LẬP TRÌNH GIÁM SÁT CHO NHÀ MÁY XI MĂNG CHINFON HẢI PHÒNG

1. Lý do chọn đề tài.52. Mục đích.53. Nội dung thực hiện.54. ý nghĩa khoa học và thực tiễn.55. Hướng phát triển của đề tài.66. Phương pháp thực hiện.6Chương 17TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG CHINFON VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TẠI NHÀ MÁY71.1 Sơ lược về quá trình hình thành và cấu trúc tổ chức của nhà máy xi măng CHINFON Thủy Nguyên Hải Phòng71.1.1. Sơ lược về quá trình hình thành nhà máy:71.1.2.Vị trí địa lý81.2. Đặc điểm hoạt động sản xuất Công ty cổ phần Xi măng CHINFON91.3. Thành phần hoá học của Clinker xi măng pooclăng91.4. Công nghệ sản xuất xi măng101.4.1 Quá trình chuẩn bị nguyên nhiên liệu111.4.2. Công đoạn sơ chế121.4.2.1.Công đoạn đập nguyên liệu thô121.4.2.2.Lưu kho nguyên liệu thô121.4.3 Nghiền liệu131.4.3.1.Công đoạn nghiền liệu131.4.3.2.Dẫn nguyên liệu141.4.4 Lò nung16

MỤC LỤC

1 Lý do chọn đề tài 5

2 Mục đích 5

3 Nội dung thực hiện 5

4 ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5

5 Hướng phát triển của đề tài 6

6 Phương pháp thực hiện 6

Chương 1 7

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG CHINFON VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TẠI NHÀ MÁY 7

1.1.2.Vị trí địa ly 8

1.2 Đặc điểm hoạt động sản xuất Công ty cổ phần Xi măng CHINFON 8

1.3 Thành phần hoá học của Clinker xi măng pooclăng 9

1.4.1 Quá trình chuẩn bị nguyên nhiên liệu 11

1.4.2 Công đoạn sơ chế 12

1.4.2.1.Công đoạn đập nguyên liệu thô 12

1.4.2.2.Lưu kho nguyên liệu thô 12

1.4.3 Nghiền liệu 13

1.4.3.1.Công đoạn nghiền liệu 13

1.4.4 Lò nung 16

1.4.4.2.Công đoạn nung clinker 16

1.4.5 Nghiền xi măng 18

1.4.5.1.Làm mát Clinker 18

1.4.5.3.Công đoạn nghiền xi măng 19

1.4.5.4.Công đoạn vận chuyển, đóng bao và xuất xi măng 20

Chương 2 21

HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG VÀ CÂN BĂNG 21

2.1 Giới thiệu về hệ thống cân băng định lượng 21

2.1.1 Nguyên ly hoạt động 22

2.1.2 Cấu tạo của cân băng định lượng : 26

2.2.2 Đo trọng lượng liệu trên băng tải: 28

Chương 3 31

TRANG THIẾT BỊ DÙNG HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG 31

3.1 Đặt vấn đề 31

3.2 Cấu tạo cân băng định lượng 31

3.2.1.Cấu tạo 31

3.2.2 Nguyên ly hoạt động 33

3.3.Nguyên lý đo 34

3.4 Hệ thống cân băng định lượng nghiền xi măng của công ty xi măng CHINFON Thủy Nguyên Hải Phòng 36

3.5.Các phần tử chính dùng trong hệ thống cân băng định lượng 37

3.6 Giới thiệu về các phần tử tự động dùng trong hệ thống cân băng định lượng 38

3.6.1.Động cơ không đồng bộ ba pha 38

3.6.2 Biến tần Micromaster Vector kiểu MM 440 của Siemens 40

3.6.2.1 Cách đấu nối dây 42

3.6.2.2: Thông số kỹ thuật của biến tần Micromaster Vector kiểu MM440 43

3.6.2.3 Nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ 45

3.7.Cảm biến tiệm cận 46

3.7.1.Tìm hiểu về cảm biến tiệm cận 46

3.8.2.2 Giới thiệu các đơn vị hệ thống 56

3.8.2.2.1.Bộ điều khiển cục bộ VLG 20110 56

3.8.2.2.3 Bộ phận VLB20120 61

3.9 Đầu cân: 63

Chương 4 64

LẬP TRÌNH VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG 64

4.1.Giới Thiệu Về PLC S7-300 64

4.1.1 Khái niệm chung PLC S7-300 64

4.2 Giới Thiệu Phần Mềm Giám Sát WinCC 65

4.3 Xây dựng chương trình 66

4.3.1.Xây dựng công thức tính toán và lưu đồ thuật toán: 66

4.3.2 Quy trình công nghệ và lập trình hệ thống: 72

4.3.2.1 Cấu tạo hệ thống cân băng: 72

4.3.2.3.Liệt kê số lượng tín hiệu vào/ra: 75

4.4.3.4 Cấu hình phần cứng và chương trình điều khiển: 76

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 110

MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Nhà máy xi măng CHINFON………… ……… 8

Hình 1.2 : Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng……… 9

Hình 1.3 : Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng… ……… 11

Hình 1.4 : Lưu kho nguyên liệu thô……… 14

Hình 1.5:Nghiền liệu……… 13

Hình 1.6: Đồng nhất liệu……… 14

Hình 1.7:Cấp liệu vào lò……… 15

Hình 1.8:Tháp tiền nung……… 16

Hình 1.9:Lò nung……… 16

Hình 1.10: Làm mát Clinker……… 18

Hình 1.11:Định lượng nguyên liệu nghiền xi măng………19

Hình 1.12: Nghiền xi măng……… 19

Hình 2.1:Sơ đồ công nghệ điều khiển cân băng tải……….23

Hình 2.2: Hình ảnh hệ thống cân băng định lượng………24

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý đo lường của hệ thống cân băng định lượng 25

