NGHIÊN cứu hệ THỐNG điều KHIỂN cân BĂNG DOSIMAT

Dây truyền công nghệ của nhà máy đợc điều khiển từ phòng trung tâm qua hệ thống tự động hóa bao gồm các máy tính và phân tích thành phần hóa học bằng tia X quang, sản xuất của nhà máy xi

Trờng đại học bách khoa Hà Nội

Hà Nội - 2004Chơng I Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng

Tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch

1.1 Tổng quan về dây truyền sản xuất của nhà máy xi măng Hoàng

Thạch.

Nhà máy xi măng Hoàng Thạch đợc xây dựng năm 1976 do Vơng quốc

Đan Mạch tài trợ Đây là nhà máy xi măng hiện đại, sản xuất theo phơng pháp khô do hãng FLSMIT đảm nhiệm Nhà máy có dây truyền sản xuất với công suất thiết kế là 1,1 triệu tấn xi măng/năm Dây truyền công nghệ của nhà máy đợc điều khiển từ phòng trung tâm qua hệ thống tự động hóa bao gồm các máy tính và phân tích thành phần hóa học bằng tia X quang, sản xuất của nhà máy xi măng là xi măng mang nhãn hiệu P300, P400, P500

1.2 Công nghệ sản xuất xi măng.

1.2.1 Công nghệ sản xuất và yêu cầu kỹ thuật.

a) Nguyên liệu: Gồm hai thành phần chính đá vôi và đá sét.

* Đá sét

Đợc khai thác từ mỏ bằng phơng pháp khoan nổ mìn, cắt theo tầng, đây là phơng pháp khai thác an toàn và năng suất cao Kích thớc tối đa của đá khai thác là 800 mm thể tích khoảng 0,5 m3 Đá đợc xúc lên ô tô vận chuyển về nơi chế biến, tại đây đá đợc đổ vào máy búa đập nhỏ kích thớc xuống còn 75

x 75 mm

Máy đập búa có ký hiệu là C1M01

Công suất 110 KW, Năng suất 210 t/h.

Thời gian làm việc 35ữ42h/tuầnSau đó đá sét với kích thớc 75 x75 đợc đa đến máy cán, cán nhỏ xuống còn kích thớc 25 x 25 mm

Máy cán có ký hiệu là C1M02

Công suất 250kW, năng suất 210 t/h

Sau khi đá sét đợc làm nhỏ xuống 25 x 25 mm đợc đa lên bằng tích cao su,

đợc vận chuyển đến kho đồng nhất sơ bộ theo nguyên tắc nguyên liệu dải theo luống dọc kho thành 15 lớp và 29 luống sau đó đợc gầu xúc, xúc tất cả các lớp nguyên liệu theo chiều ngang kho và đổ lên băng tải và đổ vào cân

định lợng sau đó đa vào máy nghiền

* Đá vôi

Đợc khai thác từ mỏ bằng phơng pháp khoan và nổ mìn, cắt theo tầng Kích thớc tối đa của đá khai thác là 2000 mm, thể tích khoảng 1,5m3 Đá đợc xúc lên ô tô vận chuyển về nơi chế biến, sau đó đợc máy đập búa đập nhỏ kích thớc xuống 25 x 25

Máy đập búa có ký hiệu là A1M01

Công suất động cơ: 1200kW

Năng suất 775 t/h

Thời gian làm việc: 35 h/tuần

Đá vôi sau khi kích thớc nhỏ còn 25 x 25 đợc đa vào băng tải cao su và

đ-ợc vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ Tại đây đá đđ-ợc cầu dải, dải thành 15 lớp và 29 luống Sau khi cầu dải dải song thành đống, thì cầu xúc, xúc tất cả lên băng tải đổ vào cân định lợng rồi đa đến máy nghiền

* Kho đồng nhất sơ bộ

Đồng nhất sơ bộ theo nguyên tắc nguyên liệu đợc dải theo luống dọc kho

và đợc gầu xúc, xúc tất cả lớp nguyên liệu theo chiều ngang kho

* Phụ gia (Quặng sắt + cát silic)

Quặng sắt hoặc cát silic đợc chứa trong kho 26 đợc đổ vào phiễu qua cấp liệu dung D1J01 sau đó đa vào băng tải cao su đến 2 silô

- Silô cát silic

- Silô quặng sắt

Kích thớc 2 silô V = 160 m3/1 silô, h = 12 m

Hai silô này có thiết bị silôpilot để đo mức liệu Từ hai silô, silic, quặng sắt

sẽ đợc sút và đổ vào băng tải cao su và đợc vận chuyển đến máy nghiền và đổ cùng vào băng tải cao su có chứa đá vôi và đá sét để đa vào máy nghiền

Cát silic và quặng sắt cũng đợc qua cần băng điện tử

b) Nghiền nguyên liệu.

Tất cả các nguyên liệu nh đá sét, đá vôi, phụ gia đợc đa vào máy nghiền sấy liên hợp đổ nghiền thành bột mịn

Máy nghiền bi kiển Tiraxunidan

Kích thớc máy nghiền: 5,6 x 7 x 3,6

Công suất: 248 t/h.

Công suất động cơ: 3920 kW

Thời gian làm việc: 140 h/ tuần

Máy nghiền bi có cấu tạo 2 ngăn (ngăn bi cầu và ngăn bi đạn) Ngăn thứ nhất chứa bi cầu dùng để đập nguyên liệu đa vào tơng đối nhỏ Phần nguyên liệu nhỏ lọt qua sàng sang phần bi đạn là ngăn thứ 2, ở đây bi đạn có nhiệm

vụ làm nhỏ phần nguyên liệu đợc lọt sang để đạt tới độ mịn cần thiết

Bột liệu sau khi đợc nghiền xong thì lấy mẫu đa về phân tích Rơnghen máy tính để điều chỉnh tỷ lệ các nguyên liệu sau đó bột liệu đợc đổ vào 2 silô

đồng nhất

Đồng nhất bột liệu: Bột liệu đợc đa vào 2 silô ở đây bột liệu đợc sục lên bằng máy nén khí và đợc tháo ra đa vào lò nung bằng nhiều cửa van để đồng nhất phối liệu lần 2

c) Nghiền than và hâm sấy dầu.

* Than

Đợc vận chuyển vào kho và chia thành 2 đống mỗi đống 5.500 tấn than

đ-ợc đa vào máy nghiền bi TIRAX: 32x 4,4 x 2,5

Công suất: 25ữ30 t/h

Than đợc đập mịn và đa vào két chứa, sau đó vào vít tải đến vòi phun vào

lò nung

* Dầu MFO (dầu nặng)

Đợc vận chuyển từ cảng lên và đa vào buồng chứa vì độ nhớt ban đầu lớn lên trớc khi đốt phải đợc xấy, đa nhiệt độ từ 90 ữ 1000C sau đó đợc vòi phun phun vào lò dới dạng xơng mù

d) Lò nung.

Lò quay bằng phơng pháp khô 4 tầng Syclo trao đổi nhiệt có hệ thống làm lạnh Umax (lò con).

Lò quay kích thớc 5,5 x 89 m Bột liệu đợc cấp vào lò nhờ hệ thống cân cấp liệu tự động và các bơm Fullex Bột liệu đi từ các đỉnh Siclo trao đổi nhiệt đến tầng cuối cùng, bột liệu nâng nhiệt độ lên đến 7000C sau đó đợc bơm phun vào lò

Vòi phun hỗn hợp than, dầu là nhiên liệu cấp vào lò để trao đổi nhiệt với bột liệu, bột liệu đợc cấp từ đầu vào của lò nung còn than và dầu đợc cấp ng-

ợc lại (từ đầu ra) ở đây bột liệu đợc đo ngợc với nhiệt độ của lò ( bột liệu đi ngợc với than và dầu) Nhiệt độ trong lò đợc nâng lên 12000C, tất cả bột liệu

đợc hoá lỏng cho đến khi nhiệt độ đợc điều chỉnh từ 1400ữ15000C ở đây tất cả các phản ứng hoá lỏng kết thúc, dòng bột liệu đợc chảy vào lò con để làm nguội tại đây ngời ta làm nguội bằng nớc và gió, sau khi bột liệu đợc làm nguội và vê thành viên và đợc chảy ra từ các lò con ngời ta gọi là Clinke đợc

đa vào máy nghiền và nghiền ra xi măng

e) Nghiền xi măng và phụ gia.

Xi măng đợc nghiền từ Ckinke, thạch cao, phụ gia không tích cục (phụ gia lới)

Máy nghiền xi măng là máy nghiên bi liên hợp loại TIRAXUNIDAN

- Kích thớc: 5,6 x 7 x 3,6

- Công suất: 248 t/h

- Công suất động cơ: 3920kW

- Thời gian làm việc: 140 h/ tuần

Máy nghiền xi măng sử dụng máy nghiền chu trình kín có 4 phân li trung gian và có hệ thống làm mát bằng nớc ở đầu vào Sau khi nghiền song, xi măng đợc đa qua phân ly nhờ cầu tải Tại đây máy phân ly có nhiệm vụ tách

bột xi măng làm 2 loại Loại nhỏ đúng theo yêu cầu đa thẳng vào các silô để

đóng bao, loại to đợc đa quay trở về máy nghiền để nghiền lại

f) Đóng bao và xuất xi măng.

