Nghiên cứu ứng dụng plc trong công nghệ sản xuất tại nhà máy xi măng la hiên thái nguyên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.93 MB, 71 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
----------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH : TỰ ĐỘNG HOÁ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC TRONG CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG LA HIÊN
THÁI NGUYÊN
TRẦN THỊ TUYẾT LAN
THÁI NGUYÊN 2008
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
----------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH : TỰ ĐỘNG HOÁ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC TRONG CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG LA HIÊN
THÁI NGUYÊN
Học viên:
Trần Thị Tuyết Lan
Người HD Khoa Học: TS. Nguyễn Thanh Hà
THÁI NGUYÊN 2008
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
***
-----------o0o-----------
THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC TRONG CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG LA HIÊN
THÁI NGUYÊN
Học viên: Trần Thị Tuyết Lan
Lớp: TĐHK8
Chuyên ngành: Tự động hoá
Hướng dẫn khoa học: T.S. Nguyễn Thanh Hà
Ngày giao đề tài: 01/10/2007
Ngày hoàn thành: 30/04/2008
KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
HỌC VIÊN
5
Mục lục
Mục
Chương 1
Tên đề mục
Trang
Trang phụ bìa
1
Lời nói đầu
2
Mục lục
5
Cơng nghệ sản xuất và hệ thống tự động hoá
7
của nhà máy xi măng la hiên thái nguyên
1.1
Sơ lược về quá trình hình thành và cấu trúc tổ
7
chức của nhà máy xi măng La Hiên Thái Nguyên
1.2
Giới thiệu chung về sơ đồ tổ chức của nhà máy xi
8
măng La Hiên Thái Ngun
1.3
Tóm tắt cơng nghệ sản xuất xi măng của nhà máy
9
1.4
Hệ thống tự động hố trong q trình sản xuất
16
1.5
Kết luận
23
Chương 2
Tổng quan về PLC và PLC S7-300
24
2.1
Mở đầu
24
2.2
Các thành phần cơ bản của một PLC
25
2.3
Lập trình cho PLC
30
2.4
Đánh giá ưu nhược điểm của PLC
32
2.5
PLC S7-300
33
Chương 3
Ứng dụng PLC cho q trình cơng nghệ
38
3.1
Thuật tốn
38
3.2
Cấu hình cứng
43
3.3
Cấu hình mạng
43
3.4
Địa chỉ hố các đầu vào ra
44
3.5
Chương trình thu thập dữ liệu với phần mềm
46
STEP7
Chương 4
Mô phỏng hoạt động của hệ thống
47
4.1
Khái niệm cơ bản về WinCC
47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6
4.2
Những đặc điểm chính của WinCC
48
4.3
Các thành phần của WinCC
50
4.4
Hệ thống WinCC (The basic WinCC system)
54
4.5
Cách thức làm việc với WinCC
55
4.6
Sơ đồ chức năng của WinCC
56
4.7
Giao tiếp trong WinCC
57
4.8
Tạo các Funtion và các Action
60
4.9
Thiết kế các trang trên wincc cho việc giám sát
61
hệ thống điều khiển lò quay
Kết luận
68
Tài liệu tham khảo
69
Phụ lục
70
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3
Lời nói đầu
Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật máy
tính đã cho ra đời các thiết bị điều khiển số như CNC, PLC… các thiết bị này cho
phép khắc phục được rất nhiều các nhược điểm của hệ thống điều khiển trước đó và
đáp ứng được yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật trong sản xuất.
Với sự phát triển của khoa học cơng nghệ như hiện nay thì việc ứng dụng
thiết bị logic khả trình PLC để tự động hố q trình sản xuất, nhằm mục tiêu tăng
năng xuất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm đang là một vấn
đề cấp thiết và có tính thời sự cao.
Luận văn với đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng PLC trong công nghệ sản
xuất tại nhà máy xi măng Thái Ngun” nhằm mục đích tìm hiểu nghiên cứu ứng
dụng của bộ điều khiển PLC trong sản xuất. Đối tượng để luận văn đề cập đến là lò
quay trong nhà máy xi măng La Hiên – Thái Nguyên, đây là một nhà máy hiện nay
đã có mức độ tự động hoá được nâng lên rất cao với việc sử dụng thiết bị điều khiển
PLC S7-300 cùng với các thiết bị khác của hãng SIEMENS.
