NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU CÁN LIÊN TỤC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
 

VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP

 

====o0o==== 

 

 
 
 
 

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hà nội, 6-2018 

  


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP
====o0o==== 

 
 

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU
CÁN LIÊN TỤC
Trưởng bộ môn   

: PGS.TS. Trần Trọng Minh 

Giáo viên hướng dẫn 

: TS. Nguyễn Mạnh Tiến 

Sinh viên thực hiện 

: Dương Xuân Việt 

Lớp  

 

 

: TĐH04 - K58 

MSSV 

 

 

: 20134573 

Giáo viên duyệt   

:  

Hà Nội, 6-2018

  


 

LỜI CAM ĐOAN
 
 

Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

MỘT CHIỀU CÁN LIÊN TỤC do em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo 
TS. Nguyễn Mạnh Tiến. Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế. 
 

Để  hoàn  thành  đồ án  này  em  chỉ  sử  dụng  những  tài liệu được  ghi  trong  danh 

mục tài liệu tham khảo và khơng sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếu 
phát hiện có sự sao chép em xin chịu hồn tồn trách nhiệm. 
Hà Nội, ngày 29 tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện 

 

 

Dương Xuân Việt 
 

 


 

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ .............................................................................................. i
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU .................................................................................. ii
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 ............................................................................................................... 2
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ CÁN...................................................... 2
1.1. Tổng quan về cơng nghệ cán ............................................................................ 2
1.2. Cấu tạo máy cán ................................................................................................................... .2
1.3. Phân loại ........................................................................................................... 4
1.3.1. Phân loại theo tên gọi ................................................................................. 4
1.3.2. Phân loại theo số trục cán và cách bố trí ..................................................... 4
1.3.3. Phân loại theo số hộp cán và cách bố trí ..................................................... 5
1.3.4. Phân loại theo chế độ làm việc ................................................................... 6
1.3.5. u cầu truyền động của máy cán .............................................................. 6 
1.4. Máy cán nóng liên tục ................................................................................... 6 
1.5. Dây chuyền cán thép của nhà máy NATSTEELVINA ...................................... 9
1.5.1. Mơ tả dây chuyền cán thép của nhà máy NATSTEELVINA ...................... 9
1.5.2. Thơng số kỹ thuật .................................................................................... 13

CHƯƠNG 2 ............................................................................................................. 15
HỆ THỐNG SCADA DÂY CHUYỀN CÁN ......................................................... 15
2.1. Hệ thống SCADA ........................................................................................... 15
2.1.1. Khái niệm chung ...................................................................................... 15
2.1.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA .............................................................. 15
2.2. Hệ thống Scada của chuyền cán công ty NATSTEELVINA ........................... 17
2.3. Hệ thống cung cấp điện chung cho dây chuyền cán thép ................................. 19
CHƯƠNG 3 ............................................................................................................. 25
TÍNH TỐN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU ...................... 25
 


 
3.1. Cấu hình hệ truyền động điện một chiều của động cơ trục cán ........................ 26
3.2. Tính tốn hệ điều khiển hai mạch vịng ........................................................... 25 
3.2.1. Tổng hợp bộ điều khiển dịng điện ............................................................... 25
3.2.2. Tổng hợp bộ điều khiển tốc độ ..................................................................... 27
3.2.2. Tính tốn thơng số ....................................................................................... 28 
CHƯƠNG 4 ............................................................................................................. 33
PHÂN TÍCH HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU SỬ DỤNG BỘ BIẾN
ĐỔI DCS 800 ........................................................................................................... 33
4.1. Cấu trúc phần cứng của DCS800 .................................................................... 33
4.2. Cấu hình điều khiển bộ biến đổi DCS800 ....................................................... 34
4.2.1. Khâu đặt tốc độ ........................................................................................ 34
4.2.2. Khâu hạn chế gia tốc ................................................................................ 37
4.2.3. Khâu phản hồi tốc độ ............................................................................... 39
4.2.4. Khâu điều chỉnh tốc độ ............................................................................. 40
4.2.5. Khâu đặt momen ...................................................................................... 43
4.2.6. Khâu hạn chế momen ............................................................................... 44
4.2.7. Khâu điều chỉnh dịng điện phần ứng ....................................................... 45