Hình 2.4: Cấu tạo cân băng định lượng 26

Hình 2.5 : Sơ đồ cấu tạo hệ thống cân băng 3cửa……….29

Hình 3.1: Cấu tạo hệ thống cân băng định lượng 32

Hình 3.2: Cấu tạo cân băng định lượng MULTIDOS 33

Hình 3.3: Sơ đồ khối chức năng của cân băng định lượng……….34

Hình 3.4 : Sơ đồ nguyên lý đo lường của hệ thống cân băng định lượng 35

Hình 3.5: Mô hình hệ thống cân băng định lượng 37

Hình 3.6: Động cơ SEW loại K 39

Hình 3.7: Lắp đặt động cơ truyền động cho băng tải 39

Hình 3.8: Biến tần Micromaster Vector kiểu MM 440 của Siemens……… 40

Hình 3.9: Sơ đồ khối của biến tần Micromaster vector kiểu MM 440 42

Hình 3.10: Cách đấu nối dây vào biến tần………43

Hình 3.11: Sơ đồ chi tiết bên trong của cảm biến tiệm cận loại từ cảm………47

Hình 3.12: Cảm biến tiệm cận BIC 1I3-P2A40-M30MO2-BPX0B-050……… .47

Hình 3.13: Nguyên lý cầu Wheatstone……….49

Hình 3.14: Cấu tạo điện trở lực căng……… …50

Hình 3.15: Cảm biến đo trọng lượng loadcell PWS……….51

Hình 3.16: Các thông số cơ bản của loadcell PWS……… 51

Hình3.17: Kích thước loadcell PWS……… 52

Hình 3.18: Hình ảnh cảm biến vận tốc……….53

Hình 3.19: Hệ thống DISOCONT cho cân băng……… 54

Hình 3.20: Hệ thống MULTIDOS trong cân băng……… 55

Hình 3.21 Sơ đồ khối điều khiển VLG20110………57

Hình 3.21: Khối VSE 20100……… 58

Hình 3.22 Bộ điều khiển VLB20100……… 60

Hình 3.23 Sơ đồ bộ điều khiển VLB20100……….…61

Hình 3.24: Giới thiệu hình ảnh một số loại đầu cân có trong thực tế……… 62

Hình 4.1 Thiết bị lập trình SIMATIC S7-300……… 64

Hình 4.2 Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển hệ thống……… 66

Hình 4.3 Sơ đồ khối chương trình………67

Hình 4.4 Sơ đồ khối xử lý lỗi cân băng và dừng hệ thống………68

Hình 4.5 Sơ đồ khối xử lý lỗi băng tải chính………68

Hình 4.6 Lưu đồ thuật toán khởi động tự động……… 69

Hình 4.7 Sơ đồ công nghệ hệ thống……… …70

Phần mở đầu

1 Lý do chọn đề tài.

Nền kinh tế nước ta đang ngày càng phát triển, nhu cầu về xây dựng cơ sở hạtầng ngày càng cao để có thể đáp ứng được đòi hỏi của quá trình công nghiệp hoá-hiện đại hoá Để đáp ứng được điều đó thì hàng loạt các nhà máy xi măng đã được xâydựng và để đảm bảo chất lượng của xi măng thì việc xác định chính xác tỷ lệ của cácthành phần để sản xuất xi măng là việc rất quan trọng chính vì vậy hệ thống cân băngđịnh lượng đã được đưa vào nhà máy Chính vì vậy em chọn đề tài này nhằm giúp emđánh giá được khả năng tích luỹ kiến thức bấy lâu trong nhà trường, cũng từ đó mànắm vững được kiến thức chuyên ngành, áp dụng tốt linh hoạt vào thực tiễn

2 Mục đích.

Trong quá trình thực hiện đồ án chúng ta phải tìm tòi, trao đổi kiến thức, tổnghợp nó để vận dụng vào thiết kế sao cho việc thiết kế hệ thống điều khiển cho dâychuyền cân băng định lượng đảm bảo kỹ thuật, phù hợp với yêu cầu thực tế

3 Nội dung thực hiện.

Phạm vi nội dung đồ án tập trung vào các vấn đề sau:

- Công nghệ sản xuất xi măng

- Các thiết bị trong hệ thống cân băng định lượng

- Giới thiệu hệ thống DCS tại nhà máy

- Phân tích thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống cân băng định lượng

4 ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Ngày nay lĩnh vực tự động hoá và tin học công nghiệp là mũi nhọn của kỹ thuậthiện đại, nhiều hệ thống điều khiển tự động đã ra đời nhằm phục vụ nhiều nhu cầukhác nhau của đời sống và được ứng dụng rất thành công đem lại hiệu quả công việcrất cao Một trong những phương án tốt nhất và được sử dụng rộng rãi hiện nay là thaythế hệ thống đó bằng bộ điều khiển PLC Vì vậy thiết kế hệ thống điều khiển cho dây

chuyền cân băng định lượng sử dụng thiết bị lập trình điều khiển PLC làm nâng caonăng suất, chất lượng của xi măng là một điều tất yếu hiện nay.

5 Hướng phát triển của đề tài.

Đề tài này cho ta nắm khái quát một hệ thống tự động, tuy nhiên trên thực tế cónhiều hình thức cân định lượng, tuỳ theo nhu cầu công việc mà ta thiết kế cho hợp lý

Từ những kiến thức tiếp thu được qua đề tài này ta có thể phát triển hệ thống cân băngđịnh lượng sang nhiều lĩnh vực khác như trong sản xuất thực phẩm, thức ăn gia súc,

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG CHINFON VÀ QUY TRÌNH

SẢN XUẤT TẠI NHÀ MÁY1.1 Sơ lược về quá trình hình thành và cấu trúc tổ chức của nhà máy xi măng CHINFON Thủy Nguyên Hải Phòng

1.1.1 Sơ lược về quá trình hình thành nhà máy:

Quá trình phát triển của ngành công nghiệp xi măng Việt Nam nói chung luônphụ thuộc vào hai yếu tố cơ bản: một mặt gắn với điều kiện phát triển kinh tế xã hộichung của đất nước, một mặt khác cũng phụ thuộc vào trình độ phát triển công nghệ,

kỹ thuật và thiết bị sản xuất xi măng trên thế giới Nhà xi máy măng CHINFON là mộtliên doanh giữa 3 tập đoàn công ty TNHH CHINFON Việt Nam Holding (Đài Loan)

và UBND Thành phố Hải Phòng Việt Nam, Tổng công ty Công nghiệp xi măng ViệtNam Nhà máy xi măng CHINFON chính thức thành lập theo giấy phép đầu tư số490/GP do Ủy Ban Nhà nước về Hợp tác và Đầu tư (nay là Bộ Kế hoạch và Đầu tư)cấp ngày 24/12/1992, được đăng ký lại theo Luật doanh nghiệp năm 2005 và đượcUBND TP Hải Phòng cấp Giấy chứng nhận đầu tư số 021022000120 ngày 3/7/2008.Bằng công nghệ và thiết bị tiên tiến, hiện đại, sau khi cải tạo, nâng cấp dây chuyền 1

đã đạt công suất 4.900 tấn Clinker/ngày so với công suất thiết kế ban đầu là 4.000 tấnClinker/ngày và sản lượng sản xuất đạt 2.300.000 tấn xi măng /năm được xây dựng tạiTràng Kênh – Minh Đức - Thuỷ Nguyên Hải Phòng, nơi tập trung nguồn nguyên liệutốt nhất Việt Nam Ngoài nhà máy chinfon Hải Phòng, tập đoàn còn có một trạmnghiền xi măng ở Hiệp Phước – TP HCM (trạm nghiền này lấy nguyên liệu Clinker từnhà máy xi măng Chinfon Hải Phòng vận chuyển vào) để phục vụ thị trường xi măngmiền Nam và một dự án xây dựng trạm nghiền tại khu kinh tế Dung Quất Nhà máynghiền Hiệp Phước được đầu tư xây dựng vào năm 2003 tại Khu công nghiệp HiệpPhước thành phố Hồ Chí Minh với công suất 500.000 tấn xi măng mỗi năm Dâychuyền 2 được xây dựng vào năm 2006 tại Tràng Kênh – Minh Đức - Thuỷ Nguyên-Hải Phòng với công suất đạt 4.300 tấn Clinker/ngày đã nâng công suất 2 dây chuyềncủa nhà máy lên 9.200 tấn Clinker/ngày, 3.900.000 tấn xi măng/năm Tổng số vốn đầu

tư cho giai đoạn 1 là 263.705.066 USD và 200.000.000 USD cho giai đoạn 2 Nhờ cónguồn nguyên liệu với chất lượng tốt, trang thiết bị hiện đại, tiên tiến, đội ngũ cán bộ,

công nhân viên lành nghề, chất lượng xi măng Hoa Đào ngày càng khẳng định được vịthế của mình không chỉ trong nước mà trên cả thị trường khu vực.Tổng vốn đầu tư:288,3 triệu USD; Sau khi hoàn thành dây chuyền 1 tổng trị giá quyết toán là263.705.066 USD Vốn pháp định của công ty: 90.000.000 USD

