Đồ Án Nghiên cứu hệ thống điều khiển công đoạn nghiền liệu cho dây chuyền 2 nhà máy xi măng Hoàng Thạch

LỜI NÓI ĐẦUTrong thời đại hiện nay, cùng với sự phát triển xã hội, quá trình công nghiệp hóa cũng phát triển một cách mạnh mẽ và không ngừng. Những công trình công nghiệp lớn và trọng điểm đều được áp dụng ở mức độ tự động hóa tương đối cao. Mọi thành tựu về tự động hóa đều phải được thực hiện trên nền tảng của lý thuyết điều khiển tự động. Chính vì vậy, lý thuyết điều khiển tự động là yếu tố quyết định của mọi quá trình tự động hóa sau này.
Xi măng là vật liệu quan trọng trong ngành xây dựng. Các nhà máy sản xuất xi măng ở nước ta hiện nay đều là những nhà máy có quy mô lớn, có mức độ tự động hóa tương đối cao, sản xuất chủ yếu dựa vào nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương. Trong quá trình sản xuất xi măng thì công đoạn nghiền liệu đóng vai trò then chốt trong toàn bộ dây chuyền. Công đoạn nghiền liệu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của xi măng. Vì vậy nhóm sinh viên thực hiện đồ án đã chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều khiển công đoạn nghiền liệu cho dây chuyền 2 nhà máy xi măng Hoàng Thạch”.
Nội dung đồ án gồm 4 chương như sau:
Chương I : GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG. Chương II : NGHIÊN CỨU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU.
Chương III : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU

Chương IV : THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU MÁY NGHIỀN.Đây là đồ án tốt nghiệp về một nhà máy sản xuất xi măng lớn, hơn nữa chúng em không có đủ điều kiện và tài liệu để tìm hiểu về nhà máy nên đồ án của nhóm em chắc chắn không thể tránh khỏi những hạn chế. Chúng em mong nhận được ý kiến đánh giá của thầy cô và các bạn quan tâm đến đề tài này. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Văn Hòa, và các thầy cô giáo trong bộ môn đã hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình trong quá trình thực tập và hoàn thành đồ án này.
Chúng em xin cảm ơn tới các kỹ sư đang làm việc tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch đã hướng dẫn và cung cấp tài liệu trong quá trình tìm hiểu nhà máy.
Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2010







MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I 4
GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 4
1.1. Giới thiệu về nhà máy xi măng Hoàng Thạch. 4
1.1.1. Các khái niệm về sản phẩm xi măng pooclăng. 4
1.1.2. Nguyên liệu sản xuất xi măng pooclăng. 5
1.1.3. Nhiên liệu dùng cho công nghệ sản xuất xi măng. 5
1.1.4. Một số tính chẩt của xi măng pooclăng. 5
1.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng. 7
1.2.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu. 8
1.2.2. Công đoạn nghiền nguyên liệu. 9
1.2.3. Công đoạn cấp liệu vào lò. 10
1.2.4. Công đoạn tiền nung. 10
1.2.5. Công đoạn nghiền ximăng. 11
1.2.6. Công đoạn đóng bao. 13
1.3.Hệ thống tự động hoá trong nhà máy xi măng Hoàng Thạch. 14
1.3.1. Hệ thống SDR 14
1.3.3. Hệ thống FLS – QCX. 14
1.3.4. Hệ thống xử lý báo động. 15
1.3.5. Hệ thống xử lý đo lường. 15
1.3.6. Hệ thống tự động điều chỉnh, duy trì tự động các thông số kỹ thuật. 15
1.3.7. Hệ thống điều khiển logic. 15
CHƯƠNG II 17
NGHIÊN CỨU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU 17
2.1.Thiết bị và công nghệ công đoạn nghiền liệu. 17
2.1.1. Kho đồng nhất sơ bộ. 17
2.1.2. Máy nghiền. 17
2.1.3. Máy phân ly SEPAX 560 – 144. 26
2.1.4. Silo CF. 28
2.1.5. Cầu xúc liệu. 30
2.1.6. Các băng tải cao su. 34
2.1.7. Các máng Fluxo. 34
2.1.8. Các gầu nâng. 35
2.1.9. Các loại van trong công đoạn. 35
2.2.Mô tả dây chuyền công nghệ công đoạn R2. 35
2.3 Hệ thống điều khiển công đoạn nghiền liệu. 42
2.3.1. Các bộ điều khiển điều chỉnh và ý nghĩa tính chất của nó. 42
2.3.2.Hệ thống cân định lượng. 43
2.3.2. Bộ điều khiển tỉ lệ PIDCON 47
2.3.3.Hệ thống ổn định chất lượng QCX 50
2.3.4.Hệ thống điều chỉnh độ mịn và độ ẩm của bột liệu. 52
CHƯƠNG III 55
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU 55
3.1. Sơ đồ điều khiển hệ thống cấp liệu máy nghiền. 55
3.2. Cân định lượng. 56
3.2.1. Khái niệm 56
3.2.2.Cấu tạo cân băng định lượng,và nguyên lí hoạt động. 56
3.2.3 Tế bào cân trọng lượng(Loadcell) 57
3.2.4.Nguyên lí tính lưu lượng. 59
3.2.5. Đo trọng lượng liệu trên băng tải: 60
3.2.6. Khái quát về điều chỉnh cấp liệu cho cân băng. 60
3.2.7 .Sơ đồ khối cấu trúc của hệ cân định lượng. 61
3.3.Cân máng đo liệu hồi lưu R2J06. 62
3.4. Động cơ. 62
3.5.Biến tần. 63
3.5.1.Xây dựng vectơr không gian: 63
3.5.2. Điều khiển biến tần trên cơ sở phương pháp điều chế vector không gian: 65
3.5.3. Nguyên lý của phương pháp điều chế vector không gian: 67
3.6.Tổng hợp bộ điều chỉnh lưu lượng. 71
3.6.1.Phương pháp tính toán thông số của bộ điều chỉnh lưu lượng. 73
3.6.2. Tổng hợp bộ điều chỉnh lưu lượng của hệ thống cân cấp liệu và lưu lượng máy nghiền. 75
CHƯƠNG IV 83
THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU MÁY NGHIỀN 83
4.1 Giới thiệu phần mềm WINCC 83
4.1.1 Tổng quan về Wincc. 83
4.1.2 Các loại Project trong WinCC 83
4.1.3 WinCC Explorer 83
4.1.5 Các trình soạn thảo và đối tượng chuẩn của WinCC 85
4.1.5.1 Graphic Designer 85
4.2. Xây dựng chương trình giám sát 88
4.2.1. Tạo dự án Project. 88
4.2.2. Tạo Tag và Group Tags. 89
4.2.3. Xây dựng màn hình công nghệ. 89
4.2.4. Tạo thuộc tính Tag Logging. 90
4.2.5. Tạo thuộc tính Alarm Logging. 91
4.3. Quy trình vận hành. 92
KẾT LUẬN 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO 100


CHƯƠNG IGIỚI THIỆU CHUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG
1.1. Giới thiệu về nhà máy xi măng Hoàng ThạchNhà máy xi măng Hoàng Thạch là một đơn vị thành viên của Tổng công ty xi măng Việt Nam nămg trên địa bàn xã Minh Tân, huyện Kinh Môn, tỉnh Hải Dương. Nhà máy được khởi công từ ngày 19/05/1976, do hãng F.L.SMIDTH của Đan Mạch thiết kế và xây dựng với hai dây chuyền công nghệ khép kín, hiện đại, mức độ tự động hóa cao, sản xuất xi măng theo phương pháp khô sử dụng lò quay, tháp trao đổi nhiệt gồm hai nhánh, buồng phân hủy (Canciner) đốt hoàn toàn bằng than cám.
Nhà máy hoàn thành lắp đặt dây chuyền sản xuất Hoàng Thạch I vào năm 1982 và ngày 25/11/1983 công ty cho ra đời được mẻ Clinker đầu tiên.
Cùng với nhu cầu xi măng trong nước tăng cao do sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, dây chuyền sản xuất Hoàng Thạch II dược gấp rút xây dựng vào năm 1982. Cho đến năm 1996 thì sản phẩm của cả hai dây chuyền đều được tung ra thị trường. Dây chuyền II với công suất thiết kế đạt 1,2 triệu tấn/năm, nâng tổng công suất của cả hai dây chuyền lên 2,3 triệu tấn/năm.
Trong thực tế sản xuất thì năng suất cũng được tăng dần từng năm:



Năm 1991 sản xuất được : 931.203 tấn.
Năm 1992 sản xuất được : 1.000.418 tấn.
Năm 1995 sản xuất được : 1.282.523 tấn.
Năm 1997 sản xuất được : 2.100.000 tấn.
Hiện nay công ty đang tiến hành xây dựng dây chuyền Hoàng Thạch III với công suất thiết kế 1,2 triệu tấn clinker/năm. Dây chuyền III dự tính sẽ đưa vào hoạt động sản xuất vào quý III năm 2009 nâng tổng công suất của cả 3 dây chuyền lên 3,5 triệu tấn xi măng/ năm.