Đồ án Tự đông hoá hệ thống cân băng định lượng tại nhà máy xi măng Cẩm Phả

tuy nhiên các cânbăng định lượng trong dây truyền sản xuất đều có đặc điểm chung: Các đối tượngcân là cân băng tải cấp liệu, kích thước vật liệu cần cân thay đổi trong phạm virộng từ các

lời nói đầu

Trong giai đoạn hiện nay, song song với sự phát triển kinh tế, xây dựng cơ

sở hạ tầng và xây dựng dân dụng tăng lên nhanh chóng đã kích thích sự phát triểncông nghiệp xi măng ở nhiều nước, trong đó phải kể đến Việy Nam Để đáp ứngnhu cầu của người tiêu dùng về chất lượng, giá cả, sự cạnh tranh trên thị trường,việc đầu tư cải tiến công nghệ đang là một giải pháp hữu hiệu nhất Nứoc ta đang

có một nên kinh tế và khoa học kỹ thuật trên đà phát triển, phù hợp với sự pháttriển chung ở khu vực và với chính sách mở của Đảng và Nhà nước, đang thu hútvốn đầu tư của nước ngoài ngày càng nhiều, trong đó phải kể đến việc đầu tư vàocông nghệ sản xuất xi măng trong những năm gần đây

Với bất kỳ một nhà máy nào, nhất là đối với những nhà máy có mức độ tựđộng hoá cao thì việc dùng cân băng định lượng giám sát, điều khiển các thànhphần phối liệu là vô cùng quan trọng Đó là một trong những yếu tố quyết địnhđến năng suất của cả dây truyền, tỷ lệ các thành phần phối liệu và ảnh hưởng trựctiếp đến chất lượng xi măng sản xuất ra Do đặc điểm sản xuất xi măng có nhiềucông đoạn và hầu hết là cần đến hệ thống cân băng định lượng từ khâu nguyênliệu đến khâu nghiền xi măng

Với nhiệm vụ đặt ra cho cân băng định lượng là thoả mãn những nhu cầu

từ thực tế sản xuất, phải đảm bảo đủ lượng liệu cần thiết cho công đoạn sản xuấttiếp theo về khối lượng tỷ lệ các thành phần phối liệu và tốc độ cấp liệu cho từngthời điểm

Tuỳ theo vị trí, tính chất, chức năng của các khâu trong dây truyền sảnxuất mà cân băng định lượng ở khâu đó có những đặc điểm riêng, như chế độlàm việc, sai số cho phép, dải điều chỉnh tốc độ, độ ổn định tuy nhiên các cânbăng định lượng trong dây truyền sản xuất đều có đặc điểm chung: Các đối tượngcân là cân băng tải cấp liệu, kích thước vật liệu cần cân thay đổi trong phạm virộng từ các nguyên liệu thô cho đến những nguyên liệu mịn dạng bột

Ngày nay tự động hóa PLC hoặc LoGo cho phép thiết lập các hệ thống tựđộng điều khiển các thiết bị máy thực hiện theo các chương trình và công nghệ

sản xuất Mặt khác khả năng truyền thông tin, nối mạng điều khiển công nghiệpcủa PLC cho ta công cụ thiết lập hệ thống tự động hóa toàn bộ dây chuyền sảnxuất, bao gồm rất nhiều công đoạn mà các phương pháp tự động trước đây bằngrơle không thể thực hiện được, giảm những thao tác cho đội ngũ công nhân vậnhành thiết bị và đảm bảo an toàn cho người và máy móc, nâng cao sản xuất , chấtlượng sản phẩm.

Xuất phát từ tình hình đó, với mục đích áp dụng các kiến thức đã học để

xây dựng ứng dụng, em được hướng dẫn thiết kế đề tài : “ Tự đông hoá hệ

thống cân băng định lượng tại nhà máy xi măng Cẩm Phả ”.

Nội dung đề tài gồm những nội dung sau:

Chương I: Tổng quan về Công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả

Chương II: Giới thiệu về hệ thống cân băng định lượng và phương phápphối liệu

Chương III: Lựa chọn thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành

Chương IV: Xây dựng hệ thống điều khiển

Chương V: ứng dụng phần mềm ProTool pro CS/RT để thiết kế

hệ thống điều khiển và giám sát

Được sự giúp đỡ của thầy giáo Ths.Phạm Minh Hải cùng với các thầy

cô trong bộ môn Tự động Hoá Trường Đại Học Mỏ _Địa Chất, bạn bè và các kỹ

sư nhà máy xi măng Cẩm Phả, cùng với sự lỗ lực của bản thân em đã hoàn thành

đề tài Nội dung của bản đồ án này chắc chắn còn nhiều thiếu sót, em rất mongđược tiếp thu những ý kiến đóng góp bổ sung của các thầy cô giáo để bản đồ áncủa em được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Nguyễn Bá Hà

