Báo Cáo Môn Học Hệ Thống Tự Động Hóa Nhà Máy Xi Măng Nghiên Cứu Hệ Thống Điều Khiển Dây Chuyển Sản Xuất Xi Măng Công Ty Xi Măng Bỉm Sơn.docx

TRƯỜNG ĐẠI HOC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆNĐIỆN BỘMÔNTỰĐỘNG HÓACÔNGNGHIỆP ====o0o==== BÁO CÁOMÔN HỌC HỆTHỐNGTỰĐỘNGHÓANHÀMÁYXIMĂNG Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyển sản xuất Xi măngCôngtyXimăngBỉmSơn M[.]

TRƯỜNG ĐẠI HOC BÁCH KHOA HÀ

NỘIVIỆNĐIỆN BỘMÔNTỰĐỘNG HÓACÔNGNGHIỆP

====o0o====

BÁO CÁOMÔN HỌC HỆTHỐNGTỰĐỘNGHÓANHÀMÁYXIMĂNG

Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyển sản xuất Xi

măngCôngtyXimăngBỉmSơn

Mã học phần :EE4325 Mã

SVTH:Nguyễn Mạnh Tuấn 1

L i ời nóiđ u ầu

Ngày nay, các nhà máy xi măng ngày càng có quy mô l n, yêu c u đi u khi nớn, yêu cầu điều khiển ầu điều khiển ều khiển ểntựđ ng cao, tin c y cũng nh kh năng x lý phân tán, đi u khi n c p cao t iậy cũng như khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ều khiển ển ấp cao tối ốiu

ư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối Vìv yvi cậy cũng như khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ệc hi uển bi tết vàdâychuy ncông ngh ,ều khiển ệc c uhìnhhấp cao tối ệcth ng đi uối ều khiển khi nển c aủa nhàmáy Xi măng giúp cho sinh viên hi u bi t sâu ki n th c v ngành T đ ngển ết ết ức về ngành Tự động ều khiển ự hóa cũng nh t tin h n khiư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ự ơn khi

bư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tốiớn, yêu cầu điều khiểnc qua cánh c ng đ i h c và đ nh hổng đại học và định hướng ngànhnghề ại học và định hướng ngànhnghề ọc và định hướng ngànhnghề ịnh hướng ngànhnghề ư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tốiớn, yêu cầu điều khiểnng ngànhnghều khiểnchob nả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối thânmình.Trong h c ph nọc và định hướng ngànhnghề ầu điều khiển H th ng t đ ng hóa nhà máy xi măng ệ thống tự động hóa nhà máy xi măng ống tự động hóa nhà máy xi măng ự động hóa nhà máy xi măng ộng hóa nhà máy xi măng (EE4325) c a bủamônT Đ ng Hóa Công Ngi p, trự ệc ư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tốiờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội, em đượcng Đ i H c Bách Khoa Hà N i, em đại học và định hướng ngànhnghề ọc và định hướng ngànhnghề ư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tốiợccTS.Nguy n M nh Ti n giao cho đ tài:ễn Mạnh Tiến giao cho đề tài: ại học và định hướng ngànhnghề ết ều khiển “Nghiên c u h th ng đi u khi n ứu hệ thống điều khiển ệ thống điều khiển ống điều khiển ều khiển ển dâychuy n s n xu t ều khiển ản xuất ất Xi măngCôngty XimăngB m ỉm S n” ơn”

