Đang tải... (xem toàn văn)
Tự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam ĐiệpTự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam ĐiệpTự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam ĐiệpTự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam ĐiệpTự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam ĐiệpTự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam ĐiệpTự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam ĐiệpTự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam ĐiệpTự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam ĐiệpTự động hóa quá trình rải liệu đá sét công ty xi măng Tam Điệp
Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI NĨI ĐẦU Chương 1:KHÁI QT VỀ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CÔNG TY XI MĂNG TAM ĐIỆP 1.1 Giới thiệu tổng quan cơng ty 1.2 vị trí địa lý 1.3 Điều kiện nhà máy 1.4 Các công đoạn nhà máy 1.5 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng 1.5.1 Khai thác vận chuyển nguyên liệu đến máy nghiền liệu 1.5.2 Nghiền liệu, cấp liệu lò nung 1.5.3 Sản xuất Clinker 1.5.4 Nghiền xi măng xuất xưởng xi măng Chương 2:QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ĐỒNG NHẤT NGUYÊN LIỆU ĐÁ SÉT 12 2.1 Sơ đồ hệ thống đồng nguyên liệu sét 12 2.2 Quá trình đồng nguyên liệu sét 12 2.3 Hệ thống máy rải 13 2.3.1 Mức đống PILE LEVEL 13 2.3.2 Thông số sơ đồ điều khiển thiết bị máy rải liệu 14 2.3.3 16 Đảm bảo an toàn cho hệ thống 2.4 Hệ thống máy cào liệu 18 2.4.1 Thông số sơ đồ điều khiển thiết bị máy cào liệu 18 2.4.2 Đảm bảo an tồn cho hệ thống 23 2.4.3 Chu trình vận hành 24 SVTH: Lê Khắc Mạnh Lớp: Tự Dộng Hóa K56 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Chương 3:HỆ THỐNG TRUYỂN ĐỘNG ĐIỆN CỦA CÁC THIẾT BỊ CẦU RẢI LIỆU 25 3.1 Sơ đồ điều khiển 25 3.1.1 Hệ thống truyền động điện băng tải tĩnh 31 3.1.2 Hệ thống truyển động điện băng tải rải liệu 32 3.1.3 Hệ thống truyển động điện băng tải di chuyển ngang 34 3.1.4 Hệ thống truyển động điện hành trình di chuyển cầu rải 36 3.1.5 Hệ thống truyền động điện động quấn cáp nguồn động quấn cáp điều khiển cầu rải 39 Chương 4:THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY RẢI LIỆU 41 4.1 Thiết bị phần cứng 41 11 giới thiệu tổng quan PLC S7_200 41 4.1.2 42 Cảm biến bảo vệ trượt băng 4.1.3 Cảm biến báo mức 44 4.1.4 Biến tần Micromaster Vector kiểu MM 440 Siemens 45 4.2 Chương trình điều khiển máy rải liệu 47 4.2.1 Bài tốn điều khiển tự động hóa quy trình vận hành 47 4.2.2 Sơ đồ thuật toán 51 4.2.3 Sơ đồ kết nối vào thiết bị plc s7-200,CPU 224 53 4.2.4 Địa biến vào 54 4.2.6 Mô 62 KẾT LUẬN 63 SVTH: Lê Khắc Mạnh Lớp: Tự Dộng Hóa K56 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất xi măng Hình 1.3: Khai thác vận chuyển nguyên liệu đến máy nghiền liệu Hình 1.4: Nghiền liệu, cấp liệu lò nung Hình 1.5: Nghiền liệu, cấp liệu lò nung Hình 1.6: Nghiền xi măng xuất xưởng xi măng 10 Hình 1.7: Nghiền xi măng xuất xưởng xi măng 11 Hình 1.8: Nghiền xi măng xuất xưởng xi măng 11 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống đồng nguyên liệu sét 12 Hình 2.2: Hình ảnh máy rải kho đá sét 13 Hình 3.1 25 Hình 3.2 26 Hình 3.3 26 Hình 3.4 27 Hình 3.5 27 Hình 3.6 28 Hình 3.7 28 Hình 3.8 29 Hình 3.9 29 Hình 3.10 30 Hình 3.11 30 Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý mạch lực băng tải tĩnh 31 Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý mạch lực băng tải rải liệu 32 Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý mạch lực băng tải di chuyển ngang 34 Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý mạch lực băng tải di chuyển ngang 36 Hình 3.16 : Sơ đồ ngun lí mạch lực động quấn cáp nguồn động quấn cấp điều khiển cầu rải 39 SVTH: Lê Khắc Mạnh Lớp: Tự Dộng Hóa K56 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Hình 4.1 CPU 224 xp 41 Hình 4.2 Sơ đồ chân kết nối vào/ra plc s7-200, cpu 224 41 Hình 4.3: cảm biến chống trượt băng 42 Hình 4.4 44 Sơ đồ kết nối điện cảm biến báo mức Hình 4.5 sơ đồ khối biến tần Micromaster Vector kiểu MM 440 Siemens 46 Hình 4.6 47 Hình 4.7 48 Hình 4.8 49 Hình 4.9 50 SVTH: Lê Khắc Mạnh Lớp: Tự Dộng Hóa K56 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Việt nam thời kỳ phát triển khoa học công nghệ đưa đất nước ta tiến lên đường “ Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa ” để theo kịp nước phát triển Ngảnh công nghiệp sản xuất xi măng ngành khác đứng trước tình hình để phát triển đáp ứng tiêu dùng sản xuất Để nâng cao sản lượng, chất lượng hạ giá thành sản phản hòa nhập WTO Ngành sản xuất xi măng nói chung nhà máy xi măng Tam Điệp nói riêng phải tiến hành giới hóa từ động hóa quy trình sản xuất Việc sử dụng riêng lẻ PLC không đáp ứng yêu cầu điều khiển hệ thống SCADA, cần phải kết hợp thêm số phận hiển thị HMI (Human Machine Interface - Giao diện người máy) Wincc phần mền HMI chuyên dùng hang SIMENS Ngày tự động hóa PLC kết hợp Wincc cho phép thiết lập hệ thống tự động điều khiển giám sát thiết bị máy thực theo chương trình cơng nghệ sản xuất Mặt khác khả truyền thông tin, nối mạng điều khiển công nghiệp PLC cho công cụ thiết lập hệ thống tự động hóa tồn dây chuyền sản xuất, bao gồm nhiều công đoạn mà phương pháp tự động trước role không thực được, giảm thao cho độ ngũ công nhân vận hành thiết bị đảm bảo an toàn cho người máy móc, nâng cao sản xuất, chất lượng sản phẩm Xuất phát từ tình hình đó, em hướng dẫn thiết kế đề tài: “ Tự động hóa trình rải liệu đá sét ” Được giúp đỡ tận tình thầy giá TS Nguyễn Chí Tình thầy cô giáo môn tự động hóa, nỗ lực bản, đề tài hoàn thành Mặc dù cố gắng trình độ có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận đóng góp ý kiến quý báu thầy cô giáo bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn SVTH: Lê Khắc Mạnh Lớp: Tự Dộng Hóa K56 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp bảo tận tình thầy giáo TS Nguyễn Chí Tình thầy giáo mơn giúp em hồn thiện đồ án Chương KHÁI QT VỀ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CƠNG TY XI MĂNG TAM ĐIỆP 1.1 Giới thiệu tổng quan về cơng ty Ninh bình vùng đất giàu tiềm khoáng sản phục vụ cho ngành sản xuất xi măng, đồng thời lại có nhiều thuận lợi khác lực lượng lao động thị trường tiệu thụ Nhận thức rõ mạnh đó, đến tháng năm 1996, dự an xây dựng nhà máy xi măng Tam Điệp – Ninh Bình phủ thức phê duyệt, với cơng suất thiết kế 4000 clanhke/ngày (tương đương 1.4 tiệu xi măng/năm), tổng số vốn đầu 252 triệu USD khai triển xây dựng tổng diện tích 482.000 m2 Năm 1998, FLSmidth lựa chọn nhà cung cấp vật tư, kỹ thuật cho công trình, chuyển giao cơng nghê Đan Mạch Sản phẩn nhà máy PCB30 PCB40 (TCVN 6260 – 1997), PC40, PC50 (TCVN 2682 – 92), sử dụng hệ thống lò quay đại, tự động hóa cao 1.2 vị trí địa lý Nhà máy xi măng tam điệp – Ninh Bình xây dựng xã Quảng Sơn – Thị xã Tam Điệp Tỉnh Ninh Bình, cơng nghệ nhà máy công nghê sản xuất xi măng khô tiên tiến