SlideShare a Scribd company logo
1 of 99
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 1 -
CHƯƠNG 1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG
1.1. Các đặc trưng của nhà máy sản xuất xi măng
1.1.1. Loại hình sản xuất của nhà máy xi măng
Tuy các quá trình sản xuất trong các ngành công nghiệp khác nhau có những đặc thù
khác nhau nhưng bản thân các quá trình sản xuất có những đặc tính cơ bản chung. Và dựa
trên các đặc tính chung này người ta phân loại thành 3 loại hình sản xuất:
- Sản xuất đơn chiếc
- Sản xuất theo lô
- Sản xuất liên tục, hàng loạt
Quá trình sản xuất của nhà máy xi măng được xếp vào loại sản xuất liên tục, hàng loạt,
với những đặc trưng như: chỉ làm ra một loại sản phẩm (cụ thể là xi măng) với số lượng
rất lớnvà liên tục, hệ thống trang thiết bị thuộc loại đặc chủng, thiết kế để sản xuất cho một
loại sản phẩm duy nhất và có năng suất rất cao…
Với nhà máy xi măng, xuất phát từ các nguyên liệu đầu vào như: đá vôi, đá sét, quặng
sắt … quá trình sản xuất của nhà máy tạo ra sản phẩm đầu ra là các loại xi măng. Và quá
trình sản xuất diễn ra liên tục, với năng suất rất cao. Tại nhà máy xi măng Bút Sơn, hoạt
động sản xuất liên tục suốt ngày đêm, luôn luôn tồn tại 3 ca làm việc trong ngày. Năng
suất nhà máy rất cao, nếu hoạt động hết công suất thì năng suất của nhà máy là 4000 tấn
clinker/ngày, tương đương với 1,4 triệu tấn xi măng/năm.
1.1.2. Mặt bằng sản xuất của nhà máy xi măng
Cùng với cơ cấu tổ chức, mỗi nhà máy đều có một loại mặt bằng sản xuất nhất định.
Mặt bằng sản xuất liên quan đến việc bố trí các trang thiết bị theo yêu cầu công nghệ. Có
ba loại mặt bằng sản xuất:
- Mặt bằng cố định
- Mặt bằng bố trí theo quá trình
- Mặt bằng tổ chức theo dòng chảy sản phẩm
Mặt bằng sản xuất của nhà máy xi măng được xếp vào loại mặt bằng tổ chức theo dòng
chảy sản phẩm. Dạng mặt bằng này được sử dụng khi nhà máy được thiết kế để sản xuất
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 2 -
một sản phẩm hoặc một lớp sản phẩm với khối lượng hoặc thể tích lớn. Với loại mặt bằng
này, các trang thiết bị được sắp xếp dọc theo dòng chảy của sản phẩm.
Hình 1.1. Mặt bằng nhà máy bố trí theo dòng chảy nguyên vật liệu
Do đặc thù công nghệ, dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng được lắp đặt trên một
diện tích lớn, các trang thiết bị được bố trí dọc theo dòng chảy của nguyên vật liệu: đá vôi,
đá sét, quặng sắt … và các trang thiết được bố trí theo từng công đoạn: khai thác, vận
chuyển, rải liệu, nghiền liệu, nung nóng … tức là theo đúng dòng chảy của nguyên liệu, từ
lúc khai thác cho tới khi sản xuất ra sản phẩm.
1.2. Các loại xi măng và tiêu chuẩn chất lượng xi măng
1.2.1. Phân loại xi măng
Hiện nay, sản phẩm xi măng gồm các loại chính như: xi măng Poóclăng (Portland
Cement – với ký hiệu là PC), xi măng Poóclăng hỗn hợp (portland Cement Blended – ký
hiệu là PCB).
Xi măng Pooclăng là chất kết dính thủy lực, được sản xuất bằng cách nghiền mịn
clinker với thạch cao (với hàm lượng chiếm khoảng 3,5%).
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 3 -
Xi măng Pooclăng hỗn hợp là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinker, thạch cao và
phụ gia hỗn hợp. Trong đó, hàm lượng thạch cao chiếm khoảng 3,5 %; hàm lượng phụ gia
hỗn hợp không vượt quá 40% (trong đó phụ gia độn không lớn hơn 20%).
Ta có thể thấy sự khác biệt giữa hai loại xi măng trên: ngoài 2 thành phần clinker và
thạch cao giống như xi măng Pooclăng, xi măng Pooclăng hỗn hợp còn có thành phần phụ
gia khoáng (có hoặc không có hoạt tính) nhằm thu được một số đặc tính khác cho xi măng.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam, ngoài hai loại xi măng chính trên còn có một số loại xi
măng đặc biệt khác như:
- Xi măng Pooclăng trắng : ký hiệu là PCW.
- Xi măng Pooclăng puzôlan: ký hiệu là PCpuz .
- Xi măng xỉ hạt lò cao, tiêu chuẩn hiện hành không quy định ký hiệu.
- Xi măng Pooclăng bền sunphát: ký hiệu là PCS và PCHS .
- Xi măng Pooclăng ít tỏa nhiệt, ký hiệu là PCLH …
Tên gọi các loại xi măng này dựa trên đặc tính của chúng: chịu sunphát, ít tỏa nhiệt,
màu trắng… hay dựa trên loại phụ gia đem trộn vào trong quá trình sản xuất xi măng: xỉ lò
cao, đá puzôlan… Khi thành phần phụ gia thêm vào có tổng lượng lớn hơn 15% thì tên xi
măng được gọi theo tên của loại phụ gia này.
1.2.2. Các chỉ tiêu chất lượng của clinker
Chất lượng của clinker quyết định trực tiếp tới chất lượng của xi măng được sản xuất.
Các thành phần khoáng chủ yếu có trong clinker được liệt kê trong bảng sau:
Bảng 1.1. Các hợp chất thành phần của Clinker
Tên gọi Ký hiệu Công thức hóa học Tỉ lệ (%)
Alít C3S 3CaO.SiO2 45 ÷ 65
Belít C2S 2CaO.SiO2 10 ÷ 30
Aluminát can xi C3A CaO.3Al2O3 5 ÷ 15
Celít C4AF 4CaO.Al2O3.Fe2O3 5 ÷ 12
Pha thủy tinh C3A, C4AF, MgO 15 ÷ 30
Tùy theo hàm lượng các thành phần khoáng có trong clinker mà cho những đặc tính
khác nhau. Các hệ số sau đây thường được dùng để đánh giá đặc tính clinker:
Hệ số bão hoà vôi LSF
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 4 -
2 2 3 2 3
100.
(90 98)%
2.8 1.18 0.65
CaO
LSF
SiO Al O Fe O
  
 
(1-1)
LSF biểu hiện mối quan hệ giữa CaO và tổng lượng CaO cần thiết để bão hoà hoàn toàn
các ôxit khác. Chủ yếu là cần có đủ lượng CaO để liên kết hoàn toàn các ôxit SiO2, Al2O3,
Fe2O3 mặt khác phải tránh thừa CaO tự do gây hại cho xi măng. LSF có ảnh hưởng lớn
đến khả năng nung của Clinker
Mô đun silic SIM
2
2 3 2 3
100.
(17 35)%
SiO
SIM
Al O Fe O
  