4.2.8. Khâu điều chỉnh sức điện động và từ thơng .............................................. 47
4.2.9. Khâu điều chỉnh dịng kích từ .................................................................. 48
CHƯƠNG 5 ............................................................................................................. 50
TÍNH TỐN ĐIỀU KHIỂN LỰC CĂNG CHO CƠNG ĐOẠN CÁN THƠ. ....... 50
5.1. Ngun lý điều khiển lực căng........................................................................ 50
5.2. Mơ phỏng trên Matlab/Simulink ..................................................................... 51
5.3. Kết quả mơ phỏng .......................................................................................... 54
5.4. Nhận xét kết quả ............................................................................................. 57 
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 59

 


 
 

 


Danh mục hình vẽ 

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1  Các bộ phận chính của máy cán........................................................................ 3
Hình 1.2. Các kiểu máy cán theo số trục cán. ................................................................... 4
Hình 1.3. Phương thức đặt hộp cán. ................................................................................. 5 
Hình 1.4.Sự vượt trước chậm sau. .................................................................................... 7
Hình 1.5. Sơ đồ cơng nghệ của nhà máy NATSTEELVINA. ......................................... 10
Hình 1.6. Bố trí động cơ M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8. ...................................... 11
Hình 1.7. Bố trí động cơ M9, M10. ................................................................................ 11

Hình 1.8. Bố trí động cơ M11, M12, M13, M14, M15, M16, M17. ................................ 12
Hình 1.9. Bố trí động cơ M18, M19, M20, M21. ........................................................... 12
Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc hệ SCADA .............................................................................. 16
Hình 2.2. Cấu hình mạng truyền thơng cơng ty NATSTEELVINA. ............................... 17
Hình 2.3. Hệ thống điều khiển các trục cán. ................................................................... 18
Hình 2.4. Hệ thống điều khiển thiết bị thuộc khu vực cán thanh. ................................... 18
Hình 2.5. Hệ thống điều khiển thiết bị cắt nóng và thiết bị phụ trợ cán. ......................... 19
Hình 2.6. Sơ đồ cung cấp điện chung dây chuyền cán thép. ........................................... 19
Hình 2.7. Các thiết bị được cấp nguồn từ máy biến áp T1. ............................................. 20
Hình 2.8. Các thiết bị được cấp nguồn từ máy biến áp T2. ............................................. 21
Hình 2.9. Các thiết bị được cấp nguồn từ máy biến áp T3 .............................................. 22
Hình 2.10. Các thiết bị được cấp nguồn từ máy biến áp T4. ........................................... 23
Hình 2.11. Các thiết bị được cấp nguồn từ máy biến áp T5. ........................................... 24
Hình 3.1. Sơ đồ khối hệ truyền động điện một chiều động cơ cán sử dụng BBĐ DCS800
 ...................................................................................................................................... 25   
Hình 3.2. Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động điện một chiều. ............................................... 26 
Hình 3.3. Mạch vịng điều khiển dịng điện. ................................................................... 26
Hình 3.4. Mạch vịng điều khiển tốc độ.......................................................................... 28

 

i 


Danh mục hình vẽ 

Hình 3.5. Mạch vịng điều khiển tốc độ rút gọn. ............................................................ 29
Hình 4.1. Sơ đồ khối của bộ biến đổi DCS800. .............................................................. 33
Hình 4.2. Cấu hình điều khiển chung của bộ biến đổi DCS800. ..................................... 34
Hình 4.3. Sơ đồ khâu đặt tốc độ. .................................................................................... 35

Hình 4.4. Khâu hạn chế gia tốc. ..................................................................................... 37
Hình 4.5. Đường đặt tốc độ khi có khâu Ramp. ............................................................. 39
Hình 4.6. Khâu phản hồi tốc độ. .................................................................................... 40
Hình 4.7. Khâu điều chỉnh tốc độ. .................................................................................. 41
Hình 4.8. Tương quan giữa tốc độ và mơ men đặt. ......................................................... 42
Hình 4.9. Khâu đặt momen. ........................................................................................... 44
Hình 4.10. Khâu hạn chế momen. .................................................................................. 45
Hình 4.11. Khâu điều chỉnh dịng điện phần ứng............................................................ 45
Hình 4.12. Khâu điều khiển sức điện động và từ thơng. ................................................. 47
Hình 4.13. Khâu điều chỉnh dịng điện kích từ. .............................................................. 49
Hình 5.1: Q trình cán liên tục giữa 3 giá cán. ............................................................. 50
Hình 5.2. Cấu trúc hệ thống điều khiển lực căng cơng đoạn cán thơ. .............................. 53
Hình 5.3. Sơ đồ mơ phỏng hệ thống điều khiển lực căng 3 hộp cán đầu tiên.. ................ 54
Hình 5.4. Sơ đồ mơ phỏng 3 động cơ truyền động cho 3 gián cán tương ứng.. ............... 54
Hình 5.5. Sơ đồ mơ phỏng hệ thống truyền động điện một chiều động cơ 1. .................. 55
Hình 5.6. Mơ hình tính momen cản.. .............................................................................. 55
Hình 5.7. Mơ hình tính lực căng từ dịng điện.. .............................................................. 56
Hình 5.8. Mơ hình tính lượng bù tốc độ động cơ 1. ........................................................ 57
Hình 5.9. Kết quả mơ phỏng động cơ 1.. ........................................................................ 58
Hình 5.10. Kết quả mơ phỏng động cơ 2. ....................................................................... 59
Hình 5.11. Kết quả mơ phỏng động cơ 3. ....................................................................... 60