- Phía nước ngoài: ChinFon Investment Co., Ltd (Đài Loan), góp 70%, bằng

63 triệu USD

- Phía Việt Nam gồm: Tổng công ty Xi măng Việt Nam, góp 14,44%, bằng 13 triệu USD và Xí nghiệp khai thác đá Minh Đức - Hải Phòng, góp 15,56%, bằng 14 triệu USD Hiện nay, nhà máy cách trung tâm thành phố Hải Phòng 20Km nằm trên quốc lộ 10 Giao thông thuận tiện, các nguồn nguyên liệu chính cung cấp cho nhà máy( quặng, sắt, vôi, đất sét ) ở trong phạm vi không quá 30km

- Phía Nam giáp sông bạch đằng

- Phía Đông Bắc giáp núi U Bò thuộc thị trấn Minh Đức- Thủy Nguyên- Hải phòng

- Phía bắc giáp cầu tràng kênh

1.2 Đặc điểm hoạt động sản xuất Công ty cổ phần Xi măng CHINFON

Hiện sản phẩm của công ty rất đa dạng và đảm bảo chất lượng như: Xi măngPooc Lăng hỗn hợp PCB 30, PCB 40 được sản xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

6260:1997; Xi măng Pooc Lăng PC 40, PC 50 được sản xuất theo tiêu chuẩn Việt NamTCVN 2682:1999; Clinker thương phẩm Ppc40 được sản xuất theo tiêu chuẩn ViệtNam TCVN 7024:2002 Các sản phẩm của Công ty cổ phần Xi măng CHINFON đều

có chất lượng ổn định, độ dư mác cao, có lợi cho người tiêu dùng, an toàn trong quátrình lưu kho, vận chuyển, sử dụng và giá cả hợp lý nhất Các sản phẩm này Công ty

đã công bố sản phẩm phù hợp tiêu chuẩn và chất lượng hàng hoá tại Chi cục tiêuchuẩn đo lường chất lượng (TC – ĐL – CL) Hải Phòng và được Chi cục tiếp nhận.Công ty sản xuất chủ yếu xi măng loại PCB 30 Bên cạnh đó,công ty còn sản xuất ximăng PCB 40 dành cho đóng bao hoặc bán rời Để tăng cường chất lượng cũng như đadạng các sản phẩm cung cấp, BCC đang có kế hoạch tăng cường sản xuất xi măngPCB 40

1.3 Thành phần hoá học của Clinker xi măng pooclăng

Là yếu tố quan trọng đánh giá chất lượng clinker, nó gồm 4 ôxit chính:

CaO chiếm (63÷67)% Là ôxit quan trọng nhất Để xi măng có chất lượng cao CaOphải liên kết với các ôxit khác Lượng CaO tự do còn lại ở dạng quá lửa làm cho đá ximăng không ổn định thể tích gây hại Lượng CaO liên kết lớn- xi măng có cường độcao Đóng rắn nhanh, khi đóng rắn toả nhiệt nhiều, không bền hoá

SiO2: chiếm (21÷24)% Liên kết với CaO tạo khoáng SLC, các khoáng này có khảnăng đóng rắn SiO2 tự do không ảnh hưởng gì đến chất lượng xi măng Lượng SiO2

liên kết lớn xi măng có cường độ sau 28 ngày lớn, đóng rắn chậm, toả nhiệt nhỏ khiđóng rắn, bền hoá hơn

Al2O3: chiếm (4÷8)% Liên kết với CaO tạo thành khoáng Aluminát và Alumôfezit can xi Al2O3 liên kết lớn-xi măng có cường độ phát triển lúc đầu cao sau chậm,thời gian đóng rắn nhanh, toả nhiệt nhiều khi đóng rắn, kém bền hoá Fe2O3: chiếm(2.5÷5)% Liên kết với CaO tạo fezit can xi Fe2O3 lớn nhiệt độ kết khối của phối liệugiảm, độ nhớt pha lỏng nhỏ dễ tạo khoáng trong clinker Nếu Fe2O3 quá lớn xi măng

có tỷ trọng cao, cường độ thấp, đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp, bền hoá

1.4 Công nghệ sản xuất xi măng

Sơ đồ dây truyền sản xuất

đập đá vôi

Máy đập đá sét

Nghiền thô Raw mill

Silo đồng nhất

Hemozen ization silo

Tháp trao đổi nhiệt Preheater tower

Lò nung Kiln

Làm nguội clinker

Clinker cooler

Băn

g tải

Máy nghiền

Sil

o chứ

a tha

n mị n

Ch

xin er

Ch

Ngh iền

xi măn g

Nghiền thô CKP Nghiền tinh Ball mill

Xi măng Đóng bao

ch cao

pirit )

addt ion)

Thạ

( gy psu m)

Tha

n đá ( co al)

Phụ gia

Băng tải

măng

Hình 1.3 : Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng

1.4.1 Quá trình chuẩn bị nguyên nhiên liệu

Từ mỏ, đá vôi được khai thác (nổ mìn) và được vận chuyển bằng xe tải về đổ qua máy đập búa (1) đưa về kích thước nhỏ hơn và đưa lên máy rải liệu (2) để rải liệu chất thành đống trong kho (đồng nhất sơ bộ) Tương tự với đất sét, phụ gia điều chỉnh (quặng sắt, đá si líc, quặng bô xít ), than đá và nguyên liệu khác cũng được chất vào kho và đồng nhất theo cách trên

Tại kho chứa, mỗi loại sẽ được máy cào liệu (5) và (6) cào từng lớp (đồng nhất lần hai) đưa lên băng chuyền để nạp vào từng Bin chứa liệu (7) theo từng loại đá vôi, đất sét, quặng sắt

Than đá thô từ kho chứa sẽ được đưa vào máy nghiền đứng (20) để nghiền, với những kích thước hạt đạt yêu cầu sẽ được đưa vào Bin chứa (21) còn những hạt chưa đạt sẽ hồi về máy nghiền nghiền lại đảm bảo hạt than nhiên liệu cháy hoàn toàn khi cấp cho lò nung và tháp trao đổi nhiệt

