Giới Thiệu Về Bộ Điều Khiển Plc
Chương 1: Tổng Quan Về Công Ty Xi Măng Tiên Sơn – Hà Tây
1.1. Giới thiệu sơ lược về công ty:
Công ty Xi măng Tiên Sơn, tiền thân là nhà máy vôi đá, được thành lập vào năm 1995 với việc đầu tư xây dựng một dây chuyền sản xuất xi măng công suất 25 tấn/h, sử dụng thiết bị và công nghệ nhập khẩu từ Trung Quốc với tổng giá trị đầu tư ban đầu là 39 tỷ đồng. Trải qua gần 10 năm hoạt động, nhà máy đã liên tục sửa chữa, nâng cấp thiết bị và cải tiến công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế. Đặc biệt, công ty đã phối hợp với Trường Đại học Công nghiệp Thái Nguyên để cải tiến và thay thế một số thiết bị của dây chuyền cân bằng định lượng.
Với đội ngũ cán bộ công nhân viên giàu kinh nghiệm, công ty đã hoạt động ngày càng phát triển, đạt danh hiệu đơn vị đi đầu trong ngành xi măng khu vực. Công ty được xây dựng tại xã Hồng Quang, huyện Ứng Hòa, tỉnh Hà Tây, gần núi thuận tiện cho việc khai thác đá nguyên liệu. Văn phòng làm việc cách nhà máy khoảng 500m, thuận tiện cho quản lý và xử lý vướng mắc. Công ty còn xây dựng 3 văn phòng đại diện tại các huyện và tỉnh lân cận để giao dịch và tiêu thụ sản phẩm. Mục tiêu phấn đấu sản xuất và tiêu thụ 150.000 tấn xi măng/năm đã giúp nhà máy hoạt động liên tục hết công suất. Sản phẩm xi măng của nhà máy hiện không đủ cung cấp cho thị trường trong tỉnh và cả nước, do đó công ty có kế hoạch đầu tư nâng công suất.
1.2. Tìm hiểu về tổ chức hoạt động của công ty:
Công ty hoạt động sản xuất hiệu quả nhờ bộ máy lãnh đạo tốt và sự sắp xếp công việc hợp lý. Sơ đồ tổ chức của công ty bao gồm Giám đốc Phụ trách chung, các Phó Giám đốc phụ trách các mảng, cùng các phòng ban chức năng như Kế hoạch – Kỹ thuật, ISO, Vận tải – Vật tư, Tổ chức – Hành chính, Vận tải – Kỹ thuật, Khai thác Đá, Sản xuất, Sơ chế, Phân xưởng, Lò, Phụ gia, Thạch cao, Đóng gói.
1.3. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng - Nhà máy xi măng Tiên Sơn:
Nhà máy có hai dây chuyền sản xuất xi măng hoạt động song song, giúp tránh lãng phí thời gian và nguyên vật liệu. Hệ thống cân bằng định lượng đã được cải tạo, thay thế bằng hệ thống tự động điều khiển bằng biến tần, tích hợp mô phỏng trên máy tính. Quy trình sản xuất bao gồm các công đoạn chính: Chuẩn bị nguyên liệu (đập, sàng, phân loại), phối liệu, nghiền nguyên liệu, nung luyện clinke, nghiền clinke thành xi măng thành phẩm và đóng bao.
1.4. Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
1.4.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu chính là đá vôi, cùng các phụ gia như than, đất, quặng sắt, thạch cao. Đá vôi được khai thác, vận chuyển, phân loại và đập lần thứ nhất (kích thước còn 80mm), sau đó đập lần hai bằng máy đập búa (kích thước còn 25mm) và đưa vào xilo 1, 2. Các phụ gia khác được xử lý để đạt kích cỡ quy định trước khi đưa vào xilo 3, 4. Đá thạch cao được đập nhỏ và chứa trong xilo 5.
1.4.2. Công đoạn phối và nghiền nguyên liệu: Hệ thống cân băng định lượng điều khiển bằng máy vi tính gồm 06 bộ cân đặt dưới đáy các xilo, đảm bảo ổn định lưu lượng và điều khiển lượng nguyên liệu cấp theo yêu cầu công nghệ. Nguyên liệu từ xilo được đưa lên băng tải cân băng để cấp liệu, mỗi cân đảm nhận nhiệm vụ vận chuyển và điều chỉnh lưu lượng riêng biệt.
1.4.3. Công đoạn nung luyện clinke: Bột liệu được đồng nhất, trộn ẩm đạt độ ẩm 60%, vê viên và đưa vào lò nung ở nhiệt độ 1500°C. Clinke nóng được đập nhỏ và chứa trong các xilo riêng. Tỷ lệ phối liệu bao gồm đá vôi (29-37%), đá vôi (32-40%), quặng sắt (6%), than đá (16%), đất sét (4%), thạch cao (5%).