Hà Nội, tháng 05 năm 2010

Mục lục Chương i: Tổng quan về công ty cổ phần xi măng

cẩm phả 1.1 Giới thiệu chung về công ty cổ phần xi măng Cẩm

Phả 5

1.1.1 vi trí địa lý của nhà máy 7

1.1.2 Điều kiện khí tượng thủy văn 7

1.1.3 Chức năng và nhiệm vụ 9

1.1.4 Cơ cấu tổ chức 9

1.2 Quy trình công nghệ nhà máy xi măng Cẩm Phả 11

1.2.1 Mổ tả chung về dây chuyền và phương pháp sản xuất 11

1.2.2 Quy trình sản xuất nguyên liệu sống 14

1.2.3 Quy trình sản xuất nguyên liệu chín 15

1.2.4 Nghiền và đóng bao 17

Chương II : Giới thiệu hệ thống cân băng định lượng và phương pháp phối liệu 2.1 Giới thiệu về hệ thống cân băng định lượng 18

2.1.1 Khái niệm 18

2.1.2 Cấu tạo chung của hệ thống cân băng định lượng 19

2.2 Giới thiệu về cân băng định lượng của nhà máy xi măng Cẩm Phả 21

2.2.1 Nguyên lý hoạt động 23

2.2.2 Màn hình điêu khiển 24

2.2.3 Tỉ lệ phối liệu của nhà máy xi măng Cẩm Phả 25

2.3 Thông số kỹ thuật của cân băng định lượng trong nhà máy 25

Chương III: lựa chọn thiết bị và cơ cấu chấp hành.

3.1 Các loại cảm biến 28

3.1.1 Cảm biến trọng lượng (Load cell) 28

3.1.2 Cảm biến tốc độ (Encorder) 33

3.1.3 Cảm biến chống lệch băng 36

3.1.4 Cảm biến chống ùn tắc than 37

3.1.5 Cảm biến bảo vệ trượt băng 38

3.2 Động cơ không đồng bộ 44

3.3 Biến tần 48

Chương IV: tự động hoá hệ thống cân băng cấp liệu của nhà máy xi măng cẩm phả bằng PLC S7- 200 4.1 Khái quát về PLC 53

4.2 Sơ đồ ghép nối PLC với biến tần 55

4.3 ứng dụng PLC S7- 200 điều khiển hệ thống cân băng định lượng 56

4.3.1 Lưu đồ thuật toán điều khiển 56

4.3.2 Chương trình PLC S7- 200 để thực hiện tự động hoá phối liệu 62

Chương V: ứng dụng phần mềm protool pro cs/rt để thiết kế hệ thống điều khiển giám sát 5.1 Giới thiệu tổng quan về phần mềm SIMATIC ProTool pro 71

5.2 Truyền thông giữa giao diện ProTool pro với PLC 73

5.2.1 Cài chương trình điều khiển cho PLC S7- 200 73

5.2.2 Truyền thông giữa ProTool pro CS trên PC với thiết bị điều khiên PLC 75

5.2.3 Soạn thảo, thiết kế hệ thống SCADA trên PC

Display 76

5.3 Giao diện đo lường - điều khiển – giám sát 77

Kết luận.

Chương i Tổng quan về công ty cổ phần xi măng cẩm phả 1.1 Giới thiệu chung về công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả.

Hình 1.1 Toàn cảnh nhà máy xi măng Cẩm Phả

Công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả ngày nay tiền thân là Ban quản lý dự

án xi măng Cẩm Phả , được ký quyết định số 1259/QĐ-TTg ngày 30 tháng 12năm 2002 của thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt đầu tư dự án nhà máy xi

Nhà máy sản xuất chính được xây dựng trên diện tích đất 75 ha, tại Km6quốc lộ 18A, phường Cẩm Thạch, thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh với côngsuất thiết kế 6.000 tấn Clinker/ngày tương đương 2,3 triệu tấn xi măng

PCB40/năm Trạm nghiền xi măng Cẩm Phả được xây dựng trên diện tích đất 20

ha, tại khu công nghiệp Mỹ Xuân A, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với công suất1.480.000 tấn xi măng PCB40/năm

Nhà máy Xi măng VINACONEX Cẩm Phả được đặt trên địa bàn QuảngNinh có nhiều thuận lợi về nguồn nguyên liệu và hạ tầng cho nghành côngnghiệp xi măng Tại đây, nhà máy có thể sử dụng hiệu quả và tiết kiệm nguồnnguyên liệu từ các mỏ đá Quang Hanh, mỏ sét Hà Chanh, than Quảng Ninh;đồng thời, nhà máy còn nằm cạnh cảng nước sâu có thể tiếp nhận tàu trọng tải15.000 tấn - nơi trung chuyển thuận lợi sản phẩm đầu ra

Công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả áp dụng mô hình tiêu thụ sản phẩmqua nhà phân phối chính , xi măng cẩm phả đã tận dụng được năng lực của xã hộivới xác lập lợi ích hài hòa giữa nhà sản xuất và nhà phân phối Hiện nay thươnghiệu “ Xi măng Cẩm Phả “ đã có mặt tại 63 tỉnh thành trong cả nước với tổng sốhơn 100 nhà phân phối chính trên toàn quốc, trong đó nhiều nhà phân phối dự án