 

ii 


Danh mục từ viết tắt 

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU

 
 
Bảng 1.1. Tham số động cơ cho giá cán. ........................................................................ 13
Bảng 1.2. Tham số động cơ cho giá cán khi cán thép Φ6  .............................................. 14
Bảng 4.1. Nguồn lựa chọn tham số Ref1Sel. .................................................................. 34

 

ii 


Lời nói đầu 

LỜI NĨI ĐẦU
 
 

Trong nền sản xuất cơng nghiệp hiện đại, vấn đề tự động hóa ln được các cơng 

ty chú trọng phát triển. Mục đích nhằm nâng cao chất lượng và tăng tính cạnh tranh của 
sản phẩm. Trong các dây chuyền sản xuất thì hệ truyền động điện có điều chỉnh tốc độ và 
momen là khơng thể thiếu.  
Ngày nay tự động hóa điều khiển các q trình sản xuất đã đi sâu vào trong nhiều 
lĩnh  vực  sản xuất và  một những  ứng  dụng  của  nó là áp  dụng cho  dây  chuyền  cán  thép 
nóng liên tục. Cán kim loại là một trong những phương pháp gia cơng kim loại bằng áp 
lực  rất  cần  thiết đối  với nền  sản xuất  cơng  nghiệp ở  nước  ta, và  vấn  đề  điều  chỉnh  lực 
căng đoạn phơi trong q trình cán là rất quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng 
sản phẩm chính vì vậy để hiểu rõ hơn về vấn đề này, em đã được giao đề tài tốt nghiệp: 
“HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU CÁN LIÊN TỤC “. 
Để  hoàn  thành  được  đồ  án  tốt  nghiệp  này,  em  xin  chân  thành  cảm  ơn  thầy 

TS.Nguyễn Mạnh Tiến  đã  tận  tình  hướng  dẫn  em  trong  suốt  q  trình  làm  đồ  án  tốt 
nghiệp. Bên cạnh đó, em cũng xin chân thành cảm ơn anh Thành và các anh kỹ sư trong 
xưởng  tự  động  hóa  nhà  máy  NATSTEELVINA  đã  nhiệt  tình  chỉ  bảo,  hướng  dẫn  cũng 
như cung cấp tài liệu để em có thể hồn thành được đồ án tốt nghiệp. 
 
Hà Nội, ngày 29 tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện
 

 

Dương Xuân Việt 

 

1  


Chương 1.Giới thiệu chung về cơng nghệ cán 

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ CÁN
 

1.1. Tổng quan về cơng nghệ cán
Cán là một hình thức gia cơng áp lực để làm thay đổi hình dạng và kích thước 
của vật thể kim loại dựa vào biến dạng dẻo của nó. 
u cầu quan trọng trong q trình cán là ứng suất nội biến dạng khơng được 
lớn,  đồng  thời  kim  loại  vẫn  giữ  được  độ  bền  cao.  Ứng  nội  biến  dạng  dẻo  giảm  khi 
nhiệt độ kim loại tăng nên thực tế cán nóng hay được sử dụng để giảm lực cán và năng 

lượng tiêu hao trong q trình cán. 
Trong trường hợp do u cầu cơng nghệ, chẳng hạn: cán thép tấm mỏng dưới 
1mm  thì  phải  cán  nguội  vì  cán  nóng  sẽ  sinh  ra  lớp  vảy  thép  khá  dày  so  với  thành 
phẩm. Căn cứ theo nhiệt độ trong q trình tái kết tinh để phân chia cán nguội và cán 
nóng thì đối với thép, nhiệt độ đó là 600oC ÷ 650oC, nến ta có thể coi khi cán thép ở 
nhiệt độ dưới 400oC ÷ 450oC là cán nguội; cán thép ở nhiệt độ lớn hơn 600oC ÷ 650oC 
là cán nóng. 