Em xin c m n th y Nguy n M nh Ti n t n tình hả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ơn khi ầu điều khiển ễn Mạnh Tiến giao cho đề tài: ại học và định hướng ngànhnghề ết ậy cũng như khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tốiớn, yêu cầu điều khiểnng d n em, d y choẫn em, dạy cho ại học và định hướng ngànhnghềemnhi uều khiển ki nết th cức về ngành Tự động vều khiểnđều khiểntàimônh cọc và định hướng ngànhnghề cũngnhư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tốinh ngững ki nết th cức về ngành Tự động th cự tếtkháctrongh cọc và định hướng ngànhnghề

ph nầu điều khiển H th ng t đ ng hóa nhà máy Xi măng ệ thống tự động hóa nhà máy xi măng ống tự động hóa nhà máy xi măng ự động hóa nhà máy xi măng ộng hóa nhà máy xi măng Do h n ch v trình đ nênại học và định hướng ngànhnghề ết ều khiển báocáo còn nhi u sai sót, em r t mong nh n đều khiển ấp cao tối ậy cũng như khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tối ư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tốiợcc s đóng góp ý ki n c aự ết ủacácth yầu điều khiển vàcácb nại học và định hướng ngànhnghề đ đển ều khiểntàiđư khả năng xử lý phân tán, điều khiển cấp cao tốiợc hoànthi nh n.c ệc ơn khi

HàN i,ngày ộng hóa nhà máy xi măng 13tháng11năm2019Sinh

viên th c ự động hóa nhà máy xi măng

hi n ệ thống tự động hóa nhà máy xi măng Nguy n ễn M nhại học và định hướng ngànhnghề Tu nấp cao tối

SVTH:Nguyễn Mạnh Tuấn 2

Mụclục

MỤCLỤC

Phần I: Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng của công ty xi măng BỉmSơn

3

1 GiớithiệuvềCôngtyXimăng BỉmSơn 3

2 CôngnghệsảnxuấtXimăng VLXDBỉmSơn 4

2.1 Mặtbằngtổngthểdâychuyềnsảnxuấtximăng 4

2.2 Sơđồ côngnghệdâychuyềnsảnxuấtximăng: 5

2.3 Thuyếtminhsơđồ dâychuyềnsảnxuấtximăng: 6

PhầnII:Nghiên cứucấuhìnhhệthốngđiềukhiểnDCScủa dâychuyềnsảnxuấtxi măng của côngtyximăng BỉmSơn 8

1 Giớithiệuhệ thốngDCS 8

2 Hệ thốngđiềukhiểnphântán DCScủa nhà máyximăng BỉmSơn 14

2.1 Môtảchitiếtvàtrìnhbàychứcnăngcấpđiềukhiểngiámsát 15

2.2 Môtảchitiếtvàtrìnhbàychứcnăngcấpđiềukhiển 16

2.3 MôtảcácBUSvàp h ư ơ n g thức truyềnthôngtronghệ thống 19

PhầnIII:.Nghiêncứubộ điềukhiển(PLC)chínhcủadâychuyềnSX 25

1 Giớithiệuchung 25

2 Đặctínhkỹ thuậtphầncứng 27

3 Phầmmềmlậptrình 30

KẾT LUẬN 31

TÀILIỆU THAMKHẢO 32

CÔNGTYXINTHÔNGBÁO:từngày01/05/2006CôngtychuyểnđổithànhCôngtyCổphầnximăngBỉmSơntheoQDsố486/QĐ-BXDngày23/3/2006của Bộ trưởng Bộ xây dựng vàđăng ký kinh doanh số 2800232620 do SởKH&ĐTtỉnhThanhHóacấp.

- Từnăm2004đếnnayCôngtyđangthựchiệntiếpdựánxâydựngnhàmáy

ximăng mớicôngsuất2triệutấnsảnphẩm/năm[Giớithiệudựán]