Thương hiệu “ xi măng Cẩm Phả “ đã được cung cấp xi măng xây dựngcông trình các tầng lớp dân cư và các dự án lớn

Với mục tiêu chất lượng hàng đầu, giá thành hợp lý, sự phân phối cungcấp sản phẩm linh hoạt giữa nhà máy và nhà phân phối, giữa nhà phân phối vớingười tiêu dùng, thương hiệu “Xi măng Cẩm Phả” đã đạt được nhiều danh hiệulớn Tháng 8 năm 2008, Công ty đã được Trung tâm chứng nhận phù hợp tiêuchuẩn thuộc Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng cấp giấy chứng nhận phùhợp tiêu chuẩn ISO 9001:2000 và ISO 14004:1996 Sản phẩm của công ty đã đạtđược nhiều huy chương vàng tại các hội chợ triển lãm tổ chức tại Hà Nội, thànhphố Hồ Chí Minh, giải thưởng sao vàng đất việt năm 2008, giải thưởng hàng việtnam chất lượng cao do người tiêu dùng bình chọn năm 2008 và Bằng khen củaThủ tướng Chính Phủ

Cùng với sự phấn đấu bền bỉ trong những năm qua , Công ty cổ phần ximăng Cẩm phả đã được bộ xây dựng, Ngành xây dựng việt nam gắn biển côngtrình trào mừng 50 năm Ngành xây dựng Việt Nam và tặng nhiều cúp vàng, cờthưởng thi đua Với nhiều thành tích đã đạt được trong công tác cũng như góp

phần vào việc xây dựng xã hội chủ nghĩa và bảo vệ tổ quốc , ngày 21/09/2006,Thủ tường chính phủ đã ký quyết định số 993/QĐ-TTg tặng bằng khen cho công

ty cổ phần xi măng Cẩm Phả

1.1.1 Vị trí địa lý của Nhà máy.

Địa điểm đầu tư xây dựng Nhà máy xi măng Cẩm Phả được đặt tạiphường Cẩm Thạch, thị xã Cẩm phả, tỉnh Quảng Ninh

Khu đất Nhà máy :

- Phía Bắc giáp mặt đường 18A mới và tuyến đường sắt vận chuyển thancủa mỏ than Cẩm Phả Phía ngoài tuyến sắt là quốc lộ 18 cách mặt bằng khoảng800m

- Phía Nam là biển

- Phia Đông Bắc giáp núi đá chồng

- Phia Đông Nam giáp núi Hòn Một

- Phía Tây là dãy núi đá vôi Quang Hanh I

1.1.2 Điều kiện khí tượng thủy văn

Khu vực xây dựng Nhà máy nằm ở phía Đông Bắc – Bắc Bộ, mang đặcđiểm chung của miền Bắc Việt Nam là nóng, ẩm và mưa nhiều Thời tiết đượcphân thành 02 mùa rõ rệt là mùa nóng, mùa lạnh và có gió mùa Mặt khác khuvực thuộc vùng đồi núi thấp, nằm kề sát biển nên mang màu sắc của vùng khíhậu thuỷ văn miền núi, ven biển chịu ảnh hưởng của khí hậu hải dương

a Nhiệt độ không khí

Khí hậu Quảng Ninh ấm áp có 2 mùa rõ rệt: Mùa nóng từ tháng 5 đếntháng 10, mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

Nhiệt độ trung bình nhiều năm tại trạm Bãy Cháy là 22,60C Tháng có nhiệt

độ cao nhất trong năm là tháng 7 trung bình là 28,60C Tháng có nhiệt độ thấp nhấttrong năm là tháng 1 trung bình là 15,30C

Nhiệt độ không khí tối cao là 33,80C (Tháng 7 năm 1983) Nhiệt độ khôngkhí tối thấp nhiều năm là 4,60C (Tháng 1 năm 1983)

Biên độ nhiệt dao động trong nhiều năm là 260C – 33,70C (Tháng 5 đến tháng 10)

- Độ ẩm tuyệt đối tối cao là 40,2 mb (tháng 6 năm 1983).

- Độ ẩm tuyệt đối tối cao thường xuất hiện vào mùa hè là các tháng 6, 7, 8

Ch¬ng 1- Độ ẩm tuyệt đối thấp nhất thường xuất hiện vào mùa đông các tháng

1, 2, 3, 12

c Mưa

Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4, kết thúc vào tháng 10 Lượng mưa lớn trong năm thườngxảy ra vào các tháng từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa nhỏ nhất xảy ra vào tháng 1,

2, 12

- Vào các tháng mùa hè thường là mưa rào, cường độ mưa lớn

- Vào các tháng mùa đông thường là mưa phùn, lượng mưa nhỏ và kéodài

- Từ tháng 4 đến tháng 8 hướng gió thịnh hành là hướng Nam (S)

- Từ tháng 8 đến tháng 11 là thời kỳ chuyển tiếp giữa các hướng gió thịnhhành

Theo thống kê nhiều năm thì tần suất xuất hiện các cấp tốc độ gió  9m/srất nhỏ (<1%) Tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là 40m/s (Chủ yếu theo hướngBắc).