(1-2)
SIM < 2: Dễ nung, thường pha lỏng quét lớp cola gây hại gạch, khó tạo clinker, lò kém
ổn định. Cường độ xi măng thấp.
SIM > 3: Khó nung, ít pha lỏng, cần nhiều nhiệt, ít cola, clinker bột, vôi tự do cao, lò
kém ổn định, cường độ xi măng cao, đóng rắn chậm.
Sự tăng SIM làm giảm khả năng nung clinker do sự giảm hàm lượng pha lỏng và giảm
xu hướng hình thành lớp cola trong lò, sự tăng SM cũng dẫn tới sự đóng rắn và cường độ
xi măng phát triển chậm. Sự giảm SIM dẫn đến sự pha lỏng tăng điều này cải thiện khả
năng nung của clinker và hình thành lớp cola trong lò
Mô đun nhôm ALM
2 3
2 3
100.
(15 25)%
Al O
ALM
Fe O
   (1-3)
ALM lớn có nghĩa là C3A lớn, xi măng có xu hướng đóng rắn nhanh. ALM nhỏ tức là
C4AF lớn, xi măng đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp khi đóng rắn.
1.2.3. Các tiêu chuẩn xác định mác và chất lượng xi măng
Thời gian bắt đầu và đông kết của hồ xi măng
Được xác định bằng dụng cụ Vicat trong phòng thí nghiệm chuyên dùng. Theo TCVN
6260 – 1997 quy định thời gian đông kết của các loại xi măng như sau:
 Bắt đầu: không sớm hơn 45 phút.
 Kết thúc: không chậm hơn 10 giờ.
Các nhà xây dựng quan tâm tới chỉ tiêu này để ấn định khối lượng trộn hồ vữa, bê tông
phù hợp với thời gian thi công.
Cường độ xi măng (hay còn gọi là mác xi măng)
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 5 -
Đem bẻ và ép mẫu làm thí nghiệm bằng dụng cụ chuyên dùng ở sau những ngày thứ 3,
thứ 7 và thứ 28 để ghi nhận cường độ nén và cường độ uốn đạt được, nhờ đó đánh giá chất
lượng xi măng theo các loại mác: PCB30, PCB40 … theo TCVN 6260 – 1997.
Ngoài hai tiêu chuẩn cơ bản trên thì còn một số tiêu chuẩn chất lượng khác như:
Độ mịn của xi măng
Độ mịn cũng là một trong những tiêu chí quan trọng của xi măng. Độ mịn ảnh hưởng tới
các tính chất của xi măng như: thời gian đông kết, cường độ xi măng, độ co và độ dẻo của
xi măng.
Hiện nay sử dụng hai phương pháp đo độ mịn của xi măng:
 Phương pháp sàng: sử dụng sàng có các mắt 0.08mm. Độ mịn xác định bằng tỉ lệ phần
trăm các hạt còn sót lại trên sàng.
 Phương pháp bề mặt riêng Blaine: đây là phương pháp phức tạp hơn, độ mịn của xi
măng xác định thông qua tỉ diện, tức diện tích bề mặt các hạt trên 1 gam mẫu.
Tính tách nước và giữ nước của xi măng
Trong quá trình thi công, nước dư tách ra giữa xi măng và cốt pha, trên bề mặt bê tông,
làm giảm cường độ xi măng, gây vết loang bề mặt. Xi măng càng mịn thì tính chất giữ
nước càng tốt.
Ngoài ra còn một số tiêu chuẩn khác như: độ thay đổi thể tích khi đóng rắn, độ tỏa nhiệt
khi đóng rắn, độ giảm mác lúc lưu kho bảo quản…
Các tiêu chuẩn chất lượng của một số sản phẩm xi măng
Tổng hợp các tiêu chuẩn chất lượng của 2 loại sản phẩm thông dụng nhất trên thị trường
hiện nay là : PCB30 và PCB40 theo TCVN 6260 – 1997 trong bảng sau:
Bảng 1.2. Các tiêu chuẩn chất lượng xi măng
Các tiêu chuẩn Loại mác xi măng
PCB30 PCB40
1 - Giới hạn bền khi nén, N/mm2
, min
- Sau 3 ngày đêm
- Sau 28 ngày đêm
14
30
18
40
2 - Thời gian ninh kết :
- Bắt đầu , phút , min
- Kết thúc , giờ , max
45
10
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 6 -
3 - Độ nghiền mịn :
- Lượng sót sàng 0,08 mm , % , max
- Bề mặt riêng Blaine, cm2
/g , min
12
2.700
4 - Độ ổn định thể tích ( độ nở Le Chartelier ), mm,
max
10
5 - Hàm lượng SO3 , % , max 3,5
1.3. Tự động hóa trong việc điều khiển nhà máy xi măng
1.3.1. Tích hợp máy tính trong quá trình sản xuất
Ngày nay, trong môi trường kinh tế thị trường cạnh tranh gay gắt, việc đảm bảo các yếu
tố như: chất lượng sản phẩm ổn định, giá thành sản phẩm hạ, năng suất cao… trở thành
những vấn đề sống còn đối với bất kỳ một nhà máy nào. Đó cũng là lý do mà việc tự động
hóa quá trình sản xuất trở nên cần thiết, không thể thiếu trong nền sản xuất hiện đại nói
chung và trong ngành công nghiệp xi măng nói riêng.
Và để thực hiện các giải pháp tự động hóa, việc sử dụng, tích hợp máy tính vào trong
sản xuất là một nhu cầu tất yếu. Ngày nay, máy tính được ứng dụng rộng rãi trong các
khâu như: điều khiển, giám sát các hoạt động sản xuất … Quan hệ giữa việc tích hợp máy
tính vào sản xuất và các hoạt động sản xuất nói chung được thể hiện rõ nhất qua mô hình
bánh xe CIM:
Hình 1.2. Mô hình bánh xe CIM
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 7 -
Theo mô hình này, tự động hóa liên quan trực tiếp đến các quá trình sản xuất: biến đổi
từ nguyên vật liệu thành sản phẩm cuối cùng. Tuy nhiên để cho các hoạt động sản xuất
diễn ra một cách có hiệu quả thì cần phải có một loạt các hoạt động gián tiếp như: lập kế
hoạch, điều hành sản xuất, các hoạt động kinh doanh… Các quá trình này chủ yếu liên
quan đến việc xử lý thông tin và ngày càng ứng dụng máy tính nhiều để phục vụ mục đích
tự động hóa.
1.3.2. Hệ thống truyền thông trong giải pháp điều khiển
Do những đặc điểm về loại hình sản xuất của nhà máy xi măng : sản xuất liên tục với
khối lượng rất lớn, và cũng do yêu cầu đảm bảo chất lượng sản phẩm mà quá trình sản
xuất xi măng đòi hỏi phải có hệ thống dây chuyền sản xuất tự động hóa ở mức độ rất cao.
Một dây chuyền sản xuất thường có thể chia thành nhiều công đoạn nhỏ, và có các cơ cấu
vận chuyển, gia công, lưu trữ các sản phẩm trung gian. Các nguyên liệu thô đầu vào được
đưa tới lần lượt các công đoạn, được gia công hay chế biến thành các sản phẩm trung gian,
và được vận chuyển tuần tự tới các công đoạn tiếp theo, cho tới khi thành sản phẩm cuối
cùng. Ta có thể mô tả các công đoạn trong công nghệ sản xuất xi măng như sau:
Hình 1.3. Các công đoạn trong dây chuyền sản xuất xi măng
Trong sơ đồ trên: sản phẩm đầu ra của công đoạn phía trước là đầu vào của công đoạn
phía sau nó. Và các công đoạn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, sự thay đổi thông số kĩ
thuật của một công đoạn sẽ kéo theo sự thay đổi của các công đoạn khác.
Điều đó dẫn tới bài toán điều khiển quá trình sản xuất nhà máy xi măng rất phức tạp,
thực chất đó là bài toán điều khiển tổng thể quá trình, với một quá trình đơn lẻ được điều
khiển trong mối liên hệ chặt chẽ với các quá trình khác.
Trong bất cứ một giải pháp tự động hóa nào thì việc ghép nối thiết bị, trao đổi thông tin
là một trong những vấn đề cơ bản cần giải quyết. Một bộ điều khiển cần được ghép nối với
các cảm biến và cơ cấu chấp hành. Giữa các bộ điều khiển trong một hệ thống điều khiển
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 8 -
phân tán cũng cần trao đổi thông tin với nhau để phối hợp thực hiện điều khiển cả quá
trình sản xuất. Ở những cấp cao hơn, các trạm vận hành trung tâm cũng cần được ghép
nối và giao tiếp với các bộ điều khiển để có thể theo dõi, giám sát toàn bộ quá trình sản
xuất và hệ thống điều khiển.
Bài toán điều khiển quá trình sản xuất nhà máy là điều khiển tổng thể quá trình, mỗi quá
trình đơn lẻ được điều khiển trong mối liên hệ chặt chẽ với các quá trình khác. Do vậy, các
công đoạn khác nhau của dây chuyền sản xuất xi măng không phải điều khiển một cách
độc lập, mà giữa chúng cần có sự trao đổi thông tin, để phối hợp vận hành cả hệ thống dây
chuyền sản xuất.
Hình 1.4. Giải pháp mạng trong hệ điều khiển phân tán
Mỗi trạm điều khiển cục bộ sẽ thực hiện công việc là điều khiển công đoạn tương ứng
trong mối liên hệ, trao đổi thông tin với điều khiển trung tâm và qua đó trao đổi thông tin,
phối hợp với các trạm điều khiển cục bộ khác. Điều khiển trung tâm có nhiệm vụ điều
khiển, giám sát, phối hợp hoạt động của các trạm điều khiển cấp dưới, đảm bảo điều khiển
tổng thể quá trình sản xuất.
1.4. Công nghệ sản xuất của nhà máy xi măng Bút Sơn
Nhà máy xi măng Bút Sơn sản xuất xi măng theo công nghệ lò quay phương pháp khô.
Với công suất thiết kế 4000 tấn clinker/ ngày , tương ứng 1,4 triệu tấn xi măng/ năm. Hiện
nhà máy đang xây dựng dây chuyền 2, dự tính sau khi hoàn thành, công suất nhà máy đạt
3 triệu tấn xi măng/năm và thuộc loại nhà máy có năng suất lớn nhất trong công nghiệp
sản xuất xi măng của nước ta.
Dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng Bút Sơn gồm có các công đoạn chính:
- Công đoạn khai thác và đồng nhất sơ bộ nguyên liệu thô.
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 9 -
- Công đoạn nghiền nguyên liệu.
- Công đoạn nghiền than.
- Công đoạn nung và làm lạnh clinker.
- Công đoạn nghiền xi măng.
- Công đoạn đóng bao và xuất xi măng.
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 10 -
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 11 -
Hình 1.5. Công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy
1.4.1. Công đoạn khai thác và đồng nhất sơ bộ nguyên liệu thô
Đối với bất cứ nhà máy xi măng nào thì vị trí xây dựng nhà máy có một vị trí quan
trọng. Việc xây dựng nhà máy tại đâu được tính toán sao cho đảm bảo vấn đề kinh tế nhất:
- Vị trí đặt nhà máy phải gần các mỏ nguyên liệu thô. Như vậy việc khai thác và vận
chuyển các nguyên liệu sẽ kinh tế, ít tốn kém nhất.
- Nhà máy phải đặt tại nơi có hệ thống giao thông thuận tiện, đảm bảo cho việc chuyên
chở và tiêu thụ xi măng thuận lợi.
- Vị trí phải được tính toán sao cho đảm bảo các vấn đề như: nguồn nước cung cấp,
nguồn lao động tại địa phương, đồng thời cũng phải có khoảng cách nhất định với khu dân
cư ...
Khai thác đá vôi
Đá vôi được khai thác tại mỏ đá Hồng Sơn. Mỏ cách nhà máy khoảng 600m. Phương
pháp khai thác: khoan nổ mìn phá vỡ cấu trúc của đá, và được khai thác từ trên đỉnh mỏ đá
xuống dần phía dưới. Đá vôi sau đó được bốc xúc lên các ôtô tải để vận chuyển tới máy
đập đá vôi.
Máy đập đá vôi thuộc loại IMPACT APPR 1822, với năng suất thiết kế trung bình là
600 tấn/giờ. Sau khi đập, đá vôi sẽ có kích thước khoảng 70mm và được cân và vận
chuyển về kho đồng nhất sơ bộ bằng băng tải cao su.
Tại đây, đá vôi được đồng nhất sơ bộ, sử dụng máy đánh đống loại BAH 17,3-1,0-600 với
năng suất rải là 600tấn/h. Đá vôi được rải thành 2 đống, mỗi đống khoảng 1600 tấn theo
phương pháp rải đống CHEVRON, có mức độ đồng nhất là 8:1. Hệ thống băng cào loại
BKA 30.01.600 với năng suất từ 35 – 350 tấn /giờ, vận chuyển đá vôi về két chứa đá vôi
của máy nghiền liệu.
Khai thác đá sét
Đá sét được khai thác tại mỏ Khả Phong, cách nhà máy khoảng 9,5 km. Được vận
chuyển bằng ôtô tải tới máy cán. Máy cán đá sét thuộc loại máy cán răng hai trục, có công
suất thiết kế trung bình là 250 tấn/giờ. Loại máy cán này có thể cán những cục đất sét có
kích thước tới 800mm, độ ẩm 15%. Đá sét sau khi qua máy cán có kích thước khoảng
70mm.
Sau đó đá sét được cân và vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ, và được rải thành 2
đống, mỗi đống 7000 tấn. Sử dụng cầu rải BEDECHI, với công suất thiết kế là 250
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 12 -
tấn/giờ. Phương pháp rải sử dụng là WINDROW, theo phương pháp này, đá sét sẽ được
dải theo chiều dọc của đống thành từng phần nhỏ ở lớp dưới, sau đó sẽ được dải tiếp lên ở
những lớp phía trên cao hơn. Phương pháp này phức tạp hơn. Mức độ đồng nhất là 8:1.
Đá sét sau đó qua hệ thống cầu súc loại BELC150/14 với công suất 15 – 150 tấn/giờ,
được vẩn chuyển về két chứa đá sét của máy nghiền liệu.
Quặng sắt và phụ gia khác
- Quặng sắt: dùng xỷ Pyrite sắt mua của nhà máy Supe Phốtphát Lâm Thao, do công ty
Vật tư - Vận tải xi măng cung ứng.
- Thạch cao: mua thạch cao Lào, Thái Lan hoặc Trung Quốc, do công ty kinh doanh
thạch cao xi măng cung ứng.
- Đá silic: khai thác ở mỏ Khe Non cách nhà máy khoảng 20Km.
- Một số phụ gia khác như: boxit, puzzolan … do một số công ty trung gian cung ứng.
Mục đích chủ yếu của công đoạn này phải đạt được
- Các nguyên liệu thô: đá vôi, đá sét… được khai thác và phải được đập thành những
hạt nhỏ có kích thước khoảng 70mm. Kích thước như vậy phù hợp với thiết kế của hệ
thống băng tải vận chuyển và giảm tải cho máy nghiền liệu, tiết kiệm năng lượng nghiền.
- Các nguyên liệu thô phải được đồng nhất sơ bộ: Xuyên suốt công nghệ sản xuất xi
măng, do phải đảm bảo tỉ lệ thành phần các chất có trong xi măng đầu ra là ổn định, mặt
khác, thành phần các oxit có trong đá vôi và đá sét không phải là cố định, ở mỗi vùng khác
nhau trong khu vực khai thác lại có thành phần khác nhau. Do đó, việc đồng nhất sơ bộ đá
vôi, đá sét cũng giúp ích cho việc đảm bảo độ ổn định thành phần của các nguyên liệu đầu
vào.
1.4.2. Công đoạn nghiền liệu
Các hệ thống băng tải vận chuyển có nhiệm vụ vận chuyển các nguyên liệu thô về các
két chứa tương ứng của máy nghiền liệu. Qua hệ thống cân định lượng, liệu được cấp vào
máy nghiền. Đây là một vấn đề quan trọng, hệ thống cân định lượng phải đảm bảo được tỉ
lệ phối trộn của các thành phần liệu: đá vôi, đá sét, quặng sắt... được điều khiển bởi mạch
vòng chất lượng QCX. Việc này có ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng xi măng sản xuất.
Đồng thời hệ thống cân băng phải đảm bảo việc cấp liệu là liên tục, không gián đoạn, đảm
bảo tính tin cậy.
Qua hệ thống cân định lượng, liệu được nghiền tại máy nghiền. Máy nghiền sử dụng là
loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER MPS 4750, với công suất thiết kế là 320
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 13 -
tấn/giờ. Trong quá trình nghiền, có kết hợp với việc làm khô liệu, tận dụng khí nóng thu
hồi được từ quá trình tiền canxi hóa.
Bột liệu đạt yêu cầu về kích thước sẽ đuợc vận chuyển tới silô đồng nhất bột liệu, có
sức chứa 20.000 tấn , bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng. Silô đồng nhất làm việc
theo nguyên tắc đồng nhất và tháo liên tục. Việc đồng nhất được thực hiện trong quá trình
tháo bột liệu ra khỏi Silô, Silô có mức độ đồng nhất là 10:1.
1.4.3. Công đoạn nghiền than
Than là nhiên liệu chính sử dụng trong công nghệ sản xuất xi măng. Chủ yếu sử dụng
cho hai giai đoạn quan trọng là calxiner và nung clinker. Lò nung của nhà máy xi măng
Bút Sơn được thiết kế để chạy 100% than antraxit, dầu MFO chỉ sử dụng trong quá trình
sấy lò và chạy ban đầu.
Than được nhập về kho đồng nhất bằng xe tải. Tại đây, than được rải thành đống lớn,
qua hệ thống băng cào, than được đưa lên băng tải cao su, được phân loại và chuyển về hai
két chứa than tương ứng, chuẩn bị liệu cho máy nghiền than. Máy nghiền than là loại máy
nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER năng suất 30tấn/giờ. Liệu cấp cho máy nghiền gồm
có 40% than antraxit loại 3 và 60% than antraxit loại 4 từ hai két chứa tương ứng. Bột than
mịn sau đó được vận chuyển và phân về hai két chứa: 1 két dùng để cấp cho lò nung, 1 két
dùng để cấp cho calxiner.
1.4.4. Công đoạn tiền canxi hóa
Tiền canxi hóa cũng là một công đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất xi măng.
Cùng với công đoạn nung clinker, hai giai đoạn này có nhiệm vụ cấp nhiệt cho các nguyên
liệu thô để các phản ứng hóa học xảy ra, quyết định tới chất lượng xi măng.
Theo sự tăng dần nhiệt độ, thì các phản ứng hóa học diễn ra như sau:
Bảng 1.3. Các phản ứng hóa học xảy ra theo nhiệt độ
Nhiệt độ Quá trình xảy ra
100o
C Nước tự do có trong thành phần liệu bay hơi
>500o
C Nước có trong thành phần các tinh thể bay hơi
>900o
C CaCO3 → CaO + CO2 ( phản ứng canxi hóa )
>1000o
C Phản ứng hóa học diễn ra giữa CaO với Fe2O3 , Al2O3 , SiO2
>1200o
C Quá trình hóa lỏng các chất diễn ra
>1280o
C Sự tạo thành C3S và hoàn thành các phản ứng của Canxi
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 14 -
Hình 1.6. Nhiệt độ và áp suất tại các điểm trên tháp sấy
Quá trình tiền canxi hóa diễn ra tại tháp sấy với hệ thống cyclon 5 tầng của nhà máy. Hệ
thống các cyclon được thiết kế để phục vụ quá trình trao đổi nhiệt giữa liệu thô và khí
nóng. Các quạt hút có nhiệm vụ tạo ra áp suất âm ở phía trên đỉnh tháp sấy, khí nóng theo
đó sẽ đi lên, liệu chảy từ trên xuống và quá trình trao đổi nhiệt diễn ra. Khí nóng được các
quạt hút, sau khi thoát ra khỏi tháp sấy chia làm 2 đường: một phần được tận dụng cho quá
trình làm khô liệu tại các máy nghiền, một phần qua hệ thống lọc bụi tĩnh điện và thoát ra
ngoài theo ống khói. Quá trình tiền canxi hóa tiêu thụ khoảng 55 - 60% lượng than sử
dụng trong cả quá trình sản xuất xi măng.
1.4.5. Công đoạn nung và làm lạnh clinker
Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất xi măng, ảnh hưởng trực tiếp
tới chất lượng Clinker và qua đó quyết định tới chất lượng xi măng. Ngoài việc cung cấp
các điều kiện cho các phản ứng hóa học xảy ra để đảm bảo tạo ra Clinker có thành phần
các khoáng đạt yêu cầu thì hơn nữa, nếu clinker tạo ra có mác cao thì tỉ lệ các chất độn và
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 15 -
phụ gia sau này thêm vào trong công đoạn nghiền xi măng cũng sẽ tăng lên, góp phần
quan trọng trong việc tăng năng suất xi măng.
Lò nung của công ty xi măng Bút Sơn có đường kính có đường kính 4,5m , chiều dài
72m , có độ nghiêng 3,5o
với hệ thống sấy sơ bộ 2 nhánh 5 tầng cùng hệ thống calciner,
buồng trộn. Năng suất của lò là 4000 tấn clinker/ngày. Lò được thiết kế sử dụng vòi đốt
than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit, trong đó đốt tại calciner là 55-60%,
phần còn lại đốt trong lò.
Sau khi qua hệ thống tháp sấy sơ bộ 5 tầng, liệu được cấp vào lò nung với nhiệt độ của
liệu cấp vào lò khoảng 800 – 1000o
C. Tại lò nung có 3 phân vùng chính với các mức nhiệt
độ khác nhau: vùng canxi hóa với nhiệt độ khoảng 1000 – 1100 o
C, tại đây hoàn thành quá
trình canxi hóa; zone nung: với nhiệt độ 1450 o
C, tại đây bột liệu được nung nóng chảy,
các phản ứng giữa các oxit diễn ra, hình thành các khoáng có trong thành phần clinker;
vùng làm nguội: có bố trí 9 quạt làm mát công suất lớn để giảm nhiệt độ của vùng này
xuống khoảng 900 - 1350 o
C, trong vùng này diễn ra quá trình đóng rắn, tạo thành các tinh
thể khoáng, tạo thành clinker.
Clinker sau khi ra khỏi lò được đổ vào thiết bị làm nguội kiểu ghi BMH- SA được làm
mát bởi 9 quạt gió công suất lớn cùng hệ thống phun nước làm mát. Clinker được đập sơ
bộ bởi máy đập búa. Clinker thu được sau thiết bị làm lạnh được vận chuyển tới 2 silô để
chứa và ủ clinker có tổng sức chứa là 2x20.000tấn . Bột tả hoặc clinker phế phẩm được đổ
vào silo bột tả có sức chứa 2.000 tấn.
1.4.6. Công đoạn nghiền xi măng
Clinker, thạch cao và phụ gia sẽ được vận chuyển lên két chứa tương ứng của máy
nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng. Từ các két của máy nghiền, clinker và phụ gia
sẽ được đưa qua hệ thống cân băng định lượng, hệ thống cân băng bảo đảm lượng clinker,
thạch cao và phụ gia hợp lý đưa vào máy nghiền để tạo ra các sản phẩm xi măng có mác
tương ứng.
Clinker và phụ gia sau khi qua hệ thống cân băng định lượng thì được đưa vào máy
nghiền sơ bộ CKP 200 nhằm làm giảm kích thước và làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với
điều kiện làm việc của máy nghiền bi xi măng. Thạch cao khi qua hệ thống cân băng thì
được chuyển thẳng tới máy nghiền bi mà không qua giai đoạn nghiền thô.
Clinker, phụ gia (đã qua nghiền sơ bộ ) và thạch cao sẽ được cấp vào máy nghiền bi xi
măng để nghiền mịn. Máy nghiền bi xi măng là loại máy nghiền bi 2 ngăn làm việc theo 2
Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-
TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 16 -
chu trình kín có phân ly trung gian kiểu O’SEPA. Qua khỏi máy nghiền bi, xi măng bột
được vận chuyển tới 4 silô chứa xi măng bột, có tổng sức chứa là 4x10.000 tấn, bằng hệ
thống máng khí động và gầu nâng.
1.4.7. Công đoạn đóng bao và xuất xi măng
Từ đáy các silo chứa, qua hệ thống cửa tháo, xi măng sẽ được vận chuyển tới các két
chứa của các máy đóng bao hoặc các hệ thống xuất xi măng rời. Hệ thống xuất xi măng
rời gồm 2 vòi xuất cho ôtô năng suất 100 tấn/giờ và 1 vòi xuất cho tàu hoả năng suất 150
tấn/giờ. Tùy theo yêu cầu của khách hàng mà xi măng đem đi tiêu thụ dưới dạng xi măng
rời hay đóng bao.
Hệ thống máy đóng bao gồm 4 chiếc máy đóng bao, thuộc loại HAVER kiểu quay với 8
vòi và hệ thống cân điện tử. Có năng suất thiết kế là 100 tấn/h. Sản phẩm ra là các bao xi
măng có khối lượng 50kg ± 5%. Các bao xi măng qua hệ thống băng tải sẽ được vận
chuyển tới các máng xi măng, và được đưa xuống tàu hoả hoặc ôtô đem đi tiêu thụ.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 17 -
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ MÁY
2.1. Tổng quan các hạng mục hệ thống điều khiển của nhà máy
Hệ thống điều khiển dây chuyền 1 nhà máy xi măng Bút Sơn được nhà thầu Technip
Cle xây dựng theo cấu trúc điều khiển phân tán DCS và có cấu trúc phân cấp, sử dụng giải
pháp tự động hóa của hãng SIEMENS. Toàn bộ hệ thống điều khiển của nhà máy được
phân bố trong các công trình :
- Một tòa nhà điều khiển, bao gồm các hạng mục:
+ Phòng điều khiển trung tâm.
+ Phòng lập trình PLC.
+ Phòng phân tích hóa nghiệm KCS.
+ Phòng kĩ thuật sản xuất.
+ Phòng sửa chữa thiết bị điện – điện tử trong dây chuyền.
- Tòa nhà thiết bị điều khiển, bao gồm các trang thiết bị:
+ Toàn bộ các PLC sử dụng trong dây chuyền 1 của nhà máy.
+ Các panel điều khiển, cùng với một số biến tần được bố trí tại đây.
- Tại mỗi phân xưởng đều có một phòng kĩ thuật (Technical Room): phục vụ cho việc
giao tiếp giữa người điều khiển với các thiết bị trường như: các card vào /ra (card I/O), hệ
thống các tủ điện ECS (electrical cabin system) và toàn bộ các trang thiết bị khác trong
phân xưởng. Phòng kĩ thuật của mỗi phân xưởng và hệ thống cung cấp điện cho phân
xưởng ESS (Electrical Supply System) luôn được xây dựng trong cùng một hạng mục, với
mục đích tạo khả năng giao tiếp dễ dàng giữa phòng kĩ thuật của phân xưởng với hệ thống
điện và các cabin điều khiển động cơ MCC (Motor Control Cabin), và cũng nhằm mục
đích dễ dàng chẩn đoán và tiện lợi cho việc sửa chữa khi xảy ra sự cố.
2.2. Cấu trúc điều khiển phân cấp của nhà máy
Hệ thống điều khiển dây chuyền 1 của nhà máy xi măng Bút Sơn được thiết kế có cấu
trúc phân cấp. Hệ thống được phân chia thành các cấp điều khiển như sau:
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 18 -
Hình 2.1. Mạng điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 19 -
2.2.1. Cấp trường
Các thiết bị cấp trường, hay cấp chấp hành, bao gồm toàn bộ các trang thiết bị cần thiết
để đảm bảo việc điều khiển quá trình và thu thập dữ liệu. Chủng loại của các thiết bị cấp
trường rất phong phú, đa dạng tùy thuộc vào từng phân đoạn trong từng phân xưởng như:
các động cơ, biến tần, các loại van, các cảm biến, các hệ thống lọc bụi …
Đặc điểm đáng chú ý của các thiết bị ở cấp chấp hành là chúng đều là các thiết bị bus
trường, giao tiếp với cấp điều khiển phía trên thông qua hệ thống bus trường. Khác với các
thiết bị thường (có các bộ chuyển đổi A/D và D/A để giao tiếp với máy tính điều khiển), ở
các thiết bị bus trường có thêm module giao diện bus (Bus Interface) để thực hiện giao
tiếp với máy tính điều khiển cấp trên.
Sự thay thế các thiết bị thường bằng các thiết bị bus trường đã tạo ra rất nhiều ưu điểm
như: tiết kiệm chi phí dây dẫn và công lắp đặt, cấu trúc đơn giản: thiết kế và bảo trì hệ
thống dễ dàng hơn, tăng độ tin cậy của hệ thống, tăng độ linh hoạt và khả năng mở rộng dễ
dàng của hệ thống, vào/ra phân tán với bus trường không nhất thiết phải đặt gần hiện
trường.
Một ưu điểm khác và rất có ý nghĩa khi sử dụng các thiết bị bus trường: đó là nó tạo
điều kiện để cho ra đời các chuẩn truyền thông công nghiệp, khiến việc thiết kế hệ thống
tự động hóa trở nên dễ dàng hơn rất nhiều, tạo sự tương thích giữa các thiết bị của các
hãng với nhau khiến việc lựa chọn các thiết bị tự do hơn …
Tại dây chuyền 1 nhà máy xi măng Bút Sơn, việc giao tiếp giữa các thiết bị cấp trường
với các cấp điều khiển phía trên thông qua hệ thống bus theo chuẩn Profibus – DP. Việc
truyền thông cụ thể của chuẩn này ta sẽ đi sâu trong các phần sau.
2.2.2. Cấp điều khiển
Hệ thống điều khiển cấp này của nhà máy xi măng Bút Sơn được xây dựng dựa trên các
bộ điều khiển logic khả trình PLC của hãng SIEMENS, Cộng hòa liên bang Đức. Tại thời
điểm xây dựng nhà máy, nhà thầu Technip Cle xây dựng dây chuyền 1 nhà máy dựa trên
các giải pháp tự động hóa của SIEMENS, sử dụng các PLC S5. PLC có nhiệm vụ: thu
thập thông tin về quá trình, truyền dữ liệu, thực hiện các tác vụ điều khiển và các chức
năng thực hiện với kết quả …
Các PLC là cốt lõi của hệ thống điều khiển tại các phân xưởng. Tại dây chuyền 1 nhà
máy xi măng Bút Sơn, hệ thống các PLC gồm có 12 PLC thuộc loại S5 155U, là dòng
PLC của SIEMENS có khả năng tính toán điều khiển mạnh, khả năng giao tiếp truyền
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 20 -
thông lớn, thiết kế để phục vụ điều khiển các quá trình lớn (chúng tương đương với khả
năng của PLC S7 400 hiện giờ).
Hình 2.2. Các cấp điều khiển của nhà máy
Mỗi một công đoạn trong dây chuyền sản xuất xi măng được điều khiển bởi một PLC
thuộc loại S5 155U tương ứng:
- Đập nhỏ đá vôi cho vào kho chứa ( được điều khiển bởi PLC 1S11).
- Đập nhỏ đá sét cho vào kho chứa ( được điều khiển bởi PLC 1S21).
- Đưa thạch cao vào kho chứa (được điều khiển bởi PLC 1S31).
- Đưa than vào kho chứa và phân bố dầu (được điều khiển bởi PLC 1S91)
- Các nguyên liệu thô khác (được điều khiển bởi PLC 1S41)
- Các trạm chính (được điều khiển bởi PLC 1S51)
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 21 -
- Trộn các bột nguyên liệu thô và sấy nóng (được điều khiển bởi PLC 1S51)
- Nung nóng và làm lạnh clinker (được điều khiển bởi PLC 1S61)
- Nghiền than (được điều khiển bởi PLC 1S62)
- Nghiền clinker và đưa vào kho chứa (được điều khiển bởi PLC 1S71 & 1S72).
- Xử lý nước (được điều khiển bởi PLC 1S91)
- Đóng bao và xuất hàng (được điều khiển bởi PLC 1S81 &1S82).
Ngoài các PLC loại lớn là S5 155U điều khiển mỗi công đoạn lớn trong hệ thống dây
chuyền sản xuất, cấp phía dưới các PLC này là các PLC nhỏ hơn và thuộc loại S5 115U.
Số lượng các PLC này phụ thuộc vào quy mô và độ phức tạp của từng công đoạn.
S5 115U là loại PLC cũng do hãng SIEMENS sản xuất, được thiết kế để điều khiển các
quá trình ở quy mô nhỏ hơn, đương nhiên, tốc độ tính toán, khả năng truyền thông, và số
lượng vào/ra cũng kém hơn so với loại PLC S5 155U. Trong mỗi công đoạn của dây
chuyền sản xuất, kiến trúc giao tiếp giữa PLC S5 155U với các PLC S5 115U cấp dưới nó
là kiến trúc Master/Slave. Trong đó, PLC S5 155U đóng vai trò là master (trạm chủ), các
PLC S5 115U đóng vai trò là các trạm tớ (Slave). Vai trò chủ động thuộc về PLC S5 155U
và nó có nhiệm vụ phối hợp hoạt động của các PLC S5 115U trong phân xưởng. Chi tiết
hơn về cách thức truyền thông giữa các PLC chủ - tớ ta sẽ đề cập trong các phần tiếp theo.
Để đạt độ tin cậy cao nhất, hệ thống các PLC có ứng dụng các cơ chế tự kiểm tra hoặc
cơ chế giám sát và các thủ tục kiểm tra. Trong trường hợp một CPU xảy ra lỗi, PLC sẽ đưa
các đầu ra của nó về điểm “0” định trước. Nhà máy có các PLC S5 115U dự phòng, tuy
nhiên không có PLC S5 155U dự phòng.
Tất cả PLC cùng các trang thiết bị liên quan tới cấp điều khiển này đều được sắp xếp
trong các Cabin điều khiển. Mối một công đoạn trong dây chuyền sản xuất xi măng sẽ
tương ứng với một Cabin điều khiển này. Các Cabin điều khiển được bố trí trong tòa nhà
thiết bị điều khiển của nhà máy.
Ngoài ra, tại một số phân xưởng còn bố trí các panel điều khiển được xây dựng dựa trên
nền tảng là SIEMENS OP 25, phục vụ cho việc giám sát các dữ liệu của quá trình, các
cảnh báo và thông tin về các lỗi trong quá trình. Các panel này được xây dựng tại các phân
xưởng cho các công đoạn sau:
- Nghiền đá vôi và vận chuyển vào két chứa.
- Nghiền đá sét và vận chuyển vào két chứa.
- Vận chuyển thạch cao vào két chứa.
- Vận chuyển than vào kho chứa và phân phối dầu MFO.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 22 -
- Đóng bao và xuất hàng.
Tại dây chuyền 1 của nhà máy, việc giao tiếp giũa các PLC với các máy tính điều khiển
cấp trên sử dụng chuẩn Ethernet, chi tiết về các đặc điểm của chuẩn này ta sẽ đi sâu trong
các phần sau.
2.2.3. Cấp điều khiển giám sát
Cấp này thực hiện việc giao diện giữa người điều khiển và quá trình sản xuất. Nó thực
hiện các chức năng là cung cấp toàn bộ các dữ liệu quá trình, các chức năng hiển thị/ đồ
họa, cung cấp trạng thái của toàn nhà máy và các chức năng điều khiển. Toàn bộ các trang
thiết bị của cấp điều khiển giám sát được bố trí tại phòng điều khiển trung tâm của nhà
máy. Để thực hiện nhiệm vụ của mình, phòng điều khiển trung tâm được trang bị đầy đủ
hệ thống phần cứng và phần mềm cần thiết để thực hiện nhiệm vụ của mình.
Các thiết bị phần cứng trang bị cho phòng điều khiển trung tâm
- Hệ thống 8 màn hình:
Có nhiệm vụ hiển thị phục vụ cho việc giám sát và phục vụ cho việc giao tiếp điều
khiển giữa người và máy. Phòng điều khiển trung tâm của nhà máy được trang bị 8 màn
hình loại CRT, kích cỡ 21”, độ phân giải cao, thuộc loại màn hình màu, có khả năng hiển
thị đầy đủ các hệ thống kí tự và các thông tin đồ họa. Tuy nhiên, hiện nay các màn hình sử
dụng tại đây đã được thay thế bằng các màn hình LCD 32”, chất lượng hiển thị cao hơn rất
nhiều.
- Hệ thống các bàn phím:
Tương ứng với 8 màn hình là hệ thống 8 bàn phím tương ứng. Chúng có đầy đủ khả
năng phục vụ việc giao tiếp với các quá trình, điều khiển các mạch vòng và thực hiện các
chức năng với các kết quả. Các bàn phím sử dụng thuộc loại bàn phím máy tính công
nghiệp, ngoài các phím kí tự và phím điều khiển thông thường, chúng còn được tích hợp
các phím điều khiển chuyên dụng và cũng được cung cấp 1 trackball phục vụ cho việc
điều khiển nhà máy.
- Các thiết bị vi xử lý:
Cùng với các hệ thống màn hình, bàn phím … các bộ vi xử lý tạo nên hệ thống các
máy tính công nghiệp trang bị cho phòng điều khiển trung tâm của nhà máy. Các CPU
được xây dựng dựa trên nền tảng các vi xử lý này, chúng hỗ trợ đầy đủ các driver để thực
hiện giao tiếp giữa CPU và bàn phím, hiển thị lên màn hình, điều khiển các máy in và
vào/ra dữ liệu truyền thông với các thiết bị cấp dưới.
- Hệ thống các máy in:
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 23 -
Chúng được trang bị phục vụ một số chức năng in: in các cảnh báo và các báo cáo dữ
liệu, video copier: thông qua kết nối với mạng, có thể thực hiện in bất cứ hiển thị từ màn
hình điều khiển bất kỳ.
- Máy giám sát nhiệt độ lò quay: thực hiện việc giám sát và hiển thị nhiệt độ lò quay, sử
dụng công nghệ hồng ngoại, hình ảnh bên trong lò quay được đưa lên trên một màn hình
CRT tại trung tâm, phục vụ việc giám sát.
Các chức năng phần mềm phục vụ điều khiển giám sát
Để phục vụ việc điều khiển giám sát, các máy tính công nghiệp sử dụng tại phòng điều
khiển trung tâm được cài đặt các phần mềm sau:
- Hệ điều hành FlexOS do IBM phát triển những năm 90.
- Phần mềm COROS LSB thuộc lớp các phần mềm HMI phục vụ giao diện người –
máy, do SIEMENS phát triển.
Cùng với hệ thống các phần cứng, các phần mềm này thực hiện các chức năng của cấp
điều khiển giám sát. Với các chức năng như: cung cấp toàn bộ các dữ liệu quá trình, các
chức năng hiển thị/ đồ họa, cung cấp trạng thái của toàn nhà máy và các chức năng xử lý
kết quả, dữ liệu. Các chức năng hiển thị như sau:
Hiển thị giao diện đồ họa (mimics)
Bất cứ một công đoạn nào trong dây chuyền sản xuất của nhà máy đều giao tiếp với
người điều khiển thông qua giao diện đồ họa tương ứng, giao diện đồ họa này “mô phỏng”
lại hình ảnh thực tế của các công đoạn dưới đạng đơn giản hóa. Giúp người điều khiển có
cái nhìn trực quan về công đoạn cần điều khiển, giám sát và cũng giúp cho việc nắm bắt
được các thông tin về quá trình dễ dàng hơn.
Tất cả các dữ liệu quá trình, các đại lượng đo được và các trạng thái của các thiết bị đều
được hiển thị lên giao diện đồ họa này. Các dữ liệu trên giao diện được cập nhật theo từng
chu kỳ thời gian định trước, tùy thuộc vào các đối tượng quan sát.
Với giao diện này, người điều khiển có thể nhận được mọi thông tin, cảnh báo về quá
trình và thực hiện công việc điều khiển các phân vùng trong công đoạn được phân công.
Nhóm các giao diện phục vụ điều khiển các mạch vòng và điều chỉnh
Nhóm gồm có 5 mạch vòng điều khiển quan trọng. Mỗi nhóm trong giao diện này thể
hiện các biến quá trình và các kết quả dưới dạng đồ thị thanh.
Hiển thị xu hướng phát triển của các biến quá trình (Trend Display)
Thể hiện giá trị các biến quá trình trong một khoảng thời gian trước đó và các giá trị
thực của biến quá trình tại thời điểm hiển thị. Các hiển thị này dưới dạng đồ họa cho một
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 24 -
hay nhiều biến quá trình. Phần mềm COROS LSB cho phép hiển thị tối đa 6 biến quá trình
cùng lúc trên cùng một đồ thị, chúng phân biệt nhau bởi màu sắc của các đường.
Các giá trị biến quá trình của các điểm có thể xem được ngay tại trên đồ thị. Khi di
chuyển chuột tới điểm nào đó trên đồ thị thì giá trị của biến quá trình tại điểm đó sẽ được
hiển thị trên màn hình. Kích thước và tỉ lệ của các đồ thị này có thể được điều chỉnh theo ý
của người giám sát.
Các đồ thị này có ý nghĩa giúp người điều khiển quan sát xu hướng diễn biến phát triển
của các biến quá trình, qua đó có thể nhận biết tốt hơn về trạng thái của hệ thống, và cũng
có thể giúp cho việc so sánh xu hướng phát triển của các biến quá trình khác nhau.
Hiển thị các chuỗi logic
Các chuỗi logic với trạng thái của chuỗi và các giá trị liên quan đều cho phép hiển thị
lên màn hình.
Hiển thị tổng thể các kết quả: (Sequence overview)
Tổng thể của tất cả các kết quả được hiển thị cho phép việc giám sát tất cả các chuỗi và
các trạng thái liên quan.
Hiển thị cảnh báo (Alarm Display)
Các cảnh báo hiện có về quá trình được thể hiện với ngày và giờ cụ thể. Các cảnh báo
thuộc về quá trình và các cảnh báo thuộc về hệ thống được phân biệt. Các cảnh báo được
sắp xếp theo trình tự thời gian xảy ra.
Hiển thị trạng thái của hệ thống
Trạng thái của hệ thống với tất cả các cảnh báo, bao gồm giao diện với cấp trường và
các kênh kết nối đều được hiển thị.
Hệ thống quản lý các cảnh báo
Người điều khiển luôn nhận được các cảnh báo mới nhất hay quan trọng nhất trong
phân vùng điều khiển mà mình quản lý từ hệ thống cảnh báo.
Hệ thống cho phép nhanh chóng xác định một cảnh báo và cách gọi các hiển thị liên
quan hoặc tóm tắt chi tiết về cảnh báo. Các cảnh báo được xuất hiện dưới dạng các thông
báo màu đỏ nhấp nháy hoặc các nhãn cảnh báo với tiếng kêu (buzz). Sau khi người điều
khiển đã trả lời tín hiệu cảnh báo thì tiếng kêu sẽ chấm dứt và màu sắc các thẻ thông báo
sẽ ổn định, ngừng nhấp nháy, cho tới khi các cảnh báo biến mất.
Các thẻ cảnh báo là duy nhất ứng với mỗi vị trí xảy ra, các chuỗi,các mạch vòng và các
thông báo về loại cảnh báo. Nhật kí về các cảnh báo được giữ lại và được ghi lại theo thứ
tự thời gian xảy ra cảnh báo.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 25 -
2.2.4. Cấp quản lý và tối ưu hóa sản xuất
Thực hiện các chức năng quản lý và tối ưu hóa hoạt động sản xuất của nhà máy. Các dữ
liệu được thu thập từ các cấp dưới, được quản lý, phục vụ cho việc lập các báo cáo và việc
tối ưu hóa các hoạt động sản xuất của nhà máy.
Hệ thống quản lý thông tin MIS (Management Information System)
Hệ thống quản lý thông tin MIS cung cấp trên một máy tính để bàn tất cả các dữ liệu
hiện thời và các khoảng thời gian trước đó, cùng với các thông tin về quá trình và về nhà
máy mà được quản lý bởi hệ thống các PLC như:
- Các giá trị đo được: khối lượng, nhiệt độ, mức, áp suất, dòng …
- Thời gian chạy, thời gian nghỉ của các thiết bị.
- Các cảnh báo.
- Các trạng thái hoạt động của các thiết bị
- …
Các dữ liệu được tự động thu thập, phân loại, được ghi lại, lưu trữ và nếu có các yêu cầu
của người điều khiển thì các dữ liệu có thể được xuất lên màn hình hoặc được in ra.
MIS cung cấp thông tin về các giá trị đo, các mức, các nhật ký giá trị của biến quá trình
trong các chu kỳ thời gian: một giờ/ một ca/ một ngày/ một tuần/ một tháng dưới dạng các
bảng biểu, đường cong, các đồ thị, biểu đồ … và cũng cung cấp sự đánh giá về các giá trị
đo được: các giá trị lớn nhất, nhỏ nhất, giá trị trung bình, độ lệch chuẩn …
Các thiết bị phần cứng được trang bị cho MIS
- Bộ xử lý dữ liệu xây dựng dựa trên máy tính để bàn và bộ vi xử lý Intel Pentium 3, tốc
độ xung nhịp là 75Mhz.
- Một server dữ liệu phục vụ cho bộ xử lý dữ liệu.
- Một máy tính để bàn trang bị các phần mềm MS – DOS, Windows, cấu hình phần
cứng: bộ xử lý 80486 xung nhịp 66Mhz, 1 màn hình màu loại CRT, 1 bàn phím và một
chuột.
- Một máy in loại laser.
- Các thiết bị phụ trợ khác.
Các phần mềm được trang bị
- Phần mềm quản lý thông tin MIS Basic và các gói phần mềm hỗ trợ như MIS – MS.
- Chương trình xử lý dữ liệu sản xuất với EXCEL.
- Các gói chương trình phục vụ việc thu thập, lưu trữ, ghi nhận các dữ liệu, các sự kiện.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 26 -
Hệ thống tối ưu hóa khâu nghiền liệu
Một trong những vấn đề quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất xi măng là phải đảm
bảo được tỉ lệ các khoáng thành phần theo đúng yêu cầu đối với từng loại mác xi măng.
Và đó là nhiệm vụ của khâu nghiền liệu trong dây chuyền sản xuất xi măng. Hệ thống tối
ưu hóa khâu nghiền liệu có nhiệm vụ điều khiển khâu nghiền liệu để sản phẩm xi măng có
các thành phần khoáng đạt yêu cầu.
Hoạt động của hệ thống như sau:
- Máy phân tích quang phổ hấp thụ, sẽ phân tích hàm lượng các chất: CaO, SiO2,
Fe2O3, Al2O3, K, Na và SO3 có trong mẫu.
- Thông tin về hàm lượng các chất trên sẽ được gửi về máy tính QCX. Máy tính sẽ tính
các thông số về các mođun LSF, SM và AM. Vốn là 3 thông số quan trọng nhất để đánh
giá chất lượng clinker. Trong đó:
+ Hệ số bão hoà vôi LSF (Lime Saturation Factor):
2 2 3 2 3
100.
(90 98)%
2.8 1.18 0.65
CaO
LSF
SiO Al O Fe O
  
