TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ CÔNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hà nội -Tháng 12 năm 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ CÔNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN NHÀ MÁY THÉP HÒA PHÁT Trưởng môn : TS TRẦN TRỌNG MINH Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS NGUYỄN VĂN LIỄN Sinh viên thực : TRẦN ĐỨC TRUNG Lớp MSSV : TĐH – K11 : MM09 - 4083 Hà Nội - Tháng 12 năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu hệ truyền động giá cán block em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Liễn Các số liệu kết hoàn toàn với thực tế Để hoàn thành đồ án em sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2014 Sinh viên thực TRẦN ĐỨC TRUNG MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I .1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY VÀ DÂY CHUYỀN 1.3 Nội dung bước quy trình công nghệ 1.4 Mô tả giá cán .3 1.5 Hệ thống cung cấp điện .4 CHƯƠNG II .8 TÌM HIỂU DÂY CHUYỀN CÁN THÉP .8 2.1 Nguyên lý làm việc 2.1.1 Quá trình nung phôi lò nhiệt 2.1.2 Quá trình cán phôi: 2.2 Sơ đồ hệ thống giá cán 2.2.1.Hệ thống cán thô 2.2.2 Hệ thống cán trung tinh liên tục 2.2.3 Hệ thống giá cán Block 10 giá 10 2.3 Hệ thống sàn nguội thiết bị cho sản xuất thép 11 2.3.1 Nguyên nhân gây sức căng 12 2.3.2 Cách nhận biết thay đổi sức căng xử lý .12 2.3.3 Tốc độ máy cán 12 2.4 Nguyên lý điều khiển đồng 13 2.4.1 Mô tả trình 13 KHẢO SÁT CHI TIẾT MỘT HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRONG DÂY CHUYỀN CÁN THÉP 14 3.1.2 Động điện chiều .16 3.1.2.1 Cấu tạo: 16 3.1.2.2 Momen 19 3.1.2.3 Qúa trình mở máy .19 3.1.2.4 Quá trình hãm động 19 3.1.2.5 Các thông số định mức động block 20 3.1.2.6 Nguyên lý làm việc động điện chiều: .20 3.1.2.7 Phương trình đặc tính đặc tính điện 21 3.1.2.8 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ 25 3.1.2.9 Đặc tính hãm 29 - Đặc tính đổi chiều quay 30 3.1.2 10 Sai số tốc độ : .30 3.1.2.11.Mức độ phù hợp đặc tính tải cho phép đặc tính Mc(ω) 31 3.1.2.12.Chỉ tiêu kinh tế : 31 3.2.Hệ chỉnh lưu thuyristor 31 3.2 Giới thiệu thyristor 31 3.2.2 Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng 32 3.3.2 Sơ đồ khối chỉnh lưu cầu pha .35 3.2.3 Nguyên lý hoạt động chỉnh lưu cầu pha 36 3.2.4 Hệ thống truyền động chỉnh lưu chế độ xác lập 38 3.2.5 Vần đề phát xung điều khiển 44 3.3 Tổng hợp mạch vòng điều khiển 46 3.3.1 Các khâu đo lường 46 a.Đo dòng điện 46 3.3.3 Tổng hợp mạch vòng dòng điện 49 Chương IV .53 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 53 KẾT LUẬN 58 Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa đất nước, nói tiêu chí đánh giá phát triển kinh tế quốc gia mức độ tự động hóa trình sản xuất mà trước hết suất sản xuất chất lượng sản phẩm làm Sự phát triển nhanh chóng máy tính điện tử, công nghệ thông tin thành tựu lý thuyết Điều khiểntự động làm sở hỗ trợ cho phát triển tương xứng lĩnh vực tự động hóa Ngày tự động hóa điều khiển trình sản xuất sâu vào ngõ ngách vào tất khâu trình tạo sản phẩm.ngày tự động hóa nghành kim loại nói chung nghành gang thép nói riêng có vị trí