CẤU HÌNH MẠNG điều KHIỂN NHÀ máy XI MĂNG hải PHÒNG

Trong thời gian thực tập, dưới sự hướng dẫn củathầy Trần Đình Đạo và sự giúp đỡ nhiệt tình của các anh kĩ sư trong xưởng điện– TĐH, em đã được tìm hiểu công nghệ sản xuất xi măng hiện đạ

Lời nói đầu

Quá trình thực tập tốt nghiệp là thời gian để sinh viên làm quen với côngviệc của một kĩ sư tự động hóa trong sản xuất Sinh viên tìm hiểu quá trình sảnxuất, biết áp dụng những kiến thức đã học trong công việc, đồng thời bổ sungnhững kiến thức thực tế Tạo lập tính chủ động, độc lập giải quyết một nhiệm vụ

cụ thể để tránh bỡ ngỡ khi ra công tác

Qua sự phân công của bộ môn trường ĐHDLHP, em đã được thực tập tạicông ty xi măng Hải Phòng Trong thời gian thực tập, dưới sự hướng dẫn củathầy Trần Đình Đạo và sự giúp đỡ nhiệt tình của các anh kĩ sư trong xưởng điện– TĐH, em đã được tìm hiểu công nghệ sản xuất xi măng hiện đại của một nhàmáy lớn cũng như hệ thống cung cấp điện, hệ thống điều khiển…, đồng thời đivào nghiên cứu một số thiết bị tự động trong dây chuyền sản xuất

Tuy nhiên, do thời gian thực tập có hạn và với kiến thức còn hạn chế,bản báo cáo của em không tránh khỏi những thiếu sót, mong các thầy cô chỉ bảo

bổ sung giúp em hiểu biết thêm và ngày càng tiến bộ hơn

Giới thiệu

về công ty xi măng Hải Phòng

Công ty Xi Măng Hải Phòng là cái nôi của ngành xi măng trực thuộc tổngcông ty xi măng Việt Nam đã tồn tại và phát triển trên 100 năm Được xây dựngmới từ năm 2003 đến nay đã chính thức đi vào hoạt động ổn định với năng suấtthiết kế 1,2 triệu tấn cliker/năm

Vị trí địa lý : Công ty xi măng Hải Phòng nằm ở xã Tràng Kênh - thị trấnMinh Đức - huyện Thủy Nguyên – Hải Phòng ( cách đường năm khoảng 17km) Bên cạnh là các núi đã thuận lợi về khai thác và vận chuyển nguyên liệu,giao thông buôn bán

Với dây chuyền sản xuất xi măng tiên tiến hiện đại của Đan Mạch Với độingũ kỹ sư trẻ đầy nhiệt huyết sang tạo đã đưa nhà máy vào hoạt động có hiệuquả đạt công suất thiết kế

Chương I

TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

XI MĂNG HẢI PHÒNG

I.Đặc điểm dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng.

Dây chuyền sản xuất xi măng của công ty xi măng Hải Phòng theophương pháp khô Với hệ thống lò nung hiện đại công suất thiết kế 1,2 triệu tấnclinker/năm do hang FLSMith của Đan Mạch thiết kế và cung cấp thiết bị chủyếu Dây chuyền sản xuất đồng bộ, cơ khí hóa và tự động hóa cao Các thiết bịtrong dây chuyền sản xuất được điều khiển tự động từ trung tâm điều hành sảnxuất chính và các trung tâm ở các công đoạn Toàn bộ thông số kỹ thuật trên 700điểm đo được truyền về trung tâm điều khiển Trên cơ sở đó người vận hànhđiều chỉnh các thông số đạt yêu cầu qui định

Phòng kiểm tra chất lượng của công ty được trang bị hiện đại và đồng bộ

Hệ thống điều khiển chất lượng tự động bao gồm 1 máy tính điện tử và phổ kếRơnghen.được chương trình hóa cho phép phân tích nhanh thành phần hóa hànggiờ của bột phối liệu Dựa vào đó điều chỉnh tính toán kịp thời tỷ lệ cấp liệu chomáy nghiền thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật cho ra sản phẩm chất lượng cao

Sơ đồ khối công nghệ sản xuất xi măng

Đá vôi

Đập

búa

Đá sét, quặng, silico

Cán sơ cấp

Kho đồng nhấtCân băng định lượng

Xi măngKét đóng bao

Kho đồng

nhất

silô 2 lõi

II/Các nguyên liệu để sản xuất xi măng :