 
(2-1)
LSF biểu hiện mối quan hệ giữa CaO và các oxit khác, nó thể hiện tổng lượng CaO
cần thiết để kết hợp hoàn toàn với các ôxit khác, tạo tỉ lệ các khoáng có trong sản phẩm xi
măng đạt yêu cầu. Chủ yếu là cần có đủ lượng CaO để liên kết hoàn toàn các ôxit SiO2,
Al2O3, Fe2O3 mặt khác phải tránh thừa CaO tự do gây hại cho xi măng. LSF có ảnh hưởng
lớn đến khả năng nung của Clinker.
+ Mô đun silic SM (Silica module):
2
2 3 2 3
100.
(17 35)%
SiO
SM
Al O Fe O
  

(2-2)
SM < 2: Dễ nung, thường pha lỏng quét lớp cola gây hại gạch, khó tạo clinker, lò kém
ổn định. Cường độ xi măng thấp.
SM > 3: Khó nung, ít pha lỏng, cần nhiều nhiệt, ít cola, clinker bột, vôi tự do cao, lò
kém ổn định, cường độ xi măng cao, đóng rắn chậm.
Sự tăng SM làm giảm khả năng nung clinker do sự giảm hàm lượng pha lỏng và giảm
xu hướng hình thành lớp cola trong lò, sự tăng SM cũng dẫn tới sự đóng rắn và cường độ
xi măng phát triển chậm. Sự giảm SM dẫn đến sự pha lỏng tăng điều này cải thiện khả
năng nung của clinker và hình thành lớp cola trong lò.
+ Mô đun nhôm AM:
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 27 -
2 3
2 3
100.
(15 25)%
Al O
AM
Fe O
   (2-3)
AM lớn có nghĩa là C3A lớn, xi măng có xu hướng đóng rắn nhanh. AM nhỏ tức là
C4AF lớn, xi măng đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp khi đóng rắn.
Thông tin về các giá trị này được chuyển tới máy tính trang bị phần mềm tối ưu hóa
nghiền liệu MIRE. Xuất phát từ các giá trị thực tế có được, chương trình sẽ tính giá trị đặt
cho các hệ số LSF, SIM, ALM, các giá trị sai lệch và giá trị đích theo thuật toán của phần
mềm.
Thông qua chương trình tối ưu hóa nghiền liệu MIRE, máy tính sẽ tính toán lượng đặt
cho khối lượng các thành phần: đá vôi, đá sét, quặng sắt và phụ gia cần thiết, và tương ứng
với giá trị đặt điều khiển cho các cân cấp liệu, qua đó đảm bảo tỉ lệ thành phần các khoáng
có trong sản phẩm xi măng đầu ra đạt yêu cầu.
Hệ thống kỹ thuật ES (Engineering System)
Một hệ thống kĩ thuật được xây dựng bên trong tòa nhà trung tâm, cho phép thực thi tất
cả các công việc kĩ thuật như : cấu hình hệ thống, phát triển chương trình, và viết lại
chương trình. Thực tế đây là công việc của nhóm các kĩ sư thuộc phòng PLC của nhà máy
xi măng Bút Sơn.
Các thiết bị có trong trạm:
- Một màn hình CRT giống như màn CRT trong phòng điều hành trung tâm, cũng
cho phép hiển thị tất cả các thông số hiện có của các phần tử trong dây chuyền.
- Một bàn phím, QWERTY, cho phép việc lập trình.
- Một máy in laser.
Việc truy cập vào các hệ thống được bảo vệ bằng password.
Phòng PLC có nhiệm vụ khi cần thiết: có thể viết lại các chương trình của hệ thống,
chỉnh sửa cấu hình của PLC bất kỳ .v.v… làm cho hệ thống hoạt động ổn định hơn , tối ưu
hơn.
2.3. Truyền thông dữ liệu trong mạng điều khiển của nhà máy
2.3.1. Mạng Profibus
Trong mạng truyền thông của nhà máy, mạng Profibus thực hiện việc truyền thông dữ
liệu giữa các PLC 155U với các thiết bị cấp dưới nó: Các PLC 115U, các biến tần … và
giữa các PLC 115U với các thiết bị cấp dưới nó: các cảm biến, các van điện…
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 28 -
Theo định nghĩa của hiệp hội PI (Profibus International): Profibus là một hệ thống
truyền thông số, có tính mở, với khả năng, phạm vi ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong lĩnh
vực sản xuất và tự động hóa quá trình.
Bus trường (Field Bus): là hệ thống truyền công nghiệp sử dụng các phương tiện truyền
thông như: cáp đồng, cáp quang hoặc công nghệ không dây… với phương thức truyền dữ
liệu nối tiếp để kết nối các thiết bị trường phân tán (các cảm biến, thiết bị chấp hành, các
bộ truyền động, các bộ biến đổi, thiết bị phân tích…) với điều khiển trung tâm hay hệ
thống quản lý.
Công nghệ bus trường được phát triển trong những năm 80 với mục đích thay thế kiểu
đi dây truyền thống và thay thế kiểu truyền thông dữ liệu cổ điển sử dụng tín hiệu tương tự
(4-20 mA hay ± 10V) bằng công nghệ truyền thông số.
Hình 2.3. Giải pháp truyền thông sử dụng Profibus và Ethernet
Kiến trúc giao thức (Protocol Architecture)
Bất cứ sự giao tiếp nào cũng cần một ngôn ngữ chung cho các đối tác. Trong kĩ thuật
truyền thông, bên cung cấp dịch vụ cũng như bên sử dụng dịch vụ đều phải tuân thủ theo
các quy tắc, thủ tục cho việc giao tiếp, gọi là giao thức. Giao thức chính là cơ sở cho việc
thực hiện và sử dụng các dịch vụ truyền thông.
Vì lý do hiệu suất trao đổi thông tin và giá thành thực hiện nên một số hệ thống chỉ thực
hiện một vài lớp trong số đó. Profibus chỉ thực hiện các lớp 1, 2 và 7. Tuy nhiên Profibus
DP và PA bỏ qua cả lớp 7 để đảm bảo tối ưu hóa việc trao đổi dữ liệu quá trình giữa cấp
điều khiển và cấp chấp hành. Hiệp hội PI còn đưa ra một số quy định chuyên biệt về đặc
tính và chức năng đặc thù của thiết bị cho một số lĩnh vực ứng dụng tiêu biểu. Các đặc tả
này nhằm mục đích tạo ra khả năng tương tác và thay thế lẫn nhau của thiết bị từ nhiều
nhà sản xuất.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 29 -
Hình 2.4. Kiến trúc giao thức của Profibus
Lớp ứng dụng FMS (Fieldbus Message Specification): là một tập con của chuẩn MMS,
đảm nhận việc xử lý giao thức và cung cấp các dịch vụ truyền thông. Lớp liên kết dữ liệu
FDL: thực hiện việc kiểm soát truy nhập bus và cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu. Lớp
vật lý: thực hiện kĩ thuật truyền dẫn tín hiệu, đảm bảo môi trường truyền dẫn và thực hiện
cấu trúc mạng và các giao diện cơ học.
Cả ba giao thức FMS, DP và PA đều có chung lớp liên kết dữ liệu (FDL). Profibus –
PA có cùng giao diện sử dụng như DP, tuy nhiên tính năng của các thiết bị được quy định
khác nhau nhằm phù hợp với môi trường dễ cháy nổ.
Kĩ thuật truyền dẫn
Lớp vật lý của Profibus quy định về kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu, môi trường truyền dẫn
tín hiệu, cấu trúc mạng và các giao diện cơ học. Các kỹ thuật được sử dụng trong các
chuẩn Profibus là RS-485, RS-485 IS, và cáp quang (đối với DP và FMS) cũng như MBP
(đối với PA). Tại nhà máy, mạng profibus sử dụng là loại Profibus DP, sử dụng kĩ thuật
truyền dẫn RS – 485 nên ta đi phân tích các đặc diểm kĩ thuật của chuẩn này.
Chuẩn Profibus theo IEC 61158 quy định các đặc tính điện học và cơ học của giao diện
RS – 485 cũng như môi trường truyền thông. Các đặc tính điện học bao gồm:
Tốc độ truyền thông từ 9,6 kbit/s đến 12 Mbit/s tùy thuộc vào loại cáp sử dụng và độ
dài của đoạn mạng. Các thông số về tốc độ truyền cho trong bảng sau:
Bảng 2.1. Tốc độ truyền thông theo độ dài đoạn mạng (cáp STP loại A)
Tốc độ
(kbit/s)
9,6/19,2/
45,45/93,75
187,5 500 1500 3000/6000/
12000
Chiều dài
(mét)
1200 1000 400 200 100
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 30 -
Cấu trúc đường thẳng kiểu đường trục/đường nhánh (trunk-line/ drop-line) hoặc daisy –
chain, trong đó các tốc độ truyền từ 1,5 Mbit/s trở nên yêu cầu đối với cấu trúc daisy –
chain.
Trunk - line
Drop - line Drop - line Drop - line
Drop - line Drop - line
Station Station Station
Station Station
Cable
Hình 2.5. Cấu trúc Bus Trunk –line/ Drop – line
Trong cấu trúc đơn giản này, tất cả các thành viên của mạng đều được nối trực tiếp với
một đường dẫn chung, vì thế việc lắp đặt cáp đơn giản và tiết kiệm được dây dẫn. Trường
hợp một trạm hỏng (nếu không đóng vai trò Master) thì không gây ảnh hưởng đến các
trạm còn lại. Tuy nhiên, việc dùng chung một đường dây lại đòi hỏi một phương pháp
phân chia thời gian sử dụng cho các trạm thích hợp, gọi là phương pháp truy nhập Bus. Ở
đây, các trạm có thể đóng vai trò là trạm chủ (master) hay trạm tớ (slave).
Cáp dẫn loại này bao gồm hai đôi dây xoắn trong một cáp. Một đôi dây xoắn bao gồm
hai sợi dây đồng được quấn cách ly ôm vào nhau, có tác dụng là trung hòa trường điện từ
của nhau. Cáp loại STP là loại cáp đôi dây xoắn được bọc bảo vệ.
- Số lượng tối đa các trạm trong mỗi đoạn mạng là 32. Có thể dùng tối đa 9 bộ lặp, tức
là 10 đoạn mạng. Tổng số trạm tối đa trong một mạng là 126.
- Chế độ truyền tải là không đồng bộ và hai chiều không đồng thời.
- Phương pháp mã hóa bit là NRZ.
- Về giao diện cơ học cho các bộ nối: loại D-Sub 9 chân được sử dụng phổ biến nhất với
cấp bảo vệ IP20.
Phương pháp truy nhập Bus
Trong cấu trúc Bus sử dụng Trunk-line/Drop-line, ưu điểm lớn nhất là tiết kiệm dây
dẫn, tuy nhiên việc tất cả các trạm (Master hay Slave) sử dụng chung một đường dây lại
đòi hỏi phương pháp phân chia thời gian sử dụng cho các trạm thích hợp, gọi là phương
pháp truy nhập Bus.
Phương pháp truy nhập bus là một trong những vấn đề cơ bản nhất đối với các hệ thống
bus, bởi mỗi phương pháp khác nhau có ảnh hưởng khác nhau tới các đặc tính kỹ thuật của
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 31 -
hệ thống. Có ít nhất ba khía cạnh đặc biệt được quan tâm: độ tin cậy, tính năng thời gian
thực và hiệu suất sử dụng đường truyền.
Tính năng thời gian thực là một trong những yếu tố quan trọng bậc nhất của hệ thống
truyền thông công nghiệp nói chung và mạng Profibus nói riêng. Tính năng thời gian thực
ở đây chỉ yêu cầu thông tin được trao đổi không những đòi hỏi phải chính xác mà còn phải
kịp thời và tin cậy.
Có thể phân loại các phương pháp truy nhập Bus thành hai nhóm: nhóm các phương
pháp tiền định và nhóm các phương pháp truy nhập ngẫu nhiên.
Hình 2.6. Phân loại các phương pháp truy nhập bus
Với các phương pháp tiền định, trình tự truy nhập bus được xác định rõ rang. Việc truy
nhập bus được kiểm soát chặt chẽ theo cách tập trung ở một trạm chủ (phương pháp
Master/Slave hay chủ/tớ), theo sự quy định trước về thời gian (phương pháp TDMA) hoặc
phân tán bởi các thành thành viên (phương pháp Token Passing).
Ngược lại, trong các phương pháp truy cập ngẫu nhiên, trình tự truy nhập bus không
được quy định chặt chẽ trước, mà để xảy ra hoàn toàn theo nhu cầu của các trạm. Mỗi
thành viên trong mạng có thể thử truy nhập bus để gửi thông tin bất cứ lúc nào. Để loại trừ
tác hại của việc xung đột gây nên, có những phương pháp phổ biến như nhận biết xung đột
(CSMA/CD) hoặc tránh xung đột (CSMA/CA).
Phương pháp truy nhập bus Master/Slave
Trong phương pháp chủ/tớ, một trạm chủ có trách nhiệm chủ động phân chia quyền truy
nhập bus cho các trạm tớ. Các trạm tớ đóng vai trò bị động, chỉ có quyền truy nhập bus và
gửi tín hiệu đi khi có yêu cầu. Trạm chủ có thể dùng phương pháp hỏi tuần tự (polling)
theo chu kỳ để kiểm soát toàn bộ hoạt động giao tiếp của hệ thống. Nhờ vậy các trạm tớ có
thể gửi các dữ liệu thu thập được từ quá trình kỹ thuật tới trạm chủ (có thể là một PLC,
một PC …) cũng như nhận thông tin điều khiển từ trạm chủ.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 32 -
Hình 2.7. Phương pháp truy nhập bus chủ/tớ
Trình tự được tham gia giao tiếp, hay trình tự được hỏi của của các trạm tớ có thể do
người dùng quy định trước (tiền định) bằng các công cụ tạo lập cấu hình. Trong trường
hợp chỉ có một trạm chủ duy nhất, thời gian cần cho trạm chủ hoàn thành việc hỏi tuần tự
một vòng cũng chính là thời gian tối thiểu của chu kỳ bus. Do vậy chu kỳ bus có thể tính
toán trước được một cách tương đối chắc chắn. Đây chính là một trong những yếu tố thể
hiện tính năng thời gian thực của hệ thống.
Phương pháp truy nhập bus kết hợp Master/Slave và Token Passing
Token Passing cũng có thể sử dụng kết hợp với phương pháp chủ/tớ. Trong đó mỗi trạm
có quyền giữ token là một trạm chủ, hay còn được gọi là trạm tích cực. Phương pháp này
còn được gọi là nhiều chủ (Multi – Master), tiêu biểu trong hệ Profibus. Các trạm chủ này
có thể là các bộ điều khiển hoặc các máy tính lập trình, còn các trạm tớ (trạm không tích
cực) là các thiết bị vào/ra phân tán, các thiết bị trường thông minh. Mỗi trạm chủ quản lý
quyền truy nhập của một số trạm tớ phụ thuộc, trong khi các giữa các trạm chủ thì quyền
truy nhập bus được phân chia theo cách chuyển token.
Hình 2.8. Cấu hình Multi – Master trong Profibus
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 33 -
Khung UART
Profibus FMS và DP sử dụng phương thức truyền không đồng bộ, vì vậy việc đồng bộ
hóa giữa bên gửi và bên nhận phải thực hiện với từng kí tự. Cụ thể, mỗi byte trong bức
điện từ lớp 2 khi chuyển xuống lớp vật lý được xây dựng thành một khung ký tự UART
dài 11 bit. Trong đó có một bit khởi đầu (Start bit), một bit chẵn lẻ (Parity bit) và một bit
kết thúc (Stop bit).
Hình 2.9. Ký tự khung UART sử dụng trong Profibus
Việc thực hiện truyền tuân thủ theo các nguyên tắc sau đây:
- Trạng thái bus rỗi tương ứng với mức tín hiệu của bit 1, tức mức tín hiệu thấp theo
phương pháp mã hóa bit NRZ (0 ứng với mức cao).
- Trước một khung yêu cầu (Request frame) cần một thời gian rỗi tối thiểu là 33 bit
phục vụ mục đích đồng bộ hóa giữa hai bên gửi và bên nhận.
- Không cho phép thời gian rỗi giữa các kí tự của một khung.
- Với mỗi kí tự UART, bên nhận kiểm tra các bit khởi đầu, bit cuối và bit chẵn lẻ. Với
mỗi khung, bên nhận kiểm tra các byte SD, DA, SA, FCS, ED, LE/LEr (nếu có) cũng như
thời gian rỗi trước mỗi khung yêu cầu. Nếu có lỗi, toàn bộ khung phải hủy bỏ.
PROFIBUS – DP
Tại dây chuyền 1 của nhà máy, việc giao tiếp giữa các PLC S5 155U sử dụng chuẩn
giao tiếp này. Profibus – DP được phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu cao về tính năng
thời gian trong trao đổi dữ liệu. Đối chiếu với mô hình OSI, Profibus – DP chỉ thực hiện
các lớp 1 và 2, vì lý do hiệu suất xử lý giao thức và tính năng thời gian.
Giao thức Profibus – DP được chia thành ba phiên bản với các kí hiệu Profibus – DP
V0, Profibus – DP V1, Profibus – DP V2.
Phiên bản DP –V0 quy định các chức năng DP cơ sở bao gồm:
- Trao đổi dữ liệu tuần hoàn.
- Chẩn đoán trạm, module và kênh.
- Hỗ trợ cấu hình với tập tin GSD.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 34 -
Phiên bản DP – V1 bao gồm các chức năng của DP –V0 và các chức năng DP mở rộng,
trong đó có:
- Trao đổi dữ liệu không tuần hoàn giữa PC hoặc PLC với các trạm tớ.
- Tích hợp các khả năng cấu hình với các kỹ thuật hiện đại EDD và FDT.
- Các khối chức năng theo chuẩn IEC 61131-3.
- Giao tiếp an toàn (PROFIsafe)
- Hỗ trợ cảnh báo và báo động.
Phiên bản DP – V2 mở rộng DP – V1 với các chức năng sau:
- Trao đổi dữ liệu giữa các trạm tớ theo cơ chế chào hàng/đặt hàng.
- Chế độ giao tiếp đẳng thời.
- Đồng bộ hóa đồng hồ và đóng dấu thời gian.
- Hỗ trợ giao tiếp qua giao thức HART
- Truyền nạp các vùng nhớ lên và xuống.
- Khả năng dự phòng
Trao đổi dữ liệu tuần hoàn
Trao đổi dữ liệu giữa trạm chủ và các trạm tớ gán cho nó được thực hiện theo một trình
tự quy định sẵn. Trước khi trao đổi dữ liệu tuần hoàn, trạm chủ chuyển thông cấu hình và
các tham số đã được đặt xuống các trạm tớ. Khi thông tin này đúng với cấu hình thực của
thiết bị thì nó mới bắt đầu trao đổi dữ liệu tuần hoàn với trạm chủ.
Hình 2.10. Nguyên tắc trao đổi dữ liệu tuần hoàn Master/Slave
Trong mỗi chu kỳ, trạm chủ đọc thông tin đầu vào lần lượt từ các trạm tớ lên các bộ
đệm cũng như đưa thông tin đầu ra từ bộ nhớ đệm lần lượt xuống các trạm tớ theo một
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 35 -
trình tự quy định sẵn. Với mỗi trạm tớ, trạm chủ gửi một khung yêu cầu và chờ đợi một
khung đáp ứng. Thời gian trạm chủ cần để xử lý một lượt danh sách hỏi tuần tự chính là
chu kỳ bus.
2.3.2. Mạng Ethernet
Trong nhà máy, mạng Ethernet được sử dụng để thực hiện việc truyền thông giữa các
PLC S5 155U với các máy tính điều khiển cấp trên nó. Như đã phân tích trong phần trên,
sự kết hợp giữa PROFFIBUS – DP và ETHERNET tạo ra một giải pháp truyền thông có
nhiều ưu điểm, và nhà thầu Technip Cle đã xây dựng mạng truyền thông của nhà máy dựa
trên cơ sở hai mạng này.
Ethernet và lịch sử phát triển
Ethernet là kiểu mạng cục bộ (LAN) được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Ethernet chỉ
là mạng cấp dưới, sử dụng lớp vật lý và một phần lớp liên kết dữ liệu. Có thể sử dụng các
giao thức khác nhau ở phía trên, trong đó, TCP/IP là tập giao thức được sử dụng phổ biến
nhất hiện nay.
Ethernet được sử dụng đầu tiên vào năm 1975, là một sản phẩm của hãng XEROX, sử
dụng cáp đồng trục dài 1km, tốc độ truyền 2,94 Mbit/s và phương pháp truy nhập bus
CSMA/CD. Từ đó đến nay các phiên bản khác nhau của Ethernet được phát triển mạnh
mẽ. Ethernet ngày càng đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp. Bên cạnh việc sử dụng
cáp đồng trục và đôi dây xoắn và cáp quang, Ethernet còn sử dụng kĩ thuật truyền không
dây Wireless theo chuẩn IEEE 802.11.
Kiến trúc giao thức
Hiện nay phổ biến nhất là phiên bản Ethernet theo chuẩn IEEE 802.3. Theo chuẩn này,
Ethernet chỉ sử dụng lớp vật lý và một phần liên kết dữ liệu. Lớp liên kết dữ liệu được chia
thành 2 lớp con là LLC (logical Link Control) và MAC (Medium Access Control).
Ethernet theo chuẩn IEEE 802.3 chỉ sử dụng lớp vật lý và lớp MAC.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 36 -
Hình 2.11. Ethernet theo chuẩn IEEE 802.3
Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn
Ethernet có cấu trúc bus về mặt logic. Về mặt vật lý, cấu trúc mạng có thể là đường
thẳng hoặc hình sao tùy theo phương tiện truyền dẫn.
Các loại cáp thông dụng và các đặc tính của chúng được liệt kê trong bảng sau:
Bảng 2.2. Các loại cáp truyền Ethernet thông dụng
Tên hiệu Loại cáp Tốc độ tối đa
(Mbit/s)
Chiều dài đoạn
tối đa
Số trạm tối đa
trên 1 đoạn
10BASE5 Cáp đồng trục dầy 10 500m 100
10BASE2 Cáp đồng trục mỏng 10 200m 30
10BASE-T Đôi dây xoắn 10 100m 1024
10BASE-F Cáp quang 10 2000m 1024
Với 10BASE5, bộ nối được gọi là vòi hút (vampire tap) đóng vai trò một bộ thu phát
(transceiver). Bộ thu phát chứa vi mạch điện tử thực hiện chức năng nghe ngóng đường
truyền và nhận biết xung đột.
Với 10BASE2, card giao diện mạng được nối với cáp đồng trục thông qua bộ nối thụ
động BNC hình chữ T. Bộ thu phát được tích hợp trong bảng mạch điện tử của module
giao diện mạng bên trong máy tính. Như vậy, mỗi trạm có một bộ thu phát riêng.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 37 -
Với 10BASE-T, các trạm được nối với nhau qua một bộ chia giống như cách nối các
máy điện thoại. Trong cấu trúc này, việc bổ sung hoặc tách một trạm ra khỏi mạng là rất
đơn giản. Nhược điểm của nó là tốn dây nối và bộ chia chất lượng cũng rất đắt.
Bên cạnh cáp đồng trục và đôi dây xoắn thì cáp quang cũng được sử dụng. Với cách
ghép nối duy nhất là điểm – điểm, cấu trúc mạng là daisy – chain, hình sao hoặc hình cây.
Nhược điểm của cáp quang là giá thành rất đắt.
Cấu trúc bức điện
IEEE 802.3/Ethernet chỉ quy định lớp MAC và lớp vật lý, vì vậy một bức điện còn được
gọi là khung MAC. Cấu trúc một bức điện như sau:
Hình 2.12. Cấu trúc khung MAC theo IEEE 802.3/Ethernet
Mở đầu một khung MAC là 56 bit 0 và 1 luân phiên. Với mã MBP tín hiệu tương ứng
sẽ có dạng tuần hoàn, được bên nhận sử dụng để đồng bộ nhịp với bên gửi. Như vậy việc
đồng bộ hóa chỉ được thực hiện một lần cho cả bức điện. Ở tốc độ truyền 10 Mbit/s,
khoảng thời gian đồng bộ hóa là 5.6 µs. Tiếp sau đó là một byte SFD (Start of Frame
Delimiter), đánh dấu khởi đầu của một khung MAC.
Địa chỉ đích hoặc nguồn có thể là 2 hoặc 6 byte. Có hai loại địa chỉ Ethernet là các địa
chỉ cục bộ và các địa chỉ toàn cầu, được phân biệt bit 46 (bit gần cao nhất). Các địa chỉ cục
bộ có thể được đổ cứng hoặc đặt bằng phần mềm và không có ý nghĩa ngoài mạng cục bộ.
Ngược lại, một địa chỉ toàn cầu được IEEE cấp phát, luôn được đổ cứng trong vi mạch để
đảm bảo sự thống nhất trên toàn thế giới. Với 46bit, có thể có tổng cộng 7*103
địa chỉ toàn
cầu cũng như 7*103
địa chỉ cục bộ. Tuy nhiên, số lượng các trạm cho phép trong một hệ
thống mạng công nghiệp còn phụ thuộc vào kiểu cáp truyền, giao thức phía trên cũng như
đặc tính của các thiết bị tham gia mạng.
Phương pháp truy nhập bus
Phương pháp thông dụng và nổi tiếng nhất sử dụng trong mạng Ethernet là phương
pháp truy nhập bus ngẫu nhiên CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection). Nguyên tắc làm việc của CSMA/CD:
- Mỗi trạm đều phải tự nghe đường dẫn (carrier sense), nếu đường dẫn rỗi thì mới
được phát.
Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 38 -
- Do việc lan truyền tín hiệu cần một thời gian nào đó nên vẫn có khả năng hai trạm
cùng phát tín hiệu nên đường dẫn. Chính vì vậy, trong khi phát thì mỗi trạm vẫn phải nghe
đường dẫn để so sánh tín hiệu phát đi với tín hiệu nhận được xem có xảy ra xung đột hay
không (collision detection).
- Trong trường hợp xảy ra xung đột, mỗi trạm đều phải hủy bỏ bức điện của mình, chờ
một thời gian ngẫu nhiên và thử gửi lại.
Hình 2.13. Minh họa nguyên tắc làm việc của CSMA/CD
Nếu A và C xảy ra xung đột thì phải sau thời gian chờ ngẫu nhiên mới thử gửi lại. Tuy
nhiên thời gian chờ ngẫu nhiên này phải theo được tính theo một thuật toán nào đó để sao
cho thời gian chờ ngắn một cách hợp lý và không giống nhau giữa các trạm cũng chờ.
Thông thường thời gian chờ này là một bội số của hai lần thời gian lan truyền tín hiệu TS
Thuật toán nổi tiếng để giải quyết vấn đề này có tên BEB (Binary Exponential Backoff).
Với nội dung như sau:
Khe thời gian: là thời gian lan truyền tín hiệu một lần qua lại đường truyền. Giá trị này
được tính cho tối đa 2,5 km đường truyền và bốn bộ lặp là 512 thời gian bit hay 51,2 µs.
Sau lần xảy ra xung đột đầu tiên, mỗi trạm sẽ chọn ngẫu nhiên 0 hoặc 1 lần khe thời gian
chờ trước khi thử gửi lại. Nếu hai trạm ngẫu nhiên cùng chọn một khoảng thời gian, hoặc
có sự xung đột mới với một trạm thứ ba, thì số khe thời gian lựa chọn chờ sẽ là 0, 1, 2
hoặc 3. Sau lần xung đột thứ i, số khe thời gian chọn ngẫu nhiên nămg trong khoảng (2i
-
1) . Tuy nhiên sau 10 lần xung đột, số khe thời gian chờ tối đa sẽ được giữ lại ở 1023. Sau
16 lần xung đột liên tiếp, các trạm sẽ coi là lỗi hệ thống và báo trở lại lớp giao thức phía
trên để xử lý.
Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 39 -
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÂN CẤP LIỆU CHO
MÁY NGHIỀN THAN
3.1. Than và vai trò trong công nghệ sản xuất xi măng
3.1.1. Vai trò của than
Than là nhiên liệu chủ yếu sử dụng trong dây chuyền sản xuất xi măng. Hai khâu quan
trọng bậc nhất của công nghệ sản xuất xi măng là: khâu tiền canxi hóa (precalxiner) và
khâu nung clinker đều sử dụng năng lượng từ việc đốt than. Lý do than được sử dụng
trong dây chuyền sản xuất xi măng là những ưu điểm của nó so với các dạng nhiên liệu
khác như dầu nặng hay khí gas. Mà nổi bật trong số đó là ưu điểm vượt trội về tính kinh
tế: than rẻ hơn nhiều so với hai dạng nhiên liệu là dầu nặng và khí đốt, trong khi vẫn đảm
bảo được các chỉ tiêu kĩ thuật.
Một lý do khác đó là trữ lượng than trên thế giới rất lớn, đảm bảo cho sự hoạt động lâu
dài của nhà máy xi măng. Đặc biệt tại Việt Nam, trữ lượng than lớn tại các mỏ như Quảng
Ninh không những đảm bảo việc cấp nhiên liệu ổn định mà còn đảm bảo được giá cả ở
mức hợp lý cho các nhà máy xi măng.
3.1.2. Các chỉ tiêu chất lượng của than
Loại than sử dụng trong các nhà máy xi măng nói chung và nhà máy xi măng Bút Sơn
nói riêng là than antraxit, hay còn gọi là than cám. So với các dạng nhiên liệu khác như
dầu hay khí đốt, các đặc tính của than biến thiên trong một khoảng rộng hơn. Ví dụ như từ
loại than antraxit có đặc tính tốt nhất với giá trị calo lớn, hàm lượng các chất dễ bay hơi và
độ ẩm thấp, cho tới loại than non có hàm lượng hơi ẩm và các chất dễ bay hơi chiếm tới
hơn 60%. Tuy vậy, chỉ tính riêng trong loại than antraxit, các đặc tính cũng đã biến thiên
trong một khoảng đáng kể. Các đặc tính của than và tro của nó có ảnh hưởng lớn đến năng
suất và tuổi thọ của nhà máy. Các đặc tính của than cần quan tâm bao gồm:
Tỉ lệ cacbon và nhiệt cháy (carbon content)
Hai thông số này có tính chất quan trọng đối với chất lượng than, và chúng có liên quan
tới nhau. Tỉ lệ cacbon có trong than cao sẽ dẫn tới nhiệt cháy của than lớn. Khi nhiệt cháy
của than lớn thì đương nhiên lượng than cần sử dụng cũng sẽ ít hơn.
Tỉ lệ các chất dễ bay hơi (Volatile Content)
Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 40 -
Tỉ lệ các chất bay hơi có trong than càng cao thì tốc độ than bắt lửa và cháy càng cao.
Tỉ lệ các chất dễ bay hơi cao (trên 35%) còn có nguy cơ gây nổ cao hơn nhiều so với loại
than có tỉ lệ các chất này thấp hơn (dưới 25%). Loại than có tỉ lệ các chất bay hơi trên
45% đòi hỏi sự cẩn trọng đặc biệt. Vì lý do an toàn, loại than antraxit được sử dụng trong
công nghệ sản xuất xi măng thường có tỉ lệ các chất bay hơi dưới 10%.
Đặc tính giãn nở (Swelling properties)
Trong quá trình xử lý, nghiền than, nhiệt độ của than được nâng lên cao. Các hạt than vì
vậy có độ giãn nở nhất định so với kích thước của chúng ở nhiệt độ bình thường. Nếu độ
giãn nở này lớn thì than dễ cháy hơn, dẫn đến thời gian cháy của các hạt than nhanh hơn.
Thành phần hơi ẩm (Moisture Content)
Than có hai thành phần hơi ẩm: loại hơi ẩm bề mặt và loại hơi ẩm tồn tại dưới dạng
nước kết tinh. Thông thường, hơi nước tồn tại dưới dạng kết tinh mà cao thì các phản ứng
hóa học của than mãnh liệt hơn và khả năng gây nổ cũng cao hơn. Để đảm bảo cho quá
trình đốt than, hơi ẩm tồn tại ở dạng bề mặt cần được loại bỏ trong quá trình nghiền than.
Ngược lại, hơi ẩm dưới dạng tinh thể không nhất thiết phải loại bỏ, trái lại cần làm giảm
quá trình này nếu không trong quá trình đốt hơi nước trong không khí có khả năng phản
ứng cao hơn với than và có thể gây nổ.
Tỉ lệ tro than (Ash Content)
Thành phần hóa học của tro than có ảnh hưởng đáng kể đến một số quá trình. Dẫn đến
loại than được chọn cần phải có tỉ lệ tro than thích hợp.
Độ cứng và chỉ số mài mòn (Hardness and Abrision)
Độ cứng của than ảnh hưởng đến khả năng nghiền của máy nghiền than, than càng cứng
thì càng khó nghiền và làm giảm độ mịn của bột than. Trong khi đó chỉ số mài mòn của
than có ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy nghiền.
3.2. Công đoạn nghiền than nhà máy Bút Sơn
Than được sử dụng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng là loại than
antraxit. Than được mua từ tập đoàn Than Khoáng Sản Việt Nam, được chở về kho chứa
nhà máy thông qua đường bộ. Nhiệm vụ cơ bản của quá trình nghiền than là đảm bảo cung
cấp đủ khối lượng và chất lượng than cho quá trình nung Clinker và tiền canxi hóa. Chất
lượng than ở đây bao hàm các yếu tố: độ mịn, tỉ lệ các bon, tỉ lệ hơi nước, nhiệt độ, tỉ lệ
các chất dễ bay hơi.
Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 41 -
Hình 3.1. Công đoạn nghiền than
Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 42 -
3.2.1. Quá trình vận chuyển than vào kho chứa
Than được vận chuyển về kho chứa của nhà máy và được chất thành đống. Sau đó, than
được cào lên băng chuyền 1181, đổ xuống băng tải 1190. Băng tải này đưa than đến máy
rải liệu 1191, than được rải thành 2 đống lớn, mỗi đống có khối lượng khoảng 7500 tấn.
Trong quá trình rải than thành đống, máy rải liệu thực hiện việc đồng nhất than theo kiểu
Chevron.
3.2.2. Quá trình vận chuyển than lên két chứa
Sau khi được rải thành hai đống, than được cầu cào 1184 đưa lên băng tải 1185A, vận
chuyển xuống băng chuyền 1187. Trong quá trình vận chuyển than trên băng chuyền này
có diễn ra quá trình loại bỏ các tạp chất kim loại trong than nhờ máy tách kim loại 1188.
Với mục đích bảo vệ cho máy nghiền than, tránh việc phải nghiền các tạp chất kim loại
này.
Băng tải 1187 vận chuyển than tới băng tải 1514. Từ đó, than được phân phối vào hai
két chứa 1500A và 1500B, mỗi két chứa có dung tích 100 tấn. Trong quá trình vận chuyển
than vào hai két chứa có diễn ra quá trình phân loại than. Cụ thể, két chứa 1500A chứa
than antraxit loại 3 và két chứa 1500B chứa than antraxit loại 4. Việc phân phối than vào
két chứa nào dựa trên cơ sở phân tích của phòng thí nghiệm KCS về chất lượng than đầu
vào. Dựa trên các phân tích này mà từng mẻ than tương ứng sẽ được vận chuyển vào hai
két chứa 1500A (than loại 3) và 1500B (than loại 4). Và việc này được thực hiện thông
qua điều khiển chiều cho động cơ 1514M1 (là loại động cơ có thể đảo chiều) truyền động
cho băng tải 1514 đổ vào một trong hai két.
3.2.3. Quá trình nghiền than
Than từ hai két chứa 1500A và 1500B sẽ thông qua hệ thống cân cấp liệu, được đưa vào
máy nghiền than. Và việc điều chỉnh lượng than đưa vào máy nghiền, hay nói cách khác là
điều chỉnh năng suất nghiền của máy là nhiệm vụ của hệ thống cân cấp liệu cho máy
nghiền than. Ngoài ra, việc điều chỉnh tỉ lệ lượng than loại 3 và loại 4 đưa vào máy nghiền
cũng do hệ thống cân cấp liệu đảm nhận.
3.2.4. Quá trình phân phối bột than vào hai két chứa
Bột than sau khi qua khỏi máy nghiền, qua máy phân ly không khí, lắng tụ chủ yếu tại
cyclone 1542, lượng than còn lại được thu hồi qua máy lọc bụi tĩnh điện. Than mịn được
đưa qua van điện 1544 (được điều khiển độ mở van bởi động cơ 1544M1).
Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 43 -
Than được đưa tiếp xuống van phân chia 1545A, có nhiệm vụ phân chia lượng than
phục vụ hai quá trình là: nung clinker và tiền canxi hóa. Van 1545A được điều khiển bởi
1545AM1. Tại đây than phân chia thành 2 đường:
- Than phục vụ cho quá trình nung clinker: được đưa xuống két chứa 1520 theo kênh
CH1508. Với dung tích chứa 80 tấn.
- Than phục vụ cho quá trình tiền canxi hóa: được đưa tới máng 1545 và được vận
chuyển xuống két chứa 1530, dung tích chứa là 80 tấn.
Bảng 3.1. Các thông số của máy nghiền than 1506
Thông số Đơn vị Giá trị
Năng suất t/h 30
Tỉ lệ các chất dễ bay hơi % 6-9
Kích thước hạt đầu vào mm max 15
Độ mịn (sót lại trên lưới 90µm) % max 5
Độ ẩm của than: Đầu vào % Max 12
Đầu ra % Max 1.5
Nhiệt độ: bình thường 0
C 200
max 0
C 450
Áp suất mmH2O -70
Hãng sản xuất PFEIFFER
Model MPS 2450
Số lượng con lăn 3
Lực nghiền mỗi con lăn KN 670
Đường kính than mm 4120
Đường kính bàn mm 3070
Đường kính con lăn mm 1750
3.3. Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than
Như đã đề cập trong các phần trên, nhiệm vụ trực tiếp của hệ thống cân cấp liệu cho
máy nghiền than là đảm bảo duy trì lượng than cấp ổn định cho máy nghiền, qua đó điều
chỉnh năng suất của máy nghiền.
3.3.1. Yêu cầu đối với than được sử dụng tại nhà máy Bút Sơn
Than được sử dụng trong công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy xi măng Bút Sơn là
than antraxit, có các yêu cầu về các đặc tính sau:
Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
- 44 -
- Giá trị nhiệt lượng thấp nhất: 6600 – 7480 kcal/kg
- Tỉ lệ các chất dễ bay hơi: 5 – 8 %
- Tỉ lệ tro than : 10 – 12 %
Vì lý do an toàn lên loại than có tỉ lệ các chất dễ bay hơi cao trên 8% không được sử
dụng, chúng rất dễ gây nổ trong quá trình nghiền hay đốt lò khi gặp tỉ lệ oxi thích hợp.
Để đạt được tỉ lệ như trên thì than được phân loại dựa trên các phân tích về mẫu than từ
phòng thí nghiệm KCS, thành 2 loại than: than loại 3 và than loại 4. Khi tiến hành cấp liệu
cho máy nghiền: than được tiến hành trộn theo tỉ lệ 40% than antraxit loại 3 và 60% than
antraxit loại 4.
3.3.2. Nhu cầu than sử dụng của dây chuyền sản xuất của nhà máy
Than được sử dụng trong hai công đoạn quan trọng nhất của nhà máy: công đoạn tiền
canxi hóa (Precalxiner) và công đoạn lò nung. Trong đó, tương quan về lượng than sử
dụng: công đoạn tiền canxi hóa chiếm khoảng 60% lượng than được sử dụng, công đoạn
lò nung chiếm 40% còn lại.
Trong quá trình khởi động, bắt đầu với quá trình sấy lò, dầu MFO sẽ được đốt để sưởi
lò nung. Và quá trình sấy lò thông thường mất tới 24 giờ. Sau khoảng 24 giờ sấy lò với
dầu MFO, nhiệt độ lò lúc này đạt được khoảng 9500
C thì bắt đầu quá trình khởi động các
vòi đốt than cho lò nung.
Lượng cấp liệu cho lò nung tại giai đoạn khởi động
Song song với việc khởi động các vòi đốt than là việc khởi động quá trình cấp liệu cho
lò nung. Vì lý do an toàn và để tránh gây rung động cho lò nung. Quá trình cấp liệu cho lò
nung ở giai đoạn khởi động chỉ được thực hiện với 50% công suất của lò nung. Tại nhà
máy Bút Sơn, lò nung được thiết kế với công suất là 4000 tấn Clinker/ngày (tương ứng là
lưu lượng thô 270 tấn/h) , như vậy trong quá trình khởi động lò nung, quá trình cấp liệu
thực hiện với mức 135 tấn/giờ. Sau đó, lượng liệu cấp sẽ được tăng lên dần và đạt tới mức
giá trị đặt trong vòng 8 -9 giờ sau đó.
Tốc độ quay của lò nung
Tốc độ quay của lò nung cần được đảm bảo hợp lý và tương quan với lượng cấp liệu.
Công thức kinh nghiệm sau được áp dụng cho việc xác định tốc độ quay của lò nung mà
nhà thầu Technip Cle sử dụng:
Tốc độ quay lò nung (v/ph) = 0,01005 × lưu lượng liệu thô (t/h) (3-1)
Vì thời gian liệu thô đi qua tháp sấy ngắn nên tốc độ lò quay cần được điều chỉnh ngay
lập tức tương ứng với tỉ lệ liệu cấp, tránh gây ra các rung động (shockwave) cho lò quay.
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc
Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc

More Related Content

Similar to Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc

Giới thiệu công ty tenzi
Giới thiệu công ty tenziGiới thiệu công ty tenzi
Giới thiệu công ty tenzi
Nguyễn Minh
 
Song da cao cuong hoi thao vietbuild hn 3.2015 (thạch cao nhân tạo)
Song da cao cuong   hoi thao vietbuild hn 3.2015 (thạch cao nhân tạo)Song da cao cuong   hoi thao vietbuild hn 3.2015 (thạch cao nhân tạo)
Song da cao cuong hoi thao vietbuild hn 3.2015 (thạch cao nhân tạo)
CÔNG TY CP SÔNG ĐÀ CAO CƯỜNG
 
Bai-Tiểu-Luận-Vật-Liệu-Học-Va-Xử-Lý-Vật-Liệu-Gạch-Nung-Đhbktphcm.docx
Bai-Tiểu-Luận-Vật-Liệu-Học-Va-Xử-Lý-Vật-Liệu-Gạch-Nung-Đhbktphcm.docxBai-Tiểu-Luận-Vật-Liệu-Học-Va-Xử-Lý-Vật-Liệu-Gạch-Nung-Đhbktphcm.docx
Bai-Tiểu-Luận-Vật-Liệu-Học-Va-Xử-Lý-Vật-Liệu-Gạch-Nung-Đhbktphcm.docx
HngTuyt6
 

Similar to Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc (20)

Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sông Cấm. Đi sâu tìm ...
Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sông Cấm. Đi sâu tìm ...Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sông Cấm. Đi sâu tìm ...
Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sông Cấm. Đi sâu tìm ...
 
Giới thiệu công ty tenzi
Giới thiệu công ty tenziGiới thiệu công ty tenzi
Giới thiệu công ty tenzi
 
Song da cao cuong hoi thao vietbuild hn 3.2015 (thạch cao nhân tạo)
Song da cao cuong   hoi thao vietbuild hn 3.2015 (thạch cao nhân tạo)Song da cao cuong   hoi thao vietbuild hn 3.2015 (thạch cao nhân tạo)
Song da cao cuong hoi thao vietbuild hn 3.2015 (thạch cao nhân tạo)
 
Công nghệ đúc trong khuôn cát
Công nghệ đúc trong khuôn cátCông nghệ đúc trong khuôn cát
Công nghệ đúc trong khuôn cát
 
BXD_1536-QD-BXD_26112018.Huong dan su dung silicafume trong be tong.pdf
BXD_1536-QD-BXD_26112018.Huong dan su dung silicafume trong be tong.pdfBXD_1536-QD-BXD_26112018.Huong dan su dung silicafume trong be tong.pdf
BXD_1536-QD-BXD_26112018.Huong dan su dung silicafume trong be tong.pdf
 
Hướng dẫn sử muội silic, silicafume trong bê tông
Hướng dẫn sử muội silic, silicafume trong bê tôngHướng dẫn sử muội silic, silicafume trong bê tông
Hướng dẫn sử muội silic, silicafume trong bê tông
 
Đề tài: Tổng quan về trang bị điện công ty xi măng Hải phòng, HOT
Đề tài: Tổng quan về trang bị điện công ty xi măng Hải phòng, HOTĐề tài: Tổng quan về trang bị điện công ty xi măng Hải phòng, HOT
Đề tài: Tổng quan về trang bị điện công ty xi măng Hải phòng, HOT
 
Tính chất của màng phủ nitrua trên nền hợp kim cứng WC-Co, HAY - Gửi miễn phí...
Tính chất của màng phủ nitrua trên nền hợp kim cứng WC-Co, HAY - Gửi miễn phí...Tính chất của màng phủ nitrua trên nền hợp kim cứng WC-Co, HAY - Gửi miễn phí...
Tính chất của màng phủ nitrua trên nền hợp kim cứng WC-Co, HAY - Gửi miễn phí...
 
Báo cáo thực tập tại công ty xi măng Bỉm Sơn _ tải file word
Báo cáo thực tập tại công ty xi măng Bỉm Sơn _ tải file wordBáo cáo thực tập tại công ty xi măng Bỉm Sơn _ tải file word
Báo cáo thực tập tại công ty xi măng Bỉm Sơn _ tải file word
 
Cong nghe san xuat xi mang lo quay kho
Cong nghe san xuat xi mang lo quay khoCong nghe san xuat xi mang lo quay kho
Cong nghe san xuat xi mang lo quay kho
 
Nhựa pom
Nhựa pomNhựa pom
Nhựa pom
 
Gạch cenamit
Gạch cenamitGạch cenamit
Gạch cenamit
 
Đề tài: Xây dựng mô hình, điều khiển giám sát trạm trộn bê tông dùng PLC và g...
Đề tài: Xây dựng mô hình, điều khiển giám sát trạm trộn bê tông dùng PLC và g...Đề tài: Xây dựng mô hình, điều khiển giám sát trạm trộn bê tông dùng PLC và g...
Đề tài: Xây dựng mô hình, điều khiển giám sát trạm trộn bê tông dùng PLC và g...
 
DTCT2021-VVH_22.04.16.pptx
DTCT2021-VVH_22.04.16.pptxDTCT2021-VVH_22.04.16.pptx
DTCT2021-VVH_22.04.16.pptx
 
Baocaochuyende
BaocaochuyendeBaocaochuyende
Baocaochuyende
 
Chương 2. am k2
Chương 2. am k2Chương 2. am k2
Chương 2. am k2
 
Bai-Tiểu-Luận-Vật-Liệu-Học-Va-Xử-Lý-Vật-Liệu-Gạch-Nung-Đhbktphcm.docx
Bai-Tiểu-Luận-Vật-Liệu-Học-Va-Xử-Lý-Vật-Liệu-Gạch-Nung-Đhbktphcm.docxBai-Tiểu-Luận-Vật-Liệu-Học-Va-Xử-Lý-Vật-Liệu-Gạch-Nung-Đhbktphcm.docx
Bai-Tiểu-Luận-Vật-Liệu-Học-Va-Xử-Lý-Vật-Liệu-Gạch-Nung-Đhbktphcm.docx
 
Ton nhua-lay-sangton-sang-ton-nhua-lay-sang-cliplock
Ton nhua-lay-sangton-sang-ton-nhua-lay-sang-cliplockTon nhua-lay-sangton-sang-ton-nhua-lay-sang-cliplock
Ton nhua-lay-sangton-sang-ton-nhua-lay-sang-cliplock
 
4.1.6. nghiên cứu hệ thống cân bằng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng...
4.1.6. nghiên cứu hệ thống cân bằng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng...4.1.6. nghiên cứu hệ thống cân bằng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng...
4.1.6. nghiên cứu hệ thống cân bằng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng...
 
Bê tông trộn sẵn: Quy trình sản xuất & kiểm tra kỹ thuật tại trạm trộn
Bê tông trộn sẵn: Quy trình sản xuất & kiểm tra kỹ thuật tại trạm trộnBê tông trộn sẵn: Quy trình sản xuất & kiểm tra kỹ thuật tại trạm trộn
Bê tông trộn sẵn: Quy trình sản xuất & kiểm tra kỹ thuật tại trạm trộn
 

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149 (20)

Ảnh Hưởng Của Marketing Quan Hệ Đến Lòng Trung Thành Của Khách Hàng.Tình Huốn...
Ảnh Hưởng Của Marketing Quan Hệ Đến Lòng Trung Thành Của Khách Hàng.Tình Huốn...Ảnh Hưởng Của Marketing Quan Hệ Đến Lòng Trung Thành Của Khách Hàng.Tình Huốn...
Ảnh Hưởng Của Marketing Quan Hệ Đến Lòng Trung Thành Của Khách Hàng.Tình Huốn...
 
Phát triển nguồn nhân lực tại Uỷ ban nhân dân huyện Trà Bồng, tỉnh Quảng Ngãi...
Phát triển nguồn nhân lực tại Uỷ ban nhân dân huyện Trà Bồng, tỉnh Quảng Ngãi...Phát triển nguồn nhân lực tại Uỷ ban nhân dân huyện Trà Bồng, tỉnh Quảng Ngãi...
Phát triển nguồn nhân lực tại Uỷ ban nhân dân huyện Trà Bồng, tỉnh Quảng Ngãi...
 
Báo cáo tốt Nghiệp tài chính hợp nhất tại tổng công ty Indochina gol...
Báo cáo tốt Nghiệp  tài chính hợp nhất tại tổng công ty Indochina gol...Báo cáo tốt Nghiệp  tài chính hợp nhất tại tổng công ty Indochina gol...
Báo cáo tốt Nghiệp tài chính hợp nhất tại tổng công ty Indochina gol...
 
Tạo động lực thúc đẩy nhân viên làm việc tại ngân hàng TMCP Ngoại Thương Việt...
Tạo động lực thúc đẩy nhân viên làm việc tại ngân hàng TMCP Ngoại Thương Việt...Tạo động lực thúc đẩy nhân viên làm việc tại ngân hàng TMCP Ngoại Thương Việt...
Tạo động lực thúc đẩy nhân viên làm việc tại ngân hàng TMCP Ngoại Thương Việt...
 
Phát triển công nghiệp trên địa bàn Thành phố Tam Kỳ, Tỉnh Quảng Na...
Phát triển công nghiệp trên địa bàn Thành phố Tam Kỳ, Tỉnh Quảng Na...Phát triển công nghiệp trên địa bàn Thành phố Tam Kỳ, Tỉnh Quảng Na...
Phát triển công nghiệp trên địa bàn Thành phố Tam Kỳ, Tỉnh Quảng Na...
 
Giải pháp phát triển cho vay xuất nhập khẩu tại ngân hàng NN&PTNN ch...
Giải pháp phát triển cho vay xuất nhập khẩu tại ngân hàng NN&PTNN ch...Giải pháp phát triển cho vay xuất nhập khẩu tại ngân hàng NN&PTNN ch...
Giải pháp phát triển cho vay xuất nhập khẩu tại ngân hàng NN&PTNN ch...
 
Hoàn thiện công tác lập báo cáo tài chính hợp nhất tại tổng công ...
Hoàn thiện công tác lập báo cáo tài chính hợp nhất tại tổng công ...Hoàn thiện công tác lập báo cáo tài chính hợp nhất tại tổng công ...
Hoàn thiện công tác lập báo cáo tài chính hợp nhất tại tổng công ...
 