1.2. Cấu tạo máy cán 

. 

 
Hình 1.1a 

 
Hình 1.1b 

2 


Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán 

 

 
Hình 1.1c 

 
Hình 1.1d 

Hình 1.1. Các bộ phận chính của máy cán. 
Máy cán thực hiện ngun cơng chính là làm biến dạng dẻo kim loại để có hình 
dạng kích  thước  mong  muốn.  Kim  loại  được  nén  ép  và kẹp  kéo  qua giữa  2  trục  cán 
quay ngược chiều nhau. Một máy cán thường có ba bộ phận chính: hộp cán, cơ cấu và 
thiết bị truyền, động cơ điện. 
Trong đó: 
1. Bộ phận ép trục 

8. Lị xo đỡ trục nối 

2. Trục chính 

9, 10, 11. Các trục cán 

3. Động cơ truyền động 

12. Khung giá cán 

4. Hộp bánh răng 

13. Đế dưới 

5. Hộp tốc độ 

14. Bu lơng nền 

6, 7. Khớp nối 

15. Trục trung gian 

3 


Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán 

 

1.3. Phân loại
1.3.1. Phân loại theo tên gọi
-

Máy cán thơ, đường kính trục cán ϕ = (800 ÷ 1300)mm. 

-

Máy cán phơi dẹt, ϕ = (1100 ÷ 1150)mm. 

-

Máy cán phơi, ϕ = (450 ÷ 750)mm. 

-

Máy cán ray, ϕ = (750 ÷ 900)mm. 

-

Máy cán phân loại thơ, ϕ = (500 ÷ 750)mm. 

-

Máy cán phân loại nhỏ, ϕ = (250 ÷ 350)mm. 

-

Máy cán dây, ϕ = (250 ÷ 350)mm. 

1.3.2. Phân loại theo số trục cán và cách bố trí

 
Hình 1.2. Các kiểu máy cán theo số trục cán. 
 

Theo cách phân loại này có máy cán hai trục, ba trục hoặc nhiều trục cán hơn 

(4,  6,  12,  20)  (hình  1.2).  Các  trục  cán  có  thể  đặt  thẳng  đứng,  nằm  ngang  hoặc  nằm 

4 


Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán 

 

nghiêng.  Trong  đó  loại  máy  cán  có  trục  cán  nằm  ngang  là  phổ  biến  và  thơng  dụng 
nhất. 
 

Hộp cán có hai trục cán nằm ngang (hình 1.2 a) được sử dụng trong máy cán 

quay thuận nghịch để cán thơ, cán tấm dày, cán phân loại. 
 

Hộp cán có ba trục cán nằm ngang (hình 1.2 b) được dùng trong máy cán tấm 

dày,  tấm  trung  bình.  Trong  máy  cán  này,  phôi  cán  chuyển  động  theo  hai  chiều,  cịn 
trục cán khơng đảo chiều quay. 
 

Hộp cán có bốn trục cán (hình 1.2c) được dùng trong cán tấm nóng và nguội. 

Hai  trục  lớn  ngồi  là  hai  trục  tựa  để  giảm  biến  dạng  của  hai  trục  làm  việc  nhỏ  phía 
trong. 
 

Hộp cán có nhiều trục cán hơn (6, 12, 20 trục) (hình 1.2 d, e, f) cũng chỉ có hai 

trục làm việc, cịn các trục khác là trục tựa. Hộp cán loại này thường dùng trong cán 
nguội, cán tấm mỏng. 
1.3.3. Phân loại theo số hộp cán và cách bố trí

 
Hình 1.3. Phương thức đặt hộp cán. 

