Đề tài Thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC của hệ thống máy đóng bao nhà máy xi măng Hoàng Mai

uyên ngành tối ưu, quản lý chất lượng hội liệu cho phép phân tích chính xác và đưa các tỷ lệ cấp liệu hợp lý, đảm bảo sai số nhỏ nhất khống chế các hệ số chế tạo hội liệu, phân tích chính xác thành phần nguyên nhiên liệu đầu vào, CLINKER, xi măng sản xuất và xuất xưởng. Các thiết bị thí nghiệm đo lường độ chính xác cao thường xuyên có sự kiểm của cơ quan chức năng theo quy định của nhà nước đảm bảo kiểm soát chất lượng, số lượng với sai số nhỏ nhất. Nghiền liệu Két than khô Các két chứa vôi, sét, q.sắt, phụ gia điều chỉnh Kho đá vôi Kho sét Mỏ đá vôi Đập thanh Cán trục Mỏ đá sét Hình 1.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ 1.2. GIAI ĐOẠN CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất ci măng và đá vôi và đất sét , ngoài ra người ta còn dùng quặng Sắt, BOXIT hoặc Sét CAOSILIC để làm nguyên liệu điều chỉnh. 1.2.1. Đá Vôi: Đá vôi khai thác tại mỏ Hoàng Mai B, bằng phương pháp khoan nổ mìn cắt tầng được bốc súc lên ô tô có trọng tải lớn để vận chuyển tới máy đập. Máy đập đá vôi là loại máy đập thanh do hãng KUPP HAZEMANG SA cung cấp có năng suất 600t/h có thể đập được vật liệu kích thước <= 1000 mm và cho ra sản phẩm có kích thước <= 70mm sau khi đập nhỏ, đá vôi được vận chuyển bằng hệ thống băng tải cao su đưa về kho đồng nhất sơ bộ và rải thành 2 đống, mỗi đống 17.500 tấn theo phương pháp rải dọc kho thành các lớp hình mái nhà bằng máy đánh đống loại BAH 1/3 - 1,0 - 6,00 với năng suất rải là 720 t/h mức độ đồng nhất sơ bộ là 10:1. a) Tiêu chuẩn kỹ thuật Tên chỉ tiêu Giá trị 1. Hàm lượng CAO % min 45 2.Hàm lượng MGO %max 5 3.Hàm lượng SIO2 toàn phần % max 5 4.Độ ẩm % max 4,5 5.Lượng đất lẫn % max 6 6.Kích thước khai thác, min, max 1000 7.Kích thước sau đập ( R70) % max 5 b) Kiểm tra chất lượng - Kiểm tra chất lượng trước khi khai thác để quy hoạch + Kiểm tra chất lượng đá vôi tại các diện bốc xúc. - Kiểm tra chất lượng đá vôi sau đập trước khi vào kho đồng nhất sơ bộ. + Kiểm tra đột xuất tại đống trong kho đồng nhất. 1.2.2. Đá sét. Đá sét khai thác tại mỏ sét quỳnh Vinh bằng phương pháp ủi súc vận chuyển bằng ô tô có tải trọng lớn tới máy cán trục có vấu (văng) năng suất 200 t/h loại máy này cho phép cán được những vật liệu có kích thước <= 70mm sau đó đá sét được vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ và rải thành 2 đống mỗi đống 8.000 tấn. Theo phương pháp rải lớn luống với mức độ đồng nhất là 10:1 bằng hệ thống cầu tải liệu với năng suất 220 t/h. a) Tiêu chuẩn kỹ thuật. Tên chỉ tiêu Giá trị 1.Hàm lượng SIO2 % 60 - 75 2.Hàm lượng AL2O3 % 10 - 18 3.Hàm lượng FE2O3 % 4,5 - 8 4.Hàm lượng MKN % max (kiểm tra khi cần thiết). 10 5.Độ ẩm khai thác % max 12 6. Kích thước khai thác, min, max 500 7.Kích thước sau máy cán trục, R60 % max 5 b) Kiểm tra chất lượng. - Kiểm tra chất lượng khai thác để quy hoạch + Kiểm tra chất lượng tại diện khai thác. - Kiểm tra chất lượng đá sét khai thác trước khi vào kho đồng nhất sơ bộ. + Kiểm tra đột xuất tại đống trong kho đồng nhất 1.2.3. Quặng sắt. Quặng sắt thứ sinh được mua từ bên ngoài vào, nhập vào nhà máy qua phễu tiếp nhận công đoạn 116 được rải vào kho tổng hợp thành một đống 5.000T. Máy rút liệu loại GL 90/20 dùng chung để cấu BOXIT, quặng sắt, than cám vào từng két chứa máy nghiền. a) Yêu cầu kỹ thuật. Tên chỉ tiêu Giá trị 1.Hàm lượng FE2O3 % min 10 2.Hàm lượng MKN % max (kiểm tra khi cần thiết). 10 3.Hàm lượng SO3 % max 1,5 4.Độ ẩm % max 15 5.Kích thước R25 % max 5 Quặng sắt nhập về không được lẫn tạp chất và các vật liệu lạ như sắt, thép, đá, đất, hoá chất… b) Kiểm tra chất lượng - Kiểm tra trên phương tiện vận chuyển trước khi nhập vào kho tổng hợp. - Kiểm tra đột xuất trong kho. 1.2.4. BOXIT. BOXIT được mua từ bên ngoài nhập vào nhà máy qua phễu tiếp nhận công đoạn 116 được dải vào kho tổng hợp thành một đống 5.000T máy rút liệu được cấp vào két cấp liệu máy nghiền. a) Yêu cầu kỹ thuật. Tên chỉ tiêu Giá trị 1.Hàm lượng AL2O3 % min 40 2.MODUN nhôm % min 1,5 3.Hàm lượng SO3 % max 15 4. Độ ẩm % max 8 5. Kích thước R25 % max 5 Quặng BOXIT nhập về không được lẫn tạp chất và các vật liệu lạ như sắt, thép, đá, đất hoá chất. b) Kiểm tra chất lượng. - Kiểm tra trên phương tiện vận chuyển trước khi nhập vào kho tổng hợp. - Kiểm tra đột xuất trong kho. 1.3. GIAI ĐOẠN NGHIỀN PHỐI LIỆU VÀ ĐỒNG NHẤT. Đá vôi, sét, BOXIT, quặng sắt ( lúc cần thay thế sét CAOSILIC) được các cầu xúc, máy cào cấp vào các két chứa trung gian, dung tích các két như sau: Két chứa đá vôi: 533 T Két chứa đá sét: 231T Két chứa quặng sắt:284T + Két chứa BOXIT: 240T. Từ các két chứa trung gian nguyên liệu được cấp vào máy nghiền qua hệ thống cân bằng định lượng. Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền đứng do hãng PFEIFFER AG cung câp dạng MPS 5000B. Có năng suất 320 t/h. Bột liệu đạt yêu cầu được lắng bằng hệ thống XICLON và lọc lại tĩnh điện, vận chuyển qua hệ thống máng khí động và gần nâng với SILO đồng nhất có sức chứa 20.000T với hệ thống sục khí được điều khiển tự động. Mẫu bột nghiền được lấy trước SILO bằng thiết bị lấy và vận chuyển mẫu tự động kết quả phân đồng nhất phối liệu được thực hiện trong quá trình lạp và tháo liệu ra khỏi SILO với mức độ đồng nhất là 10:1 đủ điều kiện lạp liệu cho lò nung. Bảng phối liệu Tên chỉ tiêu Giá trị 1.Hàm lượng SIO2% 12 - 14 2. Hàm lượng AL2O3 % 2 - 4 3. Hàm lượng FE2O3 % 1,5 - 3 4 Hàm lượng CAO % 42 - 46 5.Hệ số bão hoà vôi LSF 96 - 109 6.MODUN SILIC SIM 2,0 - 2,8 7. MODUN nhôm ALM 1,0 - 2 8.Độ ẩm % max 1,0 9. Độ min R008 % max 14 1.3.1. Kiểm tra chất lượng. Hàng giờ phân tích mẫu bột liệu sau máy nghiền xác định các hệ số chế tạo độ mịn độ ẩm là cơ sở điều chỉnh tỷ lệ cấp liệu, điều chỉnh các thông số vận hành máy nghiền. 