- Ngày01/05/2006chuyểnđổithànhCôngtycổ phầnximăng BỉmSơn

a TênCôngty:CÔNGTY CỔPHẦN XIMĂNGBỈM SƠN

+ Têngọi tắt:Côngty ximăng Bỉm Sơn

+TêngiaodịchQuốctế:BIMSONJOINT STOCKCOMPANY

+ Tênviếttắt:BCC

+TrụsởCôngty:PhườngBa Đình-ThịxãBỉmSơn-tỉnhThanhHóa

+Tel/Fax:037.824.242/037.824.046

2 Côngnghệ sảnxuấtXimăngVLXDBỉm Sơn

Quá trình sản xuất xi măng VLXD Bỉm Sơn được mô tả qua 3 giai đoạn cụthểnhưsau:

vôivàđáséttai cácmỏ nằmcách nhà máy khoảng 3km

- Xưởng ô tô vật tư: Bao gồm các loại ô tô vận tải có trọng lượng

lớnvậnchuyển đávôi,đásét vềcôngty

- Xưởng tạo nguyên liệu: Thiết bị chính là máy đập, máy nghiền và

cácthiết bị phụ trợ khác làm nhiệm vụ nghiền đá vôi, đá sét để tạo rahỗnhợp nguyênliệusảnxuấtclanker

- Phân xưởng điện tự động: Phân xưởng điện có chức năng chính là

đảmbảocung cấpđiện năng liêntụccho quátrìnhsản xuất

- Phân xưởng cấp thoát nước: Có nhiệm vụ cung cấp nước cho sản

xuấtvà sinh hoạt của công nhân viên đồng thời cũng một phần cung cấpnướcsinh hoạtchomột bộphậndân cưlâncận

Ngoàiracòncócácphânxưởng:sửachữathiếtbị,sửachữacôngtrình,xưởngcơkhí.Cácph

ân xưởngnàyđềumangtínhchấtphụcvụ chosảnxuất chính

2.2 Sơđồcôngnghệ dâychuyềnsảnxuấtximăng:

Tạikhochứa,mỗiloạisẽđượcmáycàoliệu(5)và(6)càotừnglớp(đồngnhấtlầnhai)đưalênbăngchuyềnđể nạpvàotừngBinchứaliệu(7)theotừngloạiđávôi,đấtsét,quặngsắt Than Đá thô từ kho chứa sẽ được đưa vào máy nghiền đứng (20) đểnghiền,với những kích thước hạt đạt yêu cầu sẽ được đưa vào Bin chứa (21) cònnhữnghạtchưađạtsẽhồivềmáynghiềnnghiềnlạiđảmbảohạtthannhiênliệucháyhoàntoànkhicấp cholò nungvàtháptraođổinhiệt.

2.3.2 QuátrìnhsảnxuấtClinker thànhphẩm:

Từ các Bin chứa liệu (7), từng loại nguyên liệu được rút ra và chạy quahệthống cân định lượng theo đúng tỷ lệ cấp phối đưa ra từ nhân viên vậnhànhđiều khiển (tỷ lệ phối liệu được quyết định từ phòng thí nghiệm) Tấccảnguyên liệu đó sẽ được gom vào một băng tải chung và đưa vào máynghiềnđứng (8) để nghiền về kích thước yêu cầu, tại đây nguyên liệu đãđược đồngnhất một lần nữa Bột liệu sau khi nghiền được chuyển lên Silođồng nhất (9)chuẩnbịđểcấpcholònung,dướiSilođồngnhấtcóhệthốngsụckhínénliêntụcvàoSilo đểtiếp tụcđồng nhấtlầnnữa

Để có một sản phẩm Clinker ổn định chúng ta thấy nguyên liệu phải quaítnhất 4lầnđồngnhất

Tháptraođổinhiệt(11)và LòquaynungClinker(12)

1 Tháp trao đổi nhiệt (11) là một hệ thống gồm từ 3-5 tầng, mỗi

tầngcó 1 hoặc 2 Cyclone có cấu tạo để tăng thời gian trao đổi nhiệtcủabộtliệu.Bộtliệuđượccấptừtrênđỉnhthápvàđixuống,nhiệtnóngtừ thanđược đốt cháy từ Calciner và lò nung đi lên sẽ tạo điềukiệnchophảnứngtạokhoángbêntrongbộtliệu.Mặc dùbộtliệuđixuống

và khí nóng đi lên nhưng thực chất quá trình này là trao đổinhiệtcùngchiều do cấu tạođặcbiệt củacácCyclon trao đổi nhiệt.