5 


Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán 

 

 

Theo cách phân loại này, máy cán quay thuận nghịch một hộp cán được dùng 

phổ biến. Tuy nhiên, để nâng cao năng suất và do u cầu cơng nghệ riêng, máy cán 
có nhiều hộp cán cũng được sử dụng. Một hộp cán có thể được dẫn động từ một hay 
hai  động  cơ  hoặc  một  động  cơ  có  thể  dẫn  động  được  nhiều  hộp  cán  (hình  1.3a). 
Phương thức sau hay dùng cho cán phân loại. Nó có khuyết điểm là phơi cán phải di 
chuyển ngang từ hộp cán này sang hộp cán khác và do đó tốc độ các hộp cán như nhau 
nên khơng có khả năng tăng tốc khi phơi cán dài hơn.Hình 1.3b cho phương thức đặt 
hộp cán nối tiếp nhau. Phơi được cán vài lần ở hộp cán trước rồi mới chuyển sang hộp 
cán sau. Phương thức nay thường dùng để cán thơ, cán tấm dày. 
Hình 1.3c cho phương thức đặt các hộp cán nối tiếp nhau liên tục. Phơi cán từ 
hộp cán này sang thẳng hộp cán kia, khoảng cách giữa hai hộp cán nhỏ hơn chiều dài 
phơi. Máy cán loại này cho năng suất cao nhưng địi hỏi sự đồng đều giữa các hộp cán 
để  chánh  phế  phẩm  do  phôi  bị  võng  quá  hoặc  căng  quá  giữa  hai  hộp  cán.  Loại  này 
dùng để cán nóng phơi, cán nguội tấm mỏng, dây hay ống và cán phân loại. 
1.3.4. Phân loại theo chế độ làm việc
-

Máy cán quay thuận nghịch có điều chỉnh. 

-

Máy cán khơng quay thuận nghịch có điều chỉnh. 

-

Máy cán khơng quay thuận nghịch khơng có điều chỉnh. 

1.3.5. u cầu truyền động của máy cán
-

Dải điều chỉnh tốc độ rộng. 

-

Tần số đống cắt lớn. 

-

Chịu được phụ tải lớn khi ngoạm phơi. 

-

Hệ làm việc hiệu quả, tin cậy và đảm bảo chất lượng sản phẩm. 

1.4. Máy cán nóng liên tục
Máy cán nóng  liên tục có nhiều hộp cán chỉ quay theo một chiều và đặt nối tiếp 
nhau. Phơi được cán cùng một lúc qua lần lượt các hộp cán. 
Đặc điểm của máy cán nóng liên tục : 
-

Tốc độ cao nên năng suất cao. 

6 


Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán 

-

 

Qua các lần cán, kim loại khơng nguội nhiều nên chất lượng sản phẩm tốt, tuổi  

thọ của trục cán cao hơn, giảm tiêu hao năng lượng. 
-

Kim lọai cán trên nhiều hộp cán cùng một lúc nên giữa các hộp cán phải có sự  

liên hệ chặt chẽ về tốc độ. 
Sự vượt trước chậm sau  trong q trình cán thép được thể hiện trên hình 1.4: 

Hình 1.4. Sự vượt trước chậm sau 
Trong đó vv1 và vv2 là tốc độ phơi vào trục cán 1 và trục cán 2, vt1 và vt2 là tốc độ 
dài của trục cán 1 và trục cán 2, vr1 và vr2 là tốc độ phơi ra khỏi trục cán 1 và trục cán 2 
Khi cán, sự vượt trước là hiện tượng tốc độ ra vr của phơi lớn hơn tốc độ dài vt của 
trục cán. Sự vượt trước được đặc trưng bởi hệ số trượt  
s = 

v r  - v t
*100%  
vt

Thực tế hệ số trượt s phụ thuộc vào độ dày của phơi, với phơi dày s = 3 – 5%, với 
phơi mỏng s = 10 – 15%. 
Cịn sự chậm sau là hiện tượng tốc độ phơi vào vv nhỏ hơn tốc độ dài vt của trục 
cán. 

Điều kiện đặc trưng cho cán liên tục là khối lượng phơi qua các hộp cán trong một 
đơn vị thời gian là khơng đổi và được đặc trưng bời biểu thức: 
Fi.vri = const  

7 

(1.1) 


Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán 

 

Trong đó Fi, vri là tiết diện phơi và vận tốc phơi sau khi ra khỏi trục cán thứ i.  
Xét hai  hộp  cán  đặt  kế  tiếp  nhau  là hộp  cán  1  và  hộp  cán 2.  Điều  kiện  (1.1)  trở 
thành: 
F1.vr1 = F2.vr2  

(1.2)   

Vì hiện tượng vượt trước nên: vr1 = (1 + s)ω1R1 và vr2 = (1 + s)ω2R2 do đó điều 
kiện (1.2) tương đương với  F.R
1
1.ω1 1 + s1   = F2 .R 2 .ω2 1 + s 2  . Nếu R1 = R2 = R ta có tỉ 
số 
ω2
F 1+s1
 =  1 .
 = b 0   
ω1

F2 1+s 2

(1.3) 

Trong q trình cán nếu điều kiện (1.3) được đảm bảo thì máy cán đang làm việc ở 
chế độ cán tự do. Nếu ω2/ω1 > b0 thì phơi thép sẽ chịu thêm một lực kéo khi đó máy 
cán làm việc ở chế độ cán kéo. Nếu ω2/ω1 < b0 thì phơi sẽ chịu thêm một lực nén khi 
đó máy cán đang làm việc ở chế độ cán nén. 
Nếu bán kính hai trục là như nhau thì lực căng hay nén có thể tính như sau  
 ω2 
-1 1+s1 

b0 ω1 

T=
  

ω2 1+s1 
.
1+
φ
 b0 ω1 1+s 2 

(1.4) 

Trong đó φ là hệ số tính đến sự vượt trước do lực căng T. 
Ở chế độ cán kéo momen động cơ truyền động cho trục cán 2 tăng lên, cịn momen 
truyền động cho trục cán 1 giảm đi 
M 2  = M 02  + T.R 2 ; M1 = M 01  - T.R1      

(1.5) 

Ở chế độ cán nén momen động cơ truyền động cho trục cán 1 tăng lên, còn momen 
truyền động cho trục cán 2 giảm đi 
M 2  = M 02  - T.R 2 ; M1  = M 01  + T.R 1  

Trong đó M01, M02 là momen của hai động cơ ở chế độ cán tự do. 

8 

(1.6) 


Chương 1. Giới thiệu chung về công nghệ cán 

 

1.5. Dây chuyền cán thép của nhà máy NATSTEELVINA
1.5.1. Mô tả dây chuyền cán thép của nhà máy NATSTEELVINA
 

Phôi  được  nhập  khẩu  với  các  tiêu  chuẩn  tương  đương  với  tiêu  chuẩn  về  thép 

xây  dựng  cán  nóng  từ  nước  ngồi  như:  Malaysia,  Brasin,  Thổ  nhĩ  kỳ,  Trung  quốc, 
Nga,… qua các q trình kiểm tra theo tiêu chuẩn kỹ thuật về mặt chất lượng và kích 
thước hình học mới đưa vào dây truyền cán. Phơi đưa vào cán phải đạt kích thước từ 
100mm x 100mm đến 125mm x125mm có chiều dài từ 3000mm đến 3750mm. 
 

Phơi  được  cầu  trục  15  tấn  tập  hợp  lên  bàn  nạp  phôi.  Máy  nạp  phôi  dùng  hệ 

thống thuỷ  lực  được  điều  khiển bằng tay  chuyển  phôi  đến  dàn  con  lăn  chuyển  phơi. 
Phơi được chuyển trên dàn con lăn đến vị trí máy đẩy sau. Máy đẩy sau dùng xi lanh 
thuỷ  lực  250mm,  áp  lực  đẩy  trung bình  50  tấn. Phơi  sau  khi được  so  đầu và  có  tín 
hiệu u cầu đẩy phơi, người vận hành thao tác điều khiển việc đẩy phơi vào lị. Phơi 
đạt u cầu cho q trình cán được đẩy ra khỏi lị bằng máy đẩy hơng qua cửa hơng lị. 
Máy đẩy hơng dùng động cơ điện khơng đồng bộ kết hợp với hệ truyền lực điều khiển 
cần  tống qua  bánh  răng  xích kéo.  Tốc  độ  đẩy phơi  ra  được  người  vận  hành  thao tác 
phù hợp với tốc độ cán. Đồng thời với việc đẩy phơi ra, người vận hành cho tín hiệu 
u cầu đẩy phơi vào. 
 

Phơi  đủ  nhiệt  độ  được  đẩy  đến  máy  cán  thơ,  Sau  đó  phơi  đi  tới  máy  cắt  bay 

CV50. Máy cắt bay CV50 làm nhiệm vụ cắt đầu, đi tự động. Sở dĩ có cơng đoạn này 
vì trong q trình cán làm biến dạng nên đầu phơi bị chẻ và nguội, nếu khơng cắt bỏ sẽ 
làm khó khăn cho phơi khi ăn vào hệ thống cán trung dễ gây sự cố. Lượng cắt đi ngắn 
hay dài là tuỳ thuộc vào u cầu, ngồi ra máy cắt bay cịn có nhiệm vụ cắt phá khi có 
sự cố ở các giá phía sau. Tiếp đến phơi đi qua dàn cán trung (12 giá cán) , tùy vào u 
cầu sản phẩm để sử dụng số giá cá tương ứng. 
 