1.3.2. Dự trữ nguyên liệu. Để đảm bảo cho lò nung hoạt động liên tục ổn định cần có một lượng nguyên liệu dự trữ như sau: Đá vôi: 1:17.500T Đá sét: 8.000T Quặng sắt: 3.000T BOXIT: 3.000T Bột liệu: 15.000T. Nung CLINKER. Bột liệu từ SILO đồng nhất được cấp vào lò phù hợp với tốc độ quay nhờ một hệ thống cấp liệu gồm các máng tháo, Rét trung gian, cân cấp liệu hệ thống van điều chỉnh, gần nâng và các thiết bị phụ trợ. Lò nung với kích thước 4,5 * 70m, năng suất 4000 TCL/ ngày với thiết bị CANCINER, đầu FO chỉ sử dụng khi sấy lò và trong những thời gian lò chưa ổn định. Với hàng nghìn thông số đo cho phép khống chế theo dõi chặt chẽ diễn biến quá trình nung luyện, tình trạng làm việc của các thiết bị đảm bảo vận hành một cách tối ưu, chất lượng CLINKER tốt nhất ngoài ra còn có hệ thống giám sát nhiệt độ vỏ lò liên tục trên gần hết chiều dài lò giúp cho người vận hành những thông tin chính xác về tình trạng lớp nót trong lò để có những xử lý thích hợp cũng như hệ thống CAMERA theo dõi ngọn lửa và những vị trí vận hành thiết yếu. Thiết bị làm lạnh kiểu ghi do hãng BMH SA cung cấp, tận dụng nhiệt năng hiệu suất cao chất lượng CLINKER, đảm bảo, CLINKER sau khi làm nguội với nhiệt độ <= 85oC được vận chuyển tới các SILO chứa dung tích 2 * 20.000T và SILO CLINKER dụ phòng 1,538T mẫu CLINKER được lấy trước khi vào SILO chứa. Bảng phối liệu Tiêu chuẩn Giá trị 1.Hàm lượng CAO tự do % max 2 2. Hàm lượng CAO % 60 - 68 3. Hàm lượng SIO2% 19 - 24 4. Hàm lượng AL2O3% 3 -6,5 5. Hàm lượng FE2O3 % 2,5 - 5 6. Hàm lượng C2S3 % 35 - 70 7. Hàm lượng C2S % 8 - 35 8. Hàm lượng C3A % 7 - 12 9. Hàm lượng C4AF % 5 - 11 10 Hệ số bão hoà vôi LSF 88 - 98 11MODUN SILIC SIM 2,0 - 3,2 12 MODUN nhôm ALM 1,2 - 2,5 13 Khối lượng riêng ( dung trọng) của cỡ hạt giữa hai sàng R5 và R10, tấn/ m3 hay kg/lit. 1,1 - 1,5 CLINKER phải đảm bảo kết hạt chắc, có màu đen xám, không vàng không lẫn bột tả không lẫn CLINKER nung chưa chín. 1.4. KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG. - Kiểm tra chất lượng bột liệu nạp theo định kỳ. + Hàng giờ kiểm tra chất lượng CLINKER sau khi nung, xác định dung trọng, vôi tự do (lúc cần thiết có thể xác định thành phần tỷ lệ cỡ hạt) làm cơ sở cho vận hành lò và quyết định tỷ lệ cấp phối khi nghiền xi măng. - Hàng ngày phân tích hoá mẫu CLINKER trung bình, thuở cơ ký khi cần thiết. 1.5. NHIÊN LIỆU. Than (công ty sử dụng than cám 3b,3c,4a theo tiêu chuẩn Việt Nam). Than nhập về qua phễu tiếp nhận công đoạn 116 được rải thành 2 đống mỗi đống 7.500 T trong kho tổng hợp than thô được máy rút liệu vận chuyển vào két chứa, cấp cho máy nghiền qua cân định lượng. Máy nghiền than là máy nghiền đứng loại MPS 2800BK do hãng PFEIFFER - AG cung cấp năng suất 30 t/h than được sấy khô bằng khí nóng thu hồi từ thiết bị làm nguội. CLINKER và lò đốt phụ 150 - HG1 bột than mịn được chứa trong 2 két cấp cho lò và CANCINER qua hệ thống cân định lượng SCHENSK. 1.5.1. Tiêu chuẩn kỹ thuật của than nhập và than mịn. - Than cám 3b,3c,4a nhập về phải có các chỉ tiêu kỹ thuật thoả mãn các yêu cầu sau: Bảng tiêu chuẩn than mịn Tên chỉ tiêu Giátrị thanCám 3b Giátrị than Cám 3c Giátrị than Cám 4a 1. Độ T20% max 15 18 22 2. Chất bốc % max 7,5 7,5 7,5 3. Nhiệt lượng, kcal/g than, min 7050 6850 6500 4. Hàm lượng lưu huỳnh % max ,8 0,80 0,80 5. Độ ẩm % max 12 15 15 6. cỡ hạt min, max 15 15 15 Than nhập về không được lẫn các tạp chất có hại và các vật liệu lạ như sắt, thép, đất, đá… - Than min dùng để nung luyện CLINKER phải đảm bảo các yêu cầu sau: Bảng tiêu chuẩn than mịn Tên chỉ tiêu Giá trị 1.Độ T20 % max 22 2.chất bốc % max 7,5 3.Nhiệt lượng KCAL/KG than, min 6500 4. Lượng sót ràng 0,009 mm % max 6.00 5. Độ ẩm % max 1.00 1.5.2. Kiểm tra chất lượng Kiểm tra chất lượng trước khi nhập tên phương tiện vận chuyển. - Kiểm tra đột xuất trong kho. + Hàng giờ kiểm tra mẫu khi nghiền, xác định độ mịn, độ ẩm. - Khi cần kiểm tra độ T20, chất bốc của than mịn trong ca. + Hàng ngày kiểm tra mẫu than mịn trung bình. 1.6. DẦU Dầu FO được tiếp nhận từ ô tô được bơm vào bể chứa 1630m3, từ đó dầu được bơm vào bể trung gian sức chứa 172 m3 dầu được sấy nóng qua hệ thống trao đổi nhiệt đạt đến nhiệt độ 100 - 130 0C đảm bảo độ nhớt thấp, để tạo sương mù, đủ áp suất, dễ cháy dầu tải nhiệt MOBILL qua hệ thống gia nhiệt (được đốt bằng dầu DO) đến nhiệt độ 160 - 1800C đi qua các bộ trao đổi nhiệt với dầu FO, qua nồi hơi hoặc trực tiếp giữ nhiệt cho hệ thống. Đường ống cấp dầu đốt rồi tuần hoàn trong hệ thống nhờ bơm và bộ phận ổ náp để giữ áp suất ổn định cho hệ thống. Dầu DO được tiếp nhận vào két chứa 24m3 chỉ dùng để đốt trong bộ phận gia nhiệt cho dầu tải nhiệt. 1.6.1. Tiêu chuẩn kỹ thuật. * Dầu nặng nhập về phải thoả mãn các chỉ tiêu kỹ thuật quy định sau Bảng chỉ tiêu kỹ thuật quy định của dầu Tên chỉ tiêu Giá trị 1.Khối lượng riêng ở 150C, kg/l min 0,991 2.Độ nhớt động học ở 500C, CST, min 180 3.Điểm chớp cốc kín, 0C, max 66 4.Hàm lượng lưu huỳnh S% max 3,5 5.Điểm đông đặc, 0C, max 24 6.Hàm lượng nước, %, max 1,0 7.Hàm lượng tạp chất % max 0,15 8.Nhiệt trị, cal/g min 9800 9.Hàm lượng T20 % max 0,15 10. Cặn CACBORNCANRADSON % max 16 - Dầu nặng trước khi phun vào lò làm nhiên liệu nung luyện CLINKER xi măng phải gia nhiệt tới 1000C - 1300C và độ nhớt ở nhiệt độ đó không được lớn hơn 20E. - Áp lực dầu phun vào lò từ 30 - 40 bar. 1.6.2. Kiểm tra chất lượng. Kiểm tra chất lượng dần trước khi nhập tên phương tiện vận tải. - Kiểm tra chất lượng dầu khi cần thiết tại các két chứa. Nghiền xi măng. Thạch cao BAZAN được nhập về bằng ô tô hoặc tầu hoả công đoạn 115, 116 tiếp nhận đập nhỏ rải thành 2 đống trong đống kho tổng hợp CLINKER từ các SILO, thạch cao và phụ gia từ kho chứa tổng hợp được vận chuyển lên các két chứa của máy nghiền bằng hệ thống hãng tải và gần nâng. Dung tích các két chứa: CLINKER: 300T Két thạch cao: 200T Két BAZAN: 200T CLINKER có thể nhập từ bên ngoài vào các phễu tiếp nhận tờ két chứa của máy nghiền, CLINKER được cấp vào máy nghiền sơ bộ CKP 200 bằng các cân cấp liệu được điều chỉnh tự động. Máy nghiền sơ bộ xi măng là loại máy nghiền đứng của hãng TECHNIP - CLE xi măng ra khỏi máy nghiền đứng được cấp một phần vào máy nghiền dự cùng với thạch cao và phụ gia, phần còn lại tuần hoàn về máy nghiền đứng. Máy nghiền xi măng là loại máy nghiền bi 2 ngăn làm theo chu trình kín có phân ly trung gian với năng suất 240 t/h (khi làm việc độc lập đạt 160 t/h. Độ min xi măng đạt 3.200 cm2/g nhiệt độ xi được khống chế nhờ hệ thống phun nước làm mát bên trong máy nghiền xi măng thành phẩm được chuyển tới 4 SILO chứa xi măng bột có tổng sức chứa 4 * 10.000T bằng hệ thống máng khí động và gần nâng xuất xi măng. Xi măng được chứa trong 4 SILO tổng sức chứa 40.000T từ đây các SILO chứa quan hệ thổng cửa tháo liệu xi măng được vận chuyển tới các két chứa của máy đóng bao hoặc các bộ phận xuất xi măng rời hệ thống xuất xi măng rời gồm 1 vòi xuất cho ô tô năng suất 150 t/h hệ thống máy đóng bao gồm 4 máy đóng bao BMH kiểm quang 8 vòi với cân định lượng tự động, năng suất 120 t/h các bao xi măng qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển tới các máng xuất xi măng cho tàu hoả và ô tô với năng suất 120 t/h. Tiêu chuẩn kỹ thuật. - Các chỉ tiêu hoá, cơ lý như xi măng nghiền. + Trọng lượng mỗi bao xi măng 50g - 1kg. - Khối lượng mỗi SILO xi măng 2.000 t/lo hoặc 4000T/lo. Với xi măng mang cao 1000T/lo trường hợp đặc biệt có thể thoả thuận với khách hàng về khối lượng lô hàng xuất. - Hàng ca kiểm tra trọng lượng bao (200 bao/lô xi măng). - Kiểm tra đột xuất chất lượng xi măng trong SILO. 1.7. VỎ BAO XI MĂNG. Vỏ bao được mua từ các nhà máy bao bì được nhập về kho công ty sau khi đã kiểm tra chất lượng. 1.7.1. Tiêu chuẩn kỹ thuật. - Lớp ngoài là giống phức hợp KP (gồm 1 lớp giấy KRAFT và một lớp nhựa PP tráng màng được ép dính chặt vào nhau). - Lớp bên trong là một lớp giống KRAFT. Hình 1.2. Thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC  .Bốn máy đóng bao có thể đồng thời đóng suất ra ô tô hoặc toa tàu. Luất cứ máy đóng bao vào cũng có thể đóng suất. Cho ô tô hoặc toa tàu nhờ các thiết bị băng gạt bao. Trọng lượng của bao xi măng có thể đạt và tính chỉnh ở bẳng điều khiển cân đặt ở mỗi vòi máng đóng bao. Các thông số của cụm máy đóng bao. + Độ min: 3.200 Blaine + Nhiệt độ 800C + Đặc điểm của máy là kiểu quay số vòi 8. - Năng suất 2.400 bao/h. * Giới thiệu về dây truyền đóng bao và vị trí của dây chuyền đóng bao trong nhà máy xi măng. Công ty xi măng Hoàng Mai có 4 si lô chứa xi măng, mỗi si lô có sức chứa 10.000 tấn. + Si lô số 1: Cấp xi cho máy đóng bao số 2,3 và xi măng rời. + Si lô số 2: Cấp xi cho máy đóng bao số 1, 2, 3 và số 4. + Si lô số 3: Cấp xi cho máy đóng bao số 23 và xi măng rời + Si lô số 4: Cấp xi cho máy đóng bao số 1, 2, 3, và số 4. Xi măng từ 4 xi lẻ được cung cấp cho 4 máy đóng bao theo quy định đạt ở trên. Mỗi xi lẻ có 2 quạt sục khí, cung cấp khí sục trong đáy si lô làm tơi xi không thể bón cục (có một quạt dự phòng trung cho 4 si lô) khi khởi động hệ thống rút hiện ở phòng trung tâm, các lọc bụi, quạt sục van từ máng khí động, gần nâng làm việc vận chuyển xi măng đến các bun ke của máy đóng bao hoặc đến bộ thống xuất xi măng rời từ các si lô khi cưới động cấp biện biện cho 1 trong 4 máy đóng bao xi măng được chuyển từ ống thực hiện ở đáy xi lô... qua (van tay thường mở) van điẹn từ máy khí động, gần nâng, sàng dung đối Bunbev 20T trên máy đóng bao. Cuối cùng là van cấp biện xuống máy đóng bao. Hệ thống 4 máy đóng bao, mỗi máy 8 vòi năng suất mỗi máy 120T/h (2.400 bao/h) gắn với mỗi vòi mây đóng bao có một cân điện tử để cân trọng lượng từng bao đóng ra đạt trọng lượng 50 ± 0,5 kg thì mới đẩy bao đều đảm bảo. CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CƠ KHÍ CỦA HỆ THỐNG ĐÓNG BAO Hình 2.1. Máy đóng bao xi măng - Hệ thống kiểm tra trọng lượng: Điện tử - Độ chính xác ± 500 g - Tiêu thụ khí nén 6 BAR + Áp suất khí nén 50,4 N m3/h. + Động cơ chuyền đồng 1,5 kw - Quạt cấn liệu 3.0 kw. * Phân cơ - Truyền động Két chức của máy đóng bao (si lô con) + máng khí sục két . + Máy đóng bao có 8 két chứa riêng biệt, mỗi két có sức chứa khoảng 200 kg. Phía bên trong có 2 máng khí được lắp ở 2 bên thành két nhằm tăng độ lăng xi măng trong lùi đóng bao. + Van cáp điện đầu vùi. + Hệ thống tua bin lạp xi - Phần chung cân. Phần khung cân được treo trên một loadcell (gồm chung đỡ bao, gói đỡ bao, vòi lạp kê, bích đỡ vòi xi lanh đá bao xi lanh kẹp bao ). Hai phần này liên kết chính với nhau nhờ 4 trục cân . * Phần khí Khí cung cấp cho máy đóng bao được lấy từ nguồn khí của máy lén khí, đi qua cốc lọc và được lén vào bình tích lằm trên phần khung đỡ. Để hoạt động cho máy đóng bao ổn định phía sau cốc lọc có lắp một công tắc áp suất, nén khí nén quá yếu công tắc áp suất sẽ ngắt - cắt nguồn động lực cho máy đóng bao. 5 Thổi làm sạch vòi 2 Đường khí chính 4 6 1 3 Sục trục động cơ đầu tua bin Công tắc áp suất Xi lanh đá bao Sục két Hình 2.2. Sơ đồ bố trí các van tiết lưu Nguyên lý hoạt động của các van tiết lưu. + Van số 1: Van điều khiển khí sục két máy đóng bao. + Van số 1. Làm việc 2s - 3s trong một chu tình cấp biện của cân (12s). Cùng chung một đường khí làm sạch vòi. - Van số 2 và 3. Van điều chỉnh khí cho xi lanh đá bao. Hai van này lắp ngược để đảm bảo áp lực khí đủ lớn cho xi lanh đá bao. - Van số 4: Điều chỉnh lưu lượng khí đến công tắc áp suất. + Van số 4: Cùng chung một đường công tắc và áp suất và hoạt động trong một chu trình cấp liền hoàn thành. - Van số 5 , 6 van điều chỉnh khí sục trục động cơ và tua bin. - Van số 5 và 6 hoạt động khi van cấp liệu được kích hoạt mở đến khi kích hoạt đống lên có ảnh hưởng rất lớn đến khí dư ở trong bao xi măng. * Phần điện. WED 3000 Thiết bị cân bao xi măng WED 3000 có thể cho phép điều khiển quá trình cân của nhiều hoạt động cân khác nhau. Ở đây chỉ nói đến loại cân đang sử dụng trên máy đóng bao và những hướng dẫn cơ bản để người sử dụng có thể biết ± về cách thức theo dõi, kiểm tra, sử lý các tình huống, sự cố trọng lượng, năng suất trong khi MDB làm việc. Cài đặt phần mềm WED 3000 rất phức tạp vì thế sau khi cài đặt xong để đảm bảo tính ổn dịnh KTV sẽ khoá những phần cài đặt chính để không làm ảnh hưởng đến quá trình hoạt động cân. Chỉ có nhứng sự cố, sai số lớn về phần cơ, phần khí sẩy ra liên tục mới làm ảnh hưởng đến phần điều khiển cân. Trường hợp cài đặt lại là hạn hữu khi có lỗi sẩy ra trên màn hình sẽ suất hiện lỗi bằng các chữ số. Thợ vận hành có thể kiểm tra để biết tình trạng báo lỗi của hệ thống cân dựa trên bẳng báo lỗi. * Nguyên lý chung của hệ thống đáy bao. Máy đóng bao được truyền động từ động cơ chưa hợp số và một bánh răng con ăn khớp với bánh răng lớn. Tốc độ quang của máy đóng bao có thể tăng giảm được nhờ về lãng lên hệ với hộp số. Quang về ngăng ngược chiều kim đồng hồ, tốc độ quang máy đóng bao tăng quang về lăng ngược chiều kim đồng hồ, tốc độ máy đóng bao tăng, quang về lăng cùng chiều kim đồng hồ, tốc độ máy đóng bao giảm. - Quá trình lắp liệu gồm 5 quá trình 2.1. QUÁ TRÌNH NHẬN BIẾT BAO. Thợ đóng bao đưa bao vào vòi, mây đóng bao quay qua Sonsor cảm biến kẹp bao sập xuống rệp chặt vỏ bao với vòi nạp xi. + Quá trình cấu liệu tho Máy đóng bao quay mang theo bao quay, quá trình cấp liệu thô được thực hiện. Nhờ sự cài đặt thời gian trung hợp ĐK cân tên máy đóng bao. Van cấp liệu đầu vòi nạp xi được mở 100% tua bin lạp xi quang đẩy xi măng đầy dần vào bao. - Quá trình cấp liệu tính. Sau khi quá trình cấp liệu thô được thực hiện van cấp liệu đầu vòi tự động đó lại còn 30% quá trình này kết thức van cấp liệ đóng hoàn toàn, khi khối lượng trong bao xi măng đủ 50 ± 0,5 kg . * Quá trình làm sạch vòi Hệ thống làm sạch vòi được kích hoạt để thông sạch vòi nạp xử trước khi tiến hành chu kỳ nạp mới. + Quá trình đá bao Sau khi hoàn thành các quá tình trên Sénov cảm biến đá bao 1 số hoạt động hoót bao xuống. Lăng tải xuất ra máng. Hình 2.3. Sơ đồ điều khiển trong dây truyền đóng bao Hình 2.4. Sơ đồ điều khiển trong dây truyền đóng bao Lưu đồ điều khiển Hình 2.5. Sơ đồ điều khiển trong dây truyền đóng bao Lưu đồ điều khiển Không khí Thùng đứng Bộ điểu khiển Dừng Khởi động Dự phòng Dự phòng Dự phòng bị nén sự quay vòng tại chỗ tại chỗ Hình 2.6. Sơ đồ điều khiển trong dây chuyền đóng bao Dừng Dừng máy Chạy máy Dừng đường Chạy đường Đèn Bật, tắt Tự động khẩn cấp đóng bao đóng bao chuyền quay chuyền quay kiểm tra máy đóng hoặc quay vòng quay vòng bao không tự động Hình 2.7. Sơ đồ điều khiển trong dây chuyền đóng bao Chạy máy Lỗi đóng đóng bao bao quay quay vòng vòng Hình 2.8. Sơ đồ điều khiển trong dây chuyền đóng bao Hình 2.9. Sơ đồ điều khiển trong dây chuyền đóng bao CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LÝ WED 3000 3.1. GIỚI THIỆU VỀ WED 3000 Thiết bị cân bao xi măng WED 3000 có thể cho pháp điều khiển quá trình cân của nhiều loại cân khác nhau ở đây chỉ nói đến loại cân đang sử dụng trên máy đóng bao và những hướng dẫn cơ bản để người sử dụng có thể hiểu biết về cách thuéc theo dõi, kiểm tra, sử lý các tình huống, sự cố trọng lượng năng suất trong khi MĐB làm việ. Cài đặt phần mềm WED 3000 rất phức tạp vì thẻ sau khi cài đặt song để đảm bảo tính ổn định KTV sẽ khoá những phần cài đặt chính để không làm ảnh hưởng đến quá trình hoạt động cân. Chỉ có những sự cố sai số lớn về phần cơ, phần khí sẩy ra liệu tực mới làm ảnh hưởng đến phần ĐK cân, trường hợp cài đặt lại là hạn hữu khi có lỗi sẩy rrra trên màn hình sẽ xuất hiện lỗi bằng các chữ số thợ vận hành có thể kiểm tra để biết tình trạng báo lỗi của hệ thống cân dựa trên bảng báo lỗi nguyên lý làm việc. Máy đóng bao được truyền động từ động cơ quan hiện số và bánh răng con ăn phức với bánh răng lớn. Tới độ quang của máy đóng bao có thể tăng giảm nhờ về năng liên hệ với hợp số quang vô ngăng ngược chiều kim đồng hồ tốc độ này đóng bao tăng, quay vô năng cùng chiều kim đồng hồ tốc độ máy đóng bao giảm WED cho pháp có thể điều khiển được quá trình cân của nhiều cân khác nhau trong chương trình. Sử dụng đồ thị khối lượng thời gian để thể hiện quá trình cân chủ yếu ý nghĩa các đầu vào, đầu ra và các thông số liên quan tới các loại cân được đặt các loại cân đó là. + Cân bao + Cân nhận + Cân phân phối + Cân 1 phần tử + Cân 8 phần tử . Trong khi xem xét điều khiển quá trình cân kết hợp các chức đẩy (Filling) và cân (Weighing) một containet (trong một cái bao chẳng hạn được định lượng các phần ngang hàng nhau. Contapn Containet ngày sau đó được định lượng. WED 3000 đảm bảo định lượng tự động một cách chính xác cả đối với dây thô và dòng tinh. Bố trí đầu vào cho PLC Đầu vào Đầu ra Chức năng EO 1 + 2 khởi động (Start) E1 3 + 4 Ngắt (Breale) E2 5 + 6 Cho phép đẩy ra bao E3 7 + 8 Đẩy bao bằng tay E4 9 + 8 Xi lô ở mức đầy nhỏ nhất E5 10 + 11 Có mặt bao E6 12 + 13 Khoá bàn phím E7 24 + 15 Bit 0 của khối lượng đầy E8 16 + 17 Bit 1 của khối lượng đầy E9 18 +17 Bit 2 của khối lượng đầy Bố trí đầu ra cho PLC Đầu ra Chức năng RSO Dòng thô RS1 Dòng tinh RS2 Thông vòi làm đầy RS3 Dung sai dưới (-) RS4 Dung sai trên (+) RS5 Vị trí bao nghiêng RS6 Cảnh báo RS7 Thông điện sẵn sàng RS8 Kẹp bao Các quá trình của cân bao 0. Trạng thái cơ bản Khối lượng thực tại luôn được đo và hiển thị việc đặt 0 tự động trong khoảng cho phép ± 2% hoặc + 3% /- 1% được thực hiện nếu chức năng tương ứng trên hộp thoại đặt (Setting dia loy (PARMETER MENU) BASIC SETTING / WEIGHING FUNCTION /AVTOMATIC XERO) được chọn trường hợp này cần chú ý đến việc đặt bộ đếm chu kỳ (PARAMETER MENU/DOSING PARAMETERS CONTROL PARMETERS/ CYCLEZEORESETTING) các bộ nhớ tổng và bộ nhớ tổng chính có thể bộ xoá bến cầu khởi động . Ở thời điểm TST đầu vào EO hoặc phím START ở đầu một chu kỳ định lượng tự động. WED 3000 sau đó sẽ thực hiện đúng công việc sau . + Kiểm tra tổng của khối lượng lông của hệ thống, với câu hệ với trọng lượng đầy xem tổng này có nhở hơn giá trịn MAX không nếu không, lệnh khởi động sẽ không thực hiện được, báo lỗi 8208 h được hiện ra. - Kiểm tra xem đầu E4 có không tích cực không. Nếu E4 tích cực, việc định lượng rõ không khởi động và WED 3000 rõ giữ trạng thái cơ bản. + Các cơ le R83, RS4, RS7, dung dai trên, dung sai dưới và thông điệp sẵn sàng được đặt lại. - Đầu ra RS8 được tích cực + Bộ nhớ cân bị xoá 3.2. ĐỘ ĐỂ ĐẶT CÂN BÌ. Có 4 chế độ cân bì (PARAMETER MEM / DOSING PARAMETERS/CONTROL PARAMETERS/AUTOMATIC TARE) có thể được chọn ở hộp thoại chọn. + Độ trễ đặt cân bì lại tắt (AUTOMATIC TARE/OF) nghĩa là việc đặt cân bì không được thực hiện. Thời gian đặt cân bì Tta không thực hiện . - Đặt cân bì trong thời gian trễ cân bì (AUTOMATIC TARE/AFTER TARE DELAY TIME). Tín hiệu do được kiểm tra tem có sự dừng (Standstill) trong thời gian trễ đặt câu bì Tta hay không. Nếu có, giá trị đo được chỉnh và việc định lượng được tiếp tục. Nếu không việc định lượng không được tiếp tục, báo lỗi 8220 h được hiển thị. Đặt can thời gian trễ (AUTOMATICTARE/AFTER TARE DELAYTIME) trong tất cả các trường hợp, thời gian trễ đặt cân là Tta được phép trôi qua và giá trị đo được sau đó được điểm TT và quá trình định lượng lại tiếp tục. Nếu không thấy giá trị đo dừng lại, giá trị đo không được chỉnh, quá trình định lượng