Quá trình sản xuất xi măng ở nhà máy CHINFON bao gồm rất nhiều côngđoạn, nhưng thực tế ta có thể chia thành bốn công đoạn chính sau:

1.4.2 Công đoạn sơ chế

1.4.2.1.Công đoạn đập nguyên liệu thô

Máy đập thứ cấp là máy đập búa (động cơ chính 1000kW, n=600 vg/ph) cócùng năng suất trên Cỡ vào máy đập max 300 mm, cỡ hạt ra max 25 mm

 Đập đất sét

Công ty hiện đang sử dụng máy đập đất sét kiểu đập búa có năng suất là 200

-660 T/h, năng suất danh định thiết kế 300 T/h, năng suất khai thác thực tế là 270 - 285T/h với kích thước sản phẩm max là 25 mm Đất sét cung cấp cho máy đập được vậnchuyển bằng ôtô trọng tải 12 tấn

1.4.2.2.Lưu kho nguyên liệu thô

SÐt

S©n sÐt

21.03

21.05 21.02

21.06

21.09-1 21.08-1

21.01-1

21.07

24.10-1 24.10-2

To24.02

21.08-2

21.09-2

Hình 1.4: Lưu kho nguyên liệu thô.

Đất sét được phân chia tại điểm cấp liệu dẫn đến sân dự trữ đất sét hiện hànhbằng một bộ chuyển tuyến hai đường do motor kéo (21.01-2/ZV2111) Một đường dẫnđến sân chứa đất sét hiện hành, đường kia dẫn đến khoang trộn hai đống Trạng tháibình thường và trạng thái ban đầu của chuyến tuyến hai đường dẫn đến sân đất sét hiện

hành Bộ phận chữ V đặt cạnh bên máy nhập kho và cầu cào được sử dụng cho khoangtrộn đất sét Đất sét đã pha trộn được truyền bằng băng truyền có trọng tải tới thùngchứa sét 120 tấn (24.02) trong nhà chứa nguyên liêu Tốc độ của máy cào (24.05) cóthể chỉnh sửa do người điều hành CCR bằng cách theo dõi trọng lượng của thùng chứađất sét.

Mặt khác đá vôi được nhào lộn trong sân hiện hành bằng thiết bị cào cầu trục

Đá vôi và phụ gia được vận chuyển bằng băng truyền đến máy nghiền (24.10) qua cácphễu và có 5 cân chuyển liệu mới Các bộ lọc bằng túi đảm bảo không có bụi bẳn tạicác điểm nối của băng truyền

Kết luận: Thực tế trong quá trình sơ chế, các nguyên liệu như đá vôi, than đá,quặng sắt, quặng Quarzit phải được điều khiển theo tỷ lệ phù hợp Thực chất là ta điềukhiển các động cơ của các băng chuyền vật liệu

Máy nghiền của dây chuyền 2 là máy nghiền đứng kiểu cán (LM 46.4) của Đức

có năng suất 280 T/h Máy được sử dụng để nghiền và sấy khô nguyên liệu Các thànhphần là đá vôi, đất sét, quặng Sắt và quặng Quarzit sau khi đã định tỉ lệ trong DCSđược đưa vào máy nghiền Một bộ phân ly động năng (LSKS66) được trang bị để phân

loại nguyên liệu thô, các hạt quá cỡ được tách ra và quay trở lại bàn nghiền Hệ thốngtháo liệu gồm một bộ chuyển kiểu rung, một băng gầu, một bộ gầu kéo và một thùngchứa được sử dụng để giảm năng lượng điện Một bộ giảm tốc được lắp bên cạnh đểtruyền động cho thiết bị nghiền Đồng nhất nguyên liệu

Nguyên liệu bột sẽ được phân bổ đều vào Silo bằng hệ thống thổi không khí.Silo được chế tạo bằng bêtông tăng cường có khả năng chứa 15000 tấn Silo được bổxung thiết bị pha trộn và xả để đảm bảo cho việc đồng nhất và vào nguyên liệu thô Hệthống trộn theo nguyên lý trọng lực được dùng trong silo chính và hệ thống khí nénđược dùng trong buồng đồng nhất trung tâm Các bộ lọc túi được lắp đặt để lọc bụibẩn ở Silo và băng chuyền

1.4.3.2.Dẫn nguyên liệu

31.24 31.23

31.11-3 31.09-3

31.09-2 31.09-1

31.06

31.08

31.12

31.11 31.09

FROM25.07 31.03 31.21

31.07

Hình 1.7 Cấp liệu vào lò

 Giải phóng Silo: Có hai bộ phận cửa xả đặt dưới Silo gồm một cửa điều khiểnbằng tay, một cửa điều khiển bằng khí nén Tốc độ xả từ Silo được điều chỉnh tự độngsao cho trọng lượng của thùng luôn ở mức xác định

 Hệ thống nạp liệu vào lò nung: Hệ thống cân của bộ phận nạp liệu vào lò gồmthùng cân có trang bị các tế bào cân load cells, hệ thống đẩy khí nén có cổng điềukhiển lưu lượng bằng motor (ZCV 31.01), cổng đóng khẩn cấp lưu tốc kế điều chỉnh

tự động chất rắn Tốc độ dòng liệu đến tháp tiền nung được điều chỉnh tự động theođiểm đặt về lưu tốc kế tại CCR và giá trị đo được ở lưu tốc kế chất rắn bằng cách điềuchỉnh độ mở của cổng điều khiển lưu tốc (ZCV 31.01)

 Chuyển liệu tới tháp tiền nung: Bột liệu đã được cân để dẫn tới lò nung sẽđược vận chuyển tới tháp tiền nung bằng gầu kéo và khí thổi (air slide) Một gầu kéođược cung cấp làm dự phòng nhưng gầu kéo này cũng có thể được sử dụng để luânchuyển bột liệu về Silo bằng bộ chuyển hướng hai đường bằng motor (ZCV 31.21) đặttại đầu ra của gầu kéo Việc chọn gầu kéo và chọn tuyến hoàn toàn do thao tác viênCCR thực hiện trước khi khởi động nhóm chuyển bột liệu

Kết luận: Công đoạn nghiền liệu là một trong những công đoạn quan trọng nhất

của quá trình sản xuất xi măng Vì thế, quá trình điều khiển nghiền liệu mà cụ thể làđiều khiển máy nghiền là vô cùng quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm

4C 5C

TO 36.01

32.03-1 32.03

M FF

1 C

M 32.01-1

Hình 18: Tháp tiền nung

Hệ thống sấy cyclon năm tầng và hệ thống làm mát kiểu dàn ghi được điều khiểnbằng biến tần

Khi sử dụng hệ thống sấy cyclon 5 tầng có các đặc điểm sau:

- Giúp năng suất lò tăng lên 2,5 lần

- Mức độ canxi hóa trong Canciner không lớn hơn 90 đến 95 % để tránh quánhiệt và tổn thất nhiệt lớn tại Canciner

1.4.4.2.Công đoạn nung clinker

Eg

MFF

33.06 33.03

Lò nung khô của dây chuyền 2 được cải tạo từ lò nung ướt có kích thước lò φ5

x L70m, độ nghiêng 3.5%, có 3 bệ đỡ, năng suất 3.500T/ngày đêm, nhiên liệu sử dụng100% than cám Hồng Gai Bộ truyền động mới gồm bộ giảm tốc độ cao, 1 motorchính, 1 bộ giảm tốc điều chỉnh từng nấc, 1 motor điều chỉnh từng nấc và 1 máy độnglực sự cố Tốc độ quay của lò được tăng lên nhờ bộ truyền động mới Tốc độ củamotor chính được điều chỉnh từ xa Nguyên liệu sau khi qua tháp trao đổi nhiệt 5 tầngđược đưa vào lò nung Tại đây nguyên liệu được nung nóng, chảy từ đầu lò đến cuối

lò, tạo thành sản phẩm là Clinker Toàn bộ chiều dài lò được chia thành các zone vớicác vùng nhiệt độ khác nhau :

• Zone chuẩn bị gồm sấy + nung nóng, chiếm (50÷60)% chiều dài

lò Làm khô vật liệu (36÷40)% ẩm, tiêu tốn gần 35% tổng lượng nhiệt

• Zone phân huỷ : chiếm (20÷30)% chiều dài lò, nhiệt độ từ

6500c÷12000c Có CaCO3 CaO + CO2 CaO lại tác dụng với Al2O3, SiO2 do sét phânhuỷ tạo CF, CA và C2S

• Zone phản ứng toả nhiệt : chiếm (5÷7)% chiều dài lò, nhiệt độ

12000c÷13000c, tạo C4AF, C5A3 C3A và SiO2 C2S và CaO

• Zone kết khối : chiếm (11÷15)% chiều dài lò, nhiệt độ t0 = 13000

c-14500c-13000c Ở cuối zone toả nhiệt đã có CaO, các khoáng C2S, C3A, C4AF và mộtphần pha lỏng ở nhiệt độ 12800c, tại 13800c các khoáng C3A, C4AF chảy lỏng tạo phalỏng có sự hoà tan C, C2S và phản ứng tạo C3S, quá trình tạo C3S mạnh nhất ở t0 =

14500c÷14700c phụ thuộc vào lượng, bản chất linh động của pha lỏng Ở t0 =14500

c-13000c có sự kết tinh và tái kết tinh trong pha lỏng của C3S và C2S, quá trình tạokhoáng kết thúc ta có 4 khoáng chính C3S, C2S, C3A, C4AF

• Zone làm lạnh : chiếm (2÷4)% chiều dài lò, nhiệt độ t0= 13000

c-10000c, sau đó clinker rơi vào thiết bị làm lạnh nhiệt độ giảm < 1000c

Một bộ ngưng kết tĩnh điện được dùng để lọc bụi từ khí thải của ghi làm mátClinker băng quạt, khí được xử lý qua ống khói Một phần không khí được một quạtthổi vào máy nghiền than hiện hành Bụi được thu lại bằng bộ ngưng kết, được chuyểnbằng các băng chuyền xích tới các băng chuyền đĩa mới

1.4.5.2.Vận chuyển và chứa Clinker

Hai hệ thống lò nung có 2 hệ thống băng gầu vận chuyển Clinker riêng biệt Mỗi

hệ thống gầu băng có 2 băng gầu, năng suất 2 x 85 T/h, vận chuyển Clinker từ sau ghilàm lạnh lên hệ thống Silô chứa

Hiện nay nhà máy có 8 Silô để chứa Clinker, sức chứa mỗi Silô 2.500 tấn, trong

đó 1 Silô dùng để chứa Clinker thứ phẩm

1.4.5.3.Công đoạn nghiền xi măng

Hình 1.11 Định lượng nguyên liệu nghiền xi măng.

44.74 44.19

 Vận chuyển Clinker, thạch cao, bazan: Clinker, thạch cao và bazan được

đổ ra từ các Silo 45-01, 45-02,45-03 được cân băng định lượng Sau đó đổ vào băngtải chính 45-08 và vận chuyển bằng các băng chuyền từ các cân tới máy nghiền ximăng

 Nghiền xi măng: Xưởng nghiền xi măng có 4 máy nghiền xi măng cócông xuất 3150KW Ba máy nghiền 1, 2, 3 làm việc theo chu trình hở, năng suất 65

T/h, xi măng sau nghiền được vận chuyển lên các Silo bằng hệ thống bơm buồng.Máy nghiền số 4 làm việc theo chu trình kín, năng suất 100 T/h, vận chuyển xi măngsau khi nghiền bằng hệ thống băng tải, gầu nâng.

 Bộ phận phun hơi nước được cung cấp để làm mát xi măng trong máynghiền Lưu tốc nước được điều chỉnh tự động theo nhiệt độ của xi măng tháo ra từmáy nghiền

1.4.5.4.Công đoạn vận chuyển, đóng bao và xuất xi măng

FROM44.17-1

SILO

SILO C

SILO D

44.26

44.27-1 44.27-2

CEMENT SILO 44.24

Hình 1.13: Vận chuyển xi măng

Xi măng rời được vận chuyển từ các Silo chứa đến các trạm đóng bao bằng hệthống bơm buồng Xưởng đóng bao hiện có 4 máy đóng bao kiểu quay 8 vòi hiện đại,cân điện tử và có thiết bị kiểm tra trọng lượng bao tự động Nếu bao không đủ trọnglượng thì sẽ được loại ra bằng hệ thống tự động, sau đó qua hệ thống phá vỡ bao đểthu lại xi măng rời, lượng xi măng này được chuyển ngược trở lại khâu đóng bao.Những bao có trọng lượng đạt tiêu chuẩn sẽ được đưa về kho chứa, sau đó được vậnchuyển bằng hệ thống băng tải đến các máng xuất xi măng bao Xi măng đã đóng baođược xuất đi bằng ôtô, tàu hoả…Xi măng rời được xuất đi bằng ôtô được bố trí cạnhcác Silo

Với tầm quan trọng của hệ thống cân băng định lượng nên hệ thống này nằmngay đầu dây chuyền sản xuất, công nghệ sản xuất xi măng thiết bị định lượng này cónhiều loại:

- Theo chế độ vận hành được chia thành vận hành liên tục và gián đoạn

- Theo phương pháp định lượng chia thành: định lượng theo thể tích hay đong(tính theo m3); định lượng bằng cân (tính theo kg, tấn, ) hoặc cả dạng hỗn hợp cân vàđong

- Theo phương pháp điều khiển định lượng: Thiết bị định lượng thủ công, tựđộng theo chương trình định sẵn

Trong số các thiết bị đang dùng hiện nay, cân băng định lượng được dùng rộngrãi nhất, nó thuộc loại thiết bị cân tự động Thiết bị này cho phép cấp một dòng liệuliên tục đều đặn từ két chứa tới thiết bị gia công

Để điều chỉnh được tỷ lệ pha trộn nguyên liệu chính xác và thay đổi năng suất dễdàng ta sử dụng biến tần nguồn áp để điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộxoay chiều ba pha

Hệ thống định lượng được điều khiển nhờ PLC được sử dụng ở nhà máy xi măngbao gồm 4 băng cân giống nhau để cân 4 loại liệu: đá vôi, đá sét, đá bazan và quặngsắt Mỗi băng tải cân được lắp các đầu cân điện tử để đo trọng lượng m (loadcell) trênbăng và có đầu đo tốc độ để đo vận tốc dài của băng.