Luận Văn Thạc Sĩ Quản trị thành tích nhân viên tại Cục Hải quan TP Đà Nẵng.doc
Luận Văn Thạc Sĩ  Quản trị thành tích nhân viên tại Cục Hải quan TP Đà Nẵng.docLuận Văn Thạc Sĩ  Quản trị thành tích nhân viên tại Cục Hải quan TP Đà Nẵng.doc
Luận Văn Thạc Sĩ Quản trị thành tích nhân viên tại Cục Hải quan TP Đà Nẵng.doc
 
Hoàn thiện công tác quản lý thuế thu nhập cá nhân tại cục thuế Tỉ...
Hoàn thiện công tác quản lý thuế thu nhập cá nhân tại cục thuế Tỉ...Hoàn thiện công tác quản lý thuế thu nhập cá nhân tại cục thuế Tỉ...
Hoàn thiện công tác quản lý thuế thu nhập cá nhân tại cục thuế Tỉ...
 
Đề Tài Phát triển bền vững nông nghiệp Huyện Ba Tơ, Tỉnh Quảng Ngãi....
Đề Tài Phát triển bền vững nông nghiệp Huyện Ba Tơ, Tỉnh Quảng Ngãi....Đề Tài Phát triển bền vững nông nghiệp Huyện Ba Tơ, Tỉnh Quảng Ngãi....
Đề Tài Phát triển bền vững nông nghiệp Huyện Ba Tơ, Tỉnh Quảng Ngãi....
 
Hoàn thiện công tác bảo trợ xã hội trên địa bàn huyện Phong Điền, tỉnh Thừa T...
Hoàn thiện công tác bảo trợ xã hội trên địa bàn huyện Phong Điền, tỉnh Thừa T...Hoàn thiện công tác bảo trợ xã hội trên địa bàn huyện Phong Điền, tỉnh Thừa T...
Hoàn thiện công tác bảo trợ xã hội trên địa bàn huyện Phong Điền, tỉnh Thừa T...
 
Đề Tài Luận VănPhát triển sản phẩm du lịch tại thành phố Đà Nẵng.doc
Đề Tài Luận VănPhát triển sản phẩm du lịch tại thành phố Đà Nẵng.docĐề Tài Luận VănPhát triển sản phẩm du lịch tại thành phố Đà Nẵng.doc
Đề Tài Luận VănPhát triển sản phẩm du lịch tại thành phố Đà Nẵng.doc
 
Đào tạo nghề cho lao động thuộc diện thu hồi đất trên địa bàn Thàn...
Đào tạo nghề cho lao động thuộc diện thu hồi đất trên địa bàn Thàn...Đào tạo nghề cho lao động thuộc diện thu hồi đất trên địa bàn Thàn...
Đào tạo nghề cho lao động thuộc diện thu hồi đất trên địa bàn Thàn...
 
Tóm Tắt Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh Xây dựng chính sách Marketing tạ...
Tóm Tắt Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh Xây dựng chính sách Marketing tạ...Tóm Tắt Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh Xây dựng chính sách Marketing tạ...
Tóm Tắt Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh Xây dựng chính sách Marketing tạ...
 
Đề Tài Nghiên cứu rủi ro cảm nhận đối với mua hàng thời trang trực tuyến.docx
Đề Tài Nghiên cứu rủi ro cảm nhận đối với mua hàng thời trang trực tuyến.docxĐề Tài Nghiên cứu rủi ro cảm nhận đối với mua hàng thời trang trực tuyến.docx
Đề Tài Nghiên cứu rủi ro cảm nhận đối với mua hàng thời trang trực tuyến.docx
 
Giải pháp nâng cao động lực thúc đẩy người lao động tại công ty khai...
Giải pháp nâng cao động lực thúc đẩy người lao động tại công ty khai...Giải pháp nâng cao động lực thúc đẩy người lao động tại công ty khai...
Giải pháp nâng cao động lực thúc đẩy người lao động tại công ty khai...
 
Giải pháp phát triển dịch vụ ngân hàng điện tử tại ngân hàng đầu ...
Giải pháp phát triển dịch vụ ngân hàng điện tử tại ngân hàng đầu ...Giải pháp phát triển dịch vụ ngân hàng điện tử tại ngân hàng đầu ...
Giải pháp phát triển dịch vụ ngân hàng điện tử tại ngân hàng đầu ...
 
Giải pháp phát triển dịch vụ ngân hàng điện tử tại ngân hàng đầu ...
Giải pháp phát triển dịch vụ ngân hàng điện tử tại ngân hàng đầu ...Giải pháp phát triển dịch vụ ngân hàng điện tử tại ngân hàng đầu ...
Giải pháp phát triển dịch vụ ngân hàng điện tử tại ngân hàng đầu ...
 
Quản trị quan hệ khách hàng tại Chi nhánh Viettel Đà Nẵng – Tập đoàn Viễn thô...
Quản trị quan hệ khách hàng tại Chi nhánh Viettel Đà Nẵng – Tập đoàn Viễn thô...Quản trị quan hệ khách hàng tại Chi nhánh Viettel Đà Nẵng – Tập đoàn Viễn thô...
Quản trị quan hệ khách hàng tại Chi nhánh Viettel Đà Nẵng – Tập đoàn Viễn thô...
 
Đề Tài Đánh giá thành tích đội ngũ giảng viên trường Đại Học Phạm ...
Đề Tài Đánh giá thành tích đội ngũ giảng viên trường Đại Học Phạm ...Đề Tài Đánh giá thành tích đội ngũ giảng viên trường Đại Học Phạm ...
Đề Tài Đánh giá thành tích đội ngũ giảng viên trường Đại Học Phạm ...
 

Recently uploaded

C.pptx. Phát hiện biên ảnh trong xử lý ảnh
C.pptx. Phát hiện biên ảnh trong xử lý ảnhC.pptx. Phát hiện biên ảnh trong xử lý ảnh
C.pptx. Phát hiện biên ảnh trong xử lý ảnh
BookoTime
 
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận HạnTử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Kabala
 
ĐỀ SỐ 1 Của sở giáo dục đào tạo tỉnh NA.pdf
ĐỀ SỐ 1 Của sở giáo dục đào tạo tỉnh NA.pdfĐỀ SỐ 1 Của sở giáo dục đào tạo tỉnh NA.pdf
ĐỀ SỐ 1 Của sở giáo dục đào tạo tỉnh NA.pdf
levanthu03031984
 
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hànhbài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
dangdinhkien2k4
 

Recently uploaded (20)

30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
C.pptx. Phát hiện biên ảnh trong xử lý ảnh
C.pptx. Phát hiện biên ảnh trong xử lý ảnhC.pptx. Phát hiện biên ảnh trong xử lý ảnh
C.pptx. Phát hiện biên ảnh trong xử lý ảnh
 
TUYỂN TẬP ĐỀ THI GIỮA KÌ, CUỐI KÌ 2 MÔN VẬT LÍ LỚP 11 THEO HÌNH THỨC THI MỚI ...
TUYỂN TẬP ĐỀ THI GIỮA KÌ, CUỐI KÌ 2 MÔN VẬT LÍ LỚP 11 THEO HÌNH THỨC THI MỚI ...TUYỂN TẬP ĐỀ THI GIỮA KÌ, CUỐI KÌ 2 MÔN VẬT LÍ LỚP 11 THEO HÌNH THỨC THI MỚI ...
TUYỂN TẬP ĐỀ THI GIỮA KÌ, CUỐI KÌ 2 MÔN VẬT LÍ LỚP 11 THEO HÌNH THỨC THI MỚI ...
 
20 ĐỀ DỰ ĐOÁN - PHÁT TRIỂN ĐỀ MINH HỌA BGD KỲ THI TỐT NGHIỆP THPT NĂM 2024 MÔ...
20 ĐỀ DỰ ĐOÁN - PHÁT TRIỂN ĐỀ MINH HỌA BGD KỲ THI TỐT NGHIỆP THPT NĂM 2024 MÔ...20 ĐỀ DỰ ĐOÁN - PHÁT TRIỂN ĐỀ MINH HỌA BGD KỲ THI TỐT NGHIỆP THPT NĂM 2024 MÔ...
20 ĐỀ DỰ ĐOÁN - PHÁT TRIỂN ĐỀ MINH HỌA BGD KỲ THI TỐT NGHIỆP THPT NĂM 2024 MÔ...
 
Xem sim phong thủy luận Hung - Cát số điện thoại chính xác nhất.pdf
Xem sim phong thủy luận Hung - Cát số điện thoại chính xác nhất.pdfXem sim phong thủy luận Hung - Cát số điện thoại chính xác nhất.pdf
Xem sim phong thủy luận Hung - Cát số điện thoại chính xác nhất.pdf
 
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT TIẾNG ANH 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, ...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT TIẾNG ANH 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, ...TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT TIẾNG ANH 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, ...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT TIẾNG ANH 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, ...
 
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận HạnTử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
Tử Vi Là Gì Học Luận Giải Tử Vi Và Luận Đoán Vận Hạn
 
ĐỀ SỐ 1 Của sở giáo dục đào tạo tỉnh NA.pdf
ĐỀ SỐ 1 Của sở giáo dục đào tạo tỉnh NA.pdfĐỀ SỐ 1 Của sở giáo dục đào tạo tỉnh NA.pdf
ĐỀ SỐ 1 Của sở giáo dục đào tạo tỉnh NA.pdf
 
Giới Thiệu Về Kabala | Hành Trình Thấu Hiểu Bản Thân | Kabala.vn
Giới Thiệu Về Kabala | Hành Trình Thấu Hiểu Bản Thân | Kabala.vnGiới Thiệu Về Kabala | Hành Trình Thấu Hiểu Bản Thân | Kabala.vn
Giới Thiệu Về Kabala | Hành Trình Thấu Hiểu Bản Thân | Kabala.vn
 
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hànhbài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
bài tập lớn môn kiến trúc máy tính và hệ điều hành
 
xemsomenh.com-Vòng Lộc Tồn - Vòng Bác Sĩ và Cách An Trong Vòng Lộc Tồn.pdf
xemsomenh.com-Vòng Lộc Tồn - Vòng Bác Sĩ và Cách An Trong Vòng Lộc Tồn.pdfxemsomenh.com-Vòng Lộc Tồn - Vòng Bác Sĩ và Cách An Trong Vòng Lộc Tồn.pdf
xemsomenh.com-Vòng Lộc Tồn - Vòng Bác Sĩ và Cách An Trong Vòng Lộc Tồn.pdf
 
Bài học phòng cháy chữa cháy - PCCC tại tòa nhà
Bài học phòng cháy chữa cháy - PCCC tại tòa nhàBài học phòng cháy chữa cháy - PCCC tại tòa nhà
Bài học phòng cháy chữa cháy - PCCC tại tòa nhà
 
Trắc nghiệm CHƯƠNG 5 môn Chủ nghĩa xã hội
Trắc nghiệm CHƯƠNG 5 môn Chủ nghĩa xã hộiTrắc nghiệm CHƯƠNG 5 môn Chủ nghĩa xã hội
Trắc nghiệm CHƯƠNG 5 môn Chủ nghĩa xã hội
 
TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌCTIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
 
Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3
Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3
Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3
 
ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 BIÊN SOẠN THEO ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ BGD 2025 MÔN TOÁN 10 - CÁN...
ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 BIÊN SOẠN THEO ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ BGD 2025 MÔN TOÁN 10 - CÁN...ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 BIÊN SOẠN THEO ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ BGD 2025 MÔN TOÁN 10 - CÁN...
ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 BIÊN SOẠN THEO ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ BGD 2025 MÔN TOÁN 10 - CÁN...
 
60 CÂU HỎI ÔN TẬP LÝ LUẬN CHÍNH TRỊ NĂM 2024.docx
60 CÂU HỎI ÔN TẬP LÝ LUẬN CHÍNH TRỊ NĂM 2024.docx60 CÂU HỎI ÔN TẬP LÝ LUẬN CHÍNH TRỊ NĂM 2024.docx
60 CÂU HỎI ÔN TẬP LÝ LUẬN CHÍNH TRỊ NĂM 2024.docx
 
TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...
TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...
TUYỂN TẬP 50 ĐỀ LUYỆN THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT MÔN TOÁN NĂM 2024 CÓ LỜI GIẢ...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 

Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn – Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than.doc

