Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
Hệ thống Điện - tự động hóa
1. Giới thiệu về Hệ thống Điện-Tự động hóa NM XM Hồng Khởi.
Hệ thống Điện tự động hóa là hệ thống có chức năng giám sát, điều
khiển toàn bộ hoạt động các thiết bị của nhà máy đảm bảo vận hành liên tục,
ổn định, an toàn, tiết kiệm tối đa nguyên vật liệu, nhân lực và cho ra sản phẫm
có năng suất, chất lợng cao.
Về công nghệ, hệ thống tự động hóa của nhà máy XM Hồng Khởi khá
tiên tiến, khả năng tự động hóa cao nên tiết kiệm đợc nhân lực trong vận hành
sản xuất.
Nền tảng của hệ thống tự động hóa là Hệ điều khiển phân tán DCS cho
nhà máy xi măng, sử dụng chủ yếu công nghệ của hãng Schneider, ngoài ra sử
dụng công nghệ của của các hãng Siemens, ABB, Telemecanique
2. Cấu trúc hệ thống tự động hóa NM XM Hồng Khởi:
Mô hình hệ thống Tự động hóa DCS của nhà máy XM Hồng Khởi:
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
2.1 Phòng điều khiển trung tâm CCR
Phòng điều khiển trung tâm gồm có 6 máy tính trung tâm và 5 camera theo
dõi.
- 6 máy tính trung tâm gồm có:
+ Bốn máy tính vận hành thục hiện chức năng điều khiển giám sát các quá
trình hoạt động của nhà máy. Một máy tính dự phòng cho trờng hợp 1 trong
3 máychính có sự cố.
+ Một máy tính điều khiển hoạt động của hệ thống quét nhiệt độ vỏ lò.
+ Một máy tính đóng vai trò là trạm kỹ thuật (ES) do bộ phận tự động hóa
trực tiếp vận hành có thể vận hành nh các trạm OS nhng có chức năng cao
hơn thể can thiệp sâu vào hệ thống DCS.
- 5 màn hình camera quan sát quá trình cháy trong lò và hoạt động tại các
phân xởng.
2.2 Trạm điều khiển hiện trờng LCS
Từ phòng điều khiển trung tâm, các máy tính sẽ điều khiển trực tiếp hoạt
động của các trạm LCS, các trạm này sử dụng PLC chính của hãng Schneider
Module 140. Gồm có 4 trạm LCS chính đợc bố trí nh sau:
- 1 trạm đặt tại khu vực nghiền liệu.
- 1 trạm đặt tại khu vực tháp trao đổi nhiệt
- 1 trạm đặt tại khu vực đầu lò.
- 1 trạm đặt tại khu vực nghiền xi măng và đóng bao
2.2.1 Trạm LCS khu vực nghiền liệu (DCS 1)
PLC tại trạm này điều khiển một số thiết bị chính sau:
- PLC Siemens S7-200, bộ PLC này dùng để điều khiển bộ khởi động
chất lỏng cho động cơ quay chính của máy nghiền liệu.
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
- LC Siemens S7-200, bộ PLC này dùng để điều khiển bộ khởi động chất
lỏng cho động cơ máy quạt gió từ bộ thu bụi gió xoáy sau máy nghiền
liệu vào máy lọc bụi tĩnh điện
- PLC Siemens S7-200, bộ PLC này dùng để điều khiển bộ khởi động
chất lỏng cho động cơ máy quạt gió sau máy lọc bụi tĩnh điện
- 5 bộ biến tần điều khiển tốc độ quay các động cơ truyền động của 5 cân
băng định lợng tại khu vực silo chứa liệu thô.
2.2.2 Trạm LCS khu vực tháp trao đổi nhiệt (DCS2).
PLC tại trạm này điều khiển một số thiết bị chính sau:
- Bộ biến đổi DSC 800 của hãng ABB, bộ biến đổi này dùng để điều
khiển và ổn định tốc độ của động cơ một chiều quay lò.