đại hang FLSMIDTH-ĐAN MẠCH 1.3 Điều kiện nhà máy Nhà máy xi măng Tam Điệp năm gần khu nguyên liệu đá vôi tốt Việt Nam, lại cách mỏ đá sét khoảng đến km, thuận lợi cho việc sản xuất xi măng Hơn nữa, nhà máy năm gần quốc lộ 1A (cách khoảng 1,9km), cách đường tàu 800m, cách cảng Ninh Phúc 21km, nhìn chung tiện đường giao thông, vận chuyển SVTH: Lê Khắc Mạnh Lớp: Tự Dộng Hóa K56 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Dây chuyền công nghệ Đan Mạch, tiêu chn châu âu với tính chất tự động hóa cao: hệ thống đóng bao tự động, đo lượng tự động, lấy mẫu tự động… vừa giúp tiết kiệm sức lao động vừa nâng cao hiệu sản xuất 1.4 Các công đoạn trong nhà máy 131 Đập đá vôi (limestone crushing) 133 Đập sét (Shale crushing) 141 Vận chuyển đá vôi tới kho chứa (limestone transport to storage) 143 Vận chuyển đá sét tới kho chứa (shale transport to storage) 151 Kho chứa đá vôi (limestone storage) 222 Đập vận chuyển phụ gia/thạch cao (Ađitive/gypsum crushing and transport) 331 Cấp liệu nghiền khô (Raw mill feed) 341 Xưởng nghiền liệu khô (Raw mill department) 361 Silo CF cấp liệu nung (CF-silo and kinl feed) 421 Cyclone tiền nung (Cyclone preheater) 431 Xưởng nung (kinl department) 441 Xưởng làm nguội Clinker (cooler department) 461 Xưởng nghiền than (Coal mill department) 471 Vận chuyển Clinker tới kho chứa (Clinker transport to storage) 481 Kho chứa Clinker ( Clinker storage) 521 Vận chuyển Clinker từ kho chứa (Clinker transport from storage) 541 Xưởng nghiền xi măng (Cement mill department) 551 Vận chuyển xi măng (Cement transport) 621 Silo chứa xi măng ( Cement silo) 622 Vận chuyển xi măng đường ray (Buk cement to railway) 641 Đóng bao xi măng (packing plant and empty bag storage) 741 Hệ thống khí nén (Compressed air system) 751 Hệ thống nguyên liệu dầu (Fuel oil system) SVTH: Lê Khắc Mạnh Lớp: Tự Dộng Hóa K56 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 761 Xưởng sử lý nước thải (Water treatment) 762 Xử lý nước thải (Waste water treatment) 771 Phòng hóa (Laboratory) SVTH: Lê Khắc Mạnh Lớp: Tự Dộng Hóa K56 1.5 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng TRẠM ĐẬP ĐÁ KHO TỔNG HỢP 224 TRẠM ĐẬP ĐÁ XI KHO SÉT 153 CÁT THAN THẠCH CAO KHO ĐÁ 151 BIN CHỨA CÂN ĐỊNH LƯỢNG 331 WF BIN CHỨA PHỤ GIA BIN CHỨA NGHIỀN THAN MÁY NGHIỀN LIỆU SILO CF NGHIỀN THAN THÁP SẤY TẦNG KÉT KÉT LÒ NUNG LÀM NGUỘI CLINKER BÚA ĐẬP 44 HC01 SILO CLINKER CÂN ĐỊNH LƯỢNG 54 WF XUẤT CLINKER RỜI NGHIỀN SƠ BỘ XUẤT XI MĂNG RỜI NGHIỀN XI SILO XI MĂNG ĐÓNG BAO Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất xi măng XUẤT XI MĂNG 1.5.1 Khai thác và vận chuyển nguyên liệu đến máy nghiền liệu Đá vôi Sét khai thác mỏ đá vôi hang nước mỏ sét Quyền vận chuyển trạm đập công ty Tại trạm đập đá vôi sét đập nhỏ đến kích thước tiêu chuẩn Từ đá vôi đá sét vận chuyển công ty hệ thống bang tải BC01, BC02, BC03 vè kho chứa cơng ty Trong bang tải BC01 bang tải dài 3km Đá vôi đưa vào kho chứa 151 đay đánh đống 151ST01 đáng thành hai đống may cào 151RE01 đưa vào bin chứa 331BI01 , qua cân định lượng 331WF01 đưa xuông băng tải 331BC01 vào máy nghiền liệu Xỉ, Cát, Than, Thạch cao, Phụ gia khai thác đưa kho tổng hợp 224 công ty, nguyên liệu đánh đống riêng biệt nhờ máy đánh đống 224ST01, thạch cao dang cục chứa ngồi trời đập nhỏ nhờ máy đập 222HC01 Xỉ, Cát, Thạch cao, Phụ gia đưa vào bin chứa 331BI02, 331BI03, 541BI02, 541BI03 Từ bi chứa Xỉ, Cát qua cân định lượng 331WF02, 331WF03 xuống