TÀI LIỆU LẬP TRÌNH PLC pptx

- PLC còn dùng để điều khiển quá trình làm việc của hệ thống như rung gõ các điện cực, sấy, xả bụi.... Các thông số từ màn hình công nghiệp cũng như từ các nút ấn, công tắc và phản hồi d

- PLC còn dùng để điều khiển quá trình làm việc của hệ thống như rung gõ các

điện cực, sấy, xả bụi

Hệ thống được điều khiển, giám sát thông qua mạng PLC S7 (Trong bộ nguồn chế tạo thử là CPU215 và modul analog EM235) ghép nối với máy vi tính điều khiển tại chỗ bằng cáp lập trình PC/PPI và nối ghép với máy tính trung tâm bằng mạng, PROFIBUS, SCADA (Xem bản vẽ sơ đồ điều khiển, giám sát, quản lý hệ thống lọc bụi tĩnh điện)

Các thông số từ màn hình công nghiệp cũng như từ các nút ấn, công tắc và phản hồi dòng điện, điện áp được xử lý trong PLC và các đầu ra của nó là các lệnh làm việc cho các

động cơ rung cực lắng, cực gai, cũng như góc mở Thyristor để điều chỉnh điện áp cao áp Chế độ làm việc của hệ thống, tình trạng hoạt động của các thiết bị , các thông số về dòng

điện, điện áp được giám sát và điều khiển trên màn hình máy vi tính

Màn hình công nghiệp được dùng để:

ư Đặt các thông số thời gian làm việc của rung cực lắng, cực gai cho từng trường cũng như thời gian nghỉ giữa hai lần làm việc

ư Đặt thông số điện áp, dòng điện thứ cấp khi làm việc, đồng thời hiện giá trị tức thời của

điện áp, dòng điện cao áp

ư Đặt các thông số bảo vệ trường cao áp

ư Chỉ ra sự cố xảy ra trong quá trình làm việc ở từng trường cũng như khi dòng cao áp quá cao

Các thông số về dòng điện, điện áp của trường cao áp được đưa về đầu vào của bộ

điều khiển số Grado 918 ở đầu ra của bộ biến đổi, điều khiển, hiển thị số sẽ đưa ra tín hiệu tương ứng tỷ lệ từ 4 – 20mA về modul analog EM 235

Để điều khiển dòng cao áp theo yêu cầu(ví dụ như mở máy êm, ổn định điện áp làm việc) trong mô hình sử dụng một mạch vòng kín với khâu phản hồi về đầu vào của Module Analog EM 235 của PLC, các số liệu sẽ được xử lý, tính toán theo luật điều khiển tỷ lệ, vi, tích phân PID rồi sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển thông qua bộ điều khiển Thyristor để điều chỉnh điện áp cao áp đầu ra

Hệ thống cũng liên tục cập nhật các giá trị về dòng điện, điện áp cao áp cũng như các thông

số liên quan đến quá trình làm việc của trường cao áp, rồi so sánh với các tiêu chuẩn đã đặt trước (như các giới hạn về điện áp, dòng điện, các hiện tượng phóng điện) để đưa ra các phản ứng kịp thời đảm bảo sự an toàn và tính hiệu quả cho trường cao áp

4.4 Các thiết bị điện khác

Ngoài bộ nguồn chỉnh lưu cao áp và bộ điều khiển điện trường nêu trên, hệ thống điều khiển của thiết bị lọc bụi tĩnh điện có thể bao gồm một số thiết bị phụ khác để điều khiển các thông số và quá trình công nghệ phụ :

a Hệ thống điều khiển rung gõ

Hệ thống rung gõ dùng để rũ bụi khỏi các vách chắn của lưới phân phối khí và các điện cực phóng, điện cực lắng

Tần số rung gõ chỉnh định sao cho bụi không bám quá dầy làm cản trở khả năng bám của các hạt bụi tiếp theo, nhưng đồng thời lượng bụi bám vào điện cực cũng phải có trọng lượng nhất định để nó rơi xuống máng thu