  • 1. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 1 - CHƯƠNG 1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 1.1. Các đặc trưng của nhà máy sản xuất xi măng 1.1.1. Loại hình sản xuất của nhà máy xi măng Tuy các quá trình sản xuất trong các ngành công nghiệp khác nhau có những đặc thù khác nhau nhưng bản thân các quá trình sản xuất có những đặc tính cơ bản chung. Và dựa trên các đặc tính chung này người ta phân loại thành 3 loại hình sản xuất: - Sản xuất đơn chiếc - Sản xuất theo lô - Sản xuất liên tục, hàng loạt Quá trình sản xuất của nhà máy xi măng được xếp vào loại sản xuất liên tục, hàng loạt, với những đặc trưng như: chỉ làm ra một loại sản phẩm (cụ thể là xi măng) với số lượng rất lớnvà liên tục, hệ thống trang thiết bị thuộc loại đặc chủng, thiết kế để sản xuất cho một loại sản phẩm duy nhất và có năng suất rất cao… Với nhà máy xi măng, xuất phát từ các nguyên liệu đầu vào như: đá vôi, đá sét, quặng sắt … quá trình sản xuất của nhà máy tạo ra sản phẩm đầu ra là các loại xi măng. Và quá trình sản xuất diễn ra liên tục, với năng suất rất cao. Tại nhà máy xi măng Bút Sơn, hoạt động sản xuất liên tục suốt ngày đêm, luôn luôn tồn tại 3 ca làm việc trong ngày. Năng suất nhà máy rất cao, nếu hoạt động hết công suất thì năng suất của nhà máy là 4000 tấn clinker/ngày, tương đương với 1,4 triệu tấn xi măng/năm. 1.1.2. Mặt bằng sản xuất của nhà máy xi măng Cùng với cơ cấu tổ chức, mỗi nhà máy đều có một loại mặt bằng sản xuất nhất định. Mặt bằng sản xuất liên quan đến việc bố trí các trang thiết bị theo yêu cầu công nghệ. Có ba loại mặt bằng sản xuất: - Mặt bằng cố định - Mặt bằng bố trí theo quá trình - Mặt bằng tổ chức theo dòng chảy sản phẩm Mặt bằng sản xuất của nhà máy xi măng được xếp vào loại mặt bằng tổ chức theo dòng chảy sản phẩm. Dạng mặt bằng này được sử dụng khi nhà máy được thiết kế để sản xuất
  • 2. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 2 - một sản phẩm hoặc một lớp sản phẩm với khối lượng hoặc thể tích lớn. Với loại mặt bằng này, các trang thiết bị được sắp xếp dọc theo dòng chảy của sản phẩm. Hình 1.1. Mặt bằng nhà máy bố trí theo dòng chảy nguyên vật liệu Do đặc thù công nghệ, dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng được lắp đặt trên một diện tích lớn, các trang thiết bị được bố trí dọc theo dòng chảy của nguyên vật liệu: đá vôi, đá sét, quặng sắt … và các trang thiết được bố trí theo từng công đoạn: khai thác, vận chuyển, rải liệu, nghiền liệu, nung nóng … tức là theo đúng dòng chảy của nguyên liệu, từ lúc khai thác cho tới khi sản xuất ra sản phẩm. 1.2. Các loại xi măng và tiêu chuẩn chất lượng xi măng 1.2.1. Phân loại xi măng Hiện nay, sản phẩm xi măng gồm các loại chính như: xi măng Poóclăng (Portland Cement – với ký hiệu là PC), xi măng Poóclăng hỗn hợp (portland Cement Blended – ký hiệu là PCB). Xi măng Pooclăng là chất kết dính thủy lực, được sản xuất bằng cách nghiền mịn clinker với thạch cao (với hàm lượng chiếm khoảng 3,5%).
  • 3. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 3 - Xi măng Pooclăng hỗn hợp là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinker, thạch cao và phụ gia hỗn hợp. Trong đó, hàm lượng thạch cao chiếm khoảng 3,5 %; hàm lượng phụ gia hỗn hợp không vượt quá 40% (trong đó phụ gia độn không lớn hơn 20%). Ta có thể thấy sự khác biệt giữa hai loại xi măng trên: ngoài 2 thành phần clinker và thạch cao giống như xi măng Pooclăng, xi măng Pooclăng hỗn hợp còn có thành phần phụ gia khoáng (có hoặc không có hoạt tính) nhằm thu được một số đặc tính khác cho xi măng. Theo tiêu chuẩn Việt Nam, ngoài hai loại xi măng chính trên còn có một số loại xi măng đặc biệt khác như: - Xi măng Pooclăng trắng : ký hiệu là PCW. - Xi măng Pooclăng puzôlan: ký hiệu là PCpuz . - Xi măng xỉ hạt lò cao, tiêu chuẩn hiện hành không quy định ký hiệu. - Xi măng Pooclăng bền sunphát: ký hiệu là PCS và PCHS . - Xi măng Pooclăng ít tỏa nhiệt, ký hiệu là PCLH … Tên gọi các loại xi măng này dựa trên đặc tính của chúng: chịu sunphát, ít tỏa nhiệt, màu trắng… hay dựa trên loại phụ gia đem trộn vào trong quá trình sản xuất xi măng: xỉ lò cao, đá puzôlan… Khi thành phần phụ gia thêm vào có tổng lượng lớn hơn 15% thì tên xi măng được gọi theo tên của loại phụ gia này. 1.2.2. Các chỉ tiêu chất lượng của clinker Chất lượng của clinker quyết định trực tiếp tới chất lượng của xi măng được sản xuất. Các thành phần khoáng chủ yếu có trong clinker được liệt kê trong bảng sau: Bảng 1.1. Các hợp chất thành phần của Clinker Tên gọi Ký hiệu Công thức hóa học Tỉ lệ (%) Alít C3S 3CaO.SiO2 45 ÷ 65 Belít C2S 2CaO.SiO2 10 ÷ 30 Aluminát can xi C3A CaO.3Al2O3 5 ÷ 15 Celít C4AF 4CaO.Al2O3.Fe2O3 5 ÷ 12 Pha thủy tinh C3A, C4AF, MgO 15 ÷ 30 Tùy theo hàm lượng các thành phần khoáng có trong clinker mà cho những đặc tính khác nhau. Các hệ số sau đây thường được dùng để đánh giá đặc tính clinker: Hệ số bão hoà vôi LSF
  • 4. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 4 - 2 2 3 2 3 100. (90 98)% 2.8 1.18 0.65 CaO LSF SiO Al O Fe O      (1-1) LSF biểu hiện mối quan hệ giữa CaO và tổng lượng CaO cần thiết để bão hoà hoàn toàn các ôxit khác. Chủ yếu là cần có đủ lượng CaO để liên kết hoàn toàn các ôxit SiO2, Al2O3, Fe2O3 mặt khác phải tránh thừa CaO tự do gây hại cho xi măng. LSF có ảnh hưởng lớn đến khả năng nung của Clinker Mô đun silic SIM 2 2 3 2 3 100. (17 35)% SiO SIM Al O Fe O     (1-2) SIM < 2: Dễ nung, thường pha lỏng quét lớp cola gây hại gạch, khó tạo clinker, lò kém ổn định. Cường độ xi măng thấp. SIM > 3: Khó nung, ít pha lỏng, cần nhiều nhiệt, ít cola, clinker bột, vôi tự do cao, lò kém ổn định, cường độ xi măng cao, đóng rắn chậm. Sự tăng SIM làm giảm khả năng nung clinker do sự giảm hàm lượng pha lỏng và giảm xu hướng hình thành lớp cola trong lò, sự tăng SM cũng dẫn tới sự đóng rắn và cường độ xi măng phát triển chậm. Sự giảm SIM dẫn đến sự pha lỏng tăng điều này cải thiện khả năng nung của clinker và hình thành lớp cola trong lò Mô đun nhôm ALM 2 3 2 3 100. (15 25)% Al O ALM Fe O    (1-3) ALM lớn có nghĩa là C3A lớn, xi măng có xu hướng đóng rắn nhanh. ALM nhỏ tức là C4AF lớn, xi măng đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp khi đóng rắn. 1.2.3. Các tiêu chuẩn xác định mác và chất lượng xi măng Thời gian bắt đầu và đông kết của hồ xi măng Được xác định bằng dụng cụ Vicat trong phòng thí nghiệm chuyên dùng. Theo TCVN 6260 – 1997 quy định thời gian đông kết của các loại xi măng như sau:  Bắt đầu: không sớm hơn 45 phút.  Kết thúc: không chậm hơn 10 giờ. Các nhà xây dựng quan tâm tới chỉ tiêu này để ấn định khối lượng trộn hồ vữa, bê tông phù hợp với thời gian thi công. Cường độ xi măng (hay còn gọi là mác xi măng)
  • 5. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 5 - Đem bẻ và ép mẫu làm thí nghiệm bằng dụng cụ chuyên dùng ở sau những ngày thứ 3, thứ 7 và thứ 28 để ghi nhận cường độ nén và cường độ uốn đạt được, nhờ đó đánh giá chất lượng xi măng theo các loại mác: PCB30, PCB40 … theo TCVN 6260 – 1997. Ngoài hai tiêu chuẩn cơ bản trên thì còn một số tiêu chuẩn chất lượng khác như: Độ mịn của xi măng Độ mịn cũng là một trong những tiêu chí quan trọng của xi măng. Độ mịn ảnh hưởng tới các tính chất của xi măng như: thời gian đông kết, cường độ xi măng, độ co và độ dẻo của xi măng. Hiện nay sử dụng hai phương pháp đo độ mịn của xi măng:  Phương pháp sàng: sử dụng sàng có các mắt 0.08mm. Độ mịn xác định bằng tỉ lệ phần trăm các hạt còn sót lại trên sàng.  Phương pháp bề mặt riêng Blaine: đây là phương pháp phức tạp hơn, độ mịn của xi măng xác định thông qua tỉ diện, tức diện tích bề mặt các hạt trên 1 gam mẫu. Tính tách nước và giữ nước của xi măng Trong quá trình thi công, nước dư tách ra giữa xi măng và cốt pha, trên bề mặt bê tông, làm giảm cường độ xi măng, gây vết loang bề mặt. Xi măng càng mịn thì tính chất giữ nước càng tốt. Ngoài ra còn một số tiêu chuẩn khác như: độ thay đổi thể tích khi đóng rắn, độ tỏa nhiệt khi đóng rắn, độ giảm mác lúc lưu kho bảo quản… Các tiêu chuẩn chất lượng của một số sản phẩm xi măng Tổng hợp các tiêu chuẩn chất lượng của 2 loại sản phẩm thông dụng nhất trên thị trường hiện nay là : PCB30 và PCB40 theo TCVN 6260 – 1997 trong bảng sau: Bảng 1.2. Các tiêu chuẩn chất lượng xi măng Các tiêu chuẩn Loại mác xi măng PCB30 PCB40 1 - Giới hạn bền khi nén, N/mm2 , min - Sau 3 ngày đêm - Sau 28 ngày đêm 14 30 18 40 2 - Thời gian ninh kết : - Bắt đầu , phút , min - Kết thúc , giờ , max 45 10
  • 6. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 6 - 3 - Độ nghiền mịn : - Lượng sót sàng 0,08 mm , % , max - Bề mặt riêng Blaine, cm2 /g , min 12 2.700 4 - Độ ổn định thể tích ( độ nở Le Chartelier ), mm, max 10 5 - Hàm lượng SO3 , % , max 3,5 1.3. Tự động hóa trong việc điều khiển nhà máy xi măng 1.3.1. Tích hợp máy tính trong quá trình sản xuất Ngày nay, trong môi trường kinh tế thị trường cạnh tranh gay gắt, việc đảm bảo các yếu tố như: chất lượng sản phẩm ổn định, giá thành sản phẩm hạ, năng suất cao… trở thành những vấn đề sống còn đối với bất kỳ một nhà máy nào. Đó cũng là lý do mà việc tự động hóa quá trình sản xuất trở nên cần thiết, không thể thiếu trong nền sản xuất hiện đại nói chung và trong ngành công nghiệp xi măng nói riêng. Và để thực hiện các giải pháp tự động hóa, việc sử dụng, tích hợp máy tính vào trong sản xuất là một nhu cầu tất yếu. Ngày nay, máy tính được ứng dụng rộng rãi trong các khâu như: điều khiển, giám sát các hoạt động sản xuất … Quan hệ giữa việc tích hợp máy tính vào sản xuất và các hoạt động sản xuất nói chung được thể hiện rõ nhất qua mô hình bánh xe CIM: Hình 1.2. Mô hình bánh xe CIM
  • 7. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 7 - Theo mô hình này, tự động hóa liên quan trực tiếp đến các quá trình sản xuất: biến đổi từ nguyên vật liệu thành sản phẩm cuối cùng. Tuy nhiên để cho các hoạt động sản xuất diễn ra một cách có hiệu quả thì cần phải có một loạt các hoạt động gián tiếp như: lập kế hoạch, điều hành sản xuất, các hoạt động kinh doanh… Các quá trình này chủ yếu liên quan đến việc xử lý thông tin và ngày càng ứng dụng máy tính nhiều để phục vụ mục đích tự động hóa. 1.3.2. Hệ thống truyền thông trong giải pháp điều khiển Do những đặc điểm về loại hình sản xuất của nhà máy xi măng : sản xuất liên tục với khối lượng rất lớn, và cũng do yêu cầu đảm bảo chất lượng sản phẩm mà quá trình sản xuất xi măng đòi hỏi phải có hệ thống dây chuyền sản xuất tự động hóa ở mức độ rất cao. Một dây chuyền sản xuất thường có thể chia thành nhiều công đoạn nhỏ, và có các cơ cấu vận chuyển, gia công, lưu trữ các sản phẩm trung gian. Các nguyên liệu thô đầu vào được đưa tới lần lượt các công đoạn, được gia công hay chế biến thành các sản phẩm trung gian, và được vận chuyển tuần tự tới các công đoạn tiếp theo, cho tới khi thành sản phẩm cuối cùng. Ta có thể mô tả các công đoạn trong công nghệ sản xuất xi măng như sau: Hình 1.3. Các công đoạn trong dây chuyền sản xuất xi măng Trong sơ đồ trên: sản phẩm đầu ra của công đoạn phía trước là đầu vào của công đoạn phía sau nó. Và các công đoạn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, sự thay đổi thông số kĩ thuật của một công đoạn sẽ kéo theo sự thay đổi của các công đoạn khác. Điều đó dẫn tới bài toán điều khiển quá trình sản xuất nhà máy xi măng rất phức tạp, thực chất đó là bài toán điều khiển tổng thể quá trình, với một quá trình đơn lẻ được điều khiển trong mối liên hệ chặt chẽ với các quá trình khác. Trong bất cứ một giải pháp tự động hóa nào thì việc ghép nối thiết bị, trao đổi thông tin là một trong những vấn đề cơ bản cần giải quyết. Một bộ điều khiển cần được ghép nối với các cảm biến và cơ cấu chấp hành. Giữa các bộ điều khiển trong một hệ thống điều khiển
  • 8. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 8 - phân tán cũng cần trao đổi thông tin với nhau để phối hợp thực hiện điều khiển cả quá trình sản xuất. Ở những cấp cao hơn, các trạm vận hành trung tâm cũng cần được ghép nối và giao tiếp với các bộ điều khiển để có thể theo dõi, giám sát toàn bộ quá trình sản xuất và hệ thống điều khiển. Bài toán điều khiển quá trình sản xuất nhà máy là điều khiển tổng thể quá trình, mỗi quá trình đơn lẻ được điều khiển trong mối liên hệ chặt chẽ với các quá trình khác. Do vậy, các công đoạn khác nhau của dây chuyền sản xuất xi măng không phải điều khiển một cách độc lập, mà giữa chúng cần có sự trao đổi thông tin, để phối hợp vận hành cả hệ thống dây chuyền sản xuất. Hình 1.4. Giải pháp mạng trong hệ điều khiển phân tán Mỗi trạm điều khiển cục bộ sẽ thực hiện công việc là điều khiển công đoạn tương ứng trong mối liên hệ, trao đổi thông tin với điều khiển trung tâm và qua đó trao đổi thông tin, phối hợp với các trạm điều khiển cục bộ khác. Điều khiển trung tâm có nhiệm vụ điều khiển, giám sát, phối hợp hoạt động của các trạm điều khiển cấp dưới, đảm bảo điều khiển tổng thể quá trình sản xuất. 1.4. Công nghệ sản xuất của nhà máy xi măng Bút Sơn Nhà máy xi măng Bút Sơn sản xuất xi măng theo công nghệ lò quay phương pháp khô. Với công suất thiết kế 4000 tấn clinker/ ngày , tương ứng 1,4 triệu tấn xi măng/ năm. Hiện nhà máy đang xây dựng dây chuyền 2, dự tính sau khi hoàn thành, công suất nhà máy đạt 3 triệu tấn xi măng/năm và thuộc loại nhà máy có năng suất lớn nhất trong công nghiệp sản xuất xi măng của nước ta. Dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng Bút Sơn gồm có các công đoạn chính: - Công đoạn khai thác và đồng nhất sơ bộ nguyên liệu thô.
  • 9. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 9 - - Công đoạn nghiền nguyên liệu. - Công đoạn nghiền than. - Công đoạn nung và làm lạnh clinker. - Công đoạn nghiền xi măng. - Công đoạn đóng bao và xuất xi măng.
  • 10. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 10 -
  • 11. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 11 - Hình 1.5. Công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy 1.4.1. Công đoạn khai thác và đồng nhất sơ bộ nguyên liệu thô Đối với bất cứ nhà máy xi măng nào thì vị trí xây dựng nhà máy có một vị trí quan trọng. Việc xây dựng nhà máy tại đâu được tính toán sao cho đảm bảo vấn đề kinh tế nhất: - Vị trí đặt nhà máy phải gần các mỏ nguyên liệu thô. Như vậy việc khai thác và vận chuyển các nguyên liệu sẽ kinh tế, ít tốn kém nhất. - Nhà máy phải đặt tại nơi có hệ thống giao thông thuận tiện, đảm bảo cho việc chuyên chở và tiêu thụ xi măng thuận lợi. - Vị trí phải được tính toán sao cho đảm bảo các vấn đề như: nguồn nước cung cấp, nguồn lao động tại địa phương, đồng thời cũng phải có khoảng cách nhất định với khu dân cư ... Khai thác đá vôi Đá vôi được khai thác tại mỏ đá Hồng Sơn. Mỏ cách nhà máy khoảng 600m. Phương pháp khai thác: khoan nổ mìn phá vỡ cấu trúc của đá, và được khai thác từ trên đỉnh mỏ đá xuống dần phía dưới. Đá vôi sau đó được bốc xúc lên các ôtô tải để vận chuyển tới máy đập đá vôi. Máy đập đá vôi thuộc loại IMPACT APPR 1822, với năng suất thiết kế trung bình là 600 tấn/giờ. Sau khi đập, đá vôi sẽ có kích thước khoảng 70mm và được cân và vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ bằng băng tải cao su. Tại đây, đá vôi được đồng nhất sơ bộ, sử dụng máy đánh đống loại BAH 17,3-1,0-600 với năng suất rải là 600tấn/h. Đá vôi được rải thành 2 đống, mỗi đống khoảng 1600 tấn theo phương pháp rải đống CHEVRON, có mức độ đồng nhất là 8:1. Hệ thống băng cào loại BKA 30.01.600 với năng suất từ 35 – 350 tấn /giờ, vận chuyển đá vôi về két chứa đá vôi của máy nghiền liệu. Khai thác đá sét Đá sét được khai thác tại mỏ Khả Phong, cách nhà máy khoảng 9,5 km. Được vận chuyển bằng ôtô tải tới máy cán. Máy cán đá sét thuộc loại máy cán răng hai trục, có công suất thiết kế trung bình là 250 tấn/giờ. Loại máy cán này có thể cán những cục đất sét có kích thước tới 800mm, độ ẩm 15%. Đá sét sau khi qua máy cán có kích thước khoảng 70mm. Sau đó đá sét được cân và vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ, và được rải thành 2 đống, mỗi đống 7000 tấn. Sử dụng cầu rải BEDECHI, với công suất thiết kế là 250
  • 12. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 12 - tấn/giờ. Phương pháp rải sử dụng là WINDROW, theo phương pháp này, đá sét sẽ được dải theo chiều dọc của đống thành từng phần nhỏ ở lớp dưới, sau đó sẽ được dải tiếp lên ở những lớp phía trên cao hơn. Phương pháp này phức tạp hơn. Mức độ đồng nhất là 8:1. Đá sét sau đó qua hệ thống cầu súc loại BELC150/14 với công suất 15 – 150 tấn/giờ, được vẩn chuyển về két chứa đá sét của máy nghiền liệu. Quặng sắt và phụ gia khác - Quặng sắt: dùng xỷ Pyrite sắt mua của nhà máy Supe Phốtphát Lâm Thao, do công ty Vật tư - Vận tải xi măng cung ứng. - Thạch cao: mua thạch cao Lào, Thái Lan hoặc Trung Quốc, do công ty kinh doanh thạch cao xi măng cung ứng. - Đá silic: khai thác ở mỏ Khe Non cách nhà máy khoảng 20Km. - Một số phụ gia khác như: boxit, puzzolan … do một số công ty trung gian cung ứng. Mục đích chủ yếu của công đoạn này phải đạt được - Các nguyên liệu thô: đá vôi, đá sét… được khai thác và phải được đập thành những hạt nhỏ có kích thước khoảng 70mm. Kích thước như vậy phù hợp với thiết kế của hệ thống băng tải vận chuyển và giảm tải cho máy nghiền liệu, tiết kiệm năng lượng nghiền. - Các nguyên liệu thô phải được đồng nhất sơ bộ: Xuyên suốt công nghệ sản xuất xi măng, do phải đảm bảo tỉ lệ thành phần các chất có trong xi măng đầu ra là ổn định, mặt khác, thành phần các oxit có trong đá vôi và đá sét không phải là cố định, ở mỗi vùng khác nhau trong khu vực khai thác lại có thành phần khác nhau. Do đó, việc đồng nhất sơ bộ đá vôi, đá sét cũng giúp ích cho việc đảm bảo độ ổn định thành phần của các nguyên liệu đầu vào. 1.4.2. Công đoạn nghiền liệu Các hệ thống băng tải vận chuyển có nhiệm vụ vận chuyển các nguyên liệu thô về các két chứa tương ứng của máy nghiền liệu. Qua hệ thống cân định lượng, liệu được cấp vào máy nghiền. Đây là một vấn đề quan trọng, hệ thống cân định lượng phải đảm bảo được tỉ lệ phối trộn của các thành phần liệu: đá vôi, đá sét, quặng sắt... được điều khiển bởi mạch vòng chất lượng QCX. Việc này có ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng xi măng sản xuất. Đồng thời hệ thống cân băng phải đảm bảo việc cấp liệu là liên tục, không gián đoạn, đảm bảo tính tin cậy. Qua hệ thống cân định lượng, liệu được nghiền tại máy nghiền. Máy nghiền sử dụng là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER MPS 4750, với công suất thiết kế là 320
  • 13. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 13 - tấn/giờ. Trong quá trình nghiền, có kết hợp với việc làm khô liệu, tận dụng khí nóng thu hồi được từ quá trình tiền canxi hóa. Bột liệu đạt yêu cầu về kích thước sẽ đuợc vận chuyển tới silô đồng nhất bột liệu, có sức chứa 20.000 tấn , bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng. Silô đồng nhất làm việc theo nguyên tắc đồng nhất và tháo liên tục. Việc đồng nhất được thực hiện trong quá trình tháo bột liệu ra khỏi Silô, Silô có mức độ đồng nhất là 10:1. 1.4.3. Công đoạn nghiền than Than là nhiên liệu chính sử dụng trong công nghệ sản xuất xi măng. Chủ yếu sử dụng cho hai giai đoạn quan trọng là calxiner và nung clinker. Lò nung của nhà máy xi măng Bút Sơn được thiết kế để chạy 100% than antraxit, dầu MFO chỉ sử dụng trong quá trình sấy lò và chạy ban đầu. Than được nhập về kho đồng nhất bằng xe tải. Tại đây, than được rải thành đống lớn, qua hệ thống băng cào, than được đưa lên băng tải cao su, được phân loại và chuyển về hai két chứa than tương ứng, chuẩn bị liệu cho máy nghiền than. Máy nghiền than là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER năng suất 30tấn/giờ. Liệu cấp cho máy nghiền gồm có 40% than antraxit loại 3 và 60% than antraxit loại 4 từ hai két chứa tương ứng. Bột than mịn sau đó được vận chuyển và phân về hai két chứa: 1 két dùng để cấp cho lò nung, 1 két dùng để cấp cho calxiner. 1.4.4. Công đoạn tiền canxi hóa Tiền canxi hóa cũng là một công đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất xi măng. Cùng với công đoạn nung clinker, hai giai đoạn này có nhiệm vụ cấp nhiệt cho các nguyên liệu thô để các phản ứng hóa học xảy ra, quyết định tới chất lượng xi măng. Theo sự tăng dần nhiệt độ, thì các phản ứng hóa học diễn ra như sau: Bảng 1.3. Các phản ứng hóa học xảy ra theo nhiệt độ Nhiệt độ Quá trình xảy ra 100o C Nước tự do có trong thành phần liệu bay hơi >500o C Nước có trong thành phần các tinh thể bay hơi >900o C CaCO3 → CaO + CO2 ( phản ứng canxi hóa ) >1000o C Phản ứng hóa học diễn ra giữa CaO với Fe2O3 , Al2O3 , SiO2 >1200o C Quá trình hóa lỏng các chất diễn ra >1280o C Sự tạo thành C3S và hoàn thành các phản ứng của Canxi
  • 14. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 14 - Hình 1.6. Nhiệt độ và áp suất tại các điểm trên tháp sấy Quá trình tiền canxi hóa diễn ra tại tháp sấy với hệ thống cyclon 5 tầng của nhà máy. Hệ thống các cyclon được thiết kế để phục vụ quá trình trao đổi nhiệt giữa liệu thô và khí nóng. Các quạt hút có nhiệm vụ tạo ra áp suất âm ở phía trên đỉnh tháp sấy, khí nóng theo đó sẽ đi lên, liệu chảy từ trên xuống và quá trình trao đổi nhiệt diễn ra. Khí nóng được các quạt hút, sau khi thoát ra khỏi tháp sấy chia làm 2 đường: một phần được tận dụng cho quá trình làm khô liệu tại các máy nghiền, một phần qua hệ thống lọc bụi tĩnh điện và thoát ra ngoài theo ống khói. Quá trình tiền canxi hóa tiêu thụ khoảng 55 - 60% lượng than sử dụng trong cả quá trình sản xuất xi măng. 1.4.5. Công đoạn nung và làm lạnh clinker Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất xi măng, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng Clinker và qua đó quyết định tới chất lượng xi măng. Ngoài việc cung cấp các điều kiện cho các phản ứng hóa học xảy ra để đảm bảo tạo ra Clinker có thành phần các khoáng đạt yêu cầu thì hơn nữa, nếu clinker tạo ra có mác cao thì tỉ lệ các chất độn và
  • 15. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 15 - phụ gia sau này thêm vào trong công đoạn nghiền xi măng cũng sẽ tăng lên, góp phần quan trọng trong việc tăng năng suất xi măng. Lò nung của công ty xi măng Bút Sơn có đường kính có đường kính 4,5m , chiều dài 72m , có độ nghiêng 3,5o với hệ thống sấy sơ bộ 2 nhánh 5 tầng cùng hệ thống calciner, buồng trộn. Năng suất của lò là 4000 tấn clinker/ngày. Lò được thiết kế sử dụng vòi đốt than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit, trong đó đốt tại calciner là 55-60%, phần còn lại đốt trong lò. Sau khi qua hệ thống tháp sấy sơ bộ 5 tầng, liệu được cấp vào lò nung với nhiệt độ của liệu cấp vào lò khoảng 800 – 1000o C. Tại lò nung có 3 phân vùng chính với các mức nhiệt độ khác nhau: vùng canxi hóa với nhiệt độ khoảng 1000 – 1100 o C, tại đây hoàn thành quá trình canxi hóa; zone nung: với nhiệt độ 1450 o C, tại đây bột liệu được nung nóng chảy, các phản ứng giữa các oxit diễn ra, hình thành các khoáng có trong thành phần clinker; vùng làm nguội: có bố trí 9 quạt làm mát công suất lớn để giảm nhiệt độ của vùng này xuống khoảng 900 - 1350 o C, trong vùng này diễn ra quá trình đóng rắn, tạo thành các tinh thể khoáng, tạo thành clinker. Clinker sau khi ra khỏi lò được đổ vào thiết bị làm nguội kiểu ghi BMH- SA được làm mát bởi 9 quạt gió công suất lớn cùng hệ thống phun nước làm mát. Clinker được đập sơ bộ bởi máy đập búa. Clinker thu được sau thiết bị làm lạnh được vận chuyển tới 2 silô để chứa và ủ clinker có tổng sức chứa là 2x20.000tấn . Bột tả hoặc clinker phế phẩm được đổ vào silo bột tả có sức chứa 2.000 tấn. 1.4.6. Công đoạn nghiền xi măng Clinker, thạch cao và phụ gia sẽ được vận chuyển lên két chứa tương ứng của máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng. Từ các két của máy nghiền, clinker và phụ gia sẽ được đưa qua hệ thống cân băng định lượng, hệ thống cân băng bảo đảm lượng clinker, thạch cao và phụ gia hợp lý đưa vào máy nghiền để tạo ra các sản phẩm xi măng có mác tương ứng. Clinker và phụ gia sau khi qua hệ thống cân băng định lượng thì được đưa vào máy nghiền sơ bộ CKP 200 nhằm làm giảm kích thước và làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiện làm việc của máy nghiền bi xi măng. Thạch cao khi qua hệ thống cân băng thì được chuyển thẳng tới máy nghiền bi mà không qua giai đoạn nghiền thô. Clinker, phụ gia (đã qua nghiền sơ bộ ) và thạch cao sẽ được cấp vào máy nghiền bi xi măng để nghiền mịn. Máy nghiền bi xi măng là loại máy nghiền bi 2 ngăn làm việc theo 2
  • 16. Chương 1. Công nghệ sản xuất xi măngViết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149- TEAMLUANVAN.COM Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 16 - chu trình kín có phân ly trung gian kiểu O’SEPA. Qua khỏi máy nghiền bi, xi măng bột được vận chuyển tới 4 silô chứa xi măng bột, có tổng sức chứa là 4x10.000 tấn, bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng. 1.4.7. Công đoạn đóng bao và xuất xi măng Từ đáy các silo chứa, qua hệ thống cửa tháo, xi măng sẽ được vận chuyển tới các két chứa của các máy đóng bao hoặc các hệ thống xuất xi măng rời. Hệ thống xuất xi măng rời gồm 2 vòi xuất cho ôtô năng suất 100 tấn/giờ và 1 vòi xuất cho tàu hoả năng suất 150 tấn/giờ. Tùy theo yêu cầu của khách hàng mà xi măng đem đi tiêu thụ dưới dạng xi măng rời hay đóng bao. Hệ thống máy đóng bao gồm 4 chiếc máy đóng bao, thuộc loại HAVER kiểu quay với 8 vòi và hệ thống cân điện tử. Có năng suất thiết kế là 100 tấn/h. Sản phẩm ra là các bao xi măng có khối lượng 50kg ± 5%. Các bao xi măng qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển tới các máng xi măng, và được đưa xuống tàu hoả hoặc ôtô đem đi tiêu thụ.