Xi măng đợc lấy từ các silô chứa và đa vào kít chứa của máy đóng bao Có

6 máy đóng bao mỗi máy 8 vòi, công suất của mỗi máy là 40 t/h ở đây ngời

ta dùng máy đóng bao loại quay, để đóng đợc một bao xi măng phải có 3

điều kiện thì máy đóng bao mới nhả bao ra

- Bao phải đủ 50 kg

- Phải đúng cửa tháo

- Băng tải đằng trớc cửa tháo phải chạy

Sau khi bao đợc đóng song đa lên băng tải và vận chuyển đến ô tô hoặc tầu hỏa hay đa ra cảng để xuất cho tầu thủy

Lò nung (lò quay)

Máy đập

Phụ gia

Hình 1.1: Sơ đồ dây truyền nhà máy xi măng Hoàng Thạch

1.3: Hệ thống điều khiển tự động hóa nhà máy xi măng Hoàng Thạch

1.3.1 Hệ thống SDR

Hệ thống giám sát- đối thoại – báo cáo

+ Giám sát

Các số liệu ở các điểm đo ở từng công đoạn sản xuất đợc tập hợp xử lý và

đa lên máy tính để tạo ra các bản số liệu của từng công đoạn

- Công đoạn đá vôi, đá sét

- Công đoạn nghiền liệu.

- Công đoạn nghiền phụ gia

- Công đoạn nghiền than, sấy dầu

- Nắm bắt đợc tình trạng thiết bị để kịp thời bảo dỡng hoặc thay thế

- Báo cáo về báo động của từng công đoạn để công nhân nắm bắt đợc

+ Hệ thống truyền hình công nghiệp.

Nhà máy đợc trang bị hệ thống camera đặt ở các nơi, các vị trí quan trọng trong dây chuyền Tơng ứng với các mẫu hình đợc đặt ở trong phòng điều hành trung tâm của nhà máy

+ Hệ thống thông tin nội bộ:

Bao gồm các hệ thống điện thoại tự động và các bộ đàm dùng để liên lạc, giúp cho ngời vận hành trung tâm liên lạc trực tiếp một cách nhanh nhất đến ngời vận hành tại chỗ để thông báo hoặc chỉ đạo ngời vận hành làm theo những yêu cầu cần thiết khi chạy máy hoặc sự cố

1.3.3 Hệ thống FLS QCX.–

Đây là hệ thống kiểm tra chất lợng bằng máy tính điện tử và phân tích quang phổ gồm có:

+ Phân tích mẫu nh xi măng, clinke, đá sét, đá vôi…

- Để biết đợc chất lợng của các mẫu đó, để kịp thời điều chỉnh phụ gia bổ sung vào hay bớt đi để cho ra một sản phẩm tốt nhất

- Để tính toán điều chỉnh đơn phối liệu in, báo cáo và phân tích của thiết

+ Cân băng và bộ PID là bộ cân băng định lợng dùng để cân chính xác trọng lợng vật liệu vào máy nghiền, nhờ bộ PID đa tín hiệu về phòng trung tâm

1.3.4 Hệ thống xử lý báo động.

+ Chức năng: Thông tin quá trình vận hành cho phòng điều khiển trung tâm về tình trạng vận hành của nhà máy Hệ thống này là hệ thống bổ sung cho hệ thống điều khiển động cơ và thờng làm việc với hệ thống logic tĩnh Trong hệ thống này có 2 báo động.

Đồng nhất hóa các tín hiệu ra là điện áp một chiều ( 0 ữ 10)

1.3.6 Hệ thống tự động điều chỉnh, duy trì tự động các thông số kỹ thuật.

+ Thông thờng một mạch vòng điều chỉnh có một bộ chuyển đổi có nhiệm

vụ biến đổi các đại lợng điện thành không điện bằng các tín hiệu điện tỷ lệ

1.3.7 Hệ thống điều khiển logic.

Đây là hệ thống điều khiển logic chơng trình hóa, dùng để điều khiển trình

tự hoạt động hay không một cách liên động giữa các động cơ của các máy

trong một công đoạn Thông thờng các động cơ khởi động – dừng một cách liên động có thể thực hiện bằng 3 thế hệ thiết bị.

+ Hệ thống các bảm nút bấm phần C của bàn điều khiển Trung tâm

+Hệ thống các máy tính cho các công đoạn chịu sự chi phối của phòng

điều hành Trung tâm

+ Hệ thống các tủ điều khiển đơn vị (tại công đoạn)

+ Hệ thống các tủ chuyển tiếp nối giữa các tủ điều khiển đơn vị U = 24 v

DC và mạch động lực

a : số đối mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng.