Tần số rung gõ phụ thuộc vào lượng bụi đầu vào, kích thước hạt bụi, khoảng cách giữa hai bản cực và tính chất của bụi Các hạt bụi rơi xuống thùng thu bụi sẽ bám vào thành thùng gây đóng bánh làm tắc và cũng phải được rung gõ để thoát bụi Với hệ thống LBTĐ

đang dùng hiện nay thiết bị rung gõ cho các điện cực thường là cơ khí, có kết cấu bánh răng hộp số, cam và búa gõ, cũng có thể dùng nam châm điện hoặc cơ cấu gạt

b Thiết bị gia nhiệt

- Gia nhiệt thùng thu bụi để chống đóng bánh, nhiệt độ trong thùng cần duy trì tự

động từ 600C đến 700C Gia nhiệt thùng thu bụi có nhiều cách có thể bằng điện hoặc bằng hơi nóng Chúng tôi chọn gia nhiệt bằng điện

- Gia nhiệt buồng sứ Việc duy trì nhiệt độ buồng sứ để chống ẩm, bảo đảm cách

điện cao áp giữa các điện cực cao áp và vỏ Có thể gia nhiệt bằng điện hoặc bằng hơi nóng Chúng tôi chọn gia nhiệt bằng điện

c Thiết bị bảo vệ quá áp suất

Trong buồng lọc bụi được bảo vệ quá áp suất bằng van quá áp, khi áp suất trong buồng lọc bụi vượt quá giá trị cho phép sẽ tự động mở cửa van nhằm giảm áp trong buồng Thông thường thiết bị bảo vệ quá áp được đặt trên đường thoát của ống khói

Chương 5 lập quy trình công nghệ Chế tạo, Kiểm tra chất lượng sản

phẩm, Lắp dựng, Chạy thử, Khảo nghiệm

5.1 Qui trình chế tạo

Hệ thống lọc bụi tĩnh điện bao gồm nhiều bộ phận hợp thành :

- Bộ phận ống thu hút khí vào

- Bộ phân phối khí đến buồng chính có một hay nhều trường

- Các hệ thống điện cực lắng và phóng

- Hệ thống cách điện cao áp

- ống dẫn khí ra

- Boong ke thu bụi

- Các bộ phận treo điện cực (phóng, lắng)

- Các bộ rung gõ bụi điện cực kắng và phóng

- Hệ thống điện chỉnh lưu cao áp

- Hệ điều khiển

- Khung thân vỏ

- Hệ phụ trợ

Trong các bộ phận , kết cấu kể trên thì hệ thống các điện cực phóng và điện cực lắng

là các chi tiết đặc trưng của lọc bụi tĩnh điện và nó có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất làm việc của lọc bụi tĩnh điện

Qui trình chế tạo các điện cực lắng và điện cực phóng như sau:

Điện cực lắng là bộ phận chính yếu của bộ Lọc bụi tĩnh điện Nó có kết cấu dạng tấm và được nối với cực dương của điện trường Hiệu suất làm việc của điện cực lắng được xác định bởi tính lắng giữ bụi và hiệu quả làm sạch ( sự tách bụi dễ dàng khi được rung gõ

Có nhiều phương pháp công nghệ được sử dụng để chế tạo điện cực lắng

+ Công nghệ cán nguội: đây là công nghệ kinh điển nhất Tấm phôi bằng thép được

cán các gân , rãnh dọc nhằm mục đích liên kết, tạo các “hốc” chứa và giữ các hạt bụi sau khi đã nhường điện khỏi bị cuốn đi theo luồng khí luôn di chuyển qua bề mặt tấm điện cực do quạt hút tạo nên Đồng thời nó cùng phải đảm bảo tính truyền rung