2

Lònung(12)códạnghìnhtrụtrònđườngkínhtừ3-5métvàdàitừ30-80méttùyvàocôngsuấtcủalò.Vỏlònungđượclàmbăngthépchịu nhiệt, bên trong cólót một lớp vật liệu chịu lửa Góc nghiêngcủalòtừ3%-5%đểtạođộnghiêngchodòngnguyênliệuchảybêntrong Tại đầu ra của Clinker sẽ cómột dàn quạt thổi gió tươi làmnguội nhanhClinker

ThanmịnđượcrúttừBinchứatrunggian(21)cấpchocácvòiđốtởtháptrao

đổinhiệtvà lònungđểđược đốtcháynungnóngbộtliệu

PhốiliệuđượcrútratừSilochứa(9),quacânđịnhlượngvàđượcđưalênđỉnhtháp trao đổi nhiệt bằngthiết bị chuyên dùng Từ trên đỉnh tháp (11), liệu từtừđixuốngquacáctầngCyclonekếthợpvớikhínóngtừlònungđilênđượcgia nhiệt dần lên khoảng 800-9000Ctrước khi đi vào lò nung (12) Trong lò,ở nhiệt độ 14500C các oxit CaO, SiO2, Al2O3,Fe2O3 có trong nguyên liệukết hợp với nhau tạo thành một số khoáng chínhquyết định chất lượng củaClinker như: C3S, C2S, C3A và C4AF ViênClinker ra khỏi lò sẽ rơi xuốngdàn làm lạnh (13), hệ thống quạt cao áp đặtbên dưới sẽ thổi gió tươi vào làmnguội nhanh viên Clinker về nhiệt độ khoảng 50 ÷ 900C, sau đóClinker sẽđượcchuyểnlênSilochứaClinker

2.3.3 Quátrình sảnxuấtximăng vàđóngbaothànhphẩm:

ClinkersẽđượcrúttừSilo,cấpvàoBinchứa(15)đểchuẩnbịnguyênliệuchoquá trình nghiền ximăng Tương tự Thạch Cao và Phụ Gia từ kho cũng đượcchuyển vào Bin chứa riêng theo từng loại Dưới mỗi Bin chứa,nguyên

liệuđượcquacânđịnhlượngtheođúngkhốilượngcủađơnphốiliệu,xuốngbăngtảichínhđưavàomáycán(16)đểcánsơbộ,sauđóđượcđưavàomáynghiềnxi măng (17) Bột liệu ra khỏimáy nghiền được đưa lên thiết bị phân ly (18),tại đây những hạt chưa yêu cầu sẽ được hồi lưu

về máy nghiền để nghiền tiếpcòn những hạt đạt kích thước yêu cầu được phân ly tách ra, đi theo dòngquạthút đưa lên lọc bụi (19) thu hồi toàn bộ và đưa vào Silo chứa xi măng (22).Quátrình nghiền sẽdiễnratheomột chu trình kín vàliên tục

TừSilochứa (22)ximăng sẽ đượccấptheo2cáchkhácnhau:

1 Rútximăngcấptrựctiếpchoxe bồnnhậnhàngdạngxá/rời

2 Vàcấpquamáyđóngbao(23),đểđóngthànhtừngbao50kggiaođếntừng

phươngtiệnnhậnhàng

Phần II: Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều

khiểnDCS của dây chuyền sản xuất xi măng của

công ty ximăng BỉmSơn

1 GiớithiệuhệthốngDCS

a Kháiniệm

DCS – (Distributed Control System), là một hệ thống điều khiển cho mộtdâychuyền sản xuất, một quá trình hoặc bất cứ một hệ thống động học nào,trongđócácbộđiềukhiểnkhôngtậptrungtạimộtnơimàđượcphântấntrêntoànbộhệ thống,với mỗi hệ thống con được điều khiển bởi một hoặc nhiều bộ điềukhiển Giải pháp thiết kế của các hệDCS thương phẩm là hướng vào các ứngdụng điều khiển phân tán nên nóthường được thiết kế theo hệ thống mở, khảnăng tích hợp cao kể cả tích hợpvới các PLC khác nhau điều khiển máy vàcông đoạn sản xuất độc lập Mụctiêu tạo thuận lợi cao nhất cho kỹ sư thiết kếvàtíchhợphệthốngđiềukhiển

Thế mạnh của DCS là khả năng xử lý các tín hiệu tương tự và thực hiệncácchuỗiquátrìnhphứctạp,khảnăngtíchhợpdễdàng.CáchệthốngDCSthươngphẩm ngàynay thường bao gồm các bộ điều khiển (controller), hệ thống mạngtruyền thông và phần mềm điều hành hệ thống tích hợp Các hệDCS có thểquảnlýđượctừvàinghìnđiểmđếnhàngchụcnghìnđiểmvào/ra.Nhờcấutrúcphầncứng và phần mềm, hệ điều khiển có thể thực hiện đồng thời nhiều vòngđiều chỉnh, điều khiển nhiều tầng,hay theo các thuật toán điều khiển hiện đại:Nhận dạng hệ thống, điều khiển

theomôhìnhdựbáo(MPC),fuzzy,neutral,điềukhiểnchấtlượng(QCS)

Để phục vụ cho việc trao đổi thông tin, các hệ DCS thương phẩm ngày nayhỗtrợ nhiều giao thức truyền thông từ cấp trường đến cấp quản lý Hiện naycácgiaothứcnàyđãđượcchuẩnhoá(Profibus,FoudationFieldBus,Ethernet)

Các hệ DCS thương phẩm ngày nay có độ tin cậy rất cao: nhờ có khả năngdựphòng kép ở tất cả các thành phần trong hệ (controller, mođun I/O, bustruyềnthông), khả năng thay đổi chương trình (sửa chữa và download), thayđổi

cấutrúccủahệ,thêmbớtcácthànhphầnmàkhôngcầnlàmgiánđoạn,khôngcần

Phần2:NghiêncứucấuhìnhhệthốngđiềukhiểnDCScủadâychuyềnsảnxuấtxi măngBỉm Sơn

khởiđộnglạiquátrình(thayđổionline)

Cơ sở dữ liệu quá trình trong các hệ DCS thương phẩm cũng được thiết kếsẵnvà là cơ sở dữ liệu lớn có tính toàn cục và thống nhất Các nhà sản xuất DCScũng cam kết thời gian hỗ trợvới các sản phẩm DCS lớn, từ 15 đến 20 năm đểđảmbảothời gianhoạtđộngvàkhai thác củacáchệ thốnglớn

Tất cả những đặc điểm trên cho thấy các hệ DCS hoàn toàn đáp ứng yêu cầuvềmột giải pháp tự động hoá tích hợp tổng thể Các chuyên gia cho tới ngàynay,DCSvẫnlàkhôngthểthaythếđượctrongcácứngdụnglớn

b Môhìnhphâncấphệthống

Càng ở cấp dưới thì các chức năng càng mang tính chất cơ bản hơn và đòihỏiyêu cầu cao hơn về tốc độ đáp ứng hay tính thời gian thực Một chức năngởcấptrênđượcthựchiệndựatrêncácchứcnăngcấpdưới,tuykhôngđòihỏithờigianphảnứngnhanhnhưởcấpdưới,nhưngngượclại

lượngthôngtincầntraođổivàxửlýlạilớnhơnnhiều.Thôngthường,ngườitachỉcoibacấpdướithuộcphạm vi của một hệ thống điểu khiển và giám sát Tuy nhiên, biểu thị haicấptrêncùng(quảnlýcôngtyvàđiềuhànhsảnxuất) giúptahiểuthêmmôhìnhlýtưởngmộtmôhìnhlýtưởngchocấutrúcchứcnăngtổngthểchocácnhàmáy