Vì băng tải cân ngắn, tốc độ từ động cơ đến băng tải truyền qua hộp số cứng nêntốc độ băng tải được đo thông qua tốc độ động cơ Các tín hiệu m và v được đưa vàomáy tính thông qua bộ chuyển đổi A/D và máy tính sẽ tính năng suất thực của cân Qt =m.v và so sánh với giá trị định mức Qđ của chúng

Từ đó đưa ra tín hiệu điều khiển Uđk để điều khiển động cơ thông qua các bộ biếntần nhằm đảm bảo duy trì ổn định các thông số trên theo giá trị đặt trước.Như vậy để

đo lưu lượng vận chuyển trên băng tải phải đo được hai thông số: tốc độ chuyển độngcủa băng tải và mật độ liệu

Trong quá trình sản xuất khi mà lượng liệu trên băng tải ít, để nhận biết điều nàynhờ cảm biến trọng lượng loadcell tác động, cùng với tín hiệu từ cảm biến tốc độchuyển động của động cơ (băng tải) được Encoder đưa về bộ xử lý trung tâm và sosánh với lượng định mức để đưa tín hiệu mở van xả liệu Nếu mở van xả liệu mà vẫnchưa đạt yêu cầu thì phải kết hợp điều chỉnh tốc độ băng tải

Khuếch đại

Van xả liệu Cơ cấu điều

khiển 1

Động cơ

Biến tần CCĐK2

Điều chỉnh

ADC

DAC

Giao tiếp

Máy tính điềukhiển

Cảm biến trọng lượng

Hình 2.2 Hình ảnh hệ thống cân băng định lượng

M

n

f T

T

f n

* Nguyên lý đo:

Cân băng được thiết kế để cân liên tục lượng vật liệu vận chuyển trên băng tải.Vật liệu được dẫn trên một sàn bố trí dưới băng tải và được giới hạn bởi hai con lăn Nguyên lý đo:

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý đo lường của hệ thống cân băng định lượng

Từ silô chứa, liệu được đưa xuống băng tải cân qua phễu liệu đổ xuống băng tảicân vận chuyển theo phương ngang để vận chuyển liệu vào máy nghiền Nhờ các cảmbiến ta xác định được khối lượng m và tốc độ v của băng tải sau đó các tín hiệu nàyđược khuếch đại và đưa về bộ chuyển đổi tương tự – số để đưa vào máy tính Máy tính

sẽ tính năng suất thực của các cân, so sánh với năng suất định mức của chúng và từ đóđưa ra tín hiệu điều khiển Uđk để điều khiển thông qua các biến tần Nhằm mục đíchđiều khiển tốc độ hợp lý giữa các băng tải cân sao cho sai số giữa giá trị thực và giá trịđịnh mức là nhỏ nhất nên trong hệ thống cân định lượng người ta sử dụng bộ điềukhiển lập trình PLC

Trong quá trình hoạt động tốc độ của băng tải được điều chỉnh bởi động cơ thôngqua bộ biến tần Với mỗi yêu cầu sản xuất khác nhau thì cân băng tải lại được cânchỉnh sao cho phù hợp

CCĐK

SCHENCK DISOCONT

M

Biến tần

Q

Phễu liệu

2.1.2 Cấu tạo của cân băng định lượng :

Hình 2.4: Cấu tạo cân băng định lượng

Cấu tạo của cân băng định lượng gồm các phân sau:

9: Động cơ không đống bộ (được nối với biến tần)

10: Cảm biến vị tríCấu tạo của cân băng định lượng gồm các phân sau:

1: Phễu cấp liệu

2: Cảm biến trọng lượng (Load Cell)

3: Băng truyền

2.2.Nguyên lý tính lưu lượng của cân băng định lượng:

2.2.1.Nguyên lý tính lưu lượng:

Cân băng định lượng (cân băng tải) là thiết bị cung cấp liệu kiểu trọng lượng.

Vật liệu được chuyên trở trên băng tải, mà tốc độ của băng tải được điều chỉnh để nhậnđược lưu lượng đặt trước khi có nhiều tác động liên hệ(liệu không xuống đều) Cầucân về cơ bản bao gồm : Một cảm biến trọng lượng (LoadCell) gắn trên giá mangnhiều con lăn Trọng lượng của vật liệu trên băng được ba cảm biến trọng lượng(LoadCell) chuyển đổi thành tín hiệu điện đưa về bộ xử lý để tính toán lưu lượng

Để xác định lưu lượng vật liệu chuyển tới nơi đổ liệu thì phải xác định đồng thời vậntốc của băng tải và trọng lượng của vật liệu trên 1 đơn vị chiều dài Trong đó tốc độcủa băng tải được đo bằng cảm biến tốc độ có liên hệ động học với động cơ Tốc độbăng tải V (m/s) là tốc độ của vật liệu được truyền tải Tải của băng truyền là trọnglượng vật liệu được truyền tải trên một đơn vị chiều dài ∂ (kg/m) Cân băng tải có bộphận đo trọng lượng để đo ∂ và bộ điều khiển để điều chỉnh tốc độ băng tải sao chođiểm đổ liệu, lưu lượng dòng chảy liệu bằng giá trị đặt do người vận hành đặt lưulượng không đổi ở điểm đổ liệu Trọng lượng tổng trên băng là lực Fc(N) được đo bởi

hệ thống cân trọng lượng và ∂, được tính theo biểu thức:

Trong đó : γ - khối lượng riêng của vật liệu (kg/m3)

S - tiết diện cắt ngang của vật liệu trên băng (m2)

Do đó lưu lượng có thể tính là:

*2

2.2.2 Đo trọng lượng liệu trên băng tải:

Trọng lượng đo nhờ tín hiệu của LoadCell bao gồm trọng lượngcủa băng tải và trọng lượng vật liệu trên băng Vì vậy để đo đượctrọng lượng của liệu thì ta phải tiến hành trừ bì (tức là trừ đi trọnglượng của băng tải ) Bộ điều khiển xác định trọng lượng của liệu nhờtrừ bì tự động các phân đoạn băng tải

Nguyên lý của quá trình trừ bì như sau :

Băng tải phải được chia thành các phân đoạn xác định Tronglúc trừ bì băng tải rỗng (không có liệu trên băng) trọng lượng củamỗi đoạn băng được ghi vào bộ nhớ Khi vận hành bình thường cân băngtải trọng lượng của mỗi vật liệu trên mỗi phân đoạn được xác định bằng cách lấytrọng lượng đo được trên đoạn đó trừ đi trọng lượng băng tải tương ứng đã ghi trong

bộ nhớ Điều này đảm bảo cân chính xác trọng lượng liệu ngay cả khi dùng băng tải có

độ dày không đều trên chiều dài của nó Việc điều chỉnh trọng lượng cần phải thực

hiện đồng bộ với vị trí của băng (belt index được gắn trên băng) mới bắt đầu thực hiệntrừ bì Khi ngừng cân vị trí của băng tải được giữ lại trong bộ nhớ , do đó ở lần khởiđộng tiếp theo việc trừ bì được thực hiện ngay.

2.3 Cấu tạo hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển cân băng được cấu tạo bao gồm các thành phần như sau:

Hình 2.5 : Sơ đồ cấu tạo hệ thống cân băng 3cửa.

- Bộ điều khiển trung tâm là PLC S7-300 CPU314 của Siemens có độ bền cao

và thông dụng, và các module mở rộng analog vào/ra để nhận tín hiệu từ cảm biếntrọng lượng(loadcell) và xuất điều khiển biến tần thay đổi tuyến tính tốc độ động cơ

- Loadcell là loại cảm biến trọng lượng đặc biệt chống rung chuyên sử dụng trongcân băng Dùng để đo khối lượng tức thời của nguyên liệu trên cân băng

- Thiết bị hiển thi trọng lượng (đầu cân) dùng để hiển thị khối lượng tức thời trêncân băng, đồng thời để đối chiếu với giá trị hiển thị trên máy tính và tham khảo trongtrường hợp điều khiển bằng chế độ bằng tay

- Encoder sử dụng để đo vận tốc quay của con lăn chính băng tải cấp liệu, từ đó PLC tính toán ra được vận tốc dài của cân băng để điều khiển băng tải và hiển thị lênmàn hình máy tính

- Biến tần được sử dụng để điều khiển thay đổi tốc độ động cơ và đồng thời PLC

sẽ hiển thị tần số đang điều khiển của biến tần lên màn hình máy tính

- Màn hình máy tính được cài đặt phần mềm giao diện vận hành đồ họa trực quan,

dễ hiểu và dễ thao tác Phần mềm được thiết kế để điều khiển cân băng, đồng thờigiám sát và ghi lại các thông số vận hành của hệ thống

- Ngoài ra hệ thống còn kết nối với máy in dùng cho mục đích lưu trữ và kiểm soátcủa người giám sát

2.4 Thông số kỹ thuật của hệ thống

Hệ thống cân băng định lượng được thiết kế có các thông số kỹ thuật cơ bản sau :

- Số lượng thành phần cân định lượng: 3

- Hình thức định lượng: Cân băng tải theo định mức

- Năng suất tối đa của một băng tải có thể đạt đến: 700 t/ h

- Sai số cân: < 1,5%

- Điều khiển định lượng tự động, bằng tay hoặc kết hợp

- Cho phép thay đổi năng suất và tỷ lệ các thành phần bằng máy tính PC

- Tốc độ tối đa của các băng tải cân: 15 m/phút

- Tốc độ băng tải đo thông qua tốc độ động cơ chính xác tới 2cm / phút

- Hiển thị số về tốc độ băng tải trên bàn điều khiển và trên màn hình máy tính đặttại phòng điều khiển

- Phần mềm điều khiển chạy trên hệ điều hành Windows XP với các dòng máytính cá nhân thông dụng Giao điện của phần mềm mô tả sơ đồ công nghệ toàn

bộ hệ thống cân băng, ngôn ngữ sử dụng trong phần mềm hoàn toàn bằng tiếngViệt

- Phần mềm điều khiển còn có các chức năng kiểm định cân và chỉnh bì hoàntoàn tự động

- Thông báo về tình trạng các băng tải và vật liệu trên màn hình máy tính, có tínhiệu cảnh báo trong loa máy tính

- Hệ thống có 2 chế độ chạy điều khiển là tự động hay bằng tay

*Thông số kỹ thuật của cân:

Dài 3910mm, Rộng 1250mm, Mặt bằng : 650mm, Cao 1150mm

Lưu lượng 40-60T/h, Tốc độ của băng: 0,5-1ms

Chương 3 TRANG THIẾT BỊ DÙNG HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG

3.1 Đặt vấn đề

Vai trò của băng tải trong các nhà máy công nghiệp là vô cùng quan trọng, điềunày được thể hiện rõ nét trong các nhà máy xi măng, các nhà máy chế biến thức ăn giaxúc, các nhà máy chế biến thực phẩm Các băng tải đóng vai trò vận chuyển nguyênvật liệu, thành phẩm thay cho sức người và các phương tiện vận chuyển cơ động khác Trong khuôn viên nhà máy, phân xưởng, để vận chuyển vật liệu từ nơi khai thác, bếnbãi tập kết hoặc kho chứa nguyên vật liệu để phục vụ cho quá trình sản xuất

Hiện nay việc đảm bảo chất lượng cho mỗi sản phẩm là việc rất quan trọng đốivới các doanh nghiệp Do đó yêu cầu đặt ra là phải làm sao cho các sản phẩm đó phải

có chất lượng và mẫu mã giống nhau Vì vậy nhà sản xuất phải nắm bắt và kiểm soátđược các thông số kỹ thuật, các tỷ lệ pha trộn được cài đặt chính xác Việc hiệu chỉnhcác thông số đầu vào cũng như đầu ra phải dễ thực hiện và thuận lợi cho người sảnxuất và người điều khiển trung tâm Đặc biệt trong công nghệ sản xuất xi măng côngđoạn phối liệu để nghiền liệu và định lượng nghiền xi măng là rất quan trọng, nó quyếtđịnh đến chất lượng của xi măng Người ta sử dụng hệ thống cân băng định lượng chocông đoạn phối liệu và nghiền xi măng Để điều chỉnh được tỷ lệ pha trộn nguyên liệuchính xác và thay đổi năng suất dễ dàng, ta sử dụng biến tần nguồn áp để điều chỉnhtốc độ động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc truyền động cho băng tải

hóa hoàn toàn Có thể sử dụng các vi mạch tổ hợp để điều khiển, tuy nhiên do ưu điểm

ưu việt của PLC trong môi trường khói bụi, bảo trì, bảo dưỡng nên ngày nay hầu như các bộ điều khiển đều sử dụng các PLC, biến tần, và các thiết bị công nghiệp có tính module hóa cao khác trong thiết kế

3.2 Cấu tạo cân băng định lượng

3.2.1.Cấu tạo

Cân băng được thiết kế để cân liên tục lượng vật liệu vận chuyển trên băng tải.Vật liệu được dẫn trên một sàn bố trí dưới băng tải và được giới hạn bởi 2 con lăn

Lượng vật liệu này tác dụng một lực lên load cell Cấu tạo của một cân băng địnhlượng như sau:

Hình 3.1: Cấu tạo hệ thống cân băng định lượng

Hình 3.2: Cấu tạo cân băng định lượng MULTIDOS

Một cân băng MULTIDOS có cấu tạo

1 Băng tải cao su

2 Động cơ quay băng tải

Hình 3.3: Sơ đồ khối chức năng của cân băng định lượng

Để xác định lưu lượng vật liệu trên băng cần phải xác định đồng thời vận tốccủa băng tải và trọng lượng vật liệu trên 1m chiều dài Trong đó tốc độ băng tải được

đo bằng cảm biến tốc độ có liên hệ động học với động cơ

Năng suất của băng tải đặc trưng bởi lưu lượng I và tính theo công thức sau:

I =Q.v [kg/s] hay I =

1000

=3,6 Q.v [tấn/h] (3-1)Trong đó:

+ v là tốc độ di chuyển của băng, [m/s]

+ Q là khối lượng tải theo một đơn vị chiều dài, [kg/m]

Với:

+ γ là khối lượng riêng của vật liệu, [tấn/m ].