Luận văn bao gồm những nội dung chính như sau:
Chương 1: Cơng nghệ sản xuất và hệ thống tự động hoá của nhà máy xi
măng La Hiên Thái Nguyên
Chương 2: Tổng quan về PLC và PLC S7-300
Chương 3: Ứng dụng PLC cho q trình cơng nghệ
Chương 4: Mơ phỏng hoạt động của hệ thống
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4
Trong quá trình tiến hành làm luận văn, mặc dù được sự hướng dẫn tận tình
của giáo viên hướng dẫn T.S. Nguyễn Thanh Hà và bản thân tác giả cũng đã cố
gắng tham khảo tài liệu và tìm hiểu thực tế trong nhà máy nhưng do thời gian và
kinh nghiệm cịn hạn chế nên luận văn khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác
giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và nhận xét đánh giá q báu của
các thầy cô và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của giáo viên
hướng dẫn T.S. Nguyễn Thanh Hà đã giúp đỡ em rất nhiều để em hoàn thành được
luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn
Học viên
Trần Thị Tuyết Lan
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7
CHƢƠNG 1
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ
CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG LA HIÊN THÁI NGUYÊN
1.1 Sơ lƣợc về quá trình hình thành và cấu trúc tổ chức của nhà máy xi măng
La Hiên Thái Nguyên
Quá trình phát triển của ngành công nghiệp xi măng Việt Nam nói chung
ln phụ thuộc vào hai yếu tố cơ bản: một mặt gắn với điều kiện phát triển kinh tế xã hội chung của đất nước, một mặt khác cũng phụ thuộc vào trình độ phát triển
cơng nghệ, kỹ thuật và thiết bị sản xuất xi măng trên thế giới.
Nhà máy xi măng La Hiên Thái Nguyên được xây dựng ở nơi có nguồn
nguyên liệu dồi dào và thuận lợi cho việc vận chuyển nhiên, nguyên liệu bằng
đường bộ.
Nhà máy xi măng La Hiên được thành lập ngày 01 tháng 01 năm 1995. Ban
đầu nhà máy có một dây chuyền sản xuất lị đứng với cơng suất 60 nghìn tấn sản
phẩm/năm. Năm 1996 nhà máy đưa thêm 01 dây chuyền lị đứng thứ 2 với cơng
suất 80 tấn sản phẩm/năm. Năm 2005 đưa thêm 01 dây chuyền lị quay cơng suất
300 nghìn tấn sản phẩm/năm. Nhà máy là một đơn vị thành viên của Công ty Than
nội địa thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than khống sản Việt Nam.
Q trình xây dựng nhà máy từ thiết kế kỹ thuật, lắp đặt thiết bị và vận hành
chạy thử do các chuyên gia của Trung Quốc đảm nhiệm. Cán bộ, công nhân Việt
Nam được tiếp nhận công nghệ và tổ chức thực hiện.
Hiện nay, nhà máy cách trung tâm thành phố Thái nguyên 18km nằm trên
quốc lộ 1B (Thái Nguyên - Lạng Sơn). Giao thơng thuận tiện, các nguồn ngun
liệu chính cung cấp cho nhà máy ( quặng, sắt, đá vôi, đất sét...) ở trong phạm vi
không quá 30km.
Sản phẩm của nhà máy hiện nay được tiêu thụ trên các thị trường thuộc các
tỉnh: Thái Nguyên, Hà Nội, Quảng Ninh, Bắc Kạn, Vĩnh Phúc,...