quang trọng kinh tế đất nước Thép vật liệu quan trọng hầu hết nghành công nghiệp ,có vị trí định phát triển công nghiệp hóa Vì không ngừng nâng cao trình độ công nghệ đào tạo đội ngũ kĩ thuật Trong công việc thiết kế, tự động hóa điều khiển thể qua trình sau : - Tự động hóa điều khiển công việc sau quay vị trí cũ để đảm bảo cho quy trình Để chuẩn bị tốt cho sau em giao đồ án tốt nghệp ; Nghiên cứu hệ thống truyền động điện dây chuyền cán thép nhà máy thép Hòa phát hướng dẫn nhiệt tình thầy NGUYỄN VĂN LIỄN giúp đỡ bạn Tuy nhiên thời gian có hạn, trình độ chuyên môn hạn chế, tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý thầy cô bạn để đồ án ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 12năm 2014 Sinh viên thực TRẦN ĐỨC TRUNG SV: Trần Đức Trung Chương : Giới thiệu chung nhà máy dây chuyền CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY VÀ DÂY CHUYỀN 1.1 Sơ lược nhà máy Công ty MTV thép HOÀ PHÁT DANISTEEL cấp giấy phép thành lập theo chứng nhận đăng ký kinh doanh số: 0503000008, sở kế hoạch đầu tư tỉnh HƯNG YÊN cấp ngày 26/10/2001 bắt đầu vào sản xuất tháng 7/2002 Trụ sở đăng ký kinh doanh: Khu công nghiệp phố nối A-YÊN MỸ-HƯNG YÊN Công ty MTV HOÀ PHÁT trước công ty cổ phần thép hoà phát tái cấu trúc vào ngày tháng năm 2007 Sở hữu 08 công ty thành viên ,bao gồm Công ty thiết bị phụ tùng hoà phát kinh doanh lĩnh vực máy móc thiết bị khai thác mỏ xây dựng;Công ty nội thất hoà phát công ty kinh doanh noi thất văn phòng,gia đình ,trường học…và gọi công ty lớn VIỆT NAM lĩnh vực với thương hiệu tiếng nhiều năm liền.Ngoài công ty ống thép chuyên sản xuất ống thép đen cứng như: ống mạ kẽm; Công ty điện lạnh HOÀ PHÁT chuyên sản xuất kinh doanh lĩnh vực bất động sản xây dựng.Công ty tập doàn Hoà phát bên cạnh việc quản lý 08 công ty thành viên tham gia hoạt động đầu tư tài cán sản suất kinh doanh thép bao gồm 02 nhà máy sản suất nằm địa bàn tỉnh Hưng Yên : Nhà máy phôi thép nằm địa bàn khu công nghiệp Phố nối A -Yên Mỹ -Hưng Yên.Được đưa vào hoạt động từ tháng năm 2004 nhằm cung cấp đủ hoạt động cho nhà máy cán thép Với dây chuyền sản xuất nhập từ Châu Âu với công nghệ đại ,chất lượng tốt Chiến lược phát triển Công ty thép Hoà Phát cung cấp đa dạng chủng loại đáp ứng nhu cầu ngày cao khách hàng Các sản phẩm công ty loại thép dây nóng với kich thước φ6,φ 8; thép cán nóng với kich thước : D10,D12,D14 ,D16,D18,D20,D22,D25,D28,D30,D32,D40 cán từ phôi thép có tiết diện 100 x 100: 130 x130mm với chiều dài 6m va 12m.Công suất thiết kế :250000 tấn/ năm 1.2 Tổng quan dây chuyền SV: Trần Đức Trung Chương : Giới thiệu chung nhà máy dây chuyền Công nghệ Cán thép phương pháp gia công kim loại áp lực để làm thay đổi hình dạng kích thước vật thể kim loại Trong kim loại gia công trạng thái cán nóng cán nguội.Cán thép nước ta chủ yếu biến dạng phôi thép Với hình dạng khác dây chuyền gồm có công đoạn sau Hình 1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất 1.3 Nội dung bước quy trình công nghệ Gồm có đầu vào lò nung phần cán phần xử lý thu cuộn Phôi nhập từ nhà máy luyện phôi kiểm tra đạt yêu cầu kỹ thuật (100 x 100: 130 x130mm với chiều dài 6m va 12m).