băng tải 331BC01 vào máy nghiền Hình 4.9 Lớp rải thứ thực giống lớp thứ Hiệu chỉnh trình rải để tạo đống cho có độ dốc định Quá trình rải liệu để tạo đống liệu giới hạn bời sensor sau trình di chuyển tiến S3 S4 trình di chuyển lùi Khi thực xong lớp rải tín hiệu báo đống đầy đưa PLC trình rải liệu dùng lại , đồng thời động M21 di chuyển cho băng tải M15 chạy tất theo đường biên giới hạn bên trái kho tiếp cận tới S1, Khi M21 M15 dừng Tất khởi động lại cầu rải sẵn sàng cho q trình khởi động 4.2.2 Sơ đồ thuật tốn STARTRRT Đừng M21, kđ lùi M31 Còi T> S31.2 S Đ S Đ Dừng còi, kđ đổ trái M15 T> Dừng M31, kđ phải M21 S S C=16xung Đ Đ Khởi động M11 Dừng M21 T> S Đ S S2 Đ Khởi động tiến M31 S31 Đ S Đ Dừng M31, kđ phải M21 C=16xung Đ S Kđ phải M15 Kđ tiến M31 Kđ trái M15, kđ tiến M31 S31 S Đầy đống S Đ Đ Dừng M31, kđ trái M21 END C=16xung S Đ Dừng trái M21, kđ lùi M31 s S31.2 Đ Dừng M31, kđ trái M21 C=16 xung Đ S Đ Dừng M21 s S1 Đ 4.2.3 Sơ đồ kết nối vào thiết bị plc s7-200,CPU 224 4.2.4 Địa biến vào Stt Symbol Address Comment Start I0.0 Khởi động hệ thống Stop I0.1 Dừng hệ thống S1 I0.2 Cảm biến quang giới hạn trái S2 I0.3 Cảm biến quang giới hạn phải S3= S31 I0.4 Cảm biến quang giới hạn tiến S4= S31.2 I0.5 Cảm biến quang giới hạn lùi M11 Q0.0 Động băng tải tĩnh M15_P Q0.1 Động băng tải rải liệu quay thuận đổ liệu theo hướng phải M15_T Q0.2 Động băng tải rải liệu quay thuận đổ liệu theo hướng trái 10 M21_P Q0.3 Động di chuyển ngang quay thuận để di chuyển băng tải M15 sang phải 11 M21_T Q0.4 Động di chuyển ngang quay nghịch để di chuyển băng tải M15 sang trái 12 M31_T Q0.5 Động quay thuận di chuyển cẩu rải theo hướng tiến 13 M31_L Q0.6 Động quay thuận di chuyển cầu rải theo hướng lùi 14 Còi Q0.7 Còi 15 C I0.6 Encoder lắp đầu động M21 16 S5 I0.7 Cảm biến đầy đống 4.2.5 Chương trình điểu khiển máy rải liệu băng PLC S7 200 4.2.6 Mô phỏng Code chương trình có file đính kèm Chạy mơ phần mềm s7-200 simulator KẾT LUẬN Sau gần thời gian nghiên cứu thực đề tài với giúp đỡ thầy giáo, cô giáo môn đặc biệt hướng dẫn bảo tận tình thầy giáo TS Nguyễn Chí Tình với nỗ lực thân đến chúng em hồn thành đầy đủ cơng việc mà đề tài tốt nghiệp yêu cầu Trong trình làm đồ án với việc tìm hiểu tài liệu kết hợp với việc quan sát thực tế mơ hình tự động hóa q trình rải liệu đá sét Qua củng cố lý thuyết thực tế Thông qua đề tài em trang bị thêm kiến thức cảm biến, trang bị điện, biến tần, PLC ứng dụng thực tế chúng dây chuyền sản xuất Với đề tài chúng em hồn thành cơng việc sau: - Tìm hiểu cơng nghệ sản xuất xi măng - Khái quát thiết bị hệ thống rải liệu đá sét - Lập trình điều khiển cho PLC Trong thời gian cố gắng mình, song khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý xây dựng thầy, bạn để đồ án hồn thiện Em xin chân thành cảm ! ... Hình 1.6: Nghiền xi măng xuất xưởng xi măng Hình 1.7: Nghiền xi măng xuất xưởng xi măng Hình 1.8: Nghiền xi măng xuất xưởng xi măng Chương QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ĐỒNG NHẤT NGUN LIỆU ĐÁ SÉT 2.1 Sơ đồ... Nghiền liệu, cấp liệu lò nung Hình 1.5: Nghiền liệu, cấp liệu lò nung Hình 1.6: Nghiền xi măng xuất xưởng xi măng 10 Hình 1.7: Nghiền xi măng xuất xưởng xi măng 11 Hình 1.8: Nghiền xi măng xuất... Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng XUẤT XI MĂNG 1.5.1 Khai thác và vận chuyển nguyên liệu đến máy nghiền liệu Đá vôi Sét khai thác mỏ đá vôi hang nước mỏ sét Quyền vận chuyển trạm đập công ty Tại