Đối  với  cán  thanh  (thép  Φ9  -  Φ32),  phôi  từ  giá  cán  trung  qua  máy  cắt  phân 

đoạn CV30 rồi được đưa đến sàn nguội và được đóng bó lại, cất vào kho.  
 

Đối với cán dây (thép Φ6 – Φ8), Phơi từ giá cán trung qua máy cắt CV20 rồi 

qua giá cán tinh (4 giá cán). Sau khi ra khỏi khu vực tạo cuộn, thép sẽ được chuyển tới 

bàn  đóng  bó  qua  hệ  thống  con  lăn.  Đây  là khâu  duy  nhất trong q  trình  cơng nghệ 

9 


Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán 

 

được thực hiện thủ cơng bằng tay, lúc này thép đã hạ đến nhiệt độ an tồn. Tiếp đó, 
qua hệ thống con lăn, thép được chuyển tới hệ thống cân 2 tấn dùng để cân và nhập 
kho sản phẩm. 
 

 
Hình 1.5. Sơ đồ cơng nghệ của nhà máy NATSTEELVINA. 

10 


Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán. 

 
 

 

 

 

Hình 1.6. Bố trí động cơ M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Hình 1.7. Bố trí động cơ M9, M10. 
11 


Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán. 

 

 

 
Hình 1.8. Bố trí động cơ M11, M12, M13, M14, M15, M16, M17. 

 
Hình 1.9. Bố trí động cơ M18, M19, M20, M21. 

12 

Chương 1. Giới thiệu chung về cơng nghệ cán. 

 

 
1.5.2. Thơng số kỹ thuật
Bảng 1.1. Tham số động cơ cho giá cán. 
Điện 
Động  Cơng  suất  
DC 
cơ 
(kW) 
 (V) 

áp 

Dịng 
(A) 

DC  Tốc 
 (Rpm) 

độ 

Điện 
Dịng   AC 
áp  
KT 

Line 
KT (V)  (A) 
 (V) 

M1 

0-250-250  0-440-440  0-610-610 

0-600-1200 

220 

30.8 

415 

M2 

0-250-250  0-440-440  0-610-610 

0-600-1200 

220 

30.8 

415 

M3 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

415 

M4 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

415 

M5 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

415 

M6 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

415 

M7 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

415 

M8 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

415 

M9 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

415 

M10 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

415 

M11 

0-720/ 
720-495 

0-610-1410/ 
1410-1800 

40-220  6,5-28  550 

M12 

0-650-650  0-600-600  0-1150-1150  0-630-1500 

220 

10 

550 

M13 

0-650-650  0-600-600  0-1150-1150  0-630-1500 

220 

10 

550 

M14 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

440 

M15 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

440 

M16 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

440 

M17 

0-320-320  0-440-440  0-778-778 

0-600-1200 

220 

36 

440 

M18 

0-280-280  0-550-550  0-530-530 

0-1000-2400  220 

15 

500 

M19 

0-280-280  0-550-550  0-530-530 

0-1000-2400  220 

15 

500 

M20 

0-280-280  0-550-550  0-530-530 

0-1000-2400  220 

15 

500 

M21 

0-280-280  0-550-550  0-530-530 

0-1000-2400  220 

15 

500 

0-600-600 

0-1270/ 
1270-875 

13 


Chương 1. Giới thiệu chung về công nghệ cán. 

 

 
Bảng 1.2. Tham số làm việc động cơ khi sản xuất thép Φ6 
Tốc độ đặt 

Tốc độ tham chiếu  Tốc độ thực 

Rpm 

m/s 

rpm 

m/s 

rpm 

m/s 

Hộp cán 1 

303 

0.09 

333 

0.10 

335 

0.10 

Hộp cán 2 

322 

0.13 

367 

0.14 

362 

0.14 

Hộp cán 3 

336 

0.16 

376 

0.18 

384 

0.19 

Hộp cán 4 

334 

0.22 

371 

0.24 

379 

0.25 

Hộp cán 5 

342 

0.34 

389 

0.39 

396 

0.40 

Hộp cán 6 

398 

0.53 

443 

0.59 

449 

0.59 

Hộp cán 7 

393 

0.79 

450 

0.90 

477 

0.96 

Hộp cán 8 

448 

1.11 

504 

1.25 

548 

1.36 

Hộp cán 9 

293 

0.62 

276 

0.59 

227 

0.59 

Hộp cán 10 

379 

0.91 

383 

0.92 

382 

0.92 

Hộp cán 11 

409 

1.25 

410 

1.26 

440 

1.36 

Hộp cán 12 

 