không tiếp tục lúc đó sẽ hiện ra thông báo lỗi 8220 h. Thời gian trễn câu bì (Tta) trong trường hợp này đầu vào E5 được kiểm tra. Nếu E5 tích cực trong suốt chu kỳ giám sát và việc đặt câu bì được thực hiện, quá trình định lượng tiếp tục. Ngược lại các dòng thơ và tính không được chọn rơle RS8 mất tác dụng thông báo lỗi 8400 được đặt. Nếu E5 bị che hoặc không được hoạt động, chức năng này không thực hiện. Thời gian lớn nhất của Tsv là 2 S . - Sử dụng giá trị cân bì đầu vào + Dòng thô và dòng tinh được mở. Việc định lượng thưởng bắt đầu bằng iệc khởi động dòng thô và tinh thông qua các đầu ra RSO và RS1, nếu trọng lượng ban đầu ( CT init lớn hơn điểm đóng dòng thô Gcoarse. Sau đó chỉ có dòng tinh được mở. Thời gian giám sát định lượng TDó được khở động. * Thời gian đóng quân giám sát dòng thô. Khi có một nguồn nguyên liệu đưa vào một cách đột ngột có thể làm hỏng tải. Điều này có thể nghiệm trong ngay cả điểm duèng lòng thô (Gtcoavse) đã vượt quá. Để tránh việc tắt của dòng thô khi điều này xẩy ra, một thời gian đóng cần được dịnh nghĩa để giám sát dòng thô. Trong thời gian đóng (Tgs). Trọng lượng làm đầy không được kiểm tra xem đã đến điểm đóng dòng thô (Gtcoatre) Chưa và vì thế tránh được việc đóng dòng thô trước dự định thời gian dừng không làm trễ chu kỳ định lượng. Nó có thể ngắn hơn thời gian định lượng dòng thô đã định. 3.3. DÒNG THÔ TẮT. Dòng thô (RSo) hệ tắt khi trọng lượng đầy (Gact) đạt tới điểm đóng dòng thô (Gcoare) Thời gian dừng giám sát dòng tinh. Khi điều ra RSO (dòng thô) dạng tắt sự dao động sẩy ra trong thời gian mở làm dòng tinh tắt trước thời gian đã định. Trong thời gian đóng (Tfs) này, trọng lượng đầy không được kiểm tra xem đã đạt đến điểm đóng dòng tinh không và vì thế tránh được việc tắt dòng tinh (RS1) trước hạn định. Thời gian đóng này không làm trễ chu kỳ định lượng nó có thể ngắn hơn thời gian định lượng dày finh đã định 2. Dòng tinh (RS1) bị tắt khi trọng lượng đầy (Ctact) đã đạt tới điểm đóng dòng tinh (Gfine). Tín hiệu (dòng tinh tắt) Kết thúc thời gian giám sát định lượng Tdó trung nhiên bến thời gian giám sát định lượng trôi qua trước khi dòng tinh tắt, đầu ra RS6 (cảnh báo) không được tích cực. 3.4. THỜI GIAN DÒNG CÒN LẠI. Trong thời gian còn lại (TN) vật liệu vẫn còn được phép chảy Rơle RS2 được luật trong khoảng thời gian TN nghĩa là thời gian thông vời 3.5. THỜI GIAN ỔN ĐỊNH. Các giá trị đo được kiểm tra xem có dừng không trong thời gian ổn định (TB). Nếu có sự dừng được dò trước khi thời gian ổn định kết thúc, việc cân kiểm tra được thực hiện ngược lại việc cân kiểm tra (đo lần cuối) được ấn định. 3.6. TỐI ƯU HOÁ. Sau khi đo lần cuối, trọng lượng đặt (Gsct) được so sánh với trọng lượng thật (Gact). Các điểm đóng dòng thô và dòng tinh được tối ưu dựa trên độ lệch bằng cách sử dụng quá trình tự học, giúp cho bạn không phải tắt chức năng tối ưu hoá trên hộp thoại đặt (PARAMETER MENU/DOSING. PARAME PARAMETERS/ OPTIMIZATION/ TXPE OF OPTIMIZATI ON). Việc định lượng lại sau đó chỉ trở lên tích cực nếu chức năng này được bật và trọng lượng đầy (Gtact) nhỏ hơn chung sai định lượng. Việc định lượng lại dòng tinh được thực hiện đến 3 lần. Nếu dung sai trên và dung sai đạt được, việc định lượng sẽ tiếp tục. Quá trình câu ở Bloch 11 giúp cho: - Trọng lượng thực tế sau 3 chu kỳ tác định lượng còn nhỏ hơn dung sai định lượng dưới. - Trọng lượng tế (GTACT) nằm trong dung sai định lượng ít nhất là hết 3 chu kỳ định lượng hoặc lớn hơn dung sai định lượng trên. 3.7. THÔNG ĐIỆP DUNG SAI. Nếu trọng lượng thực tế Gact nhỏ hơn dung sai định lượng dưới Role RS3 được tíc cực. Nếu Gact lớn hơn dung sai định lượng. Rơ la RS$ được tíc cực. Nếu GTact trong dung sai định lượng rơle RS3 và RS4 không tích cực. Thông điện sẵn sàng RS7 được cài đặt. 3.8. CHO PHÉP ĐẨY VÀO BAO Thời gian đợt tín hiêu E2 sẽ không lớn hơn thời gian đặt dòng còn lại (TN). Nếu tín hiệu E2 không lằm trong giới hạn thời gian này. Đầu ra RS* (kẹp bao) bị tắt. Kẹp bao mở và sau khi thời gian trống (TE) được chọn đã hết, rơ le RS% được tích cực trong khoảng thời gian trợ giúp (TEH) tín hiệu này được dùng để làm nghiêng bao và đổ vào bao. Nếu tín hiệu E 2 không đựoc phát ra, các sự kiện được thực hiện và hoạt động định lượng kết thúc. Cân sau đó sẽ ở trạng thái cơ bản. 3.9. CÁC THÔNG TIN VỀ CÂN BAO. Mỗi trọng lượng đầy có một bộ nhớ tổng (bộ nhớ tổng báo gồm tất cả các giá t rị thực từ dung sai). Một bộ nhớ và một bộ nhớ tổng tính, Tất cả các quá trình định lượng được định lượng với dung sai và được cộng với bộ nhớ tổng chính và số lượng đơn vị được nhập vào như là tổng các dung sai. Số lượng các định lượng ở đó giá trị thực vật dung sai định lượng trên được đưa và bộ đếm dung sai trên. Nếu bộ nhớ chu kỳ ở hộp thoại chọn (PARAMETTER MENU/DOSING PARAMETERS/CONTROL PARAMETERS/ CYCLE CONTOL) được đặt giá trị nhở hơn 1. Trọng lượng đặt (Gset) được đưa vào bộ nhớ tổng chính cho tất c ả các bao mà không được đo lần cuối, và bộ đếm dung sai tổng tăng lên. Sơ đồ thông tin về cân bao CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PLC CHO THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÂN ĐÓNG BAO BASIC SETTING/WEIGHT FUNCTION. + OFF + ON + TYPE OF SCALE: kiểu cân * BAG SCALE + WEI GHT FEE DER - RECEI VER SCALE. Tiếp nhận cân + PISTRIBSCALE . Phân phối cân + 4 COMPSCALE - 8 COMPSCALE TYPE OF Dosing - POSITI VE DOSING: Định lượng tuyệt đối NEGA TIVE DOSing: Không định lượng WARM UP TIME * OFF + ON ZEROTRACKING + OFF ON ZERO SETTING RNG * - 1%................. + 3% + - 2% ..................2% - UNIT OF MASS + KG MOTION BAND. + OFF MINIMUM WEIGHT * 10D NUMBER OF RANGE * 1 RESOLUTION *1 NOMINAL VALUE 5000 KG MIN FILLING WEIGHT 2.5 KG CALIBRATION CALIBRATION CALIBRATION WEIGHT: Định cỡ cân OTHER PARAMETERS. WEI HMGSCALE ADDRESS: Địa chỉ cân (31) F/LL WEIGHT NO: Cân đồng (1) NUMBER OF PARTFILLNGS: Giá trị phần đổ đầy. ORDER. VALUE: Thứ tự giá giá 2. THÔNG SỐ CHỈNH CÂN MÂY ĐÓNG BAO. DOSING PARAMETE RS/FILL WEI GHT SET WEIGHT: Đặt cân 50.00 KG (SMIT 50.00 KG). COARSE FLOW VALUE: Cấp điện thô 46.00 KG (SMIT 48.50 KG) FINE FLON VALUSE: Cấp liệu tinh 50.00KG (SMIT 50.00KG) UPPER TOLERANCE: Sai số trên 0.50 KG (SMIT 0.50kg) LOWER TOLE RANCE: Sai số dưới 0.50KG (SMIT 0.20 KG). EMPTY TOLERANCE: Sai số trống 5.00 KG (SMIT 5.00 KG) SACKRB COAR DIFF: 7.00 KG (SMIT 7.00 KG) SACK BREAK FINE DIFF: 3.00 KG (SMIT 3.00 KG). TAREVALUE: Giá trị bì 0.00 KG (SMIT 0.00 KG) DO SING PARA METERRS/TIME VALUE S. LOC KOUT TIME - COAR - 0,28 (SMIT 0,5 S). LOC KOUT TIME - FINE 0,25 (SMIT 0,5). TARE DELAY: Trễ bì 0,4 S (SMIT 1.03) RESIDUAL FLOW TIME: Thời gian dư. 1.5 S (S Mit 1.0,S). MAX Do Sing Time: Thời gian định lượng tối đa. (60 S) (S Mit 150 S). MAX EMPT YING TIME: Thời gian trống tối đa. 0.2S (SMIT 1.0S) EMPTY AID TIME: Những (sự giúp đỡ) thời gian trống 0,4S DOSING PARA METRS/OPTIMIZATION (Đánh giá tối ưu) TYPE OF OPTINI ZA TION: Kiểm nhận biết. (3) (SMIT1) MIN FINE FLOW: Dòng chảy tinh tối thiểu. 1.50 KG Do Sing Para meters/COTROL Pa ra ha meter 01 AUTOMATIC TARE: Tự động chọn bì. * AFT. TAE DELY. Hệ điều khiển PLC Tổng quát một hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ thiết bị điện tử, được dùng ở những hệ thống cần đảm bảo tính ổn định, sự chính xác, sự chuyển đổi nhịp nhàng của một quy trình hoặc một hoạt động sản xuất. Nó thực hiện bất cứ yêu cầu nào của dụng cụ từ cung cấp năng lượng đến một thiết bị bán dẫn. Với thành quả của sự phát triển nhanh chóng của công nghiệ thì việc điều khiển những hệ thống sẽ phức tạp rõ thực hiện bởi một hệ thống đìeu khiển tự đọng bán hoàn toàn, đó là PLC, nó được sử dụng kết hợp với máy tính chủ, ngoài ra, nó còn giao diện để kết nối với các thiết bị khác (như là bảng điều khiển, động cơ con Tact, cuộn dây...) khả năng chuyển giao mạng của PLC có thể cho phép chúng phối hợp xử lý, điều khiển những hệ thống lớn. Ngoài ra nó còn thể hiện sự linh hoạt cao trong việc phân loại các hệ thống điều khiển. Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển đóng một vai trò rất quan trọng từ hình 11 ta tháy PLC sẽ không nhận biết được điều gì nếu nó không đựoc kết nối với các thiết bị cảm ứng. Nó cũng không cho phép bất kỳ các máy móc nào hoạt động nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với động cơ và tất nhiên vùng máy chủ là nơi liên kết các hoạt động của một vùng sản xuất riêng biệt Cảm biến sử lý điều khiển PLC Cơ cấu chấp hành Hiển thị Hình 4.3. Sơ đồ điều khiển PLC Vai trò của PLC Trong một hệ thống điều khiển tự động PLC được xem như là trái tim của hệ thống điều khiển với một chương trình ứng dụng (đã được lưu trữ bên trong bộ nhớ của PLC) thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống, bao gồm: Kiểm tra tín hiệu phản hồi từ các thiết bị nhập, dựa vào chương trình logic để xử lý tín hiệu và mạng các tín hiệu điều khiển ra thiết bị xuất PLC được dùng để điều khiển hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Hoặc ta có thể kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều khiển một quá trình phức hợp. + Sự thông minh của một hệ thống tự động hoá phục thuộc vào khả năng đọc tín hiệu từ các cảm biến tự động của PLC. Hình thúc giao diện cơ bản giẫn PLC và các thiết bị nhận là: Nút ấn cầu giao phin.... ngoài ra PLC còn nhận được tín hiệu từ các thiết bị dạng từ động như: Công tắc trạng thái, công tắc giới hạn, cảm biến quang điện, cảm biến cấp độ,... Các loại tín hiệu nhập đến PLC phải là trạng thái logic ON/OFF hoặc tín hiệu Anacog. Những tín hiệu ngõ vào này được giao tiếp với PLC qua các Modul nhập. + Các thiết bị xuất: - Trong một hệ thống tự động hoá, thiết bị xuất cũng là một yếu tố rất quan trọng. - Lếu ngõ ra của PLC không được kết nối với thiết bị xuất thì hầu như hệ thống sẽ bị tê liệt hoàn toàn. Các thiết bị thông thường là: Động cơ, cuộn dây nam châm, re lay, chuông báo... thông qua hoạt động của Moter, các cuộn dây PLC có thể điều khiển một hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Các loại thiết bị xuất ra một phần kết cấu của hệ thống tự động hoá và vì thế nó ảnh hưởng trực tiếp vào hiệu suất của hệ thống. Tuy nhiên, các thiết bị như là: Đèn Pilot, cà và các báo động chỉ cho biết các mục đích như: Báo cho chúng ta biết giao diện qua viền rộng của Modul ngõ ra PLC - Bộ điều khiển lập trình PLC. PLC là bộ điều khiển lo gic theo chương trình bao gồm; Bộ xử lý trung tâm gọi là CPU (CenTral giao diện nhập suất. Nó cũng được nối trực tiếp đến các thiết bị I/O vì thế khi tín hiệu nhận CPU sẽ xử lý tín hiệu đến hệ xuất. Khối đầu vào RAM G1 EN LU 1D C1 EN G1 RAM Khối đầu ra Lựa chọn I/O BUS Tín hiệu điều khiển RF Lựa chọn I/0 Tín hiệu đk Dữ liệu vào Dữ liệu ra Hình 4.1. Sơ đồ khối PLC So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thường khác. - Hiện nay các hệ thống điều khiển bằng PLC đang dần dần thay thế cho các hệ thống điều khiển bằng se lay contac thông thường. Ta hãy thử so sánh ưu khuyết điểm của hai hệ thống trên: Hệ thống điều khiển thông thường + Thẻ kênh do có quá nhiều dây dẫn trên bảng điều khiển. - Tốn khá nhiều thời gian cho việc thiết kế, lắp đặt. + Tốc độ hoạt động chậm. - Công suất tiêu thụ lớn. + Mỗi lần muốn thay đổi chương trình thì phải lắp đặt lại toàn bộ tốn nhiều thời gian. - Khó bảo quản và sửa chữa. Hệ thống điều khiển bằng PLC: + Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80% nên nhỏ gòn hơn. - Công suất tiêu thụ ít hơn. + Sự thay đổicác ngõ vào, ra và điều khiển hệ thống trở lên dễ dàng hơn nhờ phần mềm điều khiển bằng máy tính hay trên Console. + Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn - Bảo trì hệ thống sửa chữa dễ dàng. + Độ bền và tin cậy vận hành cao. - Giá thành của hệ thống giảm khi số tiếp điểm tăng. - Có thiết bị chống nhiễm + Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu. Dễ lập trình và cơ thể lập trình trên máy tính, thích hợp cho việc thực hiện các lệnh trần tự của nó. + Các modul rời cho phép thay thế hoặc thêm vào khi cần thiết. Do có những lý do trên PLC thể hiện rất rõ ưu điểm của nó so với các thiết bị điều khiển thông thường khác. PLC còn có khả năng thêm vào hay đổi các lệnh tuỳ theo yêu cầu của công nghiệ khi đó ta chỉ cần thay đổi chương trình của nó. Điều này nói lên tính năng điều khiển khá linh hoạt động của PLC. - Cấu trúc phần ứng của PLC Cấu trúc phần cứng của tất cả các PLC đều có các bộ phận sau xử lý, bộ nhơ, bộ nhập, xuất. + Đơn vị sử lý trung tâm (CPU) Là bộ vi sử lý, liên kết với các hoạt động của hệ thống PLC thực hiện chương trình , sử lý tín hiệu nhập xuất và thông tin liên lạc với các thiết bị bên ngoài. + Bộ nhớ (Memory). Có nhiều loại bộ nhớ của người sử dụng. Để đảm bảo cho PLC hoạt động, phải cần có bộ nhớ để lưu giữ chương trình, đôi khi cần mở rộng bộ nhớ để thực hiện các chức năng khác như; + Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh xuất/nhập được gọi là ram xuất nhập. - Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng bên trong Time. Counter, ve lay. Bộ nhớ gồm có những loại sau: + Bộ nhớ chỉ đọc (Rom: Read only Memory): Rom không phải là bộ nhớ khả biến, nó có thể lập trình chỉ một lần. Do đó không thích hợp cho việc điều khiển “mềm” của PLC. Rom ít phổ biến so với các loại bộ nhớ khác. - Bộ nhớ ghi đọc (Ram: Ram dom Accerr Memovy):Ram là một bộ nhớ thường được dùng để lưu trữ dữ liệu và chương trình của người sử dụng. Dữ liêưụ trong Ram sẽ bị mất đi nếu nguồn điện bị mất tuy nhiên vấn đề này được giải quyết bằng cách gắn thêm vào Ram nguồn điện dự phòng. Ngày nay trong kỹ thuật phát triển PLC, người ta dùng CMOSRAM, nhờ sự tiêu tốn năng lượng khá thấp của nó và cung cấp pin dự phòng cho các Ram này khi mất nguồn. Pin dự phòng có tuổi thọ ít nhất một năm trước khi cần thay thế, hoặc ta chon Phin sặc gắn với hệ thống, Pin sẽ được sặc khi cấp nguồn cho PLC. + Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xoá được (EPROM: Evesable Program mable Read only Memory): EPROM lưu trữ dữ liệu giống như ROM. Tuy nhiên nội dung của nó có thể bị xoá đi nếu ta phóng tia tử ngoại vào, người viết phải viết lại chương trình trong bộ nhớ. + Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xoá được bằng điện (EEPROM: Elec tuc Erarable Programmable Read Only Memory EEPROM có thể bị xoávà lập trình bằng điện tuy nhiên chỉ được một số lần nhất định;. + Thiết kế hệ thống dùng PLC. - Để thiết kế một chương trình điều khiển cho một hoạt động gồm những bước sau. + Xác định quy trình công nghệ Trước tiên ta phải xác định thiết bị hay hệ thống nào muốn điều khiển. Mục đích cuối cùng của bộ điều khiển là điều khiển một hệ thống hoạt động, xác định ngõ vào ra tất cả các thiết bị xuất/nhập. Bên ngoài đều đuợc kết nối với bộ điều khiển lâp trình. Thiết bị nhận là những con Tact, cảm biến..... thiết bị xuất là những cuộn dây MOTO, bộ hiển thị sau khi xác định tất cả các thiết bị nhập xuất cần thiết ta định vị các thiết bị vào ra tương ứng cho từng ngõ vào, ra rên PLC trước khi viết chương trình. + Viết chương trình. - Nạp chương trình vào bộ nhớ. Ta có thể cung cáp nguồn cho hệ điều khiển có lập trình thông qua cổng I/O lan đó lạp chương trình vào bộ nhớ thông qua máy tính ncó chứa hần mềm hình thang sau khi nạp song kiểm tra lại bằng hàm chuẩn đoàn nếu được mô khác phỏng toàn bộ hoạt động của bệ thống để trắc chắn chương trình đã hoạt động tốt. Trước khi nhất nút Stat phải trắc chắn các dây dẫn nối các ngõ vào/ra các thiết bị nhận, xuất đã được nối dúng theo chỉ định lúc đó PLC bắt đầu hoạt động thực sự. Cấu trúc của S7 - 200 Có thể lập trình cho PLC S7 - 200 Bằng cách sử dụng nột trong những phần mềm sau: - STEP 7 - MICRO/DOS + STEP 7 - MICRO/WIN Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên máy lập trình. Họ PG7 xx và các máy tính cá nhân (PC). Các chương trình cho S7 - 200 phải có cấu trúc chương trình chính (main Progam) và sau đó đến các chương trình chính main Progam/về sau đó đến các chương trình con và chương trình sử lý ngắt được chỉnh ra lan dậy. - Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND). + Chương trình con là một bộ phận của chương trình, các chương trình con phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính đó là lệnh MEND. - Các chương trình sủ lý ngắt là một bộ phận của chương trình nếu cần sử dụng chương trình. Cần sử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính MEND. - Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính. Sau đó đến ngay các chương trình sử lý ngắt. Bằng cách viết như vậy cấu trúc chương trình rõ ràng thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình sau này có thể tự do. Tiêm lẫn các chương trình con và chương trình sử lý ngắt đằng sau chương trình chính. Main Program MEND SBRO chương trình con thứ 1 MEND SBRn chương trình con thứ n + 1 RET INTO chương trình con sử lý ngắt thứ nhất. RETI INIn chương trình con sử lý ngắt thứ n + 1 RETI Thực hiện trong một vùng quét Thực hiện khi đựoc chương trình trính gọi Thực hiện khi có chương trình sử lý ngắt Phương pháp lập trình S7 - 200 biểu diễn một mạch lo gic cùng bằng một dãy các lệnh lập trình. Chương trình bao gồm một dãy các lệnh S7 - 200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh cuối cùng trong một vùng. Cách lập trình cho S7 - 200 nói riêng và cho các PLC của Simen nói chung dựa trên 2 phương pháp cơ bản. Phương pháp hình thang (Ladder Logic) viết tắt là LAD. Phương pháp liệt kê lệnh (statemn + List) Viết tắt là STL. Nếu phương trình được viết theo kiểu LAD thiết lại lập trình sẽ tự tạo ra một chương trình theo kiểu STL tương ứng, nhưng ngược lại không phải một chương trình nào được viết theo kiểu STL cũng có thể chuyển sang LAD. Định nghĩa về phương pháp LAD. LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ. Những thành phần cơ bản được dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle, trong chương trình phương pháp LAD các phân tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh Lôgic như sau: - Tiếp điểm: là biểu tượng (symbol) mô tả các tiếp điểm của Rơle các tiếp điểm đó có thể là thưởng mở hoặc thưởng đóng - Cuộn dây (Coil): là biểu tượng mô tả các Rơle được mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho Rơle. - Hộp (box) là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng các bộ thời gian (time) bộ đếm (counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và các các hộp phải được mắc đúng chiều dòng điện. - Mạng LAD: là đường nối các phân tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là nguồn dây nóng, đường nguồn bên phải là đường nguồn dây trung hoà hay là đường trở về nguồn cung cấp (đường nguồn bên phải thường không được thể hiện khi dùng chương trình tiện dụng STEP7 - Micro/Dos hoặc Micro/ Win) dòng điện chạy từ bên trái qua các tiếp điểm đóng đến các cuộn dây hoặc các hợp trở bên phải nguồn. Định nghĩa STL: Phương pháp liệt kê lệnh (STL) là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC. Ví dụ: Ladder Lôgic và Statêmnt List. STL LD IO.O = QO.O LAD IQO QOO Mô tả lệnh LAd và STL Các lệnh cơ bản. LAD 1. Lệnh bắt đầu dòng lệnh. AND 2. Lệnh nối tiếp hai khối. OR 3. Lệnh nối nới hai khối song song. OUT 4. Lệnh khối đầu ra 5. NOT nối đầu đảo 6. FUN gọi hàm đặc biệt 7. ORLD nối song song hai tổ hợp khối 8. ANDLD nối nới tiếp 2 tổ hợp khối. Các lệnh Timer Bộ thời gian có chức năng tương tự như các Rơle thời gian khi đầu vào chuyển từ OFF lên ON bộ đếm bắt đầu đếm thời gian đặt trước khi thời gian đếm bằng thưòi gian đặt trước tthì tác động tiếp điểm. Các loại Timer của S7.200 chia làm 2 loại TON và TONR: - Timer tạo thời gian từ không có nhớ , ký hiêuh là TON - Timer tạo thời gian từ có nhớ, ký hiệu là TONR. TON Txx TONR Txx IN IN PV PV TXX: Khai báo thời Timer IN: Dần vào PV: Giá trị đặt trước Có các bộ phận giải là: 1ms, 10ms, 100ms Khi đầu vào chuyển từ OFF xuống ON thì TON reset lại +) Các bệnh điều khiển Counter. Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đến xườn xung quanh trong S7 - 200 các bộ phận đếm của S7-200 được chia làm 2 loại: Bộ đếm tiến (CTV) và bộ đếm tiến/lùi (CTVD) Bộ đếm tiến CTV đếm số xườn bên của tín hiệu Lôgic đầu vào từ là đếm số lần thay đổi trạng thái Lôgic từ 0 lên 1 của tín hiệ. Số xườn rung được ghi vào thanh ghi 2 byte của bộ đếm tiến / lùi CTVD đếm tiến khigặp xườn lên xung vào cổng đếm tiến, ký hiệu là CU trong LAD và đếm lùi khi gặp sườn lên của xung vào cổng đếm lùi được ký hiệu là CD. Đầu vào Reset đặt lại trạng thái đầu của bộ đếm. R: Reset PV: Giá trị đặt trước C: là giá trị khai báo CTV Cxx CTVD Cxx CU CU PV PV Reset Reset Các bộ ghi dịch SHRB ghi dữ số liệu đếm từ đầu Data và đẩy số liệu từ ô nhớ này đến ô kế cận hoặc từ kênh này đến kênh khác mỗi khi có xung đột xung vào đầu Clock. Giản đồ thang. Lệnh DIFU ( ) và lệnh DIFD ( ) P Lệnh sẽ tạo ra một rung ở đầu vào chuyển từ đầu ra chuyển từ OFF lên ON N Lệnh sẽ tạo ra một rung ở đầu vào khi đầu vào chuyển từ ON xuống OF Lệnh: MOV - B chuyển số liệu của một kênh hoặc một hằng số đến một kênh đích MOV - I MOV - R MOV - B EN IN OUT MOV - I EN IN OUT Mov - R EN IN OUT Addvers Dec1 Name Type Initia1 Va1ue Comment 0.0 temp Temp0 BYTE 1.0 temp Temp1 BYTE 2.0 temp Temp2 BYTE 3.0 temp Temp3 BYTE 4.0 temp Temp4 BYTE 5.0 temp Temp5 BYTE 6.0 temp Temp6 INT 8.0 temp Temp7 INT 10.0 temp Temp8 INT 12.0 temp Temp9 PATE AND TIME BLOCK : OB1 Net Work: 1 FC 1 EN ENO Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Đèn kiểm tra Lỗi vòng quay Điện xoay chiều bị lỗi Mức điện xoay chiều bị lỗi Sự quay vòng Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Dừng khẩn cấp Dừng khẩn cấp Dừng khẩn cấp Lỗi bộ điều chỉnh quay vòng Mức lỗi bộ điều khiển quay vòng Điều khiển sự quay vòng Bật tự động Dừng tự động (Normal Close) Tự động hoặc không tự động Chu kỳ quay bắt đầu Sử dụng của chu kỳ quay Bật, tắt nguồn (ON = "1") Khí nén Lỗi bộ điều chỉnh quay vòng Lỗi sự quay vòng Dừng khẩn cấp Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Điều khiển chung Cho phép chạy Bật tắt nguồn (chương trình).ON = "1" Khí nén Dừng khẩn cấp Điều khiển vận hành của máy cung cấp Bật máy cung cấp Tắt máy cung cấp (Normal Close) Nguồn bật tắt (ON = "1") Khí nén Điều khiển chung Lỗi bộ điều chỉnh quay vòng Dừng khẩn cấp Mức thùng đứng Thùng đứng Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Sự phóng điện Điều khiển sự phóng điện Mức thùng đứng Thùng nhỏ Điều khiển sự phóng điện Chạy Quay tròn Lỗi bộ điều chỉnh quay vòng Điều khiển chung Điều khiển sự phóng điện Điều khiển chung Sự phóng điện cho băng chuyền chạy Cho phép chạy Chạy mở tắt (ON = "1") Khí nén Dừng khẩn cẩp Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Máy đóng bao quay vòng Ind Đèn kiểm tra Điều khiển chung Lỗi máy đóng bao quay vòng Ind Đèn kiểm tra Lỗi bộ điều chỉnh quay vòng Sự quay vòng lỗi Dừng khẩn cấp Chạy máy đóng bao quay vòng Đèn kiểm tra Điều khiển chung Máy cung cấp Mức thùng đứng Điều khiển vận hành của máy cung cấp Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Thùng lỗi Đèn kiểm tra Thùng lỗi Lỗi bộ điều chỉnh quay vòng Lỗi vòng quay Dừng khẩn cấp Trị số cực đại lượng tối đa Đèn kiểm tra Thùng lớn Mở điện vào thùng ON Ind Đèn kiểm tra Mở ống dẫn Máy cung cấp Đèn kiểm tra Máy cung cấp Mức thùng đứng Điều kiện chạy đường dây ra xoay chiều Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Truyền đạt thông tin Trị số cực đại lượng tối đa Ind Đèn kiểm tra Thùng nhỏ Truyền đạt thông tin TÀI LIỆU THAM KHẢO Điều khiển Lôgic GS.TS. Nguyễn Trọng Thuần - NXB Khoa học kỹ thuật- Hà Nội 2000. Tài liệu tham khảo tại nhà máy xi măng Hoàng Mai - tỉnh Nghệ An 3. GS.TS. Nguyễn Doãn Phước - Tự động hóa Simatic S7-200 - NXB Nông nghiệp Hà Nội - Hà Nội 1997 KẾT LUẬN Qua thời gian thực tập đồ án tốt nghiệp với đề tài "Thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC của hệ thống máy đóng bao nhà máy xi măng Hoàng Mai", với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Hồng Quang và các cô chú trong nhà máy đã giúp đỡ em hiểu rõ hơn những vấn đề về lý thuyết và thực tế liên quan đến đề tài nhằm củng cố những kiến thức đã học trong trường để hiểu rõ hơn về PLC, lập trình Simatic S7-200, S7-300 và các thiết bị như WED 3000, cài đặt các thông số, chỉnh định cân. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Hồng Quang đã trực tiếp hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp, các thầy cô giáo trong Bộ môn Tự động hóa trường Đại học Bách khoa Hà Nội và các cô chú cán bộ trong nhà máy xi măng Hoàng Mai đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2007 Sinh viên thực hiện Ngô Duy Nam LỜI CAM ĐOAN ! Em xin cam đoan đề tài tốt nghiệp này là do em tự thiết kế, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Hồng Quang. Các số liệu và kết quả trong đề tài là hoàn thành trung thực. Để hoàn thành bản đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu tham khảo đã được ghi trong bảng các tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu nào khác mà không được liệt kê ở phần tài liệu tham khảo. Sinh viên Ngô Duy Nam MỤC LỤC