- Sản xuất xi măng các loại

- Khai thác cát, đá vôi, đất sét, nguyên liệu xi măng

- Sản xuất và kinh doanh vật liệu xây dưng

- Kinh doanh clanker, thạch cao và xi măng các loại

- Kinh doanh thiết bị xây dựng và khai thác mỏ

- Kinh doanh máy móc thiết bị, phụ tùng nguyên liệu phục vụ công nghiệp

xi măng, vận tải hàng hóa đường bộ và đường thủy

- Kinh doanh khai thác cầu cảng, bốc xếp hàng hóa thủy, bộ và cho thuêkho bãi

- Xuất nhập khẩu các nguyên vật liệu sản xuất xi măng, xi măng các loại

và máy móc thiết bị phụ tùng phục vụ công nghiệp sản xuất xi măng

1.1.4 Cơ cấu tổ chức.

Công ty cổ phần xi măng cẩm phả là doanh nghiệp Nhà nước trực thuộcTổng công ty cổ phần xuất nhập khẩu xây dựng việt nam(VINACONEX), trụ sởchính tại phường Cẩm Thạch, thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh Đơn vị trựcthuộc - trạm nghiền Xi măng cẩm phả tại khu công nghiệp Mỹ Xuân A, Tỉnh BàRịa- Vũng Tàu và 2 văn phòng đại diện tại 2 thành phố lớn là Hà Nội, TP Hồ ChíMinh

Px.Nghi n & óng ền & Đóng Đóng

bao

T thí nghi m bê tông ổ thí nghiệm bê tông ệm bê tông

BP T ự động hoá động hoá ng hoá

BP i u khi n Đóng ền & Đóng ển

Trung tâm

Phòng Mỏ

X ưởng điện ng i n đ ệm bê tông

B ph n CTKT&HDP ộng hoá ận CTKT&HDP

ban kinh doanh

ban s

k

Phòng

T ch c ổ thí nghiệm bê tông ức

Px.Nghi n Li u ền & Đóng ệm bê tông

Px Lò Nung

1.2 Quy trình công nghệ nhà máy Xi măng Cẩm Phả

1.2.1 Mổ tả chung về dây chuyền và phương pháp sản xuất.

Nhà máy Xi măng Cẩm Phả được đặt tại Phường Cẩm thạch, thị xã CẩmPhả, tỉnh Quảng Ninh, Xi măng được sản xuất bằng lò quay theo phương phápkhô để tạo ra Clinker, Clinker nghiền mịn với một tỷ lệ nhất định cộng với thạchcao và các phụ gia khác thành xi măng Xi măng Cẩm Phả - Công nghệ NhậtBản, công suất lò 6.000 tấn clanke/ngày tương đương với 1.890.000 tấnclanke/năm, trong đó nghiền 690.000 tấn clanke/năm để sản xuất 820.000 tấn ximăng PCB 40/năm, tại phường Cẩm Thạch, thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh,còn lại 1.200.000 tấn clanke/năm được đưa vào nghiền tại trạm nghiền Xi măngCẩm Phả được đặt tại KCN Mỹ Xuân A, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với công suất1.480.000 tấn/năm Xi Măng PCB 40

Phương pháp khô

Lò quay dài phương pháp khô đã được phát triển khá mạnh ở Mỹ Banđầu, các lò quay có chiều dài khoảng 140- 160m, không sử dụng thiết bị trao đổinhiệt bên trong, dẫn đến nhiệt độ khí thải ra khỏi lò vào khoảng 700- 750C Do

đó phải sử dụng hệ thống phun nước để giảm nhiệt độ dòng khí thải trước khiđưa vào thiết bị thu bụi Để tận dụng lượng nhiệt thừa trong khí thải người tathiết kế hệ thống trao đổi nhiệt bên trong lò Các hệ thống trao đổi nhiệt trong lò

là các cơ cấu bằng gốm hoặc kim loại

Lắp đặt cơ cấu trao đổi nhiệt trong lò với mục đích phân chia vật liệu cấpcho lò cũng như khí nóng trong lò thành 3 hoặc 4 khoang riêng biệt để tăng bềmặt tiếp xúc và trao đổi nhiệt giữa khí nóng và vật liệu đạt hiệu quả cao hơn Các

cơ cấu trao đổi nhiệt bằng gốm được láp đặt ở vùng có nhiệt độ khí lò cao từ1000- 1200C, vùng lệch có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa nhiệt độ khí và nhiệt

độ của bộ liệu và do đó tại vùng này sụ trao đổi nhiệt đạt hiệu quả cao nhất

Việc sử dụng các cơ cấu gốm lắp đặt trong lò làm tăng năng xuất lò quaylên tới 8- 12%, đồng thời làm giảm tiêu hao nhiệt riêng xuống từ 8- 12% Nhiệt

độ khí thải lò giảm xuống chỉ còn 600- 650C

Nhiệt đọ khí thải của các lò quay dài phương pháp khô có láp đặt hệ thốngxích vào khoảng 380- 400C với dòng khí thải này, bột liệu cấp vào lò có hàmlượng ẩm lên tới 13% thì vẫn được sấy khô mà không cần phải gia thêm nhiệt.