1.4.4. Công đoạn nghiền clinke thành xi măng thành phẩm và đóng bao xi măng: Clinke được phối trộn với các thành phần đá mỡ, thạch cao, đất pháp cổ, xỉ bông theo tỷ lệ nhất định, sau đó đưa vào máy nghiền bi. Sản phẩm xi măng thành phẩm được đưa vào các xilo chứa, làm nguội và đóng bao.
Chương 2: Mô Tả Hệ Thống Điều Khiển Cân Bằng Phối Liệu
2.1. Khái niệm: Cân băng định lượng là thiết bị ghép nối các bộ phận với nhau, dùng cho hệ thống cân liên tục theo chế độ dài hạn lặp lại, thực hiện phối liệu theo tỷ lệ yêu cầu công nghệ. Hệ thống này đóng vai trò quan trọng, quyết định chất lượng sản phẩm và góp phần vào sự thành công của công ty.
2.2. Cấu tạo của cân băng định lượng: Bao gồm phễu cấp liệu, cảm biến trọng lượng (Load Cell), băng truyền, tang bị động, bulông cơ khí, tang chủ động, hộp số, sensor đo tốc độ, động cơ không đồng bộ (nối với biến tần) và cảm biến vị trí.
2.3. Tế bào cân đo trọng lượng: Có hai loại tế bào là SFT và Tenzomet. Nguyên lý hoạt động của tế bào cân số SFT dựa trên sự dao động của dây dẫn trong từ trường không đổi khi có tải trọng. Tế bào cân Tenzomet hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở, khi có ngoại lực tác động, giá trị điện trở của các nhánh cầu thay đổi, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra.
2.4. Nguyên lý tính lưu lượng của cân băng định lượng: Cân băng tải cung cấp liệu theo kiểu trọng lượng. Lưu lượng được tính toán dựa trên trọng lượng vật liệu trên một đơn vị chiều dài băng và vận tốc của băng tải. Vận tốc băng tải được đo bằng cảm biến tốc độ, còn trọng lượng vật liệu được đo bằng LoadCell.
2.5. Khái quát về điều chỉnh cấp liệu cho cân băng: Có 3 phương pháp: Điều chỉnh cấp liệu kiểu trôi, điều chỉnh cấp liệu liên tục (sử dụng bộ điều chỉnh PID), và điều chỉnh mức vật liệu trong ngăn xếp (kết hợp hai phương pháp trên).
2.6. Cấu trúc của một hệ cân: Bao gồm 06 hệ cân liệu (đá Đ₁, đá Đ₂, than, quặng, đất, thạch cao) và một băng tải chính. Các cân này có kích thước lớn, băng tải chính có tốc độ điều chỉnh từ 0.5-1m/s.
Chương 3: Tính Toán Lựa Chọn Hệ Thống TĐĐ Cho Cân Cấp Than
3.1. Hoạt động của cân băng: Sơ đồ cấu trúc hệ thống cân băng định lượng cho thấy động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc được sử dụng, tốc độ động cơ đo bằng sensor đo tốc độ (máy phát xung). Bộ điều khiển (dùng vi xử lý) điều chỉnh tốc độ băng tải và lưu lượng liệu. Bộ cảm biến trọng lượng (LoadCell) biến đổi trọng lượng thành tín hiệu điện. Tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng biến tần.
3.2. Hệ điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ dùng biến tần:
3.2.1. Khái quát về động cơ không đồng bộ: Động cơ KĐB có kết cấu đơn giản, an toàn, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và kỹ thuật vi xử lý, động cơ KĐB có khả năng điều chỉnh tốc độ ngày càng được cải tiến và thay thế động cơ một chiều. Phương trình đặc tính của động cơ KĐB cho thấy mômen phụ thuộc vào nhiều tham số.
Có 4 phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ: Điều chỉnh điện áp Stator, điều chỉnh công suất trượt, điều chỉnh công suất nguồn cấp, và điều chỉnh điện áp Stator và Rotor. Phương pháp điều chỉnh điện áp stator và điều chỉnh Rotor chủ yếu áp dụng cho động cơ KĐB 3 pha rotor lồng sóc. Hiện nay, việc điều khiển động cơ KĐB bằng biến tần cho phép điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng với độ chính xác cao.
Đặc tính cơ của động cơ KĐB khi thay đổi tần số được biểu diễn bằng đồ thị. Khi tần số giảm, nếu giữ nguyên điện áp thì momen và dòng điện động cơ tăng lớn. Do đó, khi thay đổi tần số cần thay đổi đồng thời điện áp theo một quy luật nhất định để đảm bảo sự làm việc tương ứng giữa momen động cơ và momen phụ tải.
3.2.2. Mô tả động cơ không đồng bộ dưới dạng các đại lượng vectơ: Việc điều chỉnh tần số động cơ KĐB thường kéo theo điều chỉnh điện áp, dòng điện hoặc từ thông mạch stato. Để thuận tiện cho việc khảo sát, phương pháp đánh giá quá trình điện từ dưới dạng vectơ được sử dụng. Phương trình cân bằng điện áp của mỗi cuộn dây trong động cơ KĐB được biểu diễn theo công thức.