Cấp chấp hành: Các chức năng chính của cấp chấp hành là đo

lường,truyền động, và chuyển đổi tín hiệu trong trường hợp cần thiêt Thựctế, đa sốcác thiết bị cảm biến (Sensor) hay cơ cấu chấp hành (Actuator) cũng

có phầnđiềukhiểnriêngchoviệcthựchiệnđolường/truyềnđộngđượcchínhxác

Cấpđiềukhiển:Nhiệmvụchínhcủacấpđiềukhiểnlànhậnthôngtintừcác cảm biến, xử

lý các thông tin đó theo một thuật toán nhất định vàtruyềnđạtlạikếtquảxuốngcáccơcấuchấphành.Khicònđiềukhiểnthủcông,thìcácnhiệm vụ

đó được các người đứng máy thao tác trực tiếp đảm nhận qua việctheo dõi các thiết bị đo lường, sử dụng

hiệnnhữngthaotáccầnthiết.Trongmộthệthốngđiềukhiểntựđộnghiệnđạinhữngthaotácđóđượcthựchiệnthôngquamáytính

Cấp điều khiển giám sát: Có chức năng giám sát và vận hành một

quátrình kỹ thuật Khi đa số các chức năng như đo lường, điều khiển, điềuchỉnh,bảotoànhệthốngđượccáccấpdướithựchiện,thìnhiệmvụcủacấpđiềukhiểngiámsátlàh ỗ trợngườisửdụngtrongviệccàiđặtứngdụng,thaotác,theodõi,giám sát vận hành và xử lýnhững tình huống bất thường Ngoài ra, trong mộtsố trường hợp, cấp này còn thực hiện các bàitoán điều khiển cao cấp như điềukhiển phối hợp, điều khiển trình tự và điều khiển theo công thức (ví dụtrongchế biến dược phẩm, hoá chất) Khác với cấp dưới, cấp điều khiển giámsátkhông đòi hỏi phương tiện đặc biệt, thiết bị phần cứng đặc biệt ngoài cácmáytính thông thường (máy tính cá nhân, máy trạm, máy chủ, terminal…).Việcphâncấpchứcnăngsẽtiệnlợi choviệcthiếtkếhệthốngvàlựachọnthiếtbị

Cấp điều hành sản xuất: Nhiệm vụ của cấp điều hành sản xuất là

nhậncác thông tin về trạng thái làm việc của các quá trình kỹ thuật, các giànmáy,cũng như của hệ thống điều khiển tự động, các số liệu tính toán, thống

kê vềdiễn biến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm Đồng thời cấp điềuhànhsảnxuấtcónhiệmvụxửlýcácsốliệu,lậpkếhoạchsảnxuất,raquyếtđịnh bảodưỡngmáy móc, tối ưu hoá sản xuất và đưa các thông tin về các thông số thiếtkế, công thức điều khiển, và mệnh lệnh điều hành xuống cấpdưới Mặt kháccấp điều hành sản xuất còn có chức năng là trao đổi thông tin vớicấp quản lýcôngty.Cấpđiềuhànhsảnxuấtbaogồmcácmáytínhvănphòngnốimạngcục

bộvới nhau.

Cấpquảnlýcôngty:Cấpquảnlýcôngtylàcấptrêncùngtrongmôhìnhphân cấp hệ thống.