Nguyên liệu để sản xuất xi măng bao gồm :

1 Đá vôi

2 Đá sét

3 Quặng sắt

4 Silico hoặc bôxit

Các công đoạn sản xuất xi măng

II.1/ Công đoạn nghiền nguyên liệu :

1.Đá vôi :

Đá vôi được khai thác theo phương pháp nổ mình cắt tầng được xúc vàvận chuyển bằng ô tô đổ vào két Qua hệ thống cấp liệu kiểu tấm đá vôi đượcđưa vào máy đập búa năng suất 750 tấn/h đập đến cỡ hạt nhỏ hơn hoặc bằng

60 mm2 và được vận chuyển về kho chứa đồng nhất sơ bộ bằng hệ thống băngtải cao su Trên các băng tải đều có các lọc bụi tay áo thời gian dũ bụi được càiđặt tại panel điều khiển ngay tại chân thiết bị lượng bụi hồi về thông qua vanxoay(RF) xuống băng tải Máy rải liệu di động tại kho đồng nhất rải đá vôithành hai đống với khối lượng mỗi đống 1100 tấn

Máy cào (RE) cào theo mặt cắt ngang đống đưa đá vôi vào hệ thống băngtải chuyển tới két chứa của cân băng định lượng

2 Đất sét :

Đất sét được khai thác tại mỏ sét núi na Quảng Ninh bằng phương phápxúc ủi, vận chuyển về cảng nhập của nhà máy bằng xà lan và được cẩu đưa lênkét của máy cán Qua hệ thống cán trục hai cấp cho kích thước ≤ 60 mm2 Saukhi cỡ hạt đạt qui định sét được vận chuyển về kho chứa qua hệ thống băng tảicao su, qua máy rải sét thành hai đống với khối lượng 2 x 3200 tấn

Qua băng cào mặt sườn sét được cào vào băng tải vận chuyển đến kétchứa của cân băng định lượng

3 Quặng sắt và silica :

Như đất sét , các nguyên liệu điều chỉnh thành phần hóa như silica, quặngsắt đưa về nhà máy Tại cảng nhập được luân phiên bốc lên két chứa Qua hệthống cán sơ bộ hai cấp, qua hệ thống băng và máy rải di động rải đống trongkho đồng nhất cùng với kho đất sét Khối lượng cá đống silica 1 x 4200 tấnquặng sắt 1 x 2400 tấn Qua hệ thống băng cào mặt sườn vào băng tải cao su đưalên két chứa của cân băng định lượng

4 Nghiền nguyên liệu:

Từ các két chứa nguyên liệu được tháo qua hệ thống cân băng định lượng

Tỷ lệ phối liệu phụ thuộc vào các điển đặt cấp liệu Qua hệ thống van cấp liệuquay nguyên liệu được cấp vào hệ thống sấy nghiền liên hợp năng suất 300tấn/h

Máy nghiền là loại nghiền đứng 3 con lăn có phân ly khí động Việcnghiền được thực hiện do lực trà ép của con lăn trên bàn nghiền Những hạt mịnđược đưa lên phân ly nhờ hệ thống quạt hút máy nghiền đưa tới các cylon lắng.Sản phẩm thu hồi được thu hồi được ở đáy cylon qua hệ thống máng khí động,nhờ hệ thống gầu đổ vào silo đồng nhất Những hạt không đủ kích cỡ đập vàocánh phân ly hồi lưu trở lại máy nghiền để nghiền tiếp Khí ra khỏi cylon đượctuần hoàn lại máy nghiền và 1 phần dư được làm sạch trong lọc bụi tĩnh điện vàthải ra ngoài môi trường

Khí thổi qua máy nghiền và vận chuyển nguyên liệu vào phân ly nhờ quạthút đặt giữa lọc bụi tĩnh điện và hệ thống cylon lắng Dòng khí được điều chỉnhnhờ ống đo áp VENTUARY đặt giữa cyclon và quạt hút

Đây là hệ thống sấy nghiền liên hợp hơi nóng sấy được lấy từ hệ thốnglàm mát clinker và lò đốt phụ

CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU

- Máy đập đá vôi

- Máy cán đá sét

- Hệ thống cân băng định lượng

- Máy nghiền

- Hệ thống băng gầu, lọc bụi

- Cầu rải đá vôi, đất sét

- Máy cào

II.2 Công đoạn nung luyện clinker :

1 Các thiết bị chính trong công đoạn bao gồm.

+ Một tháp trao đổi nhiệt 5 tầng cylon cao 114m

+ Lò nung

Đường kính 4,15 mChiều dài : 64 m

Số bệ đỡ : 3 bệ

Độ nghiêng : 40

Lò nung gồm 2 động cơ quay lò chính và phụ.