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8
1.2 Giới thiệu chung về sơ đồ tổ chức của nhà máy xi măng La Hiên
Thái Nguyên
GIÁM ĐỐC
PHÓ GIÁM ĐỐC
KỸ THUẬT QMR
PHỊNG KỸ THUẬT
SX XI MĂNG
Phân xƣởng liệu
sống
PHĨ GIÁM ĐỐC
CƠ ĐIỆN
Phịng
cơ điện
PX
vận tải
Phịng
TCNS
Phịng
KDTT
PX
cơ điện
Phân xƣởng lị
nung
Phân xƣởng
thành phẩm
Phịng
KHVT
PHĨ GIÁM ĐỐC
HC-BV
PHĨ GIÁM ĐỐC
SẢN XUẤT
Phịng
phịng
TCKTTK
HC
Phịng
an tồn
Đội
bảo vệ
PX
cấp liện
Trạm Y tế
PX
lị quay
Phịng
TCKT
Phịng
thanh tra
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9
1.3 Tóm tắt cơng nghệ sản xuất xi măng của nhà máy
Xi măng poolăng hỗn hợp là loại chất kết dính thủy, được chế tạo bằng cách
nghiền mịn hỗn hợp clanker với các loại phụ gia khoáng và một lượng thạch cao
cần thiết hoặc bằng cách trộn đều các phụ gia khống đã nghiền mịn với xi măng
poolăng khơng chứa phụ gia khoáng.
Clanhker xi măng poolăng dùng để sản xuất xi măng poolăng hỗn hợp có
hàm lượng magiê oxits (MgO) khơng lớn hơn 5 %.
Phụ gia khống bao gồm phụ gia khống hoạt tính và phụ gia đầy:
- Phụ gia khống hoạt tính gồm các loại vật liệu thiên nhiên nhân tạo ở dạng
nghiền mịn có tính chất puzơlan và tính chất thủy lực.
- Phụ gia đầy gồm các loại vật liệu khống thiên nhiên hoặc nhân tạo, thực tế
khơng tham gia vào q trình hyđrat hóa xi măng, chúng chủ yếu đóng vai trị cốt
liệu mịn, làm tốt thành phần hạt và cấu trúc đá xi măng.
Phụ gia công nghệ gồm các loại phụ gia có tác dụng cải thiện tính chất của xi
măng nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng hoặc để tăng cường quá trình nghiền và vận
chuyển đóng bao và bảo quản xi măng.
Tùy theo chất lượng xi măng và phụ gia, tổng lượng các loại phụ gia khống
( khơng kể thạch cao) trong xi măng poolăng hỗn hợp, tính theo khối lượng xi măng
khơng lớn hơn 40% trong đó phụ gia đầy khơng lớn hơn 20%, phu gia công nghệ
không lớn hơn 1%.
*Yêu cầu chất lượng của xi măng poolăng hỗn hợp:
- Mác của xi măng poolăng hỗn hợp gồm: PCB 30 và PCB 40, trong đó:
+) PCB là kí hiệu qui ước cho xi măng poolăng hỗn hợp.
+) Các trị số 30,40 là giới hạn cường độ nén của mẫu vữa xi măng sau 28
ngày dưỡng hộ tính bằng N/mm2, xác định theo TCVN 6016: 1995 (ISO 679:
1999(E)).
-
Các chỉ tiêu chất lượng qui định trong bảng 1.1:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10
Bảng 1.1
Chỉ tiêu
Mức
PCB 30
PCB40
-72 giờ 45 phút (R3)
14
18
- 28 ngày 2 giờ (R28)
30
40
1. Cường độ nén(N/mm2), không nhỏ hơn
2. Thời gian đông kết
- Bắt đầu (phút) không nhỏ hơn
45
- Kết thúc (giờ) không lớn hơn
10
3. Độ nghiền mịn:
- Phần cịn lại trên sàng 0,09mm, % khơng lớn hơn
12
- Bề mặt riêng xác định theo phương pháp Blaine,
2700
cm2 không nhỏ hơn
4. Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp
Le Chatelier, mm không lớn hơn
10
5. Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3)% khơng lớn
3,5
hơn
1.3.1 Ngun liệu chính để sản xuất xi măng của nhà máy
Nguyên liệu chính để sản xuất xi măng của nhà máy là: đá vôi, đất sét, than,
quặng sắt, phụ gia điều chỉnh và phụ gia khoáng hóa (nếu có). Sau khi được đồng
nhất sơ bộ và gia cơng đạt kích thước về cỡ hạt và độ ẩm, Chúng được đưa vào các
kho chứa riêng biệt. Để đảm bảo yêu cầu về chất lượng sản phẩm các nguyên liệu
chính để sản xuất xi măng cần đạt được các yêu cầu sau:
Các yêu cầu kỹ thuật đối với các nguyên liệu chính để sản xuất xi măng
của nhà máy:
Đá vơi:
- Thành phần hóa học của hỗn hợp đá vôi phải thỏa mãn các qui định sau:
+) Hàm lượng canxi ơxit (CaO) khơng nhỏ hơn 51%
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11
+) Hàm lượng manhê ôxit (MgO) không lớn hơn 3,0%
+) Kích thước lớn nhất đá vơi khi nhập khơng lớn hơn 450mm
+) Kích thước đá vơi khi nhập khơng nhỏ hơn 100mm
+) Kích thước đá vơi sau đập búa khơng lớn hơn 25mm
Đất sét:
- Thành phần hóa học của hỗn hợp đất sét phải thỏa mãn qui định sau:
+) Hàm lượng silic đioxit (SiO2) từ 64% đến 72 %
+) Hàm lượng nhôm oxit (Al2O3) từ 14% đến 18%
+) Hàm lượng mất khi nung không lớn hơn 8%
- Đất sét không lẫn dị vật thép và các dị vật có hại
- Độ ẩm đất sét khi nhập không lớn hơn 15%
- Độ ẩm đất sét sau sấy không lớn hơn 3%
Đá cao silíc:
- Thành phần hóa học của hỗn hợp đá cao Silíc phải thỏa mãn các qui định
sau:
+) Hàm lượng silíc đioxit (SiO2) trên 82%
+) Hàm lượng nhơm oxit (Al2O3) từ 8% đến 14 %
+) Hàm lượng mất khi nung khơng lớn hơn 5 %
- Đá cao si líc khơng lẫn dị vật thép và các vật có hại
- Độ ẩm đá cao Silíc khi nhập khơng lớn hơn 5%
Quặng sắt: Tiêu chuẩn này qui định cho việc sử dụng quặng sắt để làm phụ
gia điều chỉnh thành phần hóa học của phối liệu sản xuất xi măng.
- Thành phần hóa học của quặng sắt phải thỏa mãn qui định: Hàm lượng ôxit
sắt (Fe2O3) không nhỏ hơn 60%
- Độ ẩm tự nhiên (%) khơng lớn hơn 9%
- Kích thước hạt từ 0 đến 8mm
Cát non: Tiêu chuẩn này qui định cho việc sử dụng cát non làm phụ gia điều
chỉnh thành phần hóa học của phối liệu để sản xuất Clinke ximăng Poolăng.
- Thành phần hóa học của cát non phải thỏa mãn qui định:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
12
+) Hàm lượng điơxít (SiO2) khơng nhỏ hơn 85%
+) Hàm lượng nhơm ơxít (Al2O3) khơng lớn hơn 5%
- Độ ẩm tự nhiên của cát non khi nhập không lớn hơn 15%
- Độ ẩm tự nhiên của cát non sau khi sấy khơng lớn hơn 2%
Quặng barít: Tiêu chuẩn này qui định cho việc sử dụng quặng barít làm phụ
gia khống hóa để nung clinker xi măng poolăng.
- Hàm lượng sulfat bari (BaSO4) khơng nhỏ hơn 75%.
- Kích thước hạt khi nhập khơng lớn hơn 250mm.
- Kích thước hạt sau khi đập nhỏ hơn 20mm.
Than cám: Tiêu chuẩn này qui định cho việc sử dụng than cám làm nhiên
liệu để nung Clinker xi măng poolăng và làm nhiên liệu để sấy đất sét, cát.
- Than Quảng Ninh dùng để sản xuất xi măng poolăng:
+) Hàm lượng tro trong than (Ak) không lớn hơn 24%.
+) Hàm lượng chất bốc trong than (Vk) từ 5% đến 10%
+) Độ ẩm tự nhiên trong than khơng lớn hơn 7,5%(trong q I,II,IV). khơng
lớn hơn 11,5% (trong qúi III).
- Than Khánh Hòa, than Bá Sơn, Trường CNKT mỏ dùng để nung Clinker xi
măng poolăng:
+) Hàm lượng tro trong than (Ak) không lớn hơn 22%
+) Hàm lượng chất bốc trong than (Vk) từ 6% đến 13%
+) Độ ẩm tự nhiên trong than không lớn hơn 10%
- Than Núi Hồng dùng để sấy đất sét, cát non:
+) Hàm lượng tro trong than (Ak) không lớn hơn 30%
+) Hàm lượng chất bốc trong than (Vk) từ 8% đến 15%
+) Độ ẩm tự nhiên trong than không lớn hơn 20%
Thạch cao: Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc sử dụng thạch cao làm phụ gia
điều chỉnh thời gian ninh kết của hồ xi măng:
- Hàm lượng SO3 trong thạch cao không nhỏ hơn 37%.