Nhiệm vụ của cấp này trao đổi thông tin giữa công ty vàkhách hàng thông qua thư điện tử, hội thảo

từ xa, dịch vụ truy cập Internet vàthươngmạiđiệntử…Cấpquảnlýcôngtycòncónhiệmvụtínhtoángiáthành,kế hoạch sản xuất, thống kê tài nguyên, xử lý đơn đặthàng Để kết nối các cấptronghệthốngphâncấpvớinhautasửdụngcáchệthốngbus

có thể thực hiện các phép tính logicđơn giản, mà còn có khả năng làm

thựchiệncácphéptoánsốhọc,cácthuậttoánđiềukhiểnphảnhồi.PLCđượcsửdụngtrongcáchệđiềukhiểnphântánthườngcócấuhìnhmạnh,hỗtrợđiềukhiểntrìnhtựcùngvớicácphươngpháplậptrìnhhiệnđại

 CáchệDCStrênnênPC

Giảiphápsửdụngmáytínhcánhân(PC)làmthiếtbịđiềukhiểnđãtrởnênphổbiến.Nếusosánhvớicácbộđiềukhiểnkhảtrình(PLC)vàcácbộđiều

d Thànhphầnchính

Mộthệđiều khiểnphântánDCSbaogồmcác thànhphầnchínhsau:

 Trạm điều khiển cục bộ(local control station, LCS), đôi khi còn

đượcgọilàcáckhốiđiềukhiểncụcbộ(localcontrolunit,LCU)hoặccáctrạmquá trình(process station, PS) Các trạm điều khiển cục bộ thuộc cấpđiều khiển, là nơi thực hiện mọi

côngđoạn.Cáctrạmnàythườngđượcđặttrongphòngđiềukhiểnhoặcphòngđiện ởcạnh phòng điều khiển trung tâm hoặc rải rác gần khu vực hiệntrường

 Trạm vận hành(operator station, OS) được đặt tại phòng điều

khiểntrung tâm Các trạm vận hành có thể hoạt động song song, độclập vớinhau Để tiện cho việc vận hành hệ thống, người ta thường sắpxếp mỗitrạmvậnhành tươngứng vớimột phânđoạnhoặcmộtphân xưởng

Ngoài các thành phần chính trên, một hệ DCS cụ thể có thể bao gồmcácthành phần khác như trạm vào/ra từ xa (remote I/O station), các bộđiềukhiểnchuyêndụng,vv…

 Cấuhìnhlinhhoạt

Nhờ khả năng dự phòng kép ở tất cả các thành phần, DCS có khảnăngthay đổi các chương trình, thay đổi cấu trúc của hệ hay thêm bớt cácthành phầnmà khônglàmgián đoạnhay khởiđộnglại quá trình

 Tỷlệlỗithấp

Theo thiết kế, các hệ DCS thường có hệ thống mở, khả năng tíchhợpcao với các PLC khác nhau điều khiển máy và công đoạn sảnxuấtđộclập Vì vậy, DCS có tỷ lệ lỗi thấp, nhờ đó, việc điều khiển trongcácnhàmáyhayxínghiệpsẽvừatiếtkiệmchiphí,vừadễbảotrìvàvậnhành

 Tínhsẵnsàngvàđộtincậy

Các hệ điều khiển phân tán DCS hiện đại đều có các cơ chế dự phòng,antoàn,khởiđộnglạikhixảyrasựcốcũngnhưcácchếđộbảotrì,chẩnđoánvà chỉ thị lỗi Bêncạnh đó, các hệ DCS cũng cho phép người sử dụng càiđặt các chế độ bảo mật để hạn chế, kiểm soát quyền truy nhập dữ liệuvàđiềukhiển

f PhânbiệtDCSvớiSCADA

Trong quá khứ, SCADA và DCS là hai hệ thống riêng biệt; tuy nhiên,vớisự phát triển công nghệ ngày nay, hai hệ thống này đôi khi cũng có nhữngđiểm tương đồng và nhiều người có thểnhầm lẫn chúng Để phân biệtSCADAvà DCS,chúngta cầnchúýtớibađiểmsaucủamỗihệthống:

 Mụctiêu:mộthệDCSthườnghướngtớiquátrình,cònSCADAhướngtới thu thập dữ

liệu DCS tập trung vào quá trình kiểm soát và việc đưathông tin tới người quản lý Trái lại, SCADA tập trung chủ yếu vàotrungtâm điều khiển và bản thân người quản lý Các thiết bị điều khiển từxacủahệSCADAchủyếuđượcdùngđểthuthậpthôngtin,mặcdùchúngcó thểthựchiệncác quátrìnhđiềukhiểnphức tạp và đa dạnghơn

 Chứcnăng:trongmộthệDCS,hệthốngđiềukhiểncóvòngđiềukhiểnquy trình khép

kín tại thiết bị đầu cuối từ xa (RTU) hoặc các khốiđiềukhiểnlogickhảtrình(PLC).Tuynhiên,vòngđiềukhiểnquytrìnhkhépkín nàykhông có ở SCADA Thay vào đó, SCADA sử dụng giao diệnngười-máy(HMI),sửdụngconngườinhưlàhệthốngđiềukhiểnkiểmsoát

 Kếtnối:trạmvậnhànhcủaDCSthườngđượckếtnốivớicáctrạmvào/ra thông qua

mạng cục bộ và bus trường Người quản lý sẽ đưa ra yêucầu trực tiếp với trạm vào/ ra khi

nghĩalàcácsựkiệntrườngcóthể trựctiếplàmgiánđoạnhệ thốngvàthực

hiện lệnh của nhà quản lý Nhưng đối với SCADA, một khiđườngtruyềngặplỗi,hệthốngphảithựchiệntheotrìnhtự.Tómlại,DCSđượcđiềukhiển theo xu hướng quá trình, trong khi SCADA là điếu khiểntheosựkiện.

2 Hệ thốngđiềukhiểnphântánDCScủanhàmáyximăngBỉmSơn

DCSnhàmáyXimăngBỉmSơn

Toàn bộ quá trình sản xuất của nhà máy được thực hiện tự động hóa ở mức độcaovàđượcđiềukhiểntậptrungCCR(CentralControlRoom)đểkiểmsoáttoànbộhoạtđộngcủanhàáy,đồngthờichophépđiềuchỉnhkịpthờicácthôngsốkhichấtlượngcủasản phẩm thayđôihoặckhicósựcốbất bình thườngxảy ra

 PhòngCCR(CentralControlRoom):Vậnhành vàgiámsáttoànbộnhà

máy.

- Gồm 6 trạm vận hành OS3, OS4, OS5, OS6, OS7 và OS8

(OperatorStation) để điều khiển và giám sát các công đoạn: Chứa và vận

chuyểnnguyên liệu; đồng nhất bột liệu và cung cấp cho lò nung; làmnguộiclanhke, kho chưa chất clanhke và các bộ phận dịch vụ; nghiền ximăng;nghiền than; các trạm, đập đá shake; vận chuyển và chứa phụ gia Hệthống thiết kế sao chomỗi trạm vận hành OS có thể kiểm ta và giám sáttừ2côngđoạntrởnên

- Trạm kỹ thuật ES (Engineer Station) sử dụng cho việc biên soạn,

lưuchương trình và đào tạo kỹ thuật, được kết nói với monochromelaserprinter

- Trạm quản lý mạng management station gồm một máy tính chạy

phầnmềm quản lý SNMP (SNMP management application), dùng để

giám sátvà điều khiển tập trung được kết nối với máy hardcopy màu (color inkjetprinthardcopy)

- Trạmtốiưuhóa (kilnoptimization)

- Màn hình giám sát (CCTV Monitor): gồm 6 màn hình kết nối giám sát6công đoạn: Limestone storage, Raw materal feed, Coal stogare, No 1&2Cementmilk feed,No.1packingplant,No.1 packingplant