Động cơ chính có thông số sau

Máy đập clinker kiểu đập búa

Đo nhiệt độ vỏ lò bằng hệ thống Cemscanner để đánh giá nhanh nhiệt độ

vỏ lò Màn hình của hệ thống giám sát nhiệt độ vỏ lò được đặt tại phòng vậnhành trung tâm

2 Quy trình hoạt động của công đoạn lò.

Bột liệu từ silo đồng nhất qua hệ thống gầu, máng khí động, qua van cấpliệu quay được cấp vào hệ thống sấy 5 tầng Nhiệt độ của bột liệu trước khi vào

lò từ 800 đến 1000 0C Qua hệ thống lò nung bột liệu được nung luyện ở giônnung tạo pha lỏng 1450 0C

Clinker thu được sau quá trình nung luyện rơi vào hệ thống làm nguộiclinker nhờ 6 quạt thổi và hệ thống phun nước làm mát đảm bảo nhiệt độ làmnguội ở 65 0C Những tảng và hòn to ≥ 30 cmm trên ghi được hệ thống băngxích gạt vào máy đập búa Clinker được vận chuyển bằng băng tấm lên silochính phẩm sức chứa 30.000 tấn Bột tả và clinker thứ phẩm đưa về silo phụ sứcchứa của silo là 1000 tấn khí dư từ hệ thống làm nguội clinker được tách bụi ở

hệ thống lọc bụi tĩnh điện trước khi tận dụng để cấp cho hệ thống sấy máynghiền than Một phần tận dụng cấp nhiệt cho tháp trao đổi nhiệt 5 tầng

II.3 Công đoạn nghiền than :

Tại cảng thủy 133 than được cẩu vào phễu cấp liệu

Qua cấp liệu rung và được băng tải vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ.Tại đây nhờ máy rải đống kiểu Tripper than được rải thành hai đống theonguyên lý hình chữ V Qua hệ thông máy cào cào lên băng tải cao su vận chuyểnvào két than thô đầu máy nghiền

Hệ thống cấp liệu cho máy nghiền than bao gồm 1 băng xích điều khiểntốc độ nhờ biến tần và 1 vít tải đôi

Máy nghiền than là loại máy nghiền đứng 3 con lăn có dòng khí đi quanăng suất 25 tấn/h

Được điều chỉnh tốc độ bằng biến tần

Bột than sau khi nghiền qua hệ thống phân ly trên đỉnh máy nghiền Đây

là loại phân ly với động cơ biến tầu có thể điều chỉnh độ mịn theo yêu cầu Cáchạt mịn ra khỏi phân ly được tách khỏi dòng khí nhờ hệ thống cyclon lắng và lọcbụi tĩnh điện Sản phẩm thu hồi được hệ thống vít tải chuyển tới 2 két chứa thanmịn cho lò và tháp sấy 5 tầng

Các hạt to không đạt yêu cầu quay trở lại bàn nghiền Khí nóng dung đểsấy trong máy nghiền được lấy từ sau lọc bụi tĩnh điện của hệ thống làm nguộiclinker hoặc từ lò đốt phụ

Việc thông gió máy nghiền được thực hiện bởi quạt cao áp sau lọc bụi.Sauk hi qua quạt 1 phần khí hồi lưu trở lại máy nghiền phần còn lại thải ra ngoàiống khói

Thiết bị phân tích khí CO và hệ thống khí trơ được lắp đặt kiểm tra vàngăn ngừa tình trạng bắt cháy của than trong két chứa và lọc bụi Nhất là trongthời gian ngừng hoạt động.