2 hệ số cấu tạo của động cơ

Nếu biểu diễn sức điện động theo tốc độ quay n (vòng / phút)

đặc tính cơ điện và phơng trình đặc tính cơ là phơng trình tuyến tính Hình

2-2 và hình 2-2-3 là đặc tính của chúng

Hình2-2: đặc

tính cơ của động cơ Hình2-3: đặc tính cơ của

điện một chiều kích từ độc lập động cơ điện kích từ độc lập.

Theo đồ thị trên thì khi I = 0 hoặc M = 0 ta có :

Imn, Mmn đợc gọi là dòng điện ngắn mạch và mô men ngắn mạch

2-1-2: Xét ảnh hởng của các tham số đến đặc tính cơ điện một chiều a) ảnh hởng của điện trở phần ứng.

Giả sử : U = Uđm = const và φ = φ đ = const muốn thay đổi điện trở phần ứng ta nối thêm điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng

Mđm

MmnI

φ

=varKhi Rf càng lớn,β càng nhỏ nghĩa là đờng đặc tính cơ càng dốc ứng với

b) ảnh hởng của điện áp phần ứng.

Giả sử khi từ thông φ = φđm = const.

Khi thay đổi điện áp theo hớng giảm so với Uđm ta có tốc độ không tải lý ởng: ω0 = KφU dm= var

Nh vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta đợc một họ đờng

đặc tính cơ song song với đờng đặc tính cơ tự nhiên Nh hình vẽ 2-5 ta thấy rằng:

Hình 2-5: các đặc tính cơ của động cơ 1 chiều kích từ độc lập

khi giảm điện áp đặt vào phần ứng động cơ (U 3 <U 2 <U 1 <U đm ).

Khi thay đổi điện áp (giảm áp ) thì mô men ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch của động cơ giảm và tốc độ động cơ cũng giảm ứng với phụ tải nhất

định Dó đó phơng pháp này cũng đợc sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ

và hạn chế dòng điện khi khởi động

c) ảnh hởng của từ thông:

Giả sử U = Uđm = const

Muốn thay đổi từ thông ta thay đổi dòng điện kích từ Ikt của động cơ

Tốc độ không tải lý tởng:

ω Kφ

U dm

= 0

Hình 2-6: đặc tính cơ điện (a), đặt tính cơ (b) của động cơ

một chiều kích từ độc lập khi giảm từ thông.

Ta thấy rằng khi thay đổi từ thông thì:

Eb : là S đ đ của bộ biến đổi

Rb : điện trở bộ biến đổi

không tải lý tởng thì tuỳ thuộc vào giá trị điện áp điều khiển Uđk của hệ thống

do đó có thể nói phơng pháp này là triệt để

Hình 2-8 Xác định phạm vi điều chỉnh.

Để xác định phạm vi điều chỉnh tốc độ ta thấy rằng tốc độ lớn nhất của hệ thống bị chặn bởi đặc tính cơ bản, là đặc tính ứng với điện áp phần ứng định mức và từ thông cũng đợc giữ ở giá trị định mức Tốc độ nhỏ nhất của dải

điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và mô men khởi động khi mô men tải là định mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất là:

S% =

min 0

min min

0

ω

ω ω

.100% =

min 0 ω

ω

∆

.100%

+ Tính mô men cho phép Mcf:

Trong suốt quá trình điều chỉnh điện áp phần ứng thì từ thông kích từ đợc giữ nguyên không đổ do đó mô men tải cho phép của hệ sẽ là không đổi.Mcf = Kφdm.I dm =M dm = hằng số không phụ thuộc vào ω.

Vậy Mcf (ω) = const

Mcf (ω) = Mc(ω)

Phơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng là rất thích hợp với tải có mô men không đổi trong toàn dải điều chỉnh

2-3 : Hệ thống truyền động điện chỉnh lu- động cơ

Trong hệ thống truyền động điện chỉnh lu điều khiển - Động cơ một chiều(CL - Đ), bộ biến đổi điện là mạch chỉnh lu điều khiển có Sđđ Ed phụ thuộc vào giá trị pha xung điều khiển (góc điều khiển) chỉnh lu có thể là nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích thích động cơ

Chế độ làm việc của chỉnh lu phụ thuộc vào phơng thức điều khiển và vào các tính chất của tải, trong truyền động điện tải của chỉnh lu thờng là cuộn kích từ (L-R) hoặc là mạch phần ứng động cơ (L- R- E)

a) Chế độ dòng liên tục: Khi dòng điện chỉnh lu nếu là liên tục thì sức

điện động chỉnh lu là những đoạn hình sin nối tiếp nhau, giá trị trung bình của sức điện động chỉnh lu sơ đồ chỉnh lu 3 pha đợc tính nh sau:

2

3

2 4 2

U2 cosα = 1,17 U2cosα.Công thức trên đúng với sơ đồ chỉnh lu hình tia với sơ đồ hình cầu 3 pha

thì điện áp chỉnh lu không tải là Ed0 =

điện khi nó giảm Lúc này góc dẫn của van trở lên nhỏ hơn 2π/p dòng

điện này qua van trở về 0 trớc khi van kế tiếp bắt đầu dẫn trong khoảng dẫn của van thì S.đ.đ chỉnh lu bằng S.đ.đ của động cơ điện

ed =UL, 0≤θ≤α 0+ α

Khi dòng điện bằng 0 , S.đ.đ chỉnh lu bằng S.đ.đ của động cơ điện

ed = E, α 0+ α < θ ≤ 2π / p

c) Hiện tợng chuyển mach:

Khi phát xung nhằm để mở một hoặc hai van thì điện áp anôt của pha đó phải dơng hơn điện áp của pha có van trong đang dẫn (điện áp nguồn không

đổi dấu), do đó mà dòng điện của nhóm van đang dẫn giảm dầnvề 0, còn dòng điện của van kế tiếp sẽ tăng dần lên do có điện cảm trong mạch,

mà quá trình xẩy ra từ từ Cùng tại một thời điểm có cả các van đều dẫn dòng

và chuyển mạch gia các van (hiện tợng trùng dẫn) do có quá trình chuyển mạch nên điện áp chỉnh lu nó không đợc đẹp nh trớc nữa mà nó thay đổi dạng điện áp (bị méo đi) dẫn đến điện áp chỉnh lu bị suy giảm một lợng là

∆Uγ trị số điện áp trung bình đợc tính cho sơ đồ tia 3 pha:

2

XaIdVậy sau khi có hiện tợng chuyển mạch thì điện áp chỉnh lu đợc tính tổng quát theo công thức:

LdZt

A →T3 → Ld → Zt →T1 →(-) B ở nửa chu kỳ sau thì điện áp nguồn đổi dấu

(+) ở B, (-) ở A Hai Thyristơ này tự nhiên bị khoá lại vì

UL =0 và Thyristơ T2, T4 có thể dẫn Tại thời điểm θ =π+α ta cho xung điều khiển mở vào cực G của T2, T4 dẫn đến T2,T4 mở cho dòng điện chạy qua, dòng điện đợc đi từ +B →T2 →Ld →Zt →T4 →-A kỳ sau thì nguyên lý lại ngợc lại đợc lặp lại nh ban đầu Tuỳ theo tính chất của tải mà dòng Id có thể

là liên tục hoặc gián đoạn

b) Tải thuần trở R.

H×nh 2-10: §å thÞ ®iÖn ¸p, dßng

®iÖn chØnh lu cÇu 1 pha khi t¶i lµ R

Gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p t¶i

Khi θ = θ1 cho xung ®iÒu khiÓn

T1,T3 :Ud = UL hai Tirist¬ nµy sÏ

tù nhiªn bÞ kho¸ l¹i khi UL = 0 ,

Khi θ = π+α cho xung ®iÒu khiÓn më T2 vµ T4 : Ud = UL

Dßng t¶i Id lµ dßng gi¸n ®o¹n v× Id cã kho¶ng thêi gian b»ng kh«ng

c) T¶i trë c¶m (R + L)

Ud

π+απ

θ1

θ

2π

H E

Ä T H O Á N G

Ä T H O Á N G

π+α

θ

Dòng tải qua T1 ,T3 ở thời điểm (π+π) là cha giảm về 0 khi hai van này khoá lại vì do tính điện cảm của mạch

Nh vậy dòng tải sẽ tiếp tục tồn tạivà chuyển sang hai van vừa mở ra T2,T4 vì thế ta có chế độ dòng điện liên tục vì với mọi thời điểm đều có Id > 0 Phơng trình mạch tải

α π α

⇒giá trị trung bình điện áp tải là

Ud =

π

α

cos

2π

H E

Ä T H O Á N G

Ä T H O Á N G

θ1

π+α 2π

H E

Ä T H O Á N G

Hình 2-11: đồ thị điện áp, dòng điện chỉnh lu cầu 1 pha khi tải là (R - L)

d) Hiện tợng chuyển mạch:

giả thiết khi T1,T3 đang mở cho dòng điện chảy qua , iT1,3 = Id khi θ = θ2 cho xung điều khiển mở T2, T4 vì sự có mặt của Ld nên dòng TT1,3 không thể giảm đột ngột từ Id xuống 0, mà dòng iT2,4 cũng không thể tăng đột ngột từ 0 đến Is