  • 17. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 17 - CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ MÁY 2.1. Tổng quan các hạng mục hệ thống điều khiển của nhà máy Hệ thống điều khiển dây chuyền 1 nhà máy xi măng Bút Sơn được nhà thầu Technip Cle xây dựng theo cấu trúc điều khiển phân tán DCS và có cấu trúc phân cấp, sử dụng giải pháp tự động hóa của hãng SIEMENS. Toàn bộ hệ thống điều khiển của nhà máy được phân bố trong các công trình : - Một tòa nhà điều khiển, bao gồm các hạng mục: + Phòng điều khiển trung tâm. + Phòng lập trình PLC. + Phòng phân tích hóa nghiệm KCS. + Phòng kĩ thuật sản xuất. + Phòng sửa chữa thiết bị điện – điện tử trong dây chuyền. - Tòa nhà thiết bị điều khiển, bao gồm các trang thiết bị: + Toàn bộ các PLC sử dụng trong dây chuyền 1 của nhà máy. + Các panel điều khiển, cùng với một số biến tần được bố trí tại đây. - Tại mỗi phân xưởng đều có một phòng kĩ thuật (Technical Room): phục vụ cho việc giao tiếp giữa người điều khiển với các thiết bị trường như: các card vào /ra (card I/O), hệ thống các tủ điện ECS (electrical cabin system) và toàn bộ các trang thiết bị khác trong phân xưởng. Phòng kĩ thuật của mỗi phân xưởng và hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng ESS (Electrical Supply System) luôn được xây dựng trong cùng một hạng mục, với mục đích tạo khả năng giao tiếp dễ dàng giữa phòng kĩ thuật của phân xưởng với hệ thống điện và các cabin điều khiển động cơ MCC (Motor Control Cabin), và cũng nhằm mục đích dễ dàng chẩn đoán và tiện lợi cho việc sửa chữa khi xảy ra sự cố. 2.2. Cấu trúc điều khiển phân cấp của nhà máy Hệ thống điều khiển dây chuyền 1 của nhà máy xi măng Bút Sơn được thiết kế có cấu trúc phân cấp. Hệ thống được phân chia thành các cấp điều khiển như sau:
  • 18. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 18 - Hình 2.1. Mạng điều khiển nhà máy xi măng Bút Sơn
  • 19. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 19 - 2.2.1. Cấp trường Các thiết bị cấp trường, hay cấp chấp hành, bao gồm toàn bộ các trang thiết bị cần thiết để đảm bảo việc điều khiển quá trình và thu thập dữ liệu. Chủng loại của các thiết bị cấp trường rất phong phú, đa dạng tùy thuộc vào từng phân đoạn trong từng phân xưởng như: các động cơ, biến tần, các loại van, các cảm biến, các hệ thống lọc bụi … Đặc điểm đáng chú ý của các thiết bị ở cấp chấp hành là chúng đều là các thiết bị bus trường, giao tiếp với cấp điều khiển phía trên thông qua hệ thống bus trường. Khác với các thiết bị thường (có các bộ chuyển đổi A/D và D/A để giao tiếp với máy tính điều khiển), ở các thiết bị bus trường có thêm module giao diện bus (Bus Interface) để thực hiện giao tiếp với máy tính điều khiển cấp trên. Sự thay thế các thiết bị thường bằng các thiết bị bus trường đã tạo ra rất nhiều ưu điểm như: tiết kiệm chi phí dây dẫn và công lắp đặt, cấu trúc đơn giản: thiết kế và bảo trì hệ thống dễ dàng hơn, tăng độ tin cậy của hệ thống, tăng độ linh hoạt và khả năng mở rộng dễ dàng của hệ thống, vào/ra phân tán với bus trường không nhất thiết phải đặt gần hiện trường. Một ưu điểm khác và rất có ý nghĩa khi sử dụng các thiết bị bus trường: đó là nó tạo điều kiện để cho ra đời các chuẩn truyền thông công nghiệp, khiến việc thiết kế hệ thống tự động hóa trở nên dễ dàng hơn rất nhiều, tạo sự tương thích giữa các thiết bị của các hãng với nhau khiến việc lựa chọn các thiết bị tự do hơn … Tại dây chuyền 1 nhà máy xi măng Bút Sơn, việc giao tiếp giữa các thiết bị cấp trường với các cấp điều khiển phía trên thông qua hệ thống bus theo chuẩn Profibus – DP. Việc truyền thông cụ thể của chuẩn này ta sẽ đi sâu trong các phần sau. 2.2.2. Cấp điều khiển Hệ thống điều khiển cấp này của nhà máy xi măng Bút Sơn được xây dựng dựa trên các bộ điều khiển logic khả trình PLC của hãng SIEMENS, Cộng hòa liên bang Đức. Tại thời điểm xây dựng nhà máy, nhà thầu Technip Cle xây dựng dây chuyền 1 nhà máy dựa trên các giải pháp tự động hóa của SIEMENS, sử dụng các PLC S5. PLC có nhiệm vụ: thu thập thông tin về quá trình, truyền dữ liệu, thực hiện các tác vụ điều khiển và các chức năng thực hiện với kết quả … Các PLC là cốt lõi của hệ thống điều khiển tại các phân xưởng. Tại dây chuyền 1 nhà máy xi măng Bút Sơn, hệ thống các PLC gồm có 12 PLC thuộc loại S5 155U, là dòng PLC của SIEMENS có khả năng tính toán điều khiển mạnh, khả năng giao tiếp truyền
  • 20. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 20 - thông lớn, thiết kế để phục vụ điều khiển các quá trình lớn (chúng tương đương với khả năng của PLC S7 400 hiện giờ). Hình 2.2. Các cấp điều khiển của nhà máy Mỗi một công đoạn trong dây chuyền sản xuất xi măng được điều khiển bởi một PLC thuộc loại S5 155U tương ứng: - Đập nhỏ đá vôi cho vào kho chứa ( được điều khiển bởi PLC 1S11). - Đập nhỏ đá sét cho vào kho chứa ( được điều khiển bởi PLC 1S21). - Đưa thạch cao vào kho chứa (được điều khiển bởi PLC 1S31). - Đưa than vào kho chứa và phân bố dầu (được điều khiển bởi PLC 1S91) - Các nguyên liệu thô khác (được điều khiển bởi PLC 1S41) - Các trạm chính (được điều khiển bởi PLC 1S51)
  • 21. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 21 - - Trộn các bột nguyên liệu thô và sấy nóng (được điều khiển bởi PLC 1S51) - Nung nóng và làm lạnh clinker (được điều khiển bởi PLC 1S61) - Nghiền than (được điều khiển bởi PLC 1S62) - Nghiền clinker và đưa vào kho chứa (được điều khiển bởi PLC 1S71 & 1S72). - Xử lý nước (được điều khiển bởi PLC 1S91) - Đóng bao và xuất hàng (được điều khiển bởi PLC 1S81 &1S82). Ngoài các PLC loại lớn là S5 155U điều khiển mỗi công đoạn lớn trong hệ thống dây chuyền sản xuất, cấp phía dưới các PLC này là các PLC nhỏ hơn và thuộc loại S5 115U. Số lượng các PLC này phụ thuộc vào quy mô và độ phức tạp của từng công đoạn. S5 115U là loại PLC cũng do hãng SIEMENS sản xuất, được thiết kế để điều khiển các quá trình ở quy mô nhỏ hơn, đương nhiên, tốc độ tính toán, khả năng truyền thông, và số lượng vào/ra cũng kém hơn so với loại PLC S5 155U. Trong mỗi công đoạn của dây chuyền sản xuất, kiến trúc giao tiếp giữa PLC S5 155U với các PLC S5 115U cấp dưới nó là kiến trúc Master/Slave. Trong đó, PLC S5 155U đóng vai trò là master (trạm chủ), các PLC S5 115U đóng vai trò là các trạm tớ (Slave). Vai trò chủ động thuộc về PLC S5 155U và nó có nhiệm vụ phối hợp hoạt động của các PLC S5 115U trong phân xưởng. Chi tiết hơn về cách thức truyền thông giữa các PLC chủ - tớ ta sẽ đề cập trong các phần tiếp theo. Để đạt độ tin cậy cao nhất, hệ thống các PLC có ứng dụng các cơ chế tự kiểm tra hoặc cơ chế giám sát và các thủ tục kiểm tra. Trong trường hợp một CPU xảy ra lỗi, PLC sẽ đưa các đầu ra của nó về điểm “0” định trước. Nhà máy có các PLC S5 115U dự phòng, tuy nhiên không có PLC S5 155U dự phòng. Tất cả PLC cùng các trang thiết bị liên quan tới cấp điều khiển này đều được sắp xếp trong các Cabin điều khiển. Mối một công đoạn trong dây chuyền sản xuất xi măng sẽ tương ứng với một Cabin điều khiển này. Các Cabin điều khiển được bố trí trong tòa nhà thiết bị điều khiển của nhà máy. Ngoài ra, tại một số phân xưởng còn bố trí các panel điều khiển được xây dựng dựa trên nền tảng là SIEMENS OP 25, phục vụ cho việc giám sát các dữ liệu của quá trình, các cảnh báo và thông tin về các lỗi trong quá trình. Các panel này được xây dựng tại các phân xưởng cho các công đoạn sau: - Nghiền đá vôi và vận chuyển vào két chứa. - Nghiền đá sét và vận chuyển vào két chứa. - Vận chuyển thạch cao vào két chứa. - Vận chuyển than vào kho chứa và phân phối dầu MFO.
  • 22. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 22 - - Đóng bao và xuất hàng. Tại dây chuyền 1 của nhà máy, việc giao tiếp giũa các PLC với các máy tính điều khiển cấp trên sử dụng chuẩn Ethernet, chi tiết về các đặc điểm của chuẩn này ta sẽ đi sâu trong các phần sau. 2.2.3. Cấp điều khiển giám sát Cấp này thực hiện việc giao diện giữa người điều khiển và quá trình sản xuất. Nó thực hiện các chức năng là cung cấp toàn bộ các dữ liệu quá trình, các chức năng hiển thị/ đồ họa, cung cấp trạng thái của toàn nhà máy và các chức năng điều khiển. Toàn bộ các trang thiết bị của cấp điều khiển giám sát được bố trí tại phòng điều khiển trung tâm của nhà máy. Để thực hiện nhiệm vụ của mình, phòng điều khiển trung tâm được trang bị đầy đủ hệ thống phần cứng và phần mềm cần thiết để thực hiện nhiệm vụ của mình. Các thiết bị phần cứng trang bị cho phòng điều khiển trung tâm - Hệ thống 8 màn hình: Có nhiệm vụ hiển thị phục vụ cho việc giám sát và phục vụ cho việc giao tiếp điều khiển giữa người và máy. Phòng điều khiển trung tâm của nhà máy được trang bị 8 màn hình loại CRT, kích cỡ 21”, độ phân giải cao, thuộc loại màn hình màu, có khả năng hiển thị đầy đủ các hệ thống kí tự và các thông tin đồ họa. Tuy nhiên, hiện nay các màn hình sử dụng tại đây đã được thay thế bằng các màn hình LCD 32”, chất lượng hiển thị cao hơn rất nhiều. - Hệ thống các bàn phím: Tương ứng với 8 màn hình là hệ thống 8 bàn phím tương ứng. Chúng có đầy đủ khả năng phục vụ việc giao tiếp với các quá trình, điều khiển các mạch vòng và thực hiện các chức năng với các kết quả. Các bàn phím sử dụng thuộc loại bàn phím máy tính công nghiệp, ngoài các phím kí tự và phím điều khiển thông thường, chúng còn được tích hợp các phím điều khiển chuyên dụng và cũng được cung cấp 1 trackball phục vụ cho việc điều khiển nhà máy. - Các thiết bị vi xử lý: Cùng với các hệ thống màn hình, bàn phím … các bộ vi xử lý tạo nên hệ thống các máy tính công nghiệp trang bị cho phòng điều khiển trung tâm của nhà máy. Các CPU được xây dựng dựa trên nền tảng các vi xử lý này, chúng hỗ trợ đầy đủ các driver để thực hiện giao tiếp giữa CPU và bàn phím, hiển thị lên màn hình, điều khiển các máy in và vào/ra dữ liệu truyền thông với các thiết bị cấp dưới. - Hệ thống các máy in:
  • 23. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 23 - Chúng được trang bị phục vụ một số chức năng in: in các cảnh báo và các báo cáo dữ liệu, video copier: thông qua kết nối với mạng, có thể thực hiện in bất cứ hiển thị từ màn hình điều khiển bất kỳ. - Máy giám sát nhiệt độ lò quay: thực hiện việc giám sát và hiển thị nhiệt độ lò quay, sử dụng công nghệ hồng ngoại, hình ảnh bên trong lò quay được đưa lên trên một màn hình CRT tại trung tâm, phục vụ việc giám sát. Các chức năng phần mềm phục vụ điều khiển giám sát Để phục vụ việc điều khiển giám sát, các máy tính công nghiệp sử dụng tại phòng điều khiển trung tâm được cài đặt các phần mềm sau: - Hệ điều hành FlexOS do IBM phát triển những năm 90. - Phần mềm COROS LSB thuộc lớp các phần mềm HMI phục vụ giao diện người – máy, do SIEMENS phát triển. Cùng với hệ thống các phần cứng, các phần mềm này thực hiện các chức năng của cấp điều khiển giám sát. Với các chức năng như: cung cấp toàn bộ các dữ liệu quá trình, các chức năng hiển thị/ đồ họa, cung cấp trạng thái của toàn nhà máy và các chức năng xử lý kết quả, dữ liệu. Các chức năng hiển thị như sau: Hiển thị giao diện đồ họa (mimics) Bất cứ một công đoạn nào trong dây chuyền sản xuất của nhà máy đều giao tiếp với người điều khiển thông qua giao diện đồ họa tương ứng, giao diện đồ họa này “mô phỏng” lại hình ảnh thực tế của các công đoạn dưới đạng đơn giản hóa. Giúp người điều khiển có cái nhìn trực quan về công đoạn cần điều khiển, giám sát và cũng giúp cho việc nắm bắt được các thông tin về quá trình dễ dàng hơn. Tất cả các dữ liệu quá trình, các đại lượng đo được và các trạng thái của các thiết bị đều được hiển thị lên giao diện đồ họa này. Các dữ liệu trên giao diện được cập nhật theo từng chu kỳ thời gian định trước, tùy thuộc vào các đối tượng quan sát. Với giao diện này, người điều khiển có thể nhận được mọi thông tin, cảnh báo về quá trình và thực hiện công việc điều khiển các phân vùng trong công đoạn được phân công. Nhóm các giao diện phục vụ điều khiển các mạch vòng và điều chỉnh Nhóm gồm có 5 mạch vòng điều khiển quan trọng. Mỗi nhóm trong giao diện này thể hiện các biến quá trình và các kết quả dưới dạng đồ thị thanh. Hiển thị xu hướng phát triển của các biến quá trình (Trend Display) Thể hiện giá trị các biến quá trình trong một khoảng thời gian trước đó và các giá trị thực của biến quá trình tại thời điểm hiển thị. Các hiển thị này dưới dạng đồ họa cho một
  • 24. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 24 - hay nhiều biến quá trình. Phần mềm COROS LSB cho phép hiển thị tối đa 6 biến quá trình cùng lúc trên cùng một đồ thị, chúng phân biệt nhau bởi màu sắc của các đường. Các giá trị biến quá trình của các điểm có thể xem được ngay tại trên đồ thị. Khi di chuyển chuột tới điểm nào đó trên đồ thị thì giá trị của biến quá trình tại điểm đó sẽ được hiển thị trên màn hình. Kích thước và tỉ lệ của các đồ thị này có thể được điều chỉnh theo ý của người giám sát. Các đồ thị này có ý nghĩa giúp người điều khiển quan sát xu hướng diễn biến phát triển của các biến quá trình, qua đó có thể nhận biết tốt hơn về trạng thái của hệ thống, và cũng có thể giúp cho việc so sánh xu hướng phát triển của các biến quá trình khác nhau. Hiển thị các chuỗi logic Các chuỗi logic với trạng thái của chuỗi và các giá trị liên quan đều cho phép hiển thị lên màn hình. Hiển thị tổng thể các kết quả: (Sequence overview) Tổng thể của tất cả các kết quả được hiển thị cho phép việc giám sát tất cả các chuỗi và các trạng thái liên quan. Hiển thị cảnh báo (Alarm Display) Các cảnh báo hiện có về quá trình được thể hiện với ngày và giờ cụ thể. Các cảnh báo thuộc về quá trình và các cảnh báo thuộc về hệ thống được phân biệt. Các cảnh báo được sắp xếp theo trình tự thời gian xảy ra. Hiển thị trạng thái của hệ thống Trạng thái của hệ thống với tất cả các cảnh báo, bao gồm giao diện với cấp trường và các kênh kết nối đều được hiển thị. Hệ thống quản lý các cảnh báo Người điều khiển luôn nhận được các cảnh báo mới nhất hay quan trọng nhất trong phân vùng điều khiển mà mình quản lý từ hệ thống cảnh báo. Hệ thống cho phép nhanh chóng xác định một cảnh báo và cách gọi các hiển thị liên quan hoặc tóm tắt chi tiết về cảnh báo. Các cảnh báo được xuất hiện dưới dạng các thông báo màu đỏ nhấp nháy hoặc các nhãn cảnh báo với tiếng kêu (buzz). Sau khi người điều khiển đã trả lời tín hiệu cảnh báo thì tiếng kêu sẽ chấm dứt và màu sắc các thẻ thông báo sẽ ổn định, ngừng nhấp nháy, cho tới khi các cảnh báo biến mất. Các thẻ cảnh báo là duy nhất ứng với mỗi vị trí xảy ra, các chuỗi,các mạch vòng và các thông báo về loại cảnh báo. Nhật kí về các cảnh báo được giữ lại và được ghi lại theo thứ tự thời gian xảy ra cảnh báo.
  • 25. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 25 - 2.2.4. Cấp quản lý và tối ưu hóa sản xuất Thực hiện các chức năng quản lý và tối ưu hóa hoạt động sản xuất của nhà máy. Các dữ liệu được thu thập từ các cấp dưới, được quản lý, phục vụ cho việc lập các báo cáo và việc tối ưu hóa các hoạt động sản xuất của nhà máy. Hệ thống quản lý thông tin MIS (Management Information System) Hệ thống quản lý thông tin MIS cung cấp trên một máy tính để bàn tất cả các dữ liệu hiện thời và các khoảng thời gian trước đó, cùng với các thông tin về quá trình và về nhà máy mà được quản lý bởi hệ thống các PLC như: - Các giá trị đo được: khối lượng, nhiệt độ, mức, áp suất, dòng … - Thời gian chạy, thời gian nghỉ của các thiết bị. - Các cảnh báo. - Các trạng thái hoạt động của các thiết bị - … Các dữ liệu được tự động thu thập, phân loại, được ghi lại, lưu trữ và nếu có các yêu cầu của người điều khiển thì các dữ liệu có thể được xuất lên màn hình hoặc được in ra. MIS cung cấp thông tin về các giá trị đo, các mức, các nhật ký giá trị của biến quá trình trong các chu kỳ thời gian: một giờ/ một ca/ một ngày/ một tuần/ một tháng dưới dạng các bảng biểu, đường cong, các đồ thị, biểu đồ … và cũng cung cấp sự đánh giá về các giá trị đo được: các giá trị lớn nhất, nhỏ nhất, giá trị trung bình, độ lệch chuẩn … Các thiết bị phần cứng được trang bị cho MIS - Bộ xử lý dữ liệu xây dựng dựa trên máy tính để bàn và bộ vi xử lý Intel Pentium 3, tốc độ xung nhịp là 75Mhz. - Một server dữ liệu phục vụ cho bộ xử lý dữ liệu. - Một máy tính để bàn trang bị các phần mềm MS – DOS, Windows, cấu hình phần cứng: bộ xử lý 80486 xung nhịp 66Mhz, 1 màn hình màu loại CRT, 1 bàn phím và một chuột. - Một máy in loại laser. - Các thiết bị phụ trợ khác. Các phần mềm được trang bị - Phần mềm quản lý thông tin MIS Basic và các gói phần mềm hỗ trợ như MIS – MS. - Chương trình xử lý dữ liệu sản xuất với EXCEL. - Các gói chương trình phục vụ việc thu thập, lưu trữ, ghi nhận các dữ liệu, các sự kiện.
  • 26. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 26 - Hệ thống tối ưu hóa khâu nghiền liệu Một trong những vấn đề quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất xi măng là phải đảm bảo được tỉ lệ các khoáng thành phần theo đúng yêu cầu đối với từng loại mác xi măng. Và đó là nhiệm vụ của khâu nghiền liệu trong dây chuyền sản xuất xi măng. Hệ thống tối ưu hóa khâu nghiền liệu có nhiệm vụ điều khiển khâu nghiền liệu để sản phẩm xi măng có các thành phần khoáng đạt yêu cầu. Hoạt động của hệ thống như sau: - Máy phân tích quang phổ hấp thụ, sẽ phân tích hàm lượng các chất: CaO, SiO2, Fe2O3, Al2O3, K, Na và SO3 có trong mẫu. - Thông tin về hàm lượng các chất trên sẽ được gửi về máy tính QCX. Máy tính sẽ tính các thông số về các mođun LSF, SM và AM. Vốn là 3 thông số quan trọng nhất để đánh giá chất lượng clinker. Trong đó: + Hệ số bão hoà vôi LSF (Lime Saturation Factor): 2 2 3 2 3 100. (90 98)% 2.8 1.18 0.65 CaO LSF SiO Al O Fe O      (2-1) LSF biểu hiện mối quan hệ giữa CaO và các oxit khác, nó thể hiện tổng lượng CaO cần thiết để kết hợp hoàn toàn với các ôxit khác, tạo tỉ lệ các khoáng có trong sản phẩm xi măng đạt yêu cầu. Chủ yếu là cần có đủ lượng CaO để liên kết hoàn toàn các ôxit SiO2, Al2O3, Fe2O3 mặt khác phải tránh thừa CaO tự do gây hại cho xi măng. LSF có ảnh hưởng lớn đến khả năng nung của Clinker. + Mô đun silic SM (Silica module): 2 2 3 2 3 100. (17 35)% SiO SM Al O Fe O     (2-2) SM < 2: Dễ nung, thường pha lỏng quét lớp cola gây hại gạch, khó tạo clinker, lò kém ổn định. Cường độ xi măng thấp. SM > 3: Khó nung, ít pha lỏng, cần nhiều nhiệt, ít cola, clinker bột, vôi tự do cao, lò kém ổn định, cường độ xi măng cao, đóng rắn chậm. Sự tăng SM làm giảm khả năng nung clinker do sự giảm hàm lượng pha lỏng và giảm xu hướng hình thành lớp cola trong lò, sự tăng SM cũng dẫn tới sự đóng rắn và cường độ xi măng phát triển chậm. Sự giảm SM dẫn đến sự pha lỏng tăng điều này cải thiện khả năng nung của clinker và hình thành lớp cola trong lò. + Mô đun nhôm AM:
  • 27. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 27 - 2 3 2 3 100. (15 25)% Al O AM Fe O    (2-3) AM lớn có nghĩa là C3A lớn, xi măng có xu hướng đóng rắn nhanh. AM nhỏ tức là C4AF lớn, xi măng đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp khi đóng rắn. Thông tin về các giá trị này được chuyển tới máy tính trang bị phần mềm tối ưu hóa nghiền liệu MIRE. Xuất phát từ các giá trị thực tế có được, chương trình sẽ tính giá trị đặt cho các hệ số LSF, SIM, ALM, các giá trị sai lệch và giá trị đích theo thuật toán của phần mềm. Thông qua chương trình tối ưu hóa nghiền liệu MIRE, máy tính sẽ tính toán lượng đặt cho khối lượng các thành phần: đá vôi, đá sét, quặng sắt và phụ gia cần thiết, và tương ứng với giá trị đặt điều khiển cho các cân cấp liệu, qua đó đảm bảo tỉ lệ thành phần các khoáng có trong sản phẩm xi măng đầu ra đạt yêu cầu. Hệ thống kỹ thuật ES (Engineering System) Một hệ thống kĩ thuật được xây dựng bên trong tòa nhà trung tâm, cho phép thực thi tất cả các công việc kĩ thuật như : cấu hình hệ thống, phát triển chương trình, và viết lại chương trình. Thực tế đây là công việc của nhóm các kĩ sư thuộc phòng PLC của nhà máy xi măng Bút Sơn. Các thiết bị có trong trạm: - Một màn hình CRT giống như màn CRT trong phòng điều hành trung tâm, cũng cho phép hiển thị tất cả các thông số hiện có của các phần tử trong dây chuyền. - Một bàn phím, QWERTY, cho phép việc lập trình. - Một máy in laser. Việc truy cập vào các hệ thống được bảo vệ bằng password. Phòng PLC có nhiệm vụ khi cần thiết: có thể viết lại các chương trình của hệ thống, chỉnh sửa cấu hình của PLC bất kỳ .v.v… làm cho hệ thống hoạt động ổn định hơn , tối ưu hơn. 2.3. Truyền thông dữ liệu trong mạng điều khiển của nhà máy 2.3.1. Mạng Profibus Trong mạng truyền thông của nhà máy, mạng Profibus thực hiện việc truyền thông dữ liệu giữa các PLC 155U với các thiết bị cấp dưới nó: Các PLC 115U, các biến tần … và giữa các PLC 115U với các thiết bị cấp dưới nó: các cảm biến, các van điện…
  • 28. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 28 - Theo định nghĩa của hiệp hội PI (Profibus International): Profibus là một hệ thống truyền thông số, có tính mở, với khả năng, phạm vi ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất và tự động hóa quá trình. Bus trường (Field Bus): là hệ thống truyền công nghiệp sử dụng các phương tiện truyền thông như: cáp đồng, cáp quang hoặc công nghệ không dây… với phương thức truyền dữ liệu nối tiếp để kết nối các thiết bị trường phân tán (các cảm biến, thiết bị chấp hành, các bộ truyền động, các bộ biến đổi, thiết bị phân tích…) với điều khiển trung tâm hay hệ thống quản lý. Công nghệ bus trường được phát triển trong những năm 80 với mục đích thay thế kiểu đi dây truyền thống và thay thế kiểu truyền thông dữ liệu cổ điển sử dụng tín hiệu tương tự (4-20 mA hay ± 10V) bằng công nghệ truyền thông số. Hình 2.3. Giải pháp truyền thông sử dụng Profibus và Ethernet Kiến trúc giao thức (Protocol Architecture) Bất cứ sự giao tiếp nào cũng cần một ngôn ngữ chung cho các đối tác. Trong kĩ thuật truyền thông, bên cung cấp dịch vụ cũng như bên sử dụng dịch vụ đều phải tuân thủ theo các quy tắc, thủ tục cho việc giao tiếp, gọi là giao thức. Giao thức chính là cơ sở cho việc thực hiện và sử dụng các dịch vụ truyền thông. Vì lý do hiệu suất trao đổi thông tin và giá thành thực hiện nên một số hệ thống chỉ thực hiện một vài lớp trong số đó. Profibus chỉ thực hiện các lớp 1, 2 và 7. Tuy nhiên Profibus DP và PA bỏ qua cả lớp 7 để đảm bảo tối ưu hóa việc trao đổi dữ liệu quá trình giữa cấp điều khiển và cấp chấp hành. Hiệp hội PI còn đưa ra một số quy định chuyên biệt về đặc tính và chức năng đặc thù của thiết bị cho một số lĩnh vực ứng dụng tiêu biểu. Các đặc tả này nhằm mục đích tạo ra khả năng tương tác và thay thế lẫn nhau của thiết bị từ nhiều nhà sản xuất.
  • 29. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 29 - Hình 2.4. Kiến trúc giao thức của Profibus Lớp ứng dụng FMS (Fieldbus Message Specification): là một tập con của chuẩn MMS, đảm nhận việc xử lý giao thức và cung cấp các dịch vụ truyền thông. Lớp liên kết dữ liệu FDL: thực hiện việc kiểm soát truy nhập bus và cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu. Lớp vật lý: thực hiện kĩ thuật truyền dẫn tín hiệu, đảm bảo môi trường truyền dẫn và thực hiện cấu trúc mạng và các giao diện cơ học. Cả ba giao thức FMS, DP và PA đều có chung lớp liên kết dữ liệu (FDL). Profibus – PA có cùng giao diện sử dụng như DP, tuy nhiên tính năng của các thiết bị được quy định khác nhau nhằm phù hợp với môi trường dễ cháy nổ. Kĩ thuật truyền dẫn Lớp vật lý của Profibus quy định về kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu, môi trường truyền dẫn tín hiệu, cấu trúc mạng và các giao diện cơ học. Các kỹ thuật được sử dụng trong các chuẩn Profibus là RS-485, RS-485 IS, và cáp quang (đối với DP và FMS) cũng như MBP (đối với PA). Tại nhà máy, mạng profibus sử dụng là loại Profibus DP, sử dụng kĩ thuật truyền dẫn RS – 485 nên ta đi phân tích các đặc diểm kĩ thuật của chuẩn này. Chuẩn Profibus theo IEC 61158 quy định các đặc tính điện học và cơ học của giao diện RS – 485 cũng như môi trường truyền thông. Các đặc tính điện học bao gồm: Tốc độ truyền thông từ 9,6 kbit/s đến 12 Mbit/s tùy thuộc vào loại cáp sử dụng và độ dài của đoạn mạng. Các thông số về tốc độ truyền cho trong bảng sau: Bảng 2.1. Tốc độ truyền thông theo độ dài đoạn mạng (cáp STP loại A) Tốc độ (kbit/s) 9,6/19,2/ 45,45/93,75 187,5 500 1500 3000/6000/ 12000 Chiều dài (mét) 1200 1000 400 200 100