- Thu thập các số liệu về nhiệt độ, áp suất tại tháp trao đổi nhiệt.
- Các quạt gió làm mát thân lò
- Động cơ phụ của lò
2.2.3 Trạm LCS khu vực đầu lò:
PLC tại trạm này điều khiển một số thiết bị chính sau:
- Hai bộ biến tần dùng để điều khiển và ổn định tốc độ động cơ quay cân
roto dùng để cấp than đầu lò và canxiner.
- Một bộ biến tần điều khiển hoạt động hai quạt root đầu lò
- Một bộ biến tần dùng để cân định lợng than đầu vào của máy nghiền
than.
- Các bộ biến đổi để điều chỉnh điện áp một chiều của lọc bụi tĩnh điện.
- PLC Siemens S7-200, bộ PLC này dùng để điều khiển bộ khởi động
chất lỏng cho động cơ quay chính của máy nghiền than
- Một bộ khởi động mềm để khởi động quạt gió đầu ra lọc bụi tĩnh điện
- Hai bộ biến tần điều khiển hoạt động hai quạt gió đầu lò.
- Bộ biến tần điều khiển động cơ máy phân ly của nghiền than.
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
2.2.4 Trạm LCS khu vực nghiền xi măng và đóng bao:
PLC tại trạm này điều khiển một số thiết bị chính sau:
- PLC Siemens S7-300, bộ PLC này dùng để điều khiển .
- PLC Siemens S7-200, bộ PLC này dùng để điều khiển bộ khởi động
chất lỏng cho động cơ quay chính của máy nghiền xi măng.
- Bộ biến tần dùng để điều khiển động cơ quạt gió lọc bụi túi.
- Điều khiển hoạt động của máy đóng bao.
2.3 Mạng truyền thông công nghiệp.
Toàn bộ các PLC chính của hệ thống đều dùng PCL của hãng Schneider
module 140, loại Module này sử dụng giao thức truyền thông Modbus để trao
đổi thông tin với các máy tính của phòng điều khiển trung tâm. Tín hiệu từ các
CPU của PLC đợc truyền qua cổng RJ-45 tới bộ biến đổi tín hiệu N-Tron
thành tín hiệu quang theo chuẩn TCP/IP đa về phòng điều khiển trung tâm.
Các tín hiệu này sẽ đợc hiển thị tại các máy tính trung tâm, căn cứ vào đó các
cán bộ trực tại phòng điều khiển trung tâm sẽ đa ra lệnh điều khiển tới các
thiết bị cũng theo đờng truyền tín hiệu trên nhng theo hớng ngợc lại.
Với các tín hiệu từ các cảm biến đo lờng đợc chuẩn hóa thành tín hiệu
dòng từ 4-20 mA đợc đa về các PLC, tại đây các tín hiệu tơng tự (Analog) đợc
PLC biến đổi và mã hóa thành tín hiệu số (Digital) và truyền về phòng điều
khiển trung tâm, các đây tín hiệu đợc giải mã và hiển thị tại các máy tính trung
tâm. Với các tín hiệu dạng số, đợc chuẩn hóa thành mức điện áp 24 V, và đa
vào PLC tại đây tín hiệu đợc PLC mã hóa thành tín hiệu (0 hoặc 1) và truyền
về trung tâm.
Phần mềm điều hành của hệ thống, dùng phần mềm Citech Scada để
xây dựng giao diện mô phỏng hoạt động của nhà máy, từ đó theo dõi giám sát
và điều khiển hoạt động của nhà máy từ phòng điều khiển trung tâm.
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
2.3 Cơ cấu quản lý hệ thống Điện tự động hóa.
Để quản lý vận hành hệ thống Điện tự động hóa nhà máy XM Hồng
Khởi có 1 tổ Điện chuyên trách toàn bộ hệ thống (bao gồm cả trạm biến áp
110 Kv).
Về cơ cấu tổ Điện đợc chia ra làm ba nhóm:
- Trực sản xuất: có 9 ngời, đi theo ca, mỗi ca có 3 ngời trong đó có 1 ca
trởng trực sản xuất, trực tiếp theo dõi, vận hành hệ thống điện tự động đảm
bảo quá trình sản xuất ổn định liên tục.