Lúc này thì cả 4 Tiristơ cũng mở cho dòng chảy qua gọi là hiện tợng chuyển mạch (trùng dẫn), phụ tải bị ngắn mạch, Ud = 0 nguồn eLcũng bị sinh ra dòng ngắn mạch ic

Ta có phơng trình:

D L

d

dic Xc

d

dicXcU

đặt ic = ic1+ ic2 với ic1= ic2= ic2

ic1 làm tăng dòng trong T4 và làm giảm dòng trong T3

ic2 làm tăng dòng trong T2 và làm giảm dòng trong T1

iT1,3 =Id - 22Xc U L[cos α − cos( θ + α )]

do hiện tợng chuyển mạch nên điện áp chỉnh lu bị suy giảm 1 lợng ∆Uγ

Ä T H O Á N G

2π

H E

Ä T H O Á N G

U’d = Ud -

π

Id Xc.

Hình 2-12a: sơ đồ nguyên lý trờng hợp trùng dẫn

Hình 2-12b: đồ thị điện áp, dòng điện trờng hợp trùng dẫn.

Chơng III Nghiên cứu hệ thống điều khiển

cân dosimat

Cân Dosimat là hệ thống điều khiển tự động điều chỉnh lợng liệu vào máy nghiền theo yêu cầu công nghệ Đồng thời cân mức liệu đổ vào máy nghiền theo thời gian tấn/giờ và đa lên đồng hồ chỉ thị báo cho ngời vận hành biết

3-1 Giới thiệu về công nghệ Dosimat.

θ α

id

0

Ld Zt

Hệ thống điều khiển Dosimat là một hệ thống điều khiển tự động, hoàn toàn theo một chu trình kín Hệ thống Dosimat có ảnh hởng lớn đến chất lợng sản phẩm Hàng giờ bột liệu đợc lấy ra từ đầu ra của máy nghiền liệu, đợc đa

về phòng thí nghiệm bằng phơng pháp bán tự động bột liệu đợc nghiền lại, cân định lợng và ép thành viên Viên này là viên mẫu đợc đa vào máy phân tích Rơnghen, chúng đợc phân tích và tính ra 8 mẫu phổ tơng ứng với 8 hàm lợng của 8 nguyên tố chính trong mẫu: Si, Al, Fe, Ca, Mg, S, K, Cl

Các trị số cờng độ phổ với một đờng định trớc cho sẵn (là kết quả của

ph-ơng pháp phân tích hóa) đợc đa vào máy tính điện tử từ trớc đó Tính đợc tỷ

lệ % của các oxit các nguyên tố trên Căn cứ vào tỷ lệ % của các oxít máy tính điện tử sẽ tính đợc ra 3 mô đun bão hòa với

KH =

2

3 2 3

2

8 , 2

) 35

, 0 65

, 1 (

SiO

O Fe O

Al SiO

2

O Fe O Al

SiO

+ = 1,7 ữ 3,5 và AIM =

3 2

3 2

O Fe

O Al

≈ 0,7 ữ 2

Căn cứ vào 3 mô đun FLS đã cho trớc là hàm lợng % của 4 thành phần phối liệu (đá vôi, đá sét, cát, sỉ) Máy tính sẽ phân tích ra tỷ lệ % cần thiết của 4 thành phần phối liệu trên và sẽ tác động vào cân băng Dosimat Cân băng là bộ phận thừa hành có nhiệm vụ cung cấp 4 thành phần phối liệu theo

đúng tỷ lệ % phối liệu mà máy tính đa ra

3-2 Hệ thống truyền động điện.

Sơ đồ khối chung của hệ thống TĐĐ cân băng Dosimat ở hình (3-1)

a) Băng tải.

Là loại băng tải cao su dài 3,5 m, rộng 1,2 m đợc truyền động nhờ một

động cơ một chiều kích từ độc lập, kéo qua bộ giảm tốc và đợc điều khiển bằng hệ thống cân tự động

Băng tải truyền động theo phơng năm ngang Động cơ quay tang trống chủ

động nhờ ma sát mà băng tải truyền động Để khắc phục độ võng của băng tải ngời ta đặt các con lăn ở phía dới lòng băng tải

Toàn bộ băng tải và giá đặt băng tải, động cơ đều đặt trên giá cân và đợc

đè lên tế bào cân tức là tế bào cân đặt ở phía dới hai bên giá băng tải

c) Tủ điều khiển Dosimat.