- Hàm lượng các chất hữu cơ không lớn hơn 3%
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13
- Kích thước thạch cao khi nhập khơng lớn hơn 300mm.
- Kích thước thạch cao sau khi đập khơng lớn hơn 25mm.
Xỉ lò cao: Tiêu chuẩn này qui định cho việc sử dụng xỉ lò cao làm phụ gia
sản xuất xi măng poolăng hỗn hợp:
+-Hàm lượng nhôm oxit (Al2O3) không nhỏ hơn 7%
- Hàm lượng Manhe ôxit (MgO) không lớn hơn 12%.
- Kích thước hạt khi nhập khơng lớn hơn 300mm (đối với xỉ cục).
- Kích thước hạt khi nhập khơng lớn hơn 10mm (đối với xỉ hạt nhẹ).
- Kích thước hạt sau khi đập không lớn hơn 20mm.
- Độ ẩm xỉ hạt nhẹ khi nhập không lớn hơn 20%.
- Độ ẩm xỉ hạt nhẹ sau khi sấy không lớn hơn 3%.
Đá cao silíc: Tiêu chuẩn này qui định các nguồn nguyên liệu để sản xuất xi
măng poolăng:
- Thành phần hóa học của hỗn hợp phải thỏa mãn các qui định:
+) Hàm lượng silíc đioxit SiO2 trên 82%
+) Chỉ số hoạt tính cường độ lớn hơn 80%
+) Hàm lượng mất khi nung khơng lớn hơn 5%.
- Đá cao silíc khơng lẫn dị vật và các vật có hại.
- Độ ẩm đá cao silíc khi nhập khơng lớn hơn q 5%.
Bột phối liệu để nung clinker ximăng poolăng bằng công nghệ lò đứng:
- Độ mịn (lượng còn lại trên sàn 0,08mm) không lớn hơn 16%.
- Hàm lượng canxi ôxit (CaO) dao động không vượt quá 1.
- Hàm lượng sắt ôxit (Fe2O3) dao động không vượt quá 0,2.
- Các hệ số : KH = 0,931,03
n
= 2,0 2,5
p
= 0,9 1,5
Bột liệu sống sau nghiền được đổ vào các silô chứa theo yêu cầu của phòng
KTSXXM
Bột phối liệu để nung clinker ximăng poolăng bằng cơng nghệ lị quay:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
14
- Độ mịn (lượng cịn lại trên sàn 0,08mm) khơng lớn hơn 12%
- Độ mịn (lượng còn lại trên sàn 0,08mm) không lớn hơn 16%.
- Hàm lượng canxi ôxit (Cao) dao động không vượt quá 1.
- Hàm lượng sắt ôxit (Fe2O3) dao động không vượt quá 0,2.
- Các hệ số : KH = 0,88 0,94
n
= 2,3 2,7
p
= 1,4 1,7
Bột liệu sống sau nghiền được đổ vào các silô chứa, đồng nhất.
Clinker xi măng poolăng sản xuất bằng cơng nghệ lị đứng: Tiêu chuẩn
này qui định cho việc sử dụng Clinker xi măng poolăng để sản xuất xi măng
poolăng hỗn hợp:
- Hàm lượng vôi tự do CaOtd trong clinker không lớn hơn 4%.
- Hàm lượng mất khi nung trong clinker không lớn hơn 2%.
- Màu sắc: xanh sám
- Nhiệt độ clinker ra lị khơng lớn hơn 1500C.
- Kích thước clinker sau máy đập hàm khơng lớn hơn 25mm.
Clinker ra lò được phân loại và bảo quản trong silô hoặc kho chứa, khô ráo,
tránh mưa, nước.
Clinker xi măng poolăng sản xuất bằng cơng nghệ lị quay : Tiêu chuẩn
này qui định cho việc sử dụng Clinker xi măng poolăng để sản xuất xi măng
poolăng hỗn hợp. PCB30, PCB40:
- Hàm lượng đá vôi tự do CaOtd trong clinker không lớn hơn 2%
- Hàm lượng mất khi nung trong clinker không lớn hơn 2%.
- Màu sắc: xanh sám
- Nhiệt độ clinker ra lị khơng lớn hơn 1500C.
- Kích thước clinker sau máy đập hàm không lớn hơn 25mm.
- Khối lượng thể tích của ckinker khơng nhỏ hơn 1200g/l.
Clinker ra lò được phân loại và được bảo quản trong các silơ hoặc kho chứa,
khơ ráo, tránh mưa, nước.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
15
1.3.2. Quá trình nghiền bột liệu sống
1.3.2.1. Đối với 02 dây chuyền lò đứng
Từ các kho chứa các vật liệu bao gồm: Đá vôi, đất sét, than, quặng sắt, phụ
gia điều chỉnh được phối trộn theo yêu cầu của bài toán phối liệu qua hệ thống cân
băng định lượng cấp vào máy nghiền và được nghiền trong máy nghiền bi theo chu
trình kín. Hỗn hợp bột liệu có độ mịn đạt yêu cầu kỹ thuật được chuyển đến các silô
chứa nhờ hệ thống cơ học. Việc đồng nhất bột liệu được thực hiện bằng cách đảo
trộn cơ qua hệ thống vít tải, gầu nâng. Bột liệu đạt yêu cầu kỹ thuật cung cấp cho
công đoạn nung clinker.
1.3.2.2. Đối với dây chuyền lò quay.
Từ các kho chứa các vật liệu bao gồm: Đá vôi, đất sét, quặng sắt, phụ gia
điều chỉnh được phối trộn theo yêu cầu của bài toán phối liệu qua hệ thống cân băng
định lượng cấp vào máy nghiền và được nghiền trong máy nghiền đứng chu trình
kín. Việc đồng nhất bột liệu được thực hiện bằng phương pháp xục khí qua hệ thống
khí nén.
1.3.3. Q trình nung tạo thành Clinker:
Sau khi nguyên liệu được nghiền đến cỡ hạt theo yêu cầu hỗn hợp bột liệu
sẽ được đồng nhất và chuyển sang quá trình nung.
1.3.3.1. Đối với 02 dây chuyền lò đứng
Hỗn hợp bột liệu đồng nhất được trộn ẩm cấp cho máy vê viên sau đó đưa
vào lị nung. Q trình gia nhiệt trong lị nung tạo cho hỗn hợp bột liệu thực hiện
các phản ứng hóa lý để hình thành clinker. Clinker ra lị dạng cục màu đen, kết khối
tốt, có độ đặc chắc được chuyển vào ủ trong các silô chứa clinker và chờ chuyển tới
máy nghiền tiếp theo.
1.3.3.2. Đối với dây chuyền lò quay.
Hỗn hợp bột liệu sau đồng nhất được cấp vào tháp trao đổi nhiệt qua 5 tầng
tháp thực hiện phân hủy phần lớn cácbonnát trong nguyên liệu sau đó được chuyển
vào lò nung. Trong lò nung hỗn hợp liệu được tiếp tục gia nhiệt để thực hiện các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
16
phản ứng hóa lý hình thành clinker. Clinker ra lị qua hệ thống máy làm lạnh được
chuyển vào ủ trong các silô chứa clinker chờ chuyển tới máy nghiền tiếp theo.
1.3.4. Quá trình nghiền xi măng:
Clinker, thạch cao và phụ gia hoạt tính được cân băng điện tử định lượng
theo tỉ lệ đã tính đưa vào máy nghiền bi chu trình kín và đưa lên máy phân ly để
tuyển độ mịn. Bột xi măng đạt độ mịn theo yêu cầu kỹ thuật được chuyển vào các
silô chứa xi măng. Xi măng bột sau máy phân ly được kiểm tra các chỉ tiêu theo tiêu
chuẩn TCVN 6260:1997 đạt yêu cầu được đem đóng bao và xuất kho.
1.3.5. Q trình đóng bao và lƣu kho:
Xi măng được chuyển đến máy đóng bao để đóng bao xuất thẳng hoặc xếp
thành từng lơ. Sau khi kiểm tra các chỉ tiêu theo tiêu chuẩn TCVN 6260:1997 và đạt
yêu cầu mới được nghiệm thu, đánh dấu lưu giữ chuẩn bị xuất kho.
1.4. Hệ thống tự động hóa trong q trình sản xuất
Với cơng nghệ như đã trình bày ở trên, phạm vi thiết kế tự động hóa của nhà
máy bao gồm 7 phần sau:
+) Đập đá vôi, đồng nhất sơ bộ đá vôi
+) Bãi chứa nguyên nhiên liệu, chứa nguyên liệu và phối liệu, sấy liệu và
nghiền mịn và đỉnh silô đồng nhất.
+) Đồng nhất liệu sống và cấp liệu, xử lý khí thải đi lị, khung giá đi lị.
+) Giữa lị, đầu lị và nghiền than, làm nguội clinker và vận chuyển clinker,
chứa clinker và hỗn hợp liệu.
+) Đóng bao xi măng.
+) Trạm nén khí
+) Nhà bơm nước tuần hồn
Từ đập đá vơi đến chứa clinker và hỗn hợp liệu, tồn bộ hai cơng đoạn sản
xuất chính là chuẩn bị liệu sống và nung clinker đều sử dụng hệ thống DCS, thực
hiện việc điều khiển tập trung thao tác phân tán.
Đóng bao xi măng, trạm nén khí, nhà bơm nước tuần hồn... và các hạng
mục phân tán đều sử dụng điều khiển bằng đồng hồ thơng dụng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
17
1.4.1. Nguyên tắc thiết kế.
Nguyên tắc chung: là thực dùng, tin cậy, kinh tế.
Tính thực dùng: Kết hợp đầy đủ đặc điểm từng bộ phận của dây chuyền công
nghệ, những cơng đoạn sản xuất chính của dây chuyền sử dụng điều khiển bằng
DCS. Hệ thống DCS được thiết kế nhất thiết phải thích ứng với cơng nghệ sản xuất
sau khi cải tạo, hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu điều khiển cụ thể, từ phương diện điều
khiển vì cơng suất chất lượng của cả dây chuyền đưa ra đảm bảo kỹ thuật.
Độ tin cậy: Hệ thống chọn sử dụng cần có độ tin cậy cao, từ phương diện
thiết bị là điều khiển quá trình sản xuất ổn định, tỉ lệ vận hành thiết bị cao đưa ra
đảm bảo về thiết bị.
Tính kinh tế: Hệ thống chọn dùng phải đảm bảo tính kinh tế, độ tin cậy cao,
kết hợp tình hình cụ thể của dây chuyền sản xuất, xem xét tổng hợp đến đầu tư cho
cả hệ thống, tính năng của hệ thống, trình độ điều khiển... và các nhân tố kinh tế kỹ
thuật khác đảm bảo tính kinh tế của tồn hệ thống.
1.4.2. Phƣơng án hệ thống điều khiển DCS
Hệ thống DCS của phương án thiết kế này do 2 cấp cấu thành đó là: cấp điều
khiển thao tác và cấp điều khiển quá trình, giữa sử dụng liên kết bằng mạng công
nghiệp Ethernet network.
Cấp điều khiển thao tác thiết kế 3 trạm thao tác, trong đó một trạm đồng thời
là trạm cơng trình sư; trạm thao tác đều nằm ở buồng điều khiển trung tâm; ngoài ra
buồng điều khiển trung tâm có lắp đặt một máy in khổ rộng, để in tài liệu của hệ
thống;
Cấp điều khiển q trình có một trạm điều khiển, 2 trạm từ xa I/O:
+) Trạm I/O đập đá vôi (bao gồm đập đá vôi, đồng nhất đá vôi).
+) Trạm điều khiển nghiền liệu I/O (bao gồm vận chuyển đá vôi, chứa
nguyên nhiên liệu, chứa nguyên liệu và phối liệu, sấy nghiền liệu và đỉnh silô đồng
nhất)
+) Trạm điều khiển đi lị (bao gồm silơ đồng nhất liệu, cấp liệu đi lị, xử
lý khí thải đi lị, khung giá đi lị).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
18
+) Trạm điều khiển đầu lò (bao gồm giữa lò, đầu lò và nghiền than, làm
nguội clinker và vận chuyển, chứa clinker và liệu hỗn hợp.