Được đánh số lô cẩu lên bàn nạp SV: Trần Đức Trung Chương : Giới thiệu chung nhà máy dây chuyền phôi ,từng phôi theo bàn nạp lăn vào lò nung theo chương trinh tự động cài đặt tay.Phôi đưa vào lò nung liên tục nung từ nhiệt độ môi trường lên tới nhiệt độ yêu cầu tuỳ theo mác thép 1100 C − 1150 C ).phôi dịch chuyển lò tới vùng nhiệt,để nhiệt độ yêu cầu,hệ thống kickoff chuyển phôi lên bàn lăn đưa phôi lò để cán.Sau lò phôi cán dịch chuyển đường lăn qua máy đẩy tiếp trước giá cán số 1,nhóm giá cán thô gồm giá cán động công suất 250kw.Phôi cán khỏi giá cán cắt đầu ,đuôi (nhằm loại bỏ khuyết tật đầu đuôi vât cán).Máy cắt có nhiệm vụ chặt phôi thành đoạn ngắn có cố không cho phép cán tiếp.Nhóm giá cán trung gồm động 315kw Tuỳ theo sản phẩm mà có lỗ hình khác nhau.Từ giá cán đến 14 giá bố trí máy tạo trùng tạo ổn định trình cán.Cắt đuôi lần trước vào khối giá cán block Và sản phẩm qua block theo hai đường: -Đối với thép thanh:theo đường dẫn tới hệ thống quenching -Đối với thép cuộn theo đường dẫn tới hệ thống làm nguội gồm hai hộp nước lớn mục đích sử lý tăng tính độ bền thép,cải thiện bề mặt nhẵn bóng.Thép dây dẫn vào roto máy tạo vòng quay ngược chiều kim đồng hồ,các vòng tạo đây.khi vòng rải sàn làm nguội hệ thống quạt gió gầm sàn Cuối dải thép lăn xuống hố gồm cấu hố thu cuộn xe chuyển cuộn tới máy đóng bó Ở thép kiểm tra để phân loại có cân điện tử xác định trọng lượng gắn eteket cẩu nhập kho Cán thép chuyển tới hệ thống xử lý nhiệt tuỳ theo sản phẩm.Thép đưa vào khu sàn nguội để làm nguội tự nhiên thép cắt đoạn thương phẩm.Sản phẩm phân loại kiểm tra kich thước có phù hợp không Qua thép theo lăn đóng bó, gắn eteket nhập kho 1.4 Mô tả giá cán Giá cán truyền động động chiều điện áp 600V, tốc độ quay n=0/1000/2000[v/phút ], công suất P=250KW, Hộp cán gồm hay nhiều trục cán mà gối trục đặt thân máy dịch chuyển theo phương thẳng đứng định SV: Trần Đức Trung Chương : Giới thiệu chung nhà máy dây chuyền vị thiết bị kẹp trục, trục thường đặt cố định động làm mát quạt gió Vật cán đạt kích thước theo yêu cầu thành phẩm theo bảng cán 1.5 Hệ thống cung cấp điện Đặc thù ngành có tính liên tục việc sử dụng điện nên hộ tiêu thụ điện loại nhà máy mua điện lưới 35kv để nâng cao tính cung cấp điện liên tục cho dây chuyền sản xuất nguồn cung cấp điện nhà máy lắp đặt thiết bị đóng ngắt tự động điên hoạc xẫy cố.dảm bảo an toàn cho dây chuyền người sử dụng a.Trạm biến áp 35kv trời: Số lượng : Hãng sản xuất : nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh- HÀ NỘI Thông số kỹ thuật = 14/16 MVA ;ONAN/ONAF = 35+(-8).1,25%/23 KV = 8% AT 14 MVA Thiết bị kèm: máy cắt hợp thiết bị bảo vê: bảo vệ áp,bảo vệ áp,bảo vệ dòng ,bảo vệ chạm đất,rơ le (bảo vệ nhiệt độ dầu ,áp suất dầu ) Nhiệm vụ :nhận điện áp từ xí nghiệp lượng biến áp xuống 22kv cung cấp cho cac máy biến áp 22kv để cung cấp cho thiết bị b Trạm biến áp 22kv nhà Số lượng : từ T1đến T6 Hãng sản xuất : nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh -Hà Nội Thiết bị phù trợ kèm : máy cắt hợp thiết bị bảo vệ: Bảo vệ áp,bảo vệ áp ,bảo vệ dòng ,bảo vệ chạm đất ,rơ le (bảo vệ nhiệt độ dầu ,áp suất dầu ) Nhiệm vụ Máy biến áp T1 :biển đổi điện áp 22KV xuống 0,6 KV cung cấp điện cho động giá cán từ số đến số SV: Trần Đức Trung Chương – Khảo sát chi tiết MHT truyền động điện dây chuyền cán thép Giữa α Udk có quan hệ sau : α = π U dk ; U s max Người ta lấy Udk = Usmax ; b.Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos : Theo nguyên tắc người ta dùng hai điện áp : - Điện áp không đồng Us , vượt trước UAK = Udk sinωt thyristor góc π/2 Us = Udk cosωt - Điện áp điều khiển U dk điện áp chiều , điều chỉnh biên độ theo hai chiều dương âm Nếu đặt Us vào cổng đảo Udk vào cổng không đảo khâu so sánh : Khi Us = Udk , ta nhận xung mảnh đầu khâu so sánh khâu lật trạng thái Udk cosα = Udk ; Do : ( 3-1 ) U  α = cos  cm ÷  U dk  ( 3-2 ) Khi US = Udk α = ; Khi US = α = π/2 ; Khi US = -Udk α = π ; U α U dk = → α = π dk π U sm U sm Udk = ( ÷ Usmax ] α=[0÷π)  U dk    U sm  E/d = Edo.cos π SV: Trần Đức Trung α 45 Chương – Khảo sát chi tiết MHT truyền động điện dây chuyền cán thép Uđk α Hình 3.20 Sơ đồ điều khiển thẳng đứng arccos Như điều chỉnh Uđk từ trị Uđk = +Us đến trị Uđk = -Us ta điều chỉnh góc α từ → α Ta có.Uđk=Us=Urc.cosӨ=Urc.cos α Mà cos α= Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos” sử dụng thiết bị chỉnh lưu đòi hỏi chất lượng cao 3.3 Tổng hợp mạch vòng điều khiển 3.3.1 Các khâu đo lường a.Đo dòng điện SV: Trần Đức Trung 46 Chương – Khảo sát chi tiết MHT truyền động điện dây chuyền cán thép Hình 3.21 Sơ đồ đo dòng điện Ta có ui = kiI ibd = I ∼ K bd I∼ = 0.832 I U i = 2.34.U ia = 2.34.Rd ibd = 2.34.Rd I K bd U i = K i I Ki = 2.34.Rd 0.832 I K bd b Đo tốc độ Đo tốc độ xung bán dẫn quang điện hình sau SV: Trần Đức Trung 47 Chương – Khảo sát chi tiết MHT truyền động điện dây chuyền cán thép Hình 3.22 Sơ đồ đo tốc độ đầu quang điện Máy phát tốc độ xung phát z xung vòng quay , tần số xung : f ω = Đo tốc độ xung thường dùng hai loại : loại dùng điện từ loại bán dẫn quang (xem hình 3-20 ) 3.3.2 Mô hình hệ thống Lb Rb Ru E = K Φ ω Lu M = K Φ I → M I Ed = Edo cosα I E E d Hình.3.23 Sơ đồ cấu trúc Ed – E = RΣ I + LΣ SV: Trần Đức Trung ; RΣ = Rb + Rư 48 Chương – Khảo sát chi tiết MHT truyền động điện dây chuyền cán thép LΣ = Lb + Lư M –MC =j Hình 3.24 Mô hình hệ thống M – Mc = Tb = Tvo + Tdk Trong :Tvo : chỉnh lưu thyristor Tdk : h/s thyristor FX Kcl :hệ số khếch đại chỉnh lưu RΣ : Điện trở tổng mạch phần ứng I : Hằng số thời gian quán tính ᴊ: Mô men quán tính đông trục cán 3.3.3 Tổng hợp mạch vòng dòng điện Sơ đồ khối mạch vòng điều chỉnh dòng điệ R điều chỉnh dòng điện , u biến đổi chiều , Trong trường hợp hệ thống truyền động điện có số thời gian học lớn số thời gian điện từ mạch phần ứng ta coi sức điện động động không ảnh hưởng đến trình điều chỉnh mạch vòng dòng điện ( tức coi ∆E = E = 0) Hàm truyền mạch dòng điện ( hàm truyền đối tượng điều chỉnh ) sau : Soi ( p ) = SV: Trần Đức Trung K cl K i / R∑ (1 + pTb )(1 + pTi )(1 + pT∑ ) 49 Chương – Khảo sát chi tiết MHT truyền động điện dây chuyền cán thép số thời gian T b , Ti nhỏ so với số thời gian điện từ T Σ Đặt Ts = Tb + Ti viết dạng gần sau : Ts