+ S là tiết diện cắt ngang của vật liệu trên băng, [m2]

3.3.Nguyên lý đo

Cân băng được thiết kế để cân liên tục lượng vật liệu vận chuyển trên băng tải.Vật liệu được dẫn trên một sàn bố trí dưới băng tải và được giới hạn bởi 2 con lăn Lượng vật liệu này tác dụng một lực lên load cell Nguyên lý đo như sau :

Hình 3.4 : Sơ đồ nguyên lý đo lường của hệ thống cân băng định lượng

Giá trị lực tác dụng tỷ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở và do

đó trả về tín hiệu điện áp tỷ lệ Nó được khuếch đại và đưa đến bộ vi xử lý thông bộchuyển đổi tượng tự/số (ADC) Chỉ một nửa tải trọng của vật liệu được con lăn cân Sàn con lăn được tính như sau:

Leff = Lg/2 (3.4)Leff: Chiều dài hiệu dụng sàn (m)

Lg : Tổng chiều dài sàn (m)

Tải trọng băng tải Q được tính toán như sau:

Q = QB/Leff (3.5)Q: Tải trọng băng tải (Kg/m).

v: Tốc độ băng tải (m/s)

3.4 Hệ thống cân băng định lượng nghiền xi măng của công ty xi măng

CHINFON Thủy Nguyên Hải Phòng

Trong công nghệ sản xuất xi măng công đoạn phối liệu để nghiền liệu và địnhlượng nghiền xi là rất quan trọng, nó quyết định đến chất lượng của xi măng Người ta

sử dụng hệ thống cân băng định lượng cho công đoạn phối liệu và nghiền xi măng Đểđiều chỉnh được tỷ lệ pha trộn nguyên liệu chính xác và thay đổi năng suất dễ dàng, ta

sử dụng biến tần nguồn áp để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ rôto lồng sóctruyền động cho băng tải

Hình 3.5: Mô hình hệ thống cân băng định lượng

3.5.Các phần tử chính dùng trong hệ thống cân băng định lượng

Hệ thống cân băng định lượng thực hiện công việc định lượng liệu theo một tỷ lệnhất định đòi hỏi sự chính xác, công việc này thực hiện được nhờ vào nhiều bộ phậncấu thành, mà trong đó bao gồm một số phần tử đo lường, điều khiển và giám sát sau:

 Máy tính

Máy tính được đặt tại phòng điều khiển trung tâm, có chức năng : cho phép kỹthuật viên giám sát liên tục các hoạt động trong hệ thống để điều khiển quá trình, hiểnthị báo cáo về quá trình sản xuất, chỉ thị giá trị đo lường dưới dạng các trang mànhình, trang đồ thị, trang sự kiện, thu thập dữ liệu và đưa vào lưu trữ theo trang nhấtđịnh

 PLC

PLC có chức năng nhận lệnh từ máy tính truyền xuống cho biến tần để điều khiểntốc độ động cơ băng tải, đồng thời nhận tín hiệu phản hồi từ biến tần truyền về lại chomáy tính xử lý

 Biến tần

Biến tần sử dụng phương pháp điều khiển vectơ từ thông, thực hiện các lệnh điềukhiển của máy tính thông qua PLC hoặc trực tiếp từ PLC Biến tần cũng nhận tín hiệu

phản hồi tốc độ động cơ để thực hiện tính toán các thông số k của luật điều khiển PID(kp, ki, kd) nhằm điều khiển tốc độ động cơ tiến nhanh đến giá trị mong muốn

 Động cơ không đồng bộ ba pha

Động cơ loại này dùng truyền động chính cho băng tải là loại động cơ rôto lồngsóc

 Hộp số

Đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động giữa động cơ với băng tải và cáccon lăn Nó là một tổ hợp biệt lập gồm các bộ phận truyền bánh răng hay trục vít đểgiảm số vòng quay và truyền công suất đến các cơ cấu chấp hành

 Cảm biến

Cảm biến đóng vai trò là đầu vào của PLC, mục đích là cân trọng lượng liệu đượcvận chuyển và đo tốc độ của băng tải

 Các bộ biến đổi ADC, DAC :

Là các thiết bị biến đổi tín hiệu tương tự/số, số/tương tự để giao tiếp giữa máytính với đối tượng đều khiển

Hình 3.6: Động cơ SEW loại K

Hình 3.7: Lắp đặt động cơ truyền động cho băng tải.

Truyền động cho hệ thống cânThông số cơ bản 3 động cơ tr băng như sau

Hộp sốloại

Động

cơ loại

Tần sốHz

Vận tốcgóc (v/p)Vào/Ra

Hệ sốtrượtSđm

Mômenđầu trụchộpsố(Nm)

Tỉ sốtruyềni

Bazan 220/380 0.75

K77-R37

DAS90S4

3.6.2 Biến tần Micromaster Vector kiểu MM 440 của Siemens.

Ta chọn biến tần MICROMASTER Vector kiểu MM 440 của Siemens sử dụng

để điều khiển và thay đổi tốc độ động cơ

Hình 3.8: Biến tần Micromaster Vector kiểu MM 440 của Siemens

Thiết bị MICROMASTER Vector kiểu MM 440 được thiết kế kiểu module, có

thể điều khiển bằng bàn phím gắn trên máy hoặc lựa chọn ghép nối với mạng Profibus

qua Profibus module

Bộ biến tần MICROMASTER Vector kiểu MM 440 của Siemens có các đặc

điểm sau:

- Thiết kế nhỏ gọn và dễ dàng lắp đặt

- Điều khiển vector vòng kín ( Tốc độ/Moment)

- Có nhiều lựa chọn truyền thông: PROFIBUS, DIVICE NET, CAN OPEN

- Ba bộ tham số trong một nhằm thích ứng biến tần với các chế độ hoạt động

khác nhau

- Định mức theo tải Moment không đổi hoặc bơm, quạt

- Dự trữ động năng để chống sụt áp

- Tích hợp sẵn bộ bấm dùng điện trở cho các biến tần đến 75Kw

- 4 tần số ngắt quãng tránh cộng hưởng lên động cơ hoặc lên máy