II.4 Công đoạn Nghiền xi măng :

Phụ gia thạch cao, xỉ lò cao, điatomit qua cảng nhập 133 được bốc luânphiên qua máy đập búa Qua hệ thống băng tải cao su đưa vào kho đồng nhất.Qua cầu rải kiểu tripper rải thành đống theo nguyên lý hình chữ V Qua băngcào lên két chứa đầu máy nghiền clinker từ két chứa qua hệ thống cân bằng địnhlượng được cấp vào máy nghiền đứng CKP là máy nghiền sơ bộ với

Khởi động bằng biến trở dung dịch Na2Co3

Sản phẩm sau máy nghiền đứng đổ xuống sàng rung qua hệ thống băngcùng với thạch cao và phụ gia điều chỉnh đưa vào máy nghiền bi là máy nghiền

xi măng Sản phẩm ra khỏi máy nghiền đổ xuống máng khí động qua hệ thốnggầu nâng đưa vào phân ly Hạt to được hồi lại máy nghiền, hạt nhỏ qua hệ thốnglọc bụi túi Sản phẩm được thu hồi nhờ các vít tải Qua hệ thống gầu đổ vào silochứa xi măng

Khởi động nhờ biến trở dung dịch Na2Co3

Điều khiển tốc độ bằng biến tần

II.5 Công đoạn nghiền phụ gia :

Phụ gia từ két chứa qua hệ thống ống sấy được sấy khô qua hệ thống băngphụ gia được cấp vào máy nghiền Sản phẩm ra khỏi máy nghiền qua hệ thốnggầu nông đưa sang phân ly Sản phẩm mịn được tách riêng đưa vào silo phần hạtthô quay lại đầu máy nghiền nhờ hệ thống hồi lưu Khí bụi sau máy nghiền vàsấy được sử lý trong hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Khởi động bằng biến trở dung dịch Na2C03.

Công suất động cơ phân ly P= 70 KW

Điểu khiển tốc độ bằng biến tần

II.6 Công đoạn đóng bao:

Xi măng và phụ gia sau khi nghiền song đạt độ mịn theo quy định đổ vàosilo Đây là silo hai lõi, phần lõi trong chứa phụ gia, phần ngoài chứa xi măng

Qua hệ thống van xi măng và phụ gia đổ vào hai két chứa của cânPFISTER Qua hệ thông cân PFISTER xi măng và phụ gia được phối liệu vớinhau theo tỉ lệ mác của xi măng qua hệ thống máy trộn, trộn đều sau đó nhờ hệthống gầu đổ vào sàng rung xuống két chứa của máy đóng bao Hệ thống đóngbao gồm 4 máy đóng bao loại quay 8 vòi theo thiết kế của hang Ventomatic.Năng suất 1 máy 100 tấn/h Bao sau khi được đóng qua hệ thống làm sạch baobằng khí nén qua hệ thống băng tải cao su đưa xuống các máng xuất ô tô và tàu

Chương II

GIỚI THIỆU CHUNG CẤU HÌNH MẠNG ĐIỀU KHIỂN

NHÀ MÁY XI MĂNG HẢI PHÒNG.

Cấp điều khiển giám sát phân cấp.

-Bao gồm 2 máy tính sevẻ và các máy tính opstation Puzzy ,Cemscan,QcxSever chúng được kết nối với nhau dưới dạng kiến trúc mạng hình sao vớimôi trường truyền dẫn là cáp đôi dây xoắn và cáp quang.Thông qua 2 Sưithquang điện thông minh có khả năng định đường Theo cấu trúc vật lý Ethernetcủa nhà máy tại một hạng mục người ta thiết lập thêm nhiều cơ chế mạng hìnhsao nhỏ giúp đảm bảo tính tin cậy và giảm sự nghiệm trọng Để thực hiện điềunày người ta sử dụng thêm một số Ethernet Hub và Ethernet Swith khác cho cáchạng mục như đập đá vôi , đá sét và phụ gia , silô xi măng ,phân xưởng đóngbao

-Toàn bộ hệ thống máy tính được sử dụng hệ điều hành của Micro Soft làWin 2000 Server , Win2000 frofessioner và phần mềm điều khiển giám sát ECS(Expert Control System): là hệ thống điều khiển chuyên gia

-Trong quá trình điều khiển và vận hành một mệnh lệnh sau khi được vậnhành vào hệ thống sẽ được máy xác nhận địa chỉ IP nơi gửi và nơi thực hiệnlệnh Tín hiệu dựa trên cơ sở cấu trúc mạng hình sao và phương pháp truy cậpbus ngẫu nhiên CSMA/CD