1.77 

 

1.77 

 

1.92 

Hộp cán 13 

429 

2.77 

410 

2.17 

417 

2.21 

Hộp cán 14 

 

2.97 

 

2.84 

 

2.89 

Hộp cán 15 

503 

3.89 

464 

3.59 

471 

3.66 

Hộp cán 16 

 

5.01 

 

4.62 

 

4.71 

Hộp cán 17 

614 

6.19 

546 

5.50 

591 

6.01 

Hộp cán 18 

557 

8.09 

509 

7.39 

520 

7.55 

Hộp cán 19 

755 

10.39 

625 

8.60 

685 

9.47 

Hộp cán 20 

968 

13.55 

881 

12.33 

971 

13.65 

Hộp cán 21 

1208 

16.72 

1120 

15.51 

1177 

15.93 

Hộp cán 22 

1469 

20.08 

1384 

18.92 

1430 

19.49 

Hộp cán 23 

1636 

23.41 

1564 

22.38 

1556 

22.41 

Hộp cán 24 

1989 

28.02 

1917 

27.00 

1915 

26.97 

 

14 


Chương 3. Hệ thống SCADA dây chuyền cán 

 

CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG SCADA DÂY CHUYỀN CÁN
 

2.1. Hệ thống SCADA
2.1.1. Khái niệm chung
SCADA : Hệ thống tự động điều khiển giám sát và thu thập quản lý số liệu. Các hệ 
SCADA được thực hiện dựa trên sự phát triển ứng dụng máy vi tính, vi điều khiển vào 
điều khiển và truyền tin, kết hợp với kỹ thuật đo lường và các sensor thơng minh trong 
cơng nghiệp. 
SCADA là một cơng cụ tự động hóa cơng nghiệp dùng kĩ thuật vi tính PLC – RTU 
để  trợ  giúp  điều  hành  kỹ  thuật  ở  cấp  trực  ban  của  sản  xuất  công  nghiệp  từ  cấp  phân 
xưởng, xí nghiệp tới cấp cao nhất của cơng ty. 

Một hệ SCADA thơng thường gồm các thành phần sau: 
- Giao diện người - máy (Sơ đồ cơng nghệ, đồ thị, phím thao tác). 
- Cơ sở hạ tầng truyền thơng cơng nghiệp. 
- Phần mềm kết nối với các nguồn dữ liệu. 
- Cơ sở dữ liệu q trình. 
- Các cơng nghệ hỗ trợ trao đổi tin tức, quản lý sự cố và hỗ trợ lập báo cáo. 
2.1.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA
Từ năm 1986, khi các PLC (Programable Logic Controler, bộ điều khiển Logic khả 
trình) xuất hiện thì lập tức được ứng dụng để để chế tạo các hệ SCADA. Từ đối tượng 
các cảm biến (S) thu thập tín hiệu đo đưa vào các I/O modul để chuyển về PLC. PLC xử 
lý sơ bộ thơng tin sau đó truyền về hệ thống máy chủ qua hệ thống ProfiBus và từ máy 
chủ thơng tin điều khiển được truyền đến các thiết bị chấp hành (A). 
Hệ SCADA là hệ thống điều khiển tập trung, chức năng chính là thu thập dữ liệu và 
giám sát, chỉ thực hiện một phần chức năng điều khiển. Thu thập từ xa các số liệu về sản 
xuất và tổ chức lưu trữ trong các cơ sở dỡ liệu. Dùng cơ sở dữ liệu đó để cung cấp các 
dịch vụ về điều khiển – giám sát sản xuất. 
15 


Chương 3. Tính tốn hệ truyền động điện một chiều 

 

Hệ SCADA đảm nhiệm hầu như tất cả chức năng của một hệ điều khiển và giám sát 
tổng hợp đó là: chức năng đo lường, hiển thị, lưu giữ số liệu đo; chức năng kiểm tra tự 
động, giám sát; chức năng nhận diện, phân loại sản phẩm; chức năng chuẩn đốn kĩ thuật; 
chức năng điều khiển q trình. 
Ngồi ra hệ cịn có thể truyền số liệu ra ngồi qua Ethernet. 

 

Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc hệ SCADA. 
16