Tuy nhiên, việc sử dụng các cơ cấu trao đổi nhiệt trong lò bằng gốm cũngnhư bằng kim loại đều dẫn đến việc tăng trở lực của dòng khí chuyển động trong

lò làm tăng chi phí điện năng cho quạt khói lò

Hình 1.2 Hệ thống lò nung và tháp trao đổi nhiệt 4 tầng

Quá trình sản xuất xi măng được mô tả tóm tắt như sau:

1.2.2 Quá trình sản xuất nguyên liệu sống

a Nguyên liệu đầu vào

Cung cấp sét: Đất sét khai thác tại mỏ sét Hà Chanh cách nhà máy 40km,

đất sét được vận chuyển về cảng nhập tại Nhà máy Tại cảng nhập, đất sét đượcbốc dỡ bằng cầu trục lên phễu tiếp nhận, qua cấp liệu đất sét được cấp đều đặnvào máy đập Đất sét được đập nhỏ và được thu hồi bằng băng tải phẳng, qua hệthống băng tải và van 2 ngả tới cầu rải, rải sét thành đống trong kho chứa sét

Cung cấp cao silic: Cao silic được cung cấp từ mỏ cao silic thôn 7 và

được xe tải vận chuyển về Nhà máy

Đá vôi: được khai thác, nghiền và vận chuyển từ Mỏ đá vôi Quang Hanh

tới Nhà máy bằng một băng tải dài 6,4 km

Quặng sắt: được khai thác và vận chuyển bằng đường thuỷ từ đảo Cái

Mua

ngoµi

Phèi liÖu

NghiÒn kh«

F©n

ly

Läc thu bôi

VËn chuyÓn

VËt

liÖu

Ch¬ng 4 Than: than cám nhập về nhà máy được trộn đều sơ bộ thành đống

và chứa ở kho than Than cám dự trữ trong kho không dùng được ngay mà phải

được đưa vào máy nghiền than để nghiền thành bột than mịn

Ch¬ng 6Định lượng nguyên liệu: Đá vôi, đất sét, cao silic và quặng sắt từ

các két chứa được các băng tải tấm cấp liệu theo tỷ lệ xác định tới hệ thống cấp

liệu của máy nghiền liệu

Nghiền nguyên liệu: Hỗn hợp nguyên liệu từ van hai ngả tới van quay vào

máy nghiền Nguyên liệu được nghiền sấy liên hợp trong máy nghiền với năng

suất 500T/h Tác nhân sấy cho công đoạn nghiền liệu là khí thải của tháp trao đổi

nhiệt của lò nung(khoảng 320C)

c Đồng nhất bột liệu và cấp liệu lò.

Việc chứa và đồng nhất bột liệu được thực hiện tại silô đồng nhất với sức

chứa 24.000T đủ dự trữ cho 2,5 ngày lò nung chạy liên tục Silô đồng nhất hoạt

động theo phương thức nạp – tháo đồng nhất liên tục với các hệ thống sục khí

dưới đáy silô

1.2.3 Quy trính sản xuất nguyên liệu chín

VËn chuyÓn clinke

Kho chøa

C©n than c¸m

C©n than c¸m

Kho chøa bét than

(Lß)

a Nung và làm nguội Clinker

Ch¬ng 7Lò nung bao gồm tháp trao đổi nhiệt 2 nhánh, 5 tầng cyclone với

02 buồng phân huỷ đầu lò và lò quay, kết hợp với máy làm nguội Clinker kiểughi với hiệu suất thu hồi nhiệt cao, tạo thành một hệ thống đồng bộ sử dụng thancám tại Cẩm Phả có năng suất 6.000T Clinker /ngày cho sản phẩm Clinker đạtchất lượng sản xuất xi măng PCB 50 trong điều kiện lò hoạt động bình thường

b Nghiền than

Ch¬ng 8Than thô từ két chứa được rút ra từ cấp liệu băng cào, kết hợp vớivít tải kép điều tốc, than khô được cấp vào máy nghiền đứng thực hiện quá trìnhnghiền sấy liên hợp khi máy nghiền hoạt động với khí nóng của thiết bị làm nguộiclanhke từ lò đưa sang( khoảng 250C) Than mịn sau khi nghiền đạt tiêu chuẩn đượcluân phiên đổ vào 2 két chứa, sau đó được cấp vào vòi đốt buồng phân huỷ và vòiđốt lò nung thông qua hệ thống van và cân quay Lò nung đốt than mịn tạo ra nhiệt

độ cao, nung bột liệu tới nhiệt độ khoảng 1450C ở nhiệt độ cao này sẽ xảy ra phảnứng hoá học giữa các thành phần CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, có trong bột liệu tạothành Clinker

c Chứa và phân phối clinker

Ch¬ng 9Clinker chính phẩm được chứa trong 2 silô, mỗi silô được trang bịcác cửa tháo kết hợp với các băng tải chịu nhiệt dưới đáy silô để rút Clinker chuyểntới tuyến xuất Clinker ra cảng hoặc tới xưởng nghiền xi măng thông qua 2 băng tảiđảo chiều

