Đồ Án Điều khiển và giám sát lò nung Tuynel

Tên đề tài:
ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT LÒ NUNG TUYNEL​
Lời mở đầu


Tự động hoá góp phần đẩy mạnh sự phát triển của nền kinh tế quốc tế không còn là một khái niệm mới mẻ nữa mà thực sự đem lại những chuyển biến rõ rệt. Sự cạnh tranh về chất lượng cũng như giá cả của bất cứ sản phẩm nào đều thúc đẩy nhà sản xuất coi việc nâng cao chất lượng sản phẩm, năng suất lao động như là một nhiệm vụ quyết định sự sống của một công ty, của một tổ chức. Muốn làm được điều đó có một cách bền vững nhất là áp dụng điều khiển tự động trong các quá trình sản xuất nhằm đáp ứng được những yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm cũng như hạ giá thành của sản phẩm. Ở nước ta hiện nay, do yêu cầu công nghiệp hoá hiện đại hoá nền kinh tế, nên ngày càng xuất hiện nhiều dây truyền sản xuất có mức độ tự động hoá cao. Vì vậy việc tự động hoá các dây truyền sản xuất trong các nhà máy là hết sức cần thiết, nó giúp chúng ta không những giảm nhân lực mà còn nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.


Theo xu hướng phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển tự động thì việc ứng dụng các công cụ phần mềm cùng các máy móc thiết bị hiện đại vào trong sản xuất đã đem lại những kết quả ưu việt. Thực tế ở nước ta đã có nhiều nhà máy đã và đang sử dụng máy móc và thiết bị hiện đại của những hãng nổi tiếng trên thế giới vào trong lĩnh điều khiển đã đem lại hiệu quả cao.


Dựa trên nghiên cứu và tìm hiểu hệ thống lò nung Tuynel tại nhà máy sứ Thanh trì. Bản đồ án này sẽ tiến hành giải quyết bài toán điều khiển nhiệt độ và bài toán quản lý các thông số kỹ thuật của lò nung bằng việc sử dụng các thiết bị được sản xuất bởi các hãng nổi tiếng như: PLC của SIEMEN .


Tuy nhiên, trên thực tế khi tiến hành xây dựng một hệ thống điều khiển động để điều khiển đối tượng đạt được các chỉ tiêu yêu cầu không phải là việc dễ dàng, bởi vì ta luôn gặp hàng loạt các vấn đề cần giải quyết liên quan đến việc đối tượng điều khiển có thể thay đổi hàm truyền theo thời gian sử dụng, những thay đổi này là ngẫu nhiên, khó xác định. Điều này có thể nhận thấy ở các đối tượng nhiệt thường bị già hoá theo thời gian sử dụng nên các thông số bị thay đổi.
Trong đồ án này em đã xây dựng một hệ thống điều khiển lò nung Tuynel để thực hiện chỉ tiêu đầu tiên đầu tiên đó là đạt nhiệt độ theo yêu cầu.


Mục lục


LỜI MỞ ĐẦU 4
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ NUNG TUYNEL 6
1.1 Cấu tạo lò nung Tuynel 6
1.1.1 Zone nung sơ bộ 9
1.1.2. Zone nung chính 10
1.1.3 Vùng làm lạnh nhanh 11
1.1.4 Vùng làm nguội chậm 12
1.2 Sơ đồ nguyên tắc lò Tuynel 13
1.3 Vòng an toàn của lò nung và yêu cầu công nghệ 17
1.3.1 Vòng an toàn của lò nung 17
1.3.2 Yêu cầu công nghệ 18
1.4 Cách vận hành lò nung và hầm sấy Tuynel 18
1.4.1 Khởi động lò nung 19
1.4.2 Khởi động lại kích đẩy thuỷ lực 20
1.4.3 Quy trình vận hành bộ xếp dỡ sản phẩm 20
1.4.4 Quy trình vận hành hầm sấy 21
1.4.5 Quy trình vòi đốt, quạt, máy đẩy goòng 21


CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÒ NUNG TUYNEL Ở NHÀ MÁY SỨ THANH TRÌ 23
2.1 Đối tượng điều khiển của lò nung Tuynel 23
2.1.1 Nhiệt độ 23
2.1.2. Phân bố áp suất và tốc độ khí trong lò 24
2.2. Hệ thống điều khiển ở nhà máy sứ Thanh Trì 30
2.2.1 Hệ thống điều khiển nhiệt độ 30
2.2.1.2 Điều khiển nhiệt độ của vùng nung chính 32
2.2.1.3 Điều khiển nhiệt độ vùng làm lạnh nhanh 32
2.2.1.4 Điều khiển nhiệt độ vùng làm nguội chậm 33
2.2.2 Điều khiển áp suất 33
2.3 Đánh giá hệ thống đang vận hành nhà máy sứ thanh trỡ và đề xuất giải pháp kỹ thuật 34


CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA LÒ NUNG TUYNEL VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 36
3.1 Vùng nung sơ bộ và vùng làm nguội chậm 36
3.2 Vùng nung chính 36
3.2.1 Điều khiển nhiệt độ cho vùng nung chính 36
3.2.3 Điều khiển áp suất cho vùng nung chính 42
3.3 Vùng làm lạnh nhanh 45


CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN LÒ NUNG TUYNEL BẰNG S7-200 49
4.1 Giới thiệu về PLC S7-200 và Step7 MicroWin32 49
4.1.1 Các phần của PLC. 49
4.1.2 So sánh đặc điểm của CPU 212 và CPU 214 51
4.1.3 Cấu trúc bộ nhớ 53
4.1.3.1 Phân chia bộ nhớ 53
4.1.3.2 Vùng dữ liệu 54
4.1.3.3 Vùng đối tượng 57
4.1.4 Mở rộng cổng vào/ra 58
4.1.5 Thực hiện một chương trình 59
4.1.6 Cấu trúc chương trình của S7-200 60
4.2 Chương trình điều khiển viết trên PLC S7-200 (CPU 214) 61
4.2.1 Nội dung công việc thực hiện trong PLC S7-200 61
4.2.2 Thiết kế phần cứng cho bài toán điều khiển lò trên PLC S7-200 61
4.2.3 Xây dựng phần mềm điều khiển 62
4.3 Xây dựng phần mềm giám sát 74
KẾT LUẬN


TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
HÌNH VẼ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ LÒ NUNG TUYNEL