Với mục đích sau này mở rộng, hệ thống DCS để dự phòng một số đầu cắm
mạng cho hệ thống sản xuất xi măng.
Các trạm điều khiển lần lượt nằm ở vị trí buồng điều khiển các công đoạn
(dùng cùng buồng phối điện động lực tương ứng).
1.4.3. Tính năng hệ thống DCS
Trạm thao tác, trạm điều khiển của hệ thống DCS của bản thiết kế này có
những tính năng cụ thể sau:
* Trạm đập đá I/O
- Điều khiển trình tự khởi động dừng của thiết bị điện cơng đoạn đập đá vơi.
- Điều khiển trình tự khởi động dừng của thiết bị điện công đoạn liệu vào
kho nguyên liệu.
- Điều khiển đồng nhất xả liệu kho đồng nhất đá vôi.
- Điều khiển và kiểm tra số liệu vận hành công đoạn đập đá vôi.
- Điều khiển và kiểm tra số liệu vận hành công đoạn liệu vào kho nguyên
liệu.
* Trạm I/O nghiền liệu sống:
- Điều khiển trình tự khởi động dừng của thiết bị điện cơng đoạn ra liệu của
silơ ngun liệu.
- Điều khiển trình tự khởi động dừng của thiết bị điện công đoạn nghiền liệu
sống.
- Điều khiển khởi động dừng động cơ cao áp của máy nghiền liệu đứng.
- Điều khiển trình tự khởi động dừng của thiết bị điện công đoạn liệu vào silô
đồng nhất.
- Điều khiển phối liệu liệu sống.
- Điều khiển và kiểm tra số liệu vận hành hệ thống nghiền liệu đứng.
- Điều khiển và kiểm tra số liệu vận hành hệ thống trạm dầu bôi trơn máy
nghiền liệu đứng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
19
- Điều khiển và kiểm tra số liệu vận hành công đoạn nghiền bột liệu sống.
- Điều khiển và kiểm tra mức liệu silô đồng nhất.
* Trạm điều khiển đuôi lị:
- Điều khiển trình tự dừng và khởi động của thiết bị điện công đoạn ra liệu và
silô đồng nhất liệu.
- Điều khiển trình tự khởi động và dừng thiết bị điện cơng đoạn cấp liệu đi
lị.
- Điều khiển khởi động và dừng quạt chịu nhiệt cao đi lị.
- Điều khiển trình tự dừng và khởi động thiết bị điện hệ thống cấp thốt nước
tháp gia ẩm đi lị.
- Điều khiển trình tự dừng và khởi động thiết bị điện cơng đoạn hồi bụi đi
lị.
- Điều khiển trình tự dừng và khởi động hệ thống điều khiển lọc bụi tĩnh điện
đi lị.
- Điều khiển và kiểm tra số liệu nhiệt cơng của q trình sản xuất như áp lực,
lưu lượng, vịng quay, mức liệu, tải trọng của cơng đoạn cấp liệu đi lị.
- Điểu khiển và kiểm tra tham số vận hành của quạt chịu nhiệt cao đi lị.
- Điểu khiển và kiểm tra tham số nhiệt công trong quá trình sản xuất của
nhiệt độ, áp lực, hàm lượng CO, độ mở cửa gió. v.v... của lị phân giải và tháp trao
đổi nhiệt đi lị.
- Điều khiển và khiển tra tham số nhiệt cơng q trình sản xuất của áp lực,
lưu lượng, độ mở của van của hệ thống cấp nước cho tháp gia ẩm đi lị.
- Điều khiển và kiểm tra tham số nhiệt cơng trong q trình sản xuất của
nhiệt độ, áp lực, độ mở của gió của cơng đoạn hồi bụi đi lị.
- Điều khiển và kiểm tra tham số vận hành của điện lưu, điện áp, điện trường
ba điện cao áp của hệ thống điều khiển lọc bụi tĩnh điện đi lị
- Điều khiển chống tắc của tháp trao đổi nhiệt.
- Kiểm tra số liệu áp lực đường ống khí ra trạm khí nén.
- Kiểm tra số liệu áp lực miệng nước ra của nhà bơm nước tuần hồn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