Đợc đặt trong cabin điều khiển cầu xúc mặt trớc của bộ điều khiển Dosimat gồm:

3.3 Nguyên lý điều khiển cân Dosimat.

a) Để hệ thống chuẩn bị làm việc phải có đủ các điều kiện sau:

- Điện áp nguồn cung cấp đến động cơ.

- Chiết áp có điện áp thay đổi từ 0 ữ12 V đợc đặt trớc giới hạn dòng

điện phần ứng lớn nhất của động cơ Imax = 2 Iđm

- Chiết áp có điện áp thay đổi từ 0 ữ12 V đợc đặt trớc giới hạn tốc độ min cho động cơ

Rơ le d1 đóng tiếp điểm 10a9 sang 10 b1

Rơ le d1 đóng tiếp điểm 10b8 sang 10 a6

- Chạy tại chỗ

Rơ le d1 đóng tiếp điểm 10a9 sang 10 a4

Rơ le d1 đóng tiếp điểm 10b8 sang 10 a6

Khi chạy tại chỗ thì tín hiệu đặt từ trung tâm không có tác dụng nữa mà phải thông qua tín hiệu tơng ứng đặt tại công đoạn Tại chiết áp V5 có điện áp thay đổi từ 0 ữ 10 V Để thay đổi điện áp vào khối 370-R

- Khởi động

Khi trên trung tâm hoặc vận hành tại chỗ khởi động thì mạch đợc đóng vào

bộ biến đổi (BĐ-TĐ) dẫn đến động cơ đợc khởi động, Dosimat sẽ tự động

điều chỉnh tốc độ động cơ tăng hoặc giảm để đợc lợng liệu phù hợp tơng xứng với trị số đã đợc đặt trớc

Mạch điều chỉnh gồm có:

Đ Range

+

-+ -

+ Mạch vòng điều chỉnh lu lợng

+ Mạch vòng điều chỉnh tốc độ

+ Mạch vòng điều chỉnh dòng điện

Khi thiết bị hoạt động lợng liệu đợc đa vào băng tải cân, băng tải tác dụng

lên tế bào cân, các tế bào cân tạo ra tín hiệu điện áp Các tín hiệu này cùng

với tín hiệu đến đợc đặt trớc sẽ so sánh với nhau và qua các bộ khuyếch đại

Các tín hiệu khuyếch đại đợc đa đến bộ logic A06 và tới bộ tạo xung A05 tới

biến áp xung để điều khiển góc mở α tăng hoặc giảm làm thay đổi điện áp

Phần ứng động cơ dẫn đến làm thay đổi tốc độ động cơ Khi đạt đợc trị số

yêu cầu thì tín hiệu điều khiển và tín hiệu phát tốc sẽ bằng nhau về trị số và

điện áp Đầu vào bộ khuyếch đại A2 (A07) sẽ tơng ứng là “0”

c) Cuộn kích từ.

Cuộn kích từ động cơ đợc cung cấp bởi bộ chỉnh lu không điều khiển cầu 1

pha (370-A04) Điện áp ra là không đổi Trong trờng hợp mất điện áp từ một

cụm trong bộ điều chỉnh sẽ tự động khóa Thyristor

3-4 Phân tích hệ thống điều khiển Dosimat.

Rω: Khối điều chỉnh tốc độ

Ri: Khối điều chỉnh dòng điện

ĐKFX: Khối điều khiển phát xung

BBĐ: Bộ biến đổi Tiristơ

Đ: Động cơ

4.4.2 Sơ đồ nguyên lý chung của bộ cân Dosimat

Để đo trực tiếp lợng liệu (trọng lợng) đổ vào máy nghiền ngời ta dùng tế bào cân gắn dới giá băng tải mang liệu Tín hiệu đầu ra của tế bào cân bằng

tỷ lệ với khối lợng của vật liệu tác dụng trên một tiết diện Tế bào cân bao gồm các bộ cảm biến sức căng Điện trở lực thay đổi theo lực tác dụng nên

nó nghĩa là thay đổi theo khối lợng vật liệu trên băng tải Các điện trở của cảm biến đợc nối điện vào một cầu Wheatstone

Điện áp ra của cầu đợc đa đến bộ khuyếch đại mv (370-K) chức năng của

bộ khuyếch đại mv này là khuyếch đại điện áp đa từ tế bào cân tới rồi đa lên chỉ thị Bộ khuyếch đại này có liên quan tới chiết áp Range, chiết áp này để

điều chỉnh hệ số khuyếch đại Đầu ra của bộ khuyếch đại mv

(370-K) đợc so sánh với tín hiệu từ máy tính đa xuống tạo nên tín hiệu điều khiển đa đến bộ (370-R)

