- lịch ( năm, ngày tháng, ngày trong tuần, giờ, phút
giây); cổng giao tiếp RS-485( liên kết máy tính hoặc mã ASCII miễn phí)
*) I/O
- phương pháp vào ra: refresh I/O cùng loại và truy cập trực tiếp
- số điểm I/O: 1.024 điểm (khi sử dụng 32 điểm I / O); 2.048 điểm (khi sử dụng 64
điểm I / O); I / O cục bộ tối đa. 512từ / 8.192 điểm
- Thông tin liên lạc giữa các mô-đun đầu vào hoặc module đầu ra và chương trình
người dùng được thực hiện thông qua các thanh ghi đầu vào và các thanh ghi đầu ra .
- một số loại modun I/O và những đặc tính kĩ thuật của chúng:

18


*) ghép nối truyền thông:
Bên cạnh đó kết nối với Ethernet, FL-net, DeviceNet và các mạng mở khác, kết
hợp với tốc độ cao của Toshiba, độ tin cậy mạng cao cho phép cấu hình của môi trường
mạng lý tưởng theo nhu cầu của người sử dụng

.
Ethernet EN611 ／ EN631 ／ EN651: được sử dụng để giao tiếp cới các hệ
thống thông tin và điều khiển khác bộ máy. Tốc độ truyền dữ liệu là 10Mbps( 10Base2
hay 10Base5) hoặc 100Mbps(BASE-TX)

19


FL-net FL612 : FL-net đạt được một mạng multivendor, bao gồm cả PLC,
màn hình, máy công cụ NC, robot điều khiển…. Phù hợp với thông số kỹ thuật FL-net.

Cả hai có thể được truyền đi thông điệp và truyền tuần hoàn và dữ liệu có thể được
chuyển ở tốc độ cao giữa thiết bị điều khiển.
TOSLINE-S20/S20LP (SN625／SN626／SN627): mạng Lan điều khiển này
được sử dụng để trao đổi dữ liệu với PLC dòng T, dòng V, Inventers, và các thiết bị đo
đạc khác. Nó cho phép sử dụng cáp đồng trục và cáp sợi quang(S20), cho phép cấu hình
linh hoạt hệ thống của các mooit trường mạng khoảng cách xa và chống nhiễu tuyệt vời.
Cả hai được truyền với tốc độ cao.
DeviceNet(DN611A): DeviceNet cho phép một mạng multivendor, bao
gồm các I/O từ xa, cảm biến, ổ đĩa của bộ máy và loại thiết bị khác nhau phù hợp với
thông số kỹ thuật DeviceNet. Việc sử dụng các kết nối cáp xoắn tạo điều kiện cấu hình
mạng linh hoạt, với nhiều điểm và đường nhánh.
TOSLINE-F10(UN611 / UN612): Các TOSLINE-F10 là một mạng lưới
trường để kết nối với PLC dòng T, I / O từ xa….. Các thiết lập mạng được thực hiện bởi
các thiết lập chuyển đổi đơn giản. Bằng việc sử dụng TOSLINE-F10, có thể được thiết
lập từ xa tốc độ cao I / O network dễ dàng.
2.
Phần mềm lập trình:
Support software
TMW3
CE2SS

T-PDS32
for
Windows
for Windows® 7(32bit) / Windows® XP /
Windows® 2000 / Windows NT® /
Windows® Me / Windows® 98 / Windows®
95

TOSLINESMW2

S20
loader
3E*SS
software

S-LS
for
Windows
for Windows® XP / Windows® 2000 /
Windows NT®/Windows® Me / Windows®
98 / Windows® 95

DDE server
TPV33
software
E2SS

DDE
Server
T-PSV
for Windows® 2000 / Windows NT® /
Windows® 98 / Windows® 95

Programmi
ng Tool software

Loader

TCJ905

Connection cable for T-PDS / S-LS
cable
*CS
(5m length)
Một máy tính cá nhân có thể được sử dụng để hỗ trợ hiệu quả từ việc thiết kế
chương trình để theo dõi dữ liệu. Đối với Bộ Điều khiển này ta có thể sử dụng hai phần
mềm dưới đây:
a.
Công cụ lập trình T-PDS

20


-

Thực hiện tất cả các khía cạnh của thiết kế chương trình S2T, gỡ lỗi, và bảo

trì.
Chương trình khởi tạo, chỉnh sửa, sửa đổi chương trình trực tuyến vàgiám
sát dữ liệu có thể được thực hiện thông qua các hoạt động đơn giản.
Chức năng gỡ lỗi tốt được cung cấp, bao gồm cả đầu vào,chốt trạng thái….
Chức năng tài liệu được cung cấp đa dạng, bao gồm chương trình in ra với
ý kiến, qua thanh ghi thiết bị, sử dụng bản đồ…
Bảo trì từ xa có thể thông qua các Internet hoặc điện thoại đường dây.

b.
Máy chủ DDE-( T-PSV)
Dữ liệu S2T có được theo chu kỳ thiết lập, và chuyển đến các ứng dụng
của khách hàng DDE, chẳng hạn như Excel.
Thời gian thực theo dõi bằng Excel. Thu thập dữ liệu mạnh mẽ, báo cáo

hàng ngày tự động tạo ra, phân tích và kiểm tra.
Kết nối lên đến 64 S2Ts với Ethernet và lên đến 32 S2Ts thông qua RS-485
kết nối máy tính được hỗ trợ.
Dữ liệu tối đa cho mỗi một S2T là 744 từ, tổng dung lượng dữ liệu với TPSV là 4.096 từ. Các giao tiếp ngắn nhất chu kỳ là 0,2 giây.

21


Kết luận
Qua một gần một kỳ làm bài tập lớn cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình và sự
quan tâm thầy giáo hướng dẫn thầy

đã giúp em hoàn thành tốt bài báo cáo

này.
Qua đợt làm bài báo cáo này giúp em hiểu thêm nhiều kiến thức về phương
thức sản xuất xi măng ở nhà máy và có cái nhìn tổng quan hơn về các quá trình
thực tế trong công nghiệp.
Tuy nhiên, do thời gian không nhiều cũng như hạn chế về kiến thức, bài báo
cáo của em vẫn còn nhiều hạn chế . Rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy để
bài báo cáo được hoàn chỉnh hơn.
Xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện:

22