-Từ điều hành trung tâm gói dữ liệu bao gồm những thông số được máychủ thiết lập tiêu chuẩn Ethernet được gửi xuống phía dưới thông qua hai giaothức TCP/IP của Microsoft và DLC của Simens

-Cấu trúc Ethernet là cấu trúc phân tán theo lớp với tốc độ cao,chínhxác ,dễ dàng sửa đổi ,nâng cấp mở rộng

-Hệ thống hoạt động 24/24 giờ nhờ chế độ sao lưu backup dữ liệu.Hệthống có khả năng sửa chữa ,cài đặt thêm bớt ,bảo dưỡng vận hành tại phòng lậptrình và phòng điều khiển trung tâm.

+Cấp điều khiển

Bao gồm 11PLC S7-400 được nối với các S7-300, ET 200,Simocode,Siprotec ,dưới hiện trường làm nhiệm vụ điều khiển thực hiện các bàitoán điều khiển quá trình.Toàn bộ các PLC và các thiết bị trường nối kết vớinhau thông qua hai hệ thống mạng.Mạng Ethernet nối các PLC s7-400 với nhau

và mạng hiện trường Profibus nối các PLC S7-400 với S7-300,ET 200,Simocode, Siprotec, biến tần thông qua môi trường truyền dẫn là cáp quang vàcáp Profibus

-Với mạng hiện trường dựa trên cơ sở kiến trúc mạng hình sao ,vòng , bus

và cơ chế truy nhập bus Token passing đã tạo ra khả năng tin cậy cũng như đảmbảo tính thời gian thực của hệ thống

+Cấp chấp hành

-Cấp chấp hành bao gồm các thiết bị đo lường ,cảm biến ,van , động cơ,

bộ biến đổi tín hiệu

-Với đặc trưng nhà máy được mềm hoá nên hầu hết các bộ biến đổi được

sử dụng đều là các bộ biến đổi có thể điều chỉnh định thông qua phần mềm Đo

đó đã giảm được khả năng bị nhiễm dô các yếu tố bên ngoài tác động tăng tínhtin cậy cho hệ thống

-Phần mềm lập trình cho các thiết bị PLC S7-400 , S7-300 là ngôn ngữlập trình Step 7V5.2 của Simens được lập trình dưới dạng FBD và Lad và STL

mà người sử dụng có thể thay đổi

Giới thiệu tủ PLC S7-400:

Là bộ điều khiển lập trình chính trong nhà máy bao gồm các module.Nguồn cung cấp module PS10A

+Bộ xử lý CPU416-2DP

Module kết nối mạng Ethernet CP433-1

Môdule kết nối mạng cấp trường Profibus CP443-5

Các Input module và output module (tương tự số) sử dụng chủ yếu là cácmodule S7-300

-PLC S7-400 được đặt trong 11 tủ điều khiển trên các trạm phụ của nhàmáy

-Các dây dự phòng trong cáp đều được nối đất.

-Nguồn cung cấp cho các thíêt bị trong tủ lấy từ UPS có điện áp đình mức2220V tần số 50 hz

-Với mỗi tủ bao gồm 1 bộ nguồn Sitop biến đổi 220VAC sang 24 VDCphục vụ cho mạch điều khiển

Nguồn công suất sitop 24vdc-10A của hãng simens kiểu 6EP 2AA00

1334-Tất cả các module được gắn trong các rach vị trí lắp đặt theo thứ tự sau:cạnh trái là modulen vào ra (DI, DO)

-Trong mạng Profibus được nối tới S7-400 thì có một số quy định sau đểphần mềm ECS có thể quản lý được các mạng

DP1 của CPU dùng để nối tới các ET200

DP2 của CPU dùng để nối mạng Profibus tới các PLC S7-300

CP443-5 (1) dùng để nối mạng Profibus tới các Suprotec, biến tần, cân…

CP 443-5 (2,3) sử dụng kết nối tới các bộ simocode.Bộ xử lý CPU 2Dp của hãng simens

416-Dung lượng bộ nhớ:

1756L1 :64kb1756L1M1 : 512 kb

1756 L1M2 : 1 Mb1756L1M2 :2Mb

Các bộ nhớ này đều có thể thay đổi được.Có thể nối kết tới 4096 điểm vào ra

(*)Môdule truyền thông

CP443-1 Truyền thông mạng Ethernet

CP443-5 truyền thông mạng profibus