  • 30. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 30 - Cấu trúc đường thẳng kiểu đường trục/đường nhánh (trunk-line/ drop-line) hoặc daisy – chain, trong đó các tốc độ truyền từ 1,5 Mbit/s trở nên yêu cầu đối với cấu trúc daisy – chain. Trunk - line Drop - line Drop - line Drop - line Drop - line Drop - line Station Station Station Station Station Cable Hình 2.5. Cấu trúc Bus Trunk –line/ Drop – line Trong cấu trúc đơn giản này, tất cả các thành viên của mạng đều được nối trực tiếp với một đường dẫn chung, vì thế việc lắp đặt cáp đơn giản và tiết kiệm được dây dẫn. Trường hợp một trạm hỏng (nếu không đóng vai trò Master) thì không gây ảnh hưởng đến các trạm còn lại. Tuy nhiên, việc dùng chung một đường dây lại đòi hỏi một phương pháp phân chia thời gian sử dụng cho các trạm thích hợp, gọi là phương pháp truy nhập Bus. Ở đây, các trạm có thể đóng vai trò là trạm chủ (master) hay trạm tớ (slave). Cáp dẫn loại này bao gồm hai đôi dây xoắn trong một cáp. Một đôi dây xoắn bao gồm hai sợi dây đồng được quấn cách ly ôm vào nhau, có tác dụng là trung hòa trường điện từ của nhau. Cáp loại STP là loại cáp đôi dây xoắn được bọc bảo vệ. - Số lượng tối đa các trạm trong mỗi đoạn mạng là 32. Có thể dùng tối đa 9 bộ lặp, tức là 10 đoạn mạng. Tổng số trạm tối đa trong một mạng là 126. - Chế độ truyền tải là không đồng bộ và hai chiều không đồng thời. - Phương pháp mã hóa bit là NRZ. - Về giao diện cơ học cho các bộ nối: loại D-Sub 9 chân được sử dụng phổ biến nhất với cấp bảo vệ IP20. Phương pháp truy nhập Bus Trong cấu trúc Bus sử dụng Trunk-line/Drop-line, ưu điểm lớn nhất là tiết kiệm dây dẫn, tuy nhiên việc tất cả các trạm (Master hay Slave) sử dụng chung một đường dây lại đòi hỏi phương pháp phân chia thời gian sử dụng cho các trạm thích hợp, gọi là phương pháp truy nhập Bus. Phương pháp truy nhập bus là một trong những vấn đề cơ bản nhất đối với các hệ thống bus, bởi mỗi phương pháp khác nhau có ảnh hưởng khác nhau tới các đặc tính kỹ thuật của
  • 31. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 31 - hệ thống. Có ít nhất ba khía cạnh đặc biệt được quan tâm: độ tin cậy, tính năng thời gian thực và hiệu suất sử dụng đường truyền. Tính năng thời gian thực là một trong những yếu tố quan trọng bậc nhất của hệ thống truyền thông công nghiệp nói chung và mạng Profibus nói riêng. Tính năng thời gian thực ở đây chỉ yêu cầu thông tin được trao đổi không những đòi hỏi phải chính xác mà còn phải kịp thời và tin cậy. Có thể phân loại các phương pháp truy nhập Bus thành hai nhóm: nhóm các phương pháp tiền định và nhóm các phương pháp truy nhập ngẫu nhiên. Hình 2.6. Phân loại các phương pháp truy nhập bus Với các phương pháp tiền định, trình tự truy nhập bus được xác định rõ rang. Việc truy nhập bus được kiểm soát chặt chẽ theo cách tập trung ở một trạm chủ (phương pháp Master/Slave hay chủ/tớ), theo sự quy định trước về thời gian (phương pháp TDMA) hoặc phân tán bởi các thành thành viên (phương pháp Token Passing). Ngược lại, trong các phương pháp truy cập ngẫu nhiên, trình tự truy nhập bus không được quy định chặt chẽ trước, mà để xảy ra hoàn toàn theo nhu cầu của các trạm. Mỗi thành viên trong mạng có thể thử truy nhập bus để gửi thông tin bất cứ lúc nào. Để loại trừ tác hại của việc xung đột gây nên, có những phương pháp phổ biến như nhận biết xung đột (CSMA/CD) hoặc tránh xung đột (CSMA/CA). Phương pháp truy nhập bus Master/Slave Trong phương pháp chủ/tớ, một trạm chủ có trách nhiệm chủ động phân chia quyền truy nhập bus cho các trạm tớ. Các trạm tớ đóng vai trò bị động, chỉ có quyền truy nhập bus và gửi tín hiệu đi khi có yêu cầu. Trạm chủ có thể dùng phương pháp hỏi tuần tự (polling) theo chu kỳ để kiểm soát toàn bộ hoạt động giao tiếp của hệ thống. Nhờ vậy các trạm tớ có thể gửi các dữ liệu thu thập được từ quá trình kỹ thuật tới trạm chủ (có thể là một PLC, một PC …) cũng như nhận thông tin điều khiển từ trạm chủ.
  • 32. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 32 - Hình 2.7. Phương pháp truy nhập bus chủ/tớ Trình tự được tham gia giao tiếp, hay trình tự được hỏi của của các trạm tớ có thể do người dùng quy định trước (tiền định) bằng các công cụ tạo lập cấu hình. Trong trường hợp chỉ có một trạm chủ duy nhất, thời gian cần cho trạm chủ hoàn thành việc hỏi tuần tự một vòng cũng chính là thời gian tối thiểu của chu kỳ bus. Do vậy chu kỳ bus có thể tính toán trước được một cách tương đối chắc chắn. Đây chính là một trong những yếu tố thể hiện tính năng thời gian thực của hệ thống. Phương pháp truy nhập bus kết hợp Master/Slave và Token Passing Token Passing cũng có thể sử dụng kết hợp với phương pháp chủ/tớ. Trong đó mỗi trạm có quyền giữ token là một trạm chủ, hay còn được gọi là trạm tích cực. Phương pháp này còn được gọi là nhiều chủ (Multi – Master), tiêu biểu trong hệ Profibus. Các trạm chủ này có thể là các bộ điều khiển hoặc các máy tính lập trình, còn các trạm tớ (trạm không tích cực) là các thiết bị vào/ra phân tán, các thiết bị trường thông minh. Mỗi trạm chủ quản lý quyền truy nhập của một số trạm tớ phụ thuộc, trong khi các giữa các trạm chủ thì quyền truy nhập bus được phân chia theo cách chuyển token. Hình 2.8. Cấu hình Multi – Master trong Profibus
  • 33. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 33 - Khung UART Profibus FMS và DP sử dụng phương thức truyền không đồng bộ, vì vậy việc đồng bộ hóa giữa bên gửi và bên nhận phải thực hiện với từng kí tự. Cụ thể, mỗi byte trong bức điện từ lớp 2 khi chuyển xuống lớp vật lý được xây dựng thành một khung ký tự UART dài 11 bit. Trong đó có một bit khởi đầu (Start bit), một bit chẵn lẻ (Parity bit) và một bit kết thúc (Stop bit). Hình 2.9. Ký tự khung UART sử dụng trong Profibus Việc thực hiện truyền tuân thủ theo các nguyên tắc sau đây: - Trạng thái bus rỗi tương ứng với mức tín hiệu của bit 1, tức mức tín hiệu thấp theo phương pháp mã hóa bit NRZ (0 ứng với mức cao). - Trước một khung yêu cầu (Request frame) cần một thời gian rỗi tối thiểu là 33 bit phục vụ mục đích đồng bộ hóa giữa hai bên gửi và bên nhận. - Không cho phép thời gian rỗi giữa các kí tự của một khung. - Với mỗi kí tự UART, bên nhận kiểm tra các bit khởi đầu, bit cuối và bit chẵn lẻ. Với mỗi khung, bên nhận kiểm tra các byte SD, DA, SA, FCS, ED, LE/LEr (nếu có) cũng như thời gian rỗi trước mỗi khung yêu cầu. Nếu có lỗi, toàn bộ khung phải hủy bỏ. PROFIBUS – DP Tại dây chuyền 1 của nhà máy, việc giao tiếp giữa các PLC S5 155U sử dụng chuẩn giao tiếp này. Profibus – DP được phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu cao về tính năng thời gian trong trao đổi dữ liệu. Đối chiếu với mô hình OSI, Profibus – DP chỉ thực hiện các lớp 1 và 2, vì lý do hiệu suất xử lý giao thức và tính năng thời gian. Giao thức Profibus – DP được chia thành ba phiên bản với các kí hiệu Profibus – DP V0, Profibus – DP V1, Profibus – DP V2. Phiên bản DP –V0 quy định các chức năng DP cơ sở bao gồm: - Trao đổi dữ liệu tuần hoàn. - Chẩn đoán trạm, module và kênh. - Hỗ trợ cấu hình với tập tin GSD.
  • 34. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 34 - Phiên bản DP – V1 bao gồm các chức năng của DP –V0 và các chức năng DP mở rộng, trong đó có: - Trao đổi dữ liệu không tuần hoàn giữa PC hoặc PLC với các trạm tớ. - Tích hợp các khả năng cấu hình với các kỹ thuật hiện đại EDD và FDT. - Các khối chức năng theo chuẩn IEC 61131-3. - Giao tiếp an toàn (PROFIsafe) - Hỗ trợ cảnh báo và báo động. Phiên bản DP – V2 mở rộng DP – V1 với các chức năng sau: - Trao đổi dữ liệu giữa các trạm tớ theo cơ chế chào hàng/đặt hàng. - Chế độ giao tiếp đẳng thời. - Đồng bộ hóa đồng hồ và đóng dấu thời gian. - Hỗ trợ giao tiếp qua giao thức HART - Truyền nạp các vùng nhớ lên và xuống. - Khả năng dự phòng Trao đổi dữ liệu tuần hoàn Trao đổi dữ liệu giữa trạm chủ và các trạm tớ gán cho nó được thực hiện theo một trình tự quy định sẵn. Trước khi trao đổi dữ liệu tuần hoàn, trạm chủ chuyển thông cấu hình và các tham số đã được đặt xuống các trạm tớ. Khi thông tin này đúng với cấu hình thực của thiết bị thì nó mới bắt đầu trao đổi dữ liệu tuần hoàn với trạm chủ. Hình 2.10. Nguyên tắc trao đổi dữ liệu tuần hoàn Master/Slave Trong mỗi chu kỳ, trạm chủ đọc thông tin đầu vào lần lượt từ các trạm tớ lên các bộ đệm cũng như đưa thông tin đầu ra từ bộ nhớ đệm lần lượt xuống các trạm tớ theo một
  • 35. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 35 - trình tự quy định sẵn. Với mỗi trạm tớ, trạm chủ gửi một khung yêu cầu và chờ đợi một khung đáp ứng. Thời gian trạm chủ cần để xử lý một lượt danh sách hỏi tuần tự chính là chu kỳ bus. 2.3.2. Mạng Ethernet Trong nhà máy, mạng Ethernet được sử dụng để thực hiện việc truyền thông giữa các PLC S5 155U với các máy tính điều khiển cấp trên nó. Như đã phân tích trong phần trên, sự kết hợp giữa PROFFIBUS – DP và ETHERNET tạo ra một giải pháp truyền thông có nhiều ưu điểm, và nhà thầu Technip Cle đã xây dựng mạng truyền thông của nhà máy dựa trên cơ sở hai mạng này. Ethernet và lịch sử phát triển Ethernet là kiểu mạng cục bộ (LAN) được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Ethernet chỉ là mạng cấp dưới, sử dụng lớp vật lý và một phần lớp liên kết dữ liệu. Có thể sử dụng các giao thức khác nhau ở phía trên, trong đó, TCP/IP là tập giao thức được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Ethernet được sử dụng đầu tiên vào năm 1975, là một sản phẩm của hãng XEROX, sử dụng cáp đồng trục dài 1km, tốc độ truyền 2,94 Mbit/s và phương pháp truy nhập bus CSMA/CD. Từ đó đến nay các phiên bản khác nhau của Ethernet được phát triển mạnh mẽ. Ethernet ngày càng đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp. Bên cạnh việc sử dụng cáp đồng trục và đôi dây xoắn và cáp quang, Ethernet còn sử dụng kĩ thuật truyền không dây Wireless theo chuẩn IEEE 802.11. Kiến trúc giao thức Hiện nay phổ biến nhất là phiên bản Ethernet theo chuẩn IEEE 802.3. Theo chuẩn này, Ethernet chỉ sử dụng lớp vật lý và một phần liên kết dữ liệu. Lớp liên kết dữ liệu được chia thành 2 lớp con là LLC (logical Link Control) và MAC (Medium Access Control). Ethernet theo chuẩn IEEE 802.3 chỉ sử dụng lớp vật lý và lớp MAC.
  • 36. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 36 - Hình 2.11. Ethernet theo chuẩn IEEE 802.3 Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn Ethernet có cấu trúc bus về mặt logic. Về mặt vật lý, cấu trúc mạng có thể là đường thẳng hoặc hình sao tùy theo phương tiện truyền dẫn. Các loại cáp thông dụng và các đặc tính của chúng được liệt kê trong bảng sau: Bảng 2.2. Các loại cáp truyền Ethernet thông dụng Tên hiệu Loại cáp Tốc độ tối đa (Mbit/s) Chiều dài đoạn tối đa Số trạm tối đa trên 1 đoạn 10BASE5 Cáp đồng trục dầy 10 500m 100 10BASE2 Cáp đồng trục mỏng 10 200m 30 10BASE-T Đôi dây xoắn 10 100m 1024 10BASE-F Cáp quang 10 2000m 1024 Với 10BASE5, bộ nối được gọi là vòi hút (vampire tap) đóng vai trò một bộ thu phát (transceiver). Bộ thu phát chứa vi mạch điện tử thực hiện chức năng nghe ngóng đường truyền và nhận biết xung đột. Với 10BASE2, card giao diện mạng được nối với cáp đồng trục thông qua bộ nối thụ động BNC hình chữ T. Bộ thu phát được tích hợp trong bảng mạch điện tử của module giao diện mạng bên trong máy tính. Như vậy, mỗi trạm có một bộ thu phát riêng.
  • 37. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 37 - Với 10BASE-T, các trạm được nối với nhau qua một bộ chia giống như cách nối các máy điện thoại. Trong cấu trúc này, việc bổ sung hoặc tách một trạm ra khỏi mạng là rất đơn giản. Nhược điểm của nó là tốn dây nối và bộ chia chất lượng cũng rất đắt. Bên cạnh cáp đồng trục và đôi dây xoắn thì cáp quang cũng được sử dụng. Với cách ghép nối duy nhất là điểm – điểm, cấu trúc mạng là daisy – chain, hình sao hoặc hình cây. Nhược điểm của cáp quang là giá thành rất đắt. Cấu trúc bức điện IEEE 802.3/Ethernet chỉ quy định lớp MAC và lớp vật lý, vì vậy một bức điện còn được gọi là khung MAC. Cấu trúc một bức điện như sau: Hình 2.12. Cấu trúc khung MAC theo IEEE 802.3/Ethernet Mở đầu một khung MAC là 56 bit 0 và 1 luân phiên. Với mã MBP tín hiệu tương ứng sẽ có dạng tuần hoàn, được bên nhận sử dụng để đồng bộ nhịp với bên gửi. Như vậy việc đồng bộ hóa chỉ được thực hiện một lần cho cả bức điện. Ở tốc độ truyền 10 Mbit/s, khoảng thời gian đồng bộ hóa là 5.6 µs. Tiếp sau đó là một byte SFD (Start of Frame Delimiter), đánh dấu khởi đầu của một khung MAC. Địa chỉ đích hoặc nguồn có thể là 2 hoặc 6 byte. Có hai loại địa chỉ Ethernet là các địa chỉ cục bộ và các địa chỉ toàn cầu, được phân biệt bit 46 (bit gần cao nhất). Các địa chỉ cục bộ có thể được đổ cứng hoặc đặt bằng phần mềm và không có ý nghĩa ngoài mạng cục bộ. Ngược lại, một địa chỉ toàn cầu được IEEE cấp phát, luôn được đổ cứng trong vi mạch để đảm bảo sự thống nhất trên toàn thế giới. Với 46bit, có thể có tổng cộng 7*103 địa chỉ toàn cầu cũng như 7*103 địa chỉ cục bộ. Tuy nhiên, số lượng các trạm cho phép trong một hệ thống mạng công nghiệp còn phụ thuộc vào kiểu cáp truyền, giao thức phía trên cũng như đặc tính của các thiết bị tham gia mạng. Phương pháp truy nhập bus Phương pháp thông dụng và nổi tiếng nhất sử dụng trong mạng Ethernet là phương pháp truy nhập bus ngẫu nhiên CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Nguyên tắc làm việc của CSMA/CD: - Mỗi trạm đều phải tự nghe đường dẫn (carrier sense), nếu đường dẫn rỗi thì mới được phát.
  • 38. Chương 2. Hệ thống điều khiển nhà máy Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 38 - - Do việc lan truyền tín hiệu cần một thời gian nào đó nên vẫn có khả năng hai trạm cùng phát tín hiệu nên đường dẫn. Chính vì vậy, trong khi phát thì mỗi trạm vẫn phải nghe đường dẫn để so sánh tín hiệu phát đi với tín hiệu nhận được xem có xảy ra xung đột hay không (collision detection). - Trong trường hợp xảy ra xung đột, mỗi trạm đều phải hủy bỏ bức điện của mình, chờ một thời gian ngẫu nhiên và thử gửi lại. Hình 2.13. Minh họa nguyên tắc làm việc của CSMA/CD Nếu A và C xảy ra xung đột thì phải sau thời gian chờ ngẫu nhiên mới thử gửi lại. Tuy nhiên thời gian chờ ngẫu nhiên này phải theo được tính theo một thuật toán nào đó để sao cho thời gian chờ ngắn một cách hợp lý và không giống nhau giữa các trạm cũng chờ. Thông thường thời gian chờ này là một bội số của hai lần thời gian lan truyền tín hiệu TS Thuật toán nổi tiếng để giải quyết vấn đề này có tên BEB (Binary Exponential Backoff). Với nội dung như sau: Khe thời gian: là thời gian lan truyền tín hiệu một lần qua lại đường truyền. Giá trị này được tính cho tối đa 2,5 km đường truyền và bốn bộ lặp là 512 thời gian bit hay 51,2 µs. Sau lần xảy ra xung đột đầu tiên, mỗi trạm sẽ chọn ngẫu nhiên 0 hoặc 1 lần khe thời gian chờ trước khi thử gửi lại. Nếu hai trạm ngẫu nhiên cùng chọn một khoảng thời gian, hoặc có sự xung đột mới với một trạm thứ ba, thì số khe thời gian lựa chọn chờ sẽ là 0, 1, 2 hoặc 3. Sau lần xung đột thứ i, số khe thời gian chọn ngẫu nhiên nămg trong khoảng (2i - 1) . Tuy nhiên sau 10 lần xung đột, số khe thời gian chờ tối đa sẽ được giữ lại ở 1023. Sau 16 lần xung đột liên tiếp, các trạm sẽ coi là lỗi hệ thống và báo trở lại lớp giao thức phía trên để xử lý.
  • 39. Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 39 - CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÂN CẤP LIỆU CHO MÁY NGHIỀN THAN 3.1. Than và vai trò trong công nghệ sản xuất xi măng 3.1.1. Vai trò của than Than là nhiên liệu chủ yếu sử dụng trong dây chuyền sản xuất xi măng. Hai khâu quan trọng bậc nhất của công nghệ sản xuất xi măng là: khâu tiền canxi hóa (precalxiner) và khâu nung clinker đều sử dụng năng lượng từ việc đốt than. Lý do than được sử dụng trong dây chuyền sản xuất xi măng là những ưu điểm của nó so với các dạng nhiên liệu khác như dầu nặng hay khí gas. Mà nổi bật trong số đó là ưu điểm vượt trội về tính kinh tế: than rẻ hơn nhiều so với hai dạng nhiên liệu là dầu nặng và khí đốt, trong khi vẫn đảm bảo được các chỉ tiêu kĩ thuật. Một lý do khác đó là trữ lượng than trên thế giới rất lớn, đảm bảo cho sự hoạt động lâu dài của nhà máy xi măng. Đặc biệt tại Việt Nam, trữ lượng than lớn tại các mỏ như Quảng Ninh không những đảm bảo việc cấp nhiên liệu ổn định mà còn đảm bảo được giá cả ở mức hợp lý cho các nhà máy xi măng. 3.1.2. Các chỉ tiêu chất lượng của than Loại than sử dụng trong các nhà máy xi măng nói chung và nhà máy xi măng Bút Sơn nói riêng là than antraxit, hay còn gọi là than cám. So với các dạng nhiên liệu khác như dầu hay khí đốt, các đặc tính của than biến thiên trong một khoảng rộng hơn. Ví dụ như từ loại than antraxit có đặc tính tốt nhất với giá trị calo lớn, hàm lượng các chất dễ bay hơi và độ ẩm thấp, cho tới loại than non có hàm lượng hơi ẩm và các chất dễ bay hơi chiếm tới hơn 60%. Tuy vậy, chỉ tính riêng trong loại than antraxit, các đặc tính cũng đã biến thiên trong một khoảng đáng kể. Các đặc tính của than và tro của nó có ảnh hưởng lớn đến năng suất và tuổi thọ của nhà máy. Các đặc tính của than cần quan tâm bao gồm: Tỉ lệ cacbon và nhiệt cháy (carbon content) Hai thông số này có tính chất quan trọng đối với chất lượng than, và chúng có liên quan tới nhau. Tỉ lệ cacbon có trong than cao sẽ dẫn tới nhiệt cháy của than lớn. Khi nhiệt cháy của than lớn thì đương nhiên lượng than cần sử dụng cũng sẽ ít hơn. Tỉ lệ các chất dễ bay hơi (Volatile Content)
  • 40. Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 40 - Tỉ lệ các chất bay hơi có trong than càng cao thì tốc độ than bắt lửa và cháy càng cao. Tỉ lệ các chất dễ bay hơi cao (trên 35%) còn có nguy cơ gây nổ cao hơn nhiều so với loại than có tỉ lệ các chất này thấp hơn (dưới 25%). Loại than có tỉ lệ các chất bay hơi trên 45% đòi hỏi sự cẩn trọng đặc biệt. Vì lý do an toàn, loại than antraxit được sử dụng trong công nghệ sản xuất xi măng thường có tỉ lệ các chất bay hơi dưới 10%. Đặc tính giãn nở (Swelling properties) Trong quá trình xử lý, nghiền than, nhiệt độ của than được nâng lên cao. Các hạt than vì vậy có độ giãn nở nhất định so với kích thước của chúng ở nhiệt độ bình thường. Nếu độ giãn nở này lớn thì than dễ cháy hơn, dẫn đến thời gian cháy của các hạt than nhanh hơn. Thành phần hơi ẩm (Moisture Content) Than có hai thành phần hơi ẩm: loại hơi ẩm bề mặt và loại hơi ẩm tồn tại dưới dạng nước kết tinh. Thông thường, hơi nước tồn tại dưới dạng kết tinh mà cao thì các phản ứng hóa học của than mãnh liệt hơn và khả năng gây nổ cũng cao hơn. Để đảm bảo cho quá trình đốt than, hơi ẩm tồn tại ở dạng bề mặt cần được loại bỏ trong quá trình nghiền than. Ngược lại, hơi ẩm dưới dạng tinh thể không nhất thiết phải loại bỏ, trái lại cần làm giảm quá trình này nếu không trong quá trình đốt hơi nước trong không khí có khả năng phản ứng cao hơn với than và có thể gây nổ. Tỉ lệ tro than (Ash Content) Thành phần hóa học của tro than có ảnh hưởng đáng kể đến một số quá trình. Dẫn đến loại than được chọn cần phải có tỉ lệ tro than thích hợp. Độ cứng và chỉ số mài mòn (Hardness and Abrision) Độ cứng của than ảnh hưởng đến khả năng nghiền của máy nghiền than, than càng cứng thì càng khó nghiền và làm giảm độ mịn của bột than. Trong khi đó chỉ số mài mòn của than có ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy nghiền. 3.2. Công đoạn nghiền than nhà máy Bút Sơn Than được sử dụng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng là loại than antraxit. Than được mua từ tập đoàn Than Khoáng Sản Việt Nam, được chở về kho chứa nhà máy thông qua đường bộ. Nhiệm vụ cơ bản của quá trình nghiền than là đảm bảo cung cấp đủ khối lượng và chất lượng than cho quá trình nung Clinker và tiền canxi hóa. Chất lượng than ở đây bao hàm các yếu tố: độ mịn, tỉ lệ các bon, tỉ lệ hơi nước, nhiệt độ, tỉ lệ các chất dễ bay hơi.
  • 41. Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 41 - Hình 3.1. Công đoạn nghiền than
  • 42. Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 42 - 3.2.1. Quá trình vận chuyển than vào kho chứa Than được vận chuyển về kho chứa của nhà máy và được chất thành đống. Sau đó, than được cào lên băng chuyền 1181, đổ xuống băng tải 1190. Băng tải này đưa than đến máy rải liệu 1191, than được rải thành 2 đống lớn, mỗi đống có khối lượng khoảng 7500 tấn. Trong quá trình rải than thành đống, máy rải liệu thực hiện việc đồng nhất than theo kiểu Chevron. 3.2.2. Quá trình vận chuyển than lên két chứa Sau khi được rải thành hai đống, than được cầu cào 1184 đưa lên băng tải 1185A, vận chuyển xuống băng chuyền 1187. Trong quá trình vận chuyển than trên băng chuyền này có diễn ra quá trình loại bỏ các tạp chất kim loại trong than nhờ máy tách kim loại 1188. Với mục đích bảo vệ cho máy nghiền than, tránh việc phải nghiền các tạp chất kim loại này. Băng tải 1187 vận chuyển than tới băng tải 1514. Từ đó, than được phân phối vào hai két chứa 1500A và 1500B, mỗi két chứa có dung tích 100 tấn. Trong quá trình vận chuyển than vào hai két chứa có diễn ra quá trình phân loại than. Cụ thể, két chứa 1500A chứa than antraxit loại 3 và két chứa 1500B chứa than antraxit loại 4. Việc phân phối than vào két chứa nào dựa trên cơ sở phân tích của phòng thí nghiệm KCS về chất lượng than đầu vào. Dựa trên các phân tích này mà từng mẻ than tương ứng sẽ được vận chuyển vào hai két chứa 1500A (than loại 3) và 1500B (than loại 4). Và việc này được thực hiện thông qua điều khiển chiều cho động cơ 1514M1 (là loại động cơ có thể đảo chiều) truyền động cho băng tải 1514 đổ vào một trong hai két. 3.2.3. Quá trình nghiền than Than từ hai két chứa 1500A và 1500B sẽ thông qua hệ thống cân cấp liệu, được đưa vào máy nghiền than. Và việc điều chỉnh lượng than đưa vào máy nghiền, hay nói cách khác là điều chỉnh năng suất nghiền của máy là nhiệm vụ của hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than. Ngoài ra, việc điều chỉnh tỉ lệ lượng than loại 3 và loại 4 đưa vào máy nghiền cũng do hệ thống cân cấp liệu đảm nhận. 3.2.4. Quá trình phân phối bột than vào hai két chứa Bột than sau khi qua khỏi máy nghiền, qua máy phân ly không khí, lắng tụ chủ yếu tại cyclone 1542, lượng than còn lại được thu hồi qua máy lọc bụi tĩnh điện. Than mịn được đưa qua van điện 1544 (được điều khiển độ mở van bởi động cơ 1544M1).
  • 43. Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 43 - Than được đưa tiếp xuống van phân chia 1545A, có nhiệm vụ phân chia lượng than phục vụ hai quá trình là: nung clinker và tiền canxi hóa. Van 1545A được điều khiển bởi 1545AM1. Tại đây than phân chia thành 2 đường: - Than phục vụ cho quá trình nung clinker: được đưa xuống két chứa 1520 theo kênh CH1508. Với dung tích chứa 80 tấn. - Than phục vụ cho quá trình tiền canxi hóa: được đưa tới máng 1545 và được vận chuyển xuống két chứa 1530, dung tích chứa là 80 tấn. Bảng 3.1. Các thông số của máy nghiền than 1506 Thông số Đơn vị Giá trị Năng suất t/h 30 Tỉ lệ các chất dễ bay hơi % 6-9 Kích thước hạt đầu vào mm max 15 Độ mịn (sót lại trên lưới 90µm) % max 5 Độ ẩm của than: Đầu vào % Max 12 Đầu ra % Max 1.5 Nhiệt độ: bình thường 0 C 200 max 0 C 450 Áp suất mmH2O -70 Hãng sản xuất PFEIFFER Model MPS 2450 Số lượng con lăn 3 Lực nghiền mỗi con lăn KN 670 Đường kính than mm 4120 Đường kính bàn mm 3070 Đường kính con lăn mm 1750 3.3. Hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than Như đã đề cập trong các phần trên, nhiệm vụ trực tiếp của hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than là đảm bảo duy trì lượng than cấp ổn định cho máy nghiền, qua đó điều chỉnh năng suất của máy nghiền. 3.3.1. Yêu cầu đối với than được sử dụng tại nhà máy Bút Sơn Than được sử dụng trong công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy xi măng Bút Sơn là than antraxit, có các yêu cầu về các đặc tính sau:
  • 44. Chương 3. Nghiên cứu hệ thống cân cấp liệu cho máy nghiền than Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149 - 44 - - Giá trị nhiệt lượng thấp nhất: 6600 – 7480 kcal/kg - Tỉ lệ các chất dễ bay hơi: 5 – 8 % - Tỉ lệ tro than : 10 – 12 % Vì lý do an toàn lên loại than có tỉ lệ các chất dễ bay hơi cao trên 8% không được sử dụng, chúng rất dễ gây nổ trong quá trình nghiền hay đốt lò khi gặp tỉ lệ oxi thích hợp. Để đạt được tỉ lệ như trên thì than được phân loại dựa trên các phân tích về mẫu than từ phòng thí nghiệm KCS, thành 2 loại than: than loại 3 và than loại 4. Khi tiến hành cấp liệu cho máy nghiền: than được tiến hành trộn theo tỉ lệ 40% than antraxit loại 3 và 60% than antraxit loại 4. 3.3.2. Nhu cầu than sử dụng của dây chuyền sản xuất của nhà máy Than được sử dụng trong hai công đoạn quan trọng nhất của nhà máy: công đoạn tiền canxi hóa (Precalxiner) và công đoạn lò nung. Trong đó, tương quan về lượng than sử dụng: công đoạn tiền canxi hóa chiếm khoảng 60% lượng than được sử dụng, công đoạn lò nung chiếm 40% còn lại. Trong quá trình khởi động, bắt đầu với quá trình sấy lò, dầu MFO sẽ được đốt để sưởi lò nung. Và quá trình sấy lò thông thường mất tới 24 giờ. Sau khoảng 24 giờ sấy lò với dầu MFO, nhiệt độ lò lúc này đạt được khoảng 9500 C thì bắt đầu quá trình khởi động các vòi đốt than cho lò nung. Lượng cấp liệu cho lò nung tại giai đoạn khởi động Song song với việc khởi động các vòi đốt than là việc khởi động quá trình cấp liệu cho lò nung. Vì lý do an toàn và để tránh gây rung động cho lò nung. Quá trình cấp liệu cho lò nung ở giai đoạn khởi động chỉ được thực hiện với 50% công suất của lò nung. Tại nhà máy Bút Sơn, lò nung được thiết kế với công suất là 4000 tấn Clinker/ngày (tương ứng là lưu lượng thô 270 tấn/h) , như vậy trong quá trình khởi động lò nung, quá trình cấp liệu thực hiện với mức 135 tấn/giờ. Sau đó, lượng liệu cấp sẽ được tăng lên dần và đạt tới mức giá trị đặt trong vòng 8 -9 giờ sau đó. Tốc độ quay của lò nung Tốc độ quay của lò nung cần được đảm bảo hợp lý và tương quan với lượng cấp liệu. Công thức kinh nghiệm sau được áp dụng cho việc xác định tốc độ quay của lò nung mà nhà thầu Technip Cle sử dụng: Tốc độ quay lò nung (v/ph) = 0,01005 × lưu lượng liệu thô (t/h) (3-1) Vì thời gian liệu thô đi qua tháp sấy ngắn nên tốc độ lò quay cần được điều chỉnh ngay lập tức tương ứng với tỉ lệ liệu cấp, tránh gây ra các rung động (shockwave) cho lò quay.