- Đội sửa chữa, bảo dỡng thiết bị: gồm 8 ngời phụ trách công tác bảo d-
ỡng, thay thế thiết bị.
- Đội vận hành trạm biến áp: có 6 ngời chia làm 3 ca trực vận hành trạm
biến áp 110/10 kV, và trạm 110/6 kV.
Quản lý tổ Điện có một tổ trởng, và 3 ca trởng.Tổ trởng chịu trách
nhiệm quản lý toàn bộ Tổ. Trong mỗi ca sản xuất thì ca trởng sẽ chịu sự quản
lý của trởng ca sản xuất nhà máy.
Ngoài ra, nhà máy còn có một cán bộ tự động hóa phụ trách về mặt kỹ
thuật toàn bộ hệ thống Điện tự động của cả nhà máy, có nhiệm vụ:
- Trực tiếp xử lý, khắc phục các sự cố phức tạp mà tổ Điện không xử lý
đợc.
- Vận hành trạm kỹ thuật ES tại phòng điều khiển trung tâm, có thể thay
đổi hệ thống phần cứng và phần mềm của hệ thống Điện tự động.
Tổ trởng Tổ điện và cán bộ tự động hóa chịu trách nhiệm trực tiếp trớc
giám đốc sản xuất của nhà máy.
3 Liên hệ với hệ thống Điện Tự động hóa nhà máy Xi măng Tân
Quang
3.1 Sơ đồ cấu trúc
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
Hệ thống điều khiển tự động DCS nhà máy xi măng Tân Quang có sơ đồ
cấu trúc:
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
3.2 Phòng điều khiển trung tâm CCR:
Hệ thống máy tính tại phòng điều khiển trung tâm có:
- Bốn máy tính có chức năng là các trạm vận hành OS
- Một máy tính quản lý chất lợng sản phẩm QSC, máy tính này kết nối
trực tiếp với máy tính của máy phân tích X-Ray.
- Một máy tính EWS (Engerneer Work Station), đóng vai trò là trạm kỹ
thuật quản lý cơ sở dữ liệu của hệ thống, có thể can thiệp sửa đổi mạch
điều khiển logic, hình ảnh hiển thị quy trình
- Một máy tính phụ trách hệ thống quét nhiệt độ thân lò.
- Hai máy tính có chức năng là các trạm vận hành OS giống nh máy tính
tại phòng trung tâm nhng đơc đặt tại hiện trờng: đập đá vôi và nghiền xi
măng, dùng để điều khiển 2 cụm này.
- Ngoài ra còn có hai máy tính chủ Server , hai máy này quản lý toàn bộ
hoạt động của các máy tính tại phòng trung tâm và các trạm điều khiển
hiện trờng. Trong hai máy này chỉ có một máy làm việc và một máy hoạt
đông ở chế độ dự phòng.
3.3 Các trạm điều khiển hiện trờng LCS:
Hệ thống trạm LCS có 8 trạm sử dụng PLC của hãng ABB:
- Trạm LCS khu vực đập đá vôi LCS #1
- Trạm LCS khu vực đập sét LCS #2
- Trạm LCS khu vực phối liệu thô LCS #3
- Trạm LCS khu vực máy nghiền liệu đứng LCS #4
- Trạm LCS khu vực đầu lò LCS #5
- Trạm LCS khu vực đuôi lò LCS #6
- Trạm LCS khu vực nghiền xi măng LCS #7
- Trạm LCS khu vực đóng bao LCS #8.
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
Hệ thống các trạm LCS này sẽ thu thập dữ liệu từ các thiết bị đo, xử lý và
đa về trung tâm để hiển thi, đồng thời đa ra tín hiệu điều khiển tới các cơ
cấu chấp hành theo chơng trình đã đợc lập trình sẵn trong CPU.
3.4 Các cơ cấu chấp hành:
Gồm có hai loại:
- Các thiết bị đo lờng.