Bộ (370-R) là bộ khuyếch đại thuật toán (trong sơ đồ có 2 bộ khuyếch đại 370R) Một bộ khuyếch đại đợc sử dụng nh một bộ biến đổi phân cực khi thiết bị chạy không có cân Khi chạy tại chỗ Rơle d1 đóng tiếp điểm 10a9 sang tiếp điểm 10a4 và rơle d3 đóng tiếp điểm 10b8 sang tiếp điểm 10a6 lúc này ngời vận hành tại chỗ sẽ chỉnh định triết áp R5 để đặt tín hiệu từ

0 ữ10 V tơng ứng với lợng liệu tấn/giờ

Khi rơle d1 đóng tiếp điểm 10a9 sang 10b1 và rơle d3 đóng tiếp điểm 10b8 sang 10a2 thì bộ khuyếch đại PI này cung cấp 1 tín hiệu analog giữa 0 và

+10 đến để điều khiển động cơ họat động Nếu khi lợng liệu trên băng ra nhiều hơn lợng liệu đặt trớc tức là tốc độ động cơ tăng khi đó Uf tốc sẽ tăng qua (370-K) thì tín hiệu phản hồi dơng hơn qua bộ PI tín hiệu chủ đạo để

điều khiển tốc độ động cơ giảm xuống (tín hiệu ra ở cực b3 đợc nối phản hồi tới đầu vào để tạo luật điều khiển PI)

Bộ 370- C là bộ khuyếch đại cung cấp sự thay đổi trạng thái và báo động của tải trọng dới Khi bộ khuyếch đại PI cung cấp điện áp lớn hơn +10 và tr-ờng hợp khi tín hiệu khuyếch đại của (370-K) là quá nhỏ

Tín hiệu ra ở cực a2 của bộ 370-R là tín hiệu chủ đạo của bộ điều khiển tốc

độ 370-A08 Đây là bộ điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho nó tơng ứng với tốc độ đã đặt trớc, tơng ứng với tín hiệu đã đặt mà không phụ thuộc vào tác

động nhiễu nh điện áp nguồn, nhiệt độ, sự thay đổi tải Tín hiệu đầu ra của bộ 370-R đa vào bộ điều chỉnh 370-A08 ở cực a1 (0 ữ+10) và đa vào bộ khuyếch

đại thuật toán A1

Sau đó tín hiệu chỉ đạo đợc đặt vào đầu đảo cực A2, tín hiệu phản hồi âm tốc độ của máy phát tốc (đầu vào a8) cũng đợc đặt vào đầu đảo của khuyếch

đại thuật tóan A2 Bộ khuyếch đại thuật toán có nhiệm vụ tạo luật điều khiển

PI có chức năng làm giới hạn đợc tín hiệu dòng điện cực đại Nh vậy bộ A08 sẽ điều khiển tốc độ động cơ theo tín hiệu chủ đạo đã đặt mà không phụ thuộc vào nhiễu Tín hiệu ra của bộ 370 –A08 đợc đặt vào cực b6 của bộ

370-370 – A07 làm tín hiệu chủ đạo cho bộ điều chỉnh dòng điện 370-370 – A07

Đây là bộ điều chỉnh dòng điện so sánh và tạo xung nhiệm cụ của bộ 370 –A07 lấy tín hiệu phản hồi âm dòng qua biến dòng so sánh với tín hiệu chỉ

đạo đa từ bộ 370-A08 sang làm tín hiệu chỉ đạo để điều chỉnh điện áp điều khiển cho ra một xung có độ rộng thay đổi để điều khiển điện áp phần ứng

động cơ

Tín hiệu ra của bộ điều chỉnh dòng điện so sánh tạo xung 370-A07 đợc đa vào cực a6 của bộ 370-A06, chức năng của bộ 370-A06 là tạo điều khiển

logic liên quan đến φ, tạo các tín hiệu xung răng ca đồng bộ với điện áp phần ứng.

ở bộ 370-A04 là khối tạo tín hiệu đồng bộ và chỉnh lu kích từ Khi có kích

từ thì Trazitơr sẽ mở tơng ứng với một tín hiệu bằng 0 đa đến cực a8 của khối logic 370 – A06 Nếu không có kích từ thì trazitor sẽ khóa tơng ứng với tín hiệu bằng 1 (XF =1) đa đến cực a8 của khối 370-A06 nó sẽ khóa bộ 370-A08 và 370 –A07 không cho hai bộ này hoạt động dẫn đến hệ thống ngừng hoạt động

Hai tín hiệu ra của bộ 370-A06 đợc đa vào bộ khuyếch đại 370 – A05 dùng để khuyếch đại xung mở sau đó đợc đa đến biến áp xung để đến từng cặp Thyristor

Hình 3.2: Sơ đồ khối chung cân băng Dosimat