động của tấm điện cực khi được rung gõ để làm sạch bụi bám trên bề mặt

+ Công nghệ hàn: Hãng DHA Hoa Kỳ đã dùng hệ thống thiết bị hàn tự động chuyên

dụng để hàn các thanh thép hình L lên bề mặt tạo ra các gân “hốc” của điện cực

lắng Phương pháp công nghệ này tuy đơn giản nhưng phải đầu tư thiết bị chuyên dùng đồng thời phải xử lý sự cong vênh của tấm điện cực lắng

+ Công nghệ của Hãng Cottrel

Đây là công nghệ tạo được sản phẩm có hiệu suất thu bụi cao nhưng chế tạo tưong

đối đơn giản Phù hợp với công nghệ và thiết bị của Việt Nam

Tấm điện cực lắng được cắt và uốn trên máy cắt và máy uốn Thanh gá nối được đột

lỗ, sau đó đựoc cắt và uốn theo profin Tiếp theo chúng được ghép bằng tán rivê Ưu

điểm của công nghệ này là đầu tư thiết bị thấp dễ sản xuất loạt Vì thế giá thành sản phẩm rẻ hơn so với các phương pháp công nghệ khác Về mặt lý thuyết có thể chế tạo tấm điện cực lắng có chiều rộng và chiều dài tuỳ ý

Quy trình Chế tạo Điện cực lắng:

- Tấm lắng bụi: Vật liệu dùng để chế tạo tấm điện cực lắng là thép SPCC được tráng kẽm

Cắt phôi tấm trên máy cắt tôn 2400x1215

Cắt trích 4 góc 305x40

Đột lỗ

Uốn 2 mép 1780 trên máy uốn

Uốn hai mép 1147 góc < 900 trên máy uốn

Đè 2 mép 1147 xuống góc 00 trên máy uốn

- Thanh số 1

Cắt dải 8962x265x3 trên máy cắt dải

Đột lỗ D6, D18 trên máy đột dập

Cắt trích ô vuông 85x100 trên máy đột dập

Tạo hình chữ U trên máy cán con lăn

Quy trình Chế tạo điện cực phóng và Khung dây điện cực phóng:

- Vật liệu dùng để chế tạo điện cực phóng là ống thép SPCC đ−ợc tráng kẽm

- ống D33x9804 và D20x1435

Cắt đạt chiều dài L

Đập bẹp đầu trên máy đột dập

Khoan lỗ/ Hàn đai ốc

Hàn gai

Mạ kẽm

- Các thanh đỡ dài 726

Cắt phôi tấm 726x92x2

Đột lỗ vuông

Uốn chữ U trên máy uốn

Hàn các tai đỡ chi tiết số 3

- Hàn lắp toàn bộ khung

5.2 Quy trình lắp dựng

Quy trình lắp dựng này chỉ giới hạn lắp đặt phần từ bích chụp khí vào đến bích chụp khí ra của Lọc bụi tĩnh điện Quy trình thứ tự nh− sau:

Thi công móng

Lắp dựng khung cột Lắp đặt HT tiếp địa

Lắp dựng thân vỏ, phễu

thu bụi

Lắp bộ phân phối khí Lắp bộ điện cực lắng và

khung treo, bộ gõ bụi

Lắp ráp trường cơ Lắp bộ DC phóng, khung

treo, bộ gõ

Lắp chụp khí ra, vào, van

tháo bụi

Lắp sàn nóc LBTĐ

Lắp biến thế CLCA, đi cáp

điện, bộ sấy

Lắp hệ điều khiển

Lắp thang, sàn thao tác,

phụ trợ

Lắp bộ sấy và van tháo bụi

phễu thu

Sơn, bảo ôn, mái Kiểm tra, Hoàn thiện

5.3 Quy trình chạy thử

Quy trình khảo nghiệm bao gồm:

5.3.1 Khảo nghiệm tại phân xưởng:

Khảo nghiệm tại phân xưởng bao gồm các phần như sau:

a) Kiểm nghiệm độ phân bố đều của dòng khí

b) Kiểm nghiệm thiết bị điện

c) Kiểm nghiệm độ rung của khung treo điện cực lắng và điện cực phóng

5.3.2 Kiểm nghiệm công năng:

Các phép kiểm bao gồm:

a) Hiệu suất thu bụi

b) Tổn thất áp trên bộ lọc bụi

c) Tiếng ồn

5.3.3 Phương pháp kiểm nghiệm:

a) Phương pháp kiểm nghiệm dựa theo phương pháp của hãng ALSTOM Power K.K

b) Đo và tính toán hiệu suất thu bụi

Phép đo hiệu suất thu bụi của bộ lọc bụi tĩnh điện dựa theo nguyên lý mẫu thử isokinetic Các mẫu thử được lấy đồng thời tại hai nơi là chụp khí vào và chụp khí ra theo phương pháp mẫu thử bụi song song có trợ giúp của máy tính

Hiệu suất thu bụi được tính toán bằng “phương pháp đậm đặc“ với công thức như sau:

% 100 x C

) a 1 ( C C

in

out

Trong đó η Hiệu suất thu bụi ( % )

Cin nồng độ bụi vào (bình thưòng, khô) ( mg/m3 ) Cout nồng độ bụi ra (bình thưòng, khô) ( mg/m3 )

∆ a hệ số lọt khí (% )

c) Tổn thất áp khi đi qua LBTĐ:

Tổn thất áp được tính theo công thức sau:

PH P

P

P= inư out +

∆ Trong đó ∆ P Tổn thất áp khi đi qua LBTĐ

Pin áp suất trung bình trên tiét diện khí vào ( Pa )

Pout áp suất trung bình trên tiét diện khí ra ( Pa )

P H Trị số điều chỉnh cho sự gia tăng khí nóng (Pa)

d) Độ rò khí của LBTĐ:

Độ rò khí được tính toàn theo công thức sau:

% 100 x 2 O K

2 O 2 O a

out

in out

ư

ư

=

∆

Trong đó O 2in Lượng O2 trong khí thải tại khu vực khí vào ( % )

O 2out Lượng O2 trong khí thải tại khu vực khí ra (%)

∆ a Độ lọt khí (%)

Chương 6 Khảo nghiệm đo lường thiết bị 6.1 Khảo nghiệm bộ điều khiển điện trường tại phòng thí nghiệm

Để khảo nghiệm bộ điều khiển điện trường ta tạo một mạch thử như sau:

Tín hiệu điện áp 0 – 380VAC ở đầu ra của bộ điều khiển thyristor được đưa đến đầu vào của mạch thử Các tín hiệu phản hồi được lấy như trên hình vẽ

Như vậy khi mức điện áp ở đầu ra bộ điều khiển thyristor thay đổi các giá trị phản hồi cũng sẽ thay đổi theo mặt khác để thay đổi trở kháng của tải ta thay đổi giá trị chiết áp VRt, do đó ta có thể xem xét các chế độ làm việc của bộ điều khiển điện trường

1 Khảo nghiệm ở chế độ điều khiển bằng tay:

ở chế độ điều khiển bằng tay ta dùng một chiết áp để điều chỉnh điện áp ở đầu ra của

bộ điều khiển thyristor Các thông số thu được như sau:

- Giá trị điện áp đo được ở đầu ra của bộ điều khiển thyristor: 0 – 380VAC

- Giá trị điện áp thứ cấp phản hồi về và chỉ thị trên đồng hồ đo: 0 – 60kV

- Giá trị dòng điện thứ cấp phản hồi về và chỉ thị trên đồng hồ đo: 0 – 350 mA

ở chế độ điều khiển bằng tay, khi các giá trị đo được không phù hợp với các thông

số bảo vệ đặt trước trên màn hình thì sẽ có các tín hiệu cảnh báo bằng đèn

A

B

Từ bộ điều khiển

thyristor tới

VAC 0~380

380/220VAC

100om

VRu 200om

1K

0-10V Tới bộ biến đổi

1-10V/4-20mA Phản hồi dòng điện thứ cấp

Tới bộ biến đổi 0-20mA/4-20mA

Phản hồi điện áp thứ cấp

0-20mA VRi

VR 2K

Rpa

VRt 1K

0-10V

2 Khảo nghiệm ở chế độ điều khiển tự động:

a Khảo nghiệm việc điều chỉnh ổn định điện áp làm việc:

b Khảo nghiệm bảo vệ điện áp thứ cấp quá cao:

c Khảo nghiệm bảo vệ dòng điện thứ cấp quá cao:

d Khảo nghiệm việc bảo vệ điện áp thứ cấp quá thấp:

e Kết luận:

Sau khi tiến hành khảo sát ta có thể rút ra đặc tính sau:

Trong đó:

- I2C là giá trị dòng điện quá cao

- U2C là giá trị điện áp quá cao

- U2 là giá trị điện áp làm việc

- Ucorona là điện áp làm xuất hiện corona

- U2T là giá trị điện áp quá thấp

- Uknm là điện áp ngắn mạch cuộn kháng

6.2 Khảo nghiệm bộ điều khiển rung gõ điện cực:

6.2.1 Các tham số điều khiển rung gõ điện cực:

- Thời gian rung điện cực lắng : 0 – 32000(s) : ~ 530p ~ 9h

- Thời gian nghỉ giữa các lần rung cực lắng : 0 – 32000(s) : ~ 530p ~ 9h

- Thời gian rung điện cực phóng : 0 – 32000(s) : ~ 530p ~ 9h

U2

U2T

U2C

Ucorona

Uknm

Báo động bằng đèn

U, I

I2C

t

- Thời gian nghỉ giữa các lần rung cực phóng : 0 – 32000(s) : ~ 530p ~ 9h

6.2.2 Chế độ điều khiển bằng tay:

ở chế độ này việc điều khiển rung gõ các điện cực thực hiện thông qua các nút ấn trên tủ điều khiển

6.2.3 Chế độ điều khiển tự động:

ở chế độ này chu kỳ rung gõ các điện cực thực hiện theo các tham số đã đặt kể trên

6.3 Khảo nghiệm hệ điều khiển, theo dõi bằng máy tính

- Hệ thống đ−ợc điều khiển, giám sát thông qua mạng PLC S7-200 (ở đây là CPU215 và modul analog EM235) ghép nối với máy vi tính bằng cáp lập trình PC/PPI

- Các trạng thái của hệ thống đ−ợc thể hiện nh−:

+ Giá trị điện áp làm việc phía thứ cấp

+ Giá trị dòng điện làm việc phía thứ cấp

+ Chế độ điều khiển: Tự động – Tay – Stop

+ Trạng thái hoạt động của các thiết bị

6.4 Thử nghiệm hệ điều khiển mới với thiết bị lọc bụi tĩnh điện hiện có tại Lạng Sơn

6.4.1 Máy biến thế chỉnh lưu cao áp của nhà máy

Máy biến thế chỉnh lưu cao áp của nhà máy có các thông số sau:

- Công suất danh định 18 KVA

- Điện áp cao áp một chiều danh định 100KV

- Dòng điện danh định 150 mA

- Máy biến thế chỉnh lưu cao áp có tín hiệu phản hồi dòng

- Trước máy biến thế nối điện trở thuần 2.200 Ω

6.4.2 Nối ghép máy biến thế chỉnh lưu cao áp

Máy biến thế chỉnh lưu cao áp thử nghiệm có các thông số sau:

- Công suất danh định 28 KVA

- Điện áp cao áp danh định 80 KV

- Dòng điện cao áp danh định 350 mA

Máy biến thế chỉnh lưu cao áp được lắp đặt trên một giá riêng gần biến thế chỉnh lưu cao áp hiện có Lắp đặt thêm điện trở thuần phía sơ cấp trước biến thế Lắp dây cung cấp điện áp một pha 380 V, 50 Hz vào máy biến thế chỉnh lưu cao áp

6.4.3 Nối ghép hệ thống điều khiển

- Nối hệ thống phản hồi dòng điện và điện áp cao áp về bộ điều khiển

- Nối nguồn cung cấp cho hệ điều khiển

- Nối các động cơ rung gõ với hệ thống điều khiển mới

- Nối hệ thống tiếp đất cho máy biến thế và tủ điều khiển điện trường

a Hiệu chỉnh hệ thống điều khiển

Thiết bị lọc bụi sau khi dừng để thay hệ điều khiển mới đã được tiếp tục rung làm sạch các điện cực Để hiệu chỉnh chạy thử hệ thống điều khiển ta thực hiện các bước sau:

- Nối điện vào hệ thống điều khiển

- Kiểm tra các loại điện áp điều khiển xoay chiều và một chiều

- Đặt các thông số làm việc của hệ thống trên màn hình công nghiệp

- Kiểm hệ điều khiển ở chế độ không tải

- Cấp điện cho máy biến thế chỉnh lưu cao áp

- Kiểm tra phản hồi dòng và áp

- Vận hành quạt hút

- Kiểm tra đặt các giá trị điện áp và dòng điện làm việc cho hệ thống ở chế độ điều khiển bằng tay

- Đặt các thông số làm việc cho PLC

Mức các giá trị bảo vệ điện áp, dòng điện cao áp sẽ được tự động nội suy trong bộ

điều khiển PLC

b Điều khiển chạy thử bằng tay

Điều khiển điện áp cao áp

ấn nút điều khiển cung cấp điện nguồn hệ thống điều khiển, đưa công tắc điều khiển

về chế độ làm việc bằng tay, điều chỉnh điện áp cao áp đạt 48 KV (96% giá trị đặt làm việc

của hệ thống)

Khi các giá trị điện áp và dòng điện vượt ra ngoài giá trị đặt điều khiển hệ thống đưa

ra tín hiệu báo động bằng đèn và người vận hành điều chỉnh để phù hợp với giá trị làm việc trong khoảng đã đặt

Điều khiển rung gõ điện cực

ấn nút điều khiển rung điện cực cấp nguồn cho các động cơ rung giũ bụi, dòng điện cao thế giảm dần, khi muốn dừng, ấn nút dừng rung

c Điều khiển chạy thử tự động

Sau khi điều khiển khởi động các thiết bị độc lập như quạt hút, ta đưa công tắc chọn

về chế độ tự động Khởi động hệ thống điều khiển, thiết bị lọc bụi tự động làm việc ổn định

điện áp và dòng điện cao áp Theo thời gian đặt sau 10 phút, thiết bị gõ thực hiện 1 lần

Trong khoảng thời gian nghỉ rung gõ 10 phút, nếu dòng điện vượt mức giá trị đặt là

21 mA, thì điện áp tự động giảm và thực hiện rung gõ điện cực Nếu rung gõ điện cực mà dòng vẫn không giảm thì rung gõ thực hiện lại rung gõ (số lần rung gõ này có thể đặt

được) Nếu rung gõ hết số lần đã đặt (thực tế đặt 4 lần) mà dòng vẫn không giảm thì hệ thống điều khiển cao áp tự động dừng, người vận hành phải kiểm tra xử lý và vận hành lại

6.4.4 Kết quả chạy thử khảo nghiệm

Kết quả chạy thử cho thấy hệ thống điều khiển tự động làm việc, ổn định được điện

áp và dòng điện cao áp Hệ thống rung gõ tự động làm việc theo chu kỳ thời gian và tự

động rung gõ khi dòng điện cao áp vượt quá giới hạn, nên không xảy ra sự cố phải dừng thiết bị So sánh với hệ điều khiển hiện tại của Công ty Xi măng Lạng Sơn hệ thống điều khiển điện áp cao áp làm việc ổn định, bảo đảm điện áp và dòng điện cao áp luôn đạt giá trị cao, không gây ra sự cố Biểu đồ các thông số dòng điện và điện áp đúng như trong thí nghiệm tai phòng thí nghiệm