Clinker thứ phẩm chứa tại silô có thể tháo qua cấp liệu rung, chuyển tớibãi chứa hoặc theo cấp liệu rung, băng tải để pha với Clinker chính phẩm trêntuyến vận chuyển Clinker tới xưởng nghiền xi măng

1.2.4 Nghiền và đúng bao

a Nghiền xi măng

Clanhke từ kột chứa được định lượng nhờ băng tấm cấp liệu, tới băng tải

và được cấp vào mỏy nghiền sơ bộ kiểu đứng Clinker qua nghiền sơ bộ được hệ

thống gầu nõng, van 02 ngả để được tiếp tục được nghiền mịn trong mỏy nghiền

+ Phụ gia xi măng từ kột được định lượng nhờ cấp liệu băng

+ Thạch cao từ kột chứa qua cõn băng định lượng

+ Hỗn hợp thạch cao và phụ gia đều được đổ vào băng tải cấp trực tiếp

vào mỏy nghiền

b Chứa, đúng bao và phõn phối xi măng

Chơng 10Sản phẩm xi măng sau khi nghiền được chứa trong silụ Hệ thống

vận chuyển xi măng rời tới cụng đoạn đúng bao và xuất xi măng được bắt đầu từ

đỏy silụ xi măng thụng qua hệ thống cửa thỏo, cỏc mỏng khớ động, sàng rung, kột

chứa và mỏy đúng bao

Hình 1.5 Chu trình nghiền và đóng bao

Clin ke Cân

Cân

Nghiền sơ bộ

Đá Đá

đen Silíc

Cân

Sản xuất PC40

Nghiền Fân

ly

Vận chuyển

Kho chứa

Đóng bao xuất hàng

Nghiền Fân

ly bột

Vận chuyển

Kho chứa

Đóng bao xuất hàng

Sản xuất PCB







Ch¬ng 12+ Hệ thống xuất xi măng đường bộ.

Ch¬ng 13

Ch¬ng 14

Ch¬ng 15

Chương II Giới thiệu về hệ thống cân băng đinh lượng

Và phương pháp phối liệu 2.1 Giới thiệu về hệ thống cân băng đinh lượng

2.1.1 Khỏi niệm:

Cân băng định lượng là bao gồm các thiết bị ghép nối với nhau mà thành,cân băng định lượng của nhà máy sản xuất xi măng là cân định lượng băng tải,được dùng cho hệ thống cân liên tục Thực hiện việc phối liệu một cách liên tụctheo yêu cầu của nhà máy đặt ra

Trong các nhà máy sản xuất công nghiệp, các dây chuyền sản xuất ximăng, hệ thống cân băng định lượng còn đáp ứng sự ổn định về lưu lượng liệu vàđiều khiển lưu lượng liệu cho phù hợp với yêu cầu, chính vì nó đóng vai trò rấtquan trọng trong việc điều phối và hoạch định sản xuất, do đó nó quyết định chấtlượng sản phẩm góp phần vào sự thành công của nhà máy

Cân băng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng là cân băng tải, nó

là thiết bị cung cấp kiểu trọng lượng vật liệu được chuyên trở trên băng tải màtốc độ của nó được điều chỉnh để nhận được lưu lượng vật liệu ứng với giá trị dongười vận hành đặt trước

Hệ thống cân băng định lượng trong công đoạn nghiền phối liệu bao gồm :

1 - Cân băng đá vôi

2 - Cân băng đất sét

3 - Cân băng quặng sắt

4 - Cân băng phụ gia

Hệ thống cân băng được định lượng theo phần trăm đã định trước do hệthống điều khiển cân đối và điều chỉnh phối liệu tự động thực hiện Từ các cân

Nguyên liệu được vận chuyển tới máy nghiền liệu bởi hệ thống vậnchuyển Sơ đồ công nghệ được thể hiện trên hình 2-1

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ nghiền phối liệu

2.1.2 Cấu tạo chung của hệ thống cân băng định lượng

2

3 4

5

6

7 8 9

10

Hình 2.2 Cấu tạo hệ thống cân định lượng

Ch¬ng 16

3: Băng tải4: Tang bị động 5: Bu lông cơ khí6: Tang chủ động 7: Hộp số

8: Cảm biến tốc độ (Encerder)

Tốc độ của động cơ đo được nhờ cảm biến đo tốc độ Encorder (Máy pháttốc một chiều) Máy phát tốc có nhiệm vụ phát ra tín hiệu phản hồi tốc độ về bộđiều khiển PLC Sau khi nhận đựoc tín hiệu từ Loadcell về bộ chuyển đổi và từ

bộ chuyển đổi về PLC đồng thời kết hợp tín hiệu từ Encorder bộ điều khiển dùngPLC S7-200 hoạt động lấy mẫu so sánh tốc độ và trọng lượng, lưu lượng đặt, đưatín hiệu điều khiển vào biến tần để điều khiển động cơ, thay đổi tốc độ động cơđảm bảo cho lưu lượng không đổi và bằng với giá trị đặt

Ch¬ng 21

Ch¬ng 22

Ch¬ng 23

Ch¬ng 242 2 Giới thiệu về cân băng định lượng nhà máy xi măng Cẩm Phả.

là: định lượng sản xuất bột liệu( Clinker) và định lượng sản xuất xi măng Hệthống cân định lượng sản xuất bột liệu nhà máy sử dụng là của hãng SCHENCK( Đức)

Ch¬ng 26

Ch¬ng 27

Ch¬ng 29

Ch¬ng 30

Ch¬ng 31 Hình 2.4 Khung chứa bang tải và các hộp mở rộng

ra từ đáy của hopper Vật liệu nằm sâu một lớp đảm bảo thể tích không đổi trênbăng.

2.2.2 Màn hình điều khiển

Hình 2.7 Các phím chức năng trên màn hình điều khiển cân định lượng.

F1: Edit - Chèn các thông số đầu vào

F2: Menu - Gọi các chức năng chỉ dẫn

F3: ESC - Trở lại

F4: Del - Xoá số

F5: ON - Mở nguồn

F6: OFF - Tắt nguồn

F7: Reset tot - Đặt lại tổng bộ đếm

F7: Fill - Khởi độngt oàn bộ

F7: no fill - Dừng toàn bộ

F7: Events - Hiển thị các trường hợp

F7: Volum - Trạng thái đo thể tích

F7: Grav - Trạng thái phân tích trọng lượng

F7: VolSyn - Chế độ đồng bộ thể tích

F7: End Bat - Kết thúc phần

F7: Prin B - In phần kết thúc

<Return>: Trở về - Gọi chương trình, chức năng thừa nhận đầu vào F8: Clr Evh: Thừa nhận các trường hợp thông báo

F9: Ba Set - Nhập với khối cài đặt

2.2.3 Tỷ lệ phối liệu của nhà máy xi măng Cẩm Phả

Trong quá trình sản xuất Clinker xi măng ngoài ra các yếu tố như phươngpháp sản xuất - kỹ thuật nung luyện… thì thành phần hoá học của nguyên liệu làyếu tố đầu tiên quyết định đến chất lượng Clinker xi măng Do vậy vấn đề cơ bảncủa công nghệ xi măng là làm sao tìm được những nguyên liệu với tỷ lệ thíchhợp để nung luyện cho ra Clinker xi măng có chất lượng như mong muốn

Tỷ lệ phối liêu sản xuất Clinker trong nhà máy xi măng Cẩm Phả như sau:

2.3 Thông số kỹ thuật của cân băng định lượng nhà máy xi măng Cẩm Phả

a Cân băng định lượng 122WF01 - Đá vôi - Loại MUTIDOS 1640 T80

Chiều rộng băng và khoảng cách giữa 1200/5500 mm

Chiều rộng băng và khoảng cách giữa 1200/5500 mm

Khoảng cách đường vào/ra 3400mm

Chiều rộng băng và khoảng cách giữa 1000/5000 mm

ChươngIII lựa chọn thiết bị Và cơ cấu chấp hành 3.1 Các loại cảm biến

3.1.1 Cảm biến trọng lượng (loadcell)

Loadcell có cấu tạo bao gồm thân đàn hồi được chế tạo bằng loại thép đặcbiệt, trên đó có gắn tenzomet, vỏ bảo vệ, màng ngăn và các dây cáp nguồn và tínhiệu Thông thường bốn tenzomet được gắn trên thân đàn hồi, các tenzomet nàyđược bố trí ở mặt trên và mặt dưới thân đàn hồi, chúng đồng thời được nối vớinhau tạo nên mạch cầu Wheatsstone Loadcell được cung cấp điện áp xoay chiềuhay một chiều ổn định, đặt trên hai đỉnh đối diện nhau của cầu, điện áp ra đượclấy trên hai đỉnh còn lại

Hình 3.1 Load Cell

Sơ đồ nguyên lý của mạch loadcell:

Thân đàn hồi tenzometE

V

Hình 3.2 Mạch nguyên lý loadell.

Loadcell hoạt động theo nguyên lý cầu biến trở lực Khi lực đặt lên thânđàn hồi của loadcell thay đổi làm co giãn các điện trở (tenzomet), dẫn đến cácđiện trở trên các nhánh cầu thay đổi theo chiều thích ứng Khoảng cách co giãncủa thân đàn hồi rất nhỏ, vào khoảng 1/1000 đến 1/100 mm Khi cấp một điện áp

ổn định lên một nhánh cầu thì điện áp lấy ra trên nhánh cầu còn lại này sẽ phảnánh một cách trung thực với sự tương đối lực trên đầu loadcell

* Loadcell sử dụng trong hệ thống cân băng tải:

Hiện nay có nhiều loại loadcell do nhiều hãng khác nhau chế tạo Chúngphân biệt với nhau ở phạm vi hoạt động, dải đo, độ chính xác và nhiều thông sốkhác Việc lựa chọn loại loadcell phụ thuộc vào từng ứng dụng cụ thể Dưới đâygiới thiệu về đầu đo lực loadcell loại B74 - BUTTNER, một loại loadcell được sửdụng rộng rãi trong các hệ thống đo lường công nghiệp

Các thông số kỹ thuật chính của loadcell:

Khả năng tải lớn nhất khi làm việc : Pmax = 100kg

Khả năng chịu tải lớn nhất (tải phá hỏng) : P = 200kg

Nếu cung cấp điện áp một chiều 10V lên đầu loadcell thì khi tải đặt lênđầu loadcell thay đổi từ 0 đến 100 kg thì điện áp một chiều đầu ra thay đổi tỷ lệ

từ 0 đến 20 mV Điện áp này sẽ được đưa vào các khối chức năng để tiến hành

các bước xử lý cần thiết, kết hợp với tín hiệu dịch chuyển băng tải, tính toán đưa

ra khối lượng tích luỹ

*Các đặc tính chuyển đổi cảm biến loadcell

* Đặc tính chuyển đổi cảm biến cân băng định lượng của các phối liệu

Phương trình chuyển đổi: mđv = aA1 + b (1)

Trong đó : mđv – là cân băng định lượng của các phối liệu

A1 - Đầu ra của loadcell tương ứng 0 - 20mAĐầu ra của loadcell A1 là

Tỷ lệ phối

liệu

Đá vôi(80,6%) Đất sét(12,6%) Q Sắt (3,4%) Silic (3,4%)

Hình 3.3 Đồ thi chuyển đổi đặc tính cảm biến cân băng định lượng của các phối liệu

*Đặc tính chuyển đổi tín hiệu cổng vào analog

Đưa các tỷ lệ phối liệu tương ừng A1vào các giá trị nguyên analog ta tìm đươc cổng vào điện áp cho các phối liệu

Phương trình chuyển đổi : A1 = aAI + b

Trong đó cổng AI tương ứng từ 032000

Ta có bảng sau

Hình 3.4. Đồ thị chuyển đổi tín hiệu cổng vào analog

*Đặc tính chuyển đổi cổng ra analog

Đưa các giá trị nguyên của AI vào analog ta tìm được các phối liệu cần tìm cho cổng ra AQWo

Phương trình chuyển đổi :AI= aAQ + b Trong đó AQ là cổng ra analog tương ứng :010V

Ta có bảng đầu ra AQ như sau

Hình 3.5 Đồ thị chuyển đổi tín hiệu cổng ra analog

*Đặc tính tốc độ của động cơ dãn động qua biến tần

Từ các giá trị tìm được AQ ta tính đựơc tần số điều khiển động cơ nhưsau

Phương trình chuyển đồi : AQ = aF + b

3.1.2 Cảm biến tốc độ (encorder)

Hình 3.7 Máy phát tốc encorder

Để đo tốc độ động cơ thông dụng nhất hiện nay dùng cảm biến quang hay còn gọi là Encorder Tín hiệu từ encorder tạo ra các dạng xung vuông có tần số thay đổi vào tốc độ động cơ Do đó các xung vuông này được đưa vào bộ vi xử lý

để đếm số xung trong khoảng thời gian cho phép từ đó ta có thể tính được giá trị vận tốc của động cơ

Nguyên lý hoạt động của Encoder thực chất là một đĩa tròn xoay quayquanh trục của một động cơ Trên các đĩa này có các lỗ rãnh một bên của đĩa làmột đèn Led chiếu vào đĩa, như vậy tại lỗ trên đĩa sẽ cho ánh đèn đi qua và tươngứng là một xung Mặt bên kia của đĩa sẽ được đặt một mắt thu Với các tín hiệu

có hoặc không có ánh sang chiếu qua các lỗ thiết bị sẽ ghi nhận được đĩa đã quaybao nhiêu vòng và đang quay theo chiều nào

Cấu tạo của Encoder được chế tạo gồm 5 dây chính sau:

+Dây cấp nguồn + cho Encoder

+Dây cấp nguồn GR

+Dây pha Z – Số xung trên một vòng

+Dây pha A – 1 xung/ vòng

+Dây pha B – 1 xung/ vòng

Tuỳ theo trạng thái nhanh hay chậm của hai pha A và B mà ta có thể xácđịnh được vận tốc và chiều quay của động cơ Để tính toán vận tốc ta có thể xácđịnh số xung của Encoder trong một khoản thời gian Ví dụ trong một giây đếmđược 1000 xung mà Encoder có độ phân giải là 400 pps thì tốc độ quay của động

cơ sẽ là1000/400 =2,5 vòng/s Nếu pha A nhanh hơn pha B thì động cơ sẽ quaytheo chiều thuận và ngược lại

Hình 3.9 Sơ đồ cấu tạo bên trong của encorder để tạo xung vuông

Sơ đồ nguyên lý mạch đo