- Các thiết bị chấp hành.
Các thiết bị đo lờng: là cảm biến đo lờng về nhiệt độ, áp suất, tải trọng,
đo mức, lu lợngTín hiệu đo từ các thiết bị này đợc biến đổi thành tín
hiệu dòng điện từ 4-20 mA và đợc đa về các PLC để xử lý.
Ngoài các tín hiệu đo dạng tơng tự còn có các tín hiệu dạng số báo trạng
thái hoạt động của các thiết bị.
Các thiết bị chấp hành: bao gồm hệ thống các rơle trung gian, công tắc
tơ, khởi động từ, các động cơ, van điện, quạt gió, bơm Các thiết bị này
sẽ hoạt động theo tín hiệu điều khiển từ các PLC.
3.5 Nhận xét
Hệ thống điều khiển phân tán nhà máy xi măng Tân Quang có cấu trúc
tơng tự nh hệ thống DCS nhà máy xi măng Hồng Khởi.
Tuy nhiên có một số đặc điểm khác biệt giữa hai nhà máy:
- Hệ DCS của NM XM Hồng Khởi đợc xây dựng chủ yếu trên công nghệ
của hãng Schneider. Hệ DCS NM XM Tân Quang xây dựng chủ yếu trên
công nghệ của hãng ABB.
- Hệ DCS NM XM Tân Quang có cấu trúc rộng hơn:
+ Tại phòng điều khiển trung tâm CCR, đợc trang bị hai máy chủ Server
hoạt động song song, trong đó có một máy chính kiểm soát toàn bộ quá
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Công ty cổ phần Xi măng Tân Quang
trình hoạt động của hệ thống DCS, máy còn lại có chức năng tơng tự nh-
ng chỉ để dự phòng cho máy chính khi gặp sự cố.
+ Ngoài 4 máy tính đóng vai trò là các trạm vận hành OS tại phòng điều
khiển trung tâm, còn có hai máy tính vận hành OS đặt tại hiện trờng, một
đặt tại trạm đập đá vôi #05 OS (NM Hồng Khởi không có trạm này mà
hoàn toàn vận hành độc lập tại hiện trờng) một đặt tại khu vực đóng bao
xi măng #06 OS (NM Hồng Khởi đa khâu này về phòng điều khiển trung
tâm). Hai máy tính này tuy đặt hiện trờng nhng lại có chức năng tơng tự
nh các máy tính vận hành tại trung tâm.
+ Nhà máy XM Hồng Khởi có 4 trạm điều khiển từ xa LCS, nhà máy
XM Tân quang có 8 trạm điều khiển từ xa LCS. Nguyên nhân, nhà máy
Hồng Khởi không có trạm LCS phụ trách khu vực nghiền liệu, khu vực
đập sét đồng thời tích hợp nhiều khâu vào trong một LCS. Hệ thống DCS
nhà máy Tân Quang có thể điều khiển và theo dõi cả khâu đập đá và đập
sét.
+ Hệ thống máy tính tại phòng điều khiển trung tâm NM XM Tân Quang
còn đợc nối trực tiếp với máy phân tích X-Ray của hệ thống QCS, dựa
trên các kết quả phân tích các máy tính vận hành sẽ tự động đa ra tỉ lệ
phối liệu cho các công đoạn phối liệu thô, nghiền xi. Do đó chất lợng sản
phẩm sẽ đợc kiểm soát và điều chỉnh tự động. Đây là tính năng tiên tiến
so với nhiều nhà máy xi măng khác.
- Các động cơ điện của NM XM Tân Quang đợc trang bị nhiều bộ khởi
động mềm, các bộ này giúp động cơ khởi động tốt hơn và đảm bảo cho l-
ới điện phân phối hoạt động an toàn hơn.
Trong công tác duy tu, bảo dỡng thiết bị tại Xi măng Hồng Khởi có một
số điểm lu ý, học tập:
Hệ thống Điện tự động hóa nhà máy Xi măng
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét