Khảo sát thiết kế hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện trên nền simatic S7-300.doc

DỊCH VỤ VIẾT THUÊ ĐỀ TÀI TRỌN GÓI ZALO / TEL: 0909.232.620
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ
ĐỀ TÀI:
KHẢO SÁT THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỔI BỤI LÒ
HƠI CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TRÊN NỀN SIMATIC S7-300
Học viên: VŨ MẠNH LAI
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN DOÃN PHƯỚC
THÁI NGUYÊN 2009

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐHKT CÔNG
NGHIỆP *****
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ----------------------
---------------
THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Học viên: Vũ Mạnh Lai
Lớp: CHK9
Chuyên ngành: Tự động hoá
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Doãn Phước
Ngày giao đề tài: 06/08/2008
Ngày hoàn thành: 15/03/2009
KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN
PGS.TS: Nguyễn Doãn Phước Vũ Mạnh Lai

Luận văn tốt nghiệp 1
Lời nói đầu
Ngày nay, cùng hoà nhập với chủ trương công nghiệp hoá hiện đại hoá,
ngành điện đóng một vai trò chủ đạo trong chiến lược phát triển kinh tế của cả
nước. Tuy nhiên hiện nay năng lượng điện để sản xuất và tiêu dùng còn thiếu rất
nhiều. Nhà nước, chính phủ Việt Nam đã có rất nhiều phương án để khắc phục vấn
đề này như trong quy hoạch phát triển năng lượng điện chính phủ đã đưa ra danh
mục xây dựng các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện và nâng cấp mở rộng các nhà
máy điện hiện có.
Đặc biệt cùng với sự hội nhập kinh tế thế giới các khu công nghiệp, chế
xuất phát triển mạnh, đời sống nhân dân ngày càng cao do dó đã kéo theo nhu cầu
sử dụng điện tăng đột biến. Vì vậy việc xây dựng, nâng cấp các nhà máy nhiệt
điện được chính phủ quan tâm hàng đầu như : Xây dựng mở rộng nhà máy nhiệt
điện Phả Lại 2, Uông Bí 2, Ninh Bình…Xây dựng mới nhà máy nhiệt điện Quảng
Ninh 1, Quảng Ninh 2, Cẩm Phả 1, Cẩm Phả 2, Mông Dương 1, Mông Dương 2,
Sơn Động, Mạo Khê…
Song song với việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện là việc bảo
dưỡng, sửa chữa, nâng cấp nhà máy điện. Hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho
nhà máy nhiệt điện là một trong những hệ thống đóng vai trò quan trọng bởi thổi
bụi đều đặn để duy trì công suất hấp thụ nhiệt của các đường ống lò hơi, tăng hiệu
suất truyền nhiệt của các đường ống sinh hơi, nâng cao tuổi thọ và năng suất lò
hơi. Do hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện nước ta hiện
nay phụ thuộc vào kỹ thuật nước ngoài, giá thành cao nên việc bảo dưỡng, sửa
chữa, thay thế gặp khó khăn. Vì vậy đề tài: “Khảo sát thiết kế hệ thống điều
khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện” thay thế hệ thống thổi bụi hiện tại
trong tình trạng bị hỏng hoặc có nỗi phần mềm điều khiển không khắc phục được
cần phải làm bởi làm được như vậy chắc giá thành sẽ rẻ hơn mà chúng ta hoàn chủ
động trong việc bảo hành, sửa chữa mà không phụ thuộc vào chuyên gia nước
ngoài. Cũng qua đó bản đồ án này đã được hoàn thành, mong muốn có thể từ đây
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

xây dựng được một hệ thống thổi bụi tại Việt Nam với đặc điểm kỹ thuật và giá
thành hợp lý hơn.
Trong thời gian làm luận văn, với những kiến thức được học trong nhà
trường cùng với tài liệu tham khảo, sách, tạp chí ở ngoài chương trình học tập và
đặc biệt nhờ có sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo PGS.TS Nguyễn
Doãn Phước, các thầy cô trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, Đại
học Bách khoa Hà Nội cùng các bạn đồng nghiệp mà tôi đã hoàn thành bản luận
văn này. Tuy nhiên do kiến thức, khả năng còn hạn chế nên không thể tránh khỏi
những thiếu sót, vì vậy tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp cho bản
luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn !
Thái Nguyên, tháng 3 năm 2009
Tác giả
Vũ Mạnh Lai

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................... 1
DANH MỤC HÌNH VẼ........................................................................................... 5
Chương 1: Những vấn đề cơ bản của lò hơi
1.1. Vai trò của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện...................................................... 6
1.2. Mô tả sơ lược đặc tính kỹ thuật lò hơi, máy thổi bụi nhà máy nhiệt điện Phả
Lại 2.......................................................................................................................... 8
1.3. Vai trò của máy thổi bụi trong nhà máy nhiệt điện......................................... 15
1.4. Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển máy thổi bụi............................................. 17
Chương 2: Máy thổi bụi
2.1. Mô tả chung máy thổi bụi................................................................................ 18
2.2. Mô tả cấu trúc máy thổi bụi............................................................................. 19
2.3. Giới thiệu hoạt động máy thổi bụi................................................................... 22
2.4. Thông số cơ chính máy thổi bụi...................................................................... 23
2.4.1. Thông số cơ chính máy thổi bụi ngắn (Wall Blower-WB).......................... 23
2.4.2. Thông số cơ chính máy thổi bụi dài (Long Sootblower-LSB)..................... 25
2.5. Van điều khiển và nguyên tắc vận hành.......................................................... 27
2.5.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống van.......................................................... 27
2.5.2. Thiết kế sơ đồ hệ thống van.......................................................................... 29
2.5.3. Chức năng các van........................................................................................ 31
2.5.4. Mô tả nguyên lý vận hành của hệ thống van................................................ 33
2.6. Bộ điều khiển điện truyền động tuyến tính Modat.......................................... 34
2.7. Cảm biến (Sensor áp và Sensor nhiệt)............................................................. 37
2.7. 1.Cảm biến áp suất (Sensor áp kiểu DMP 333)............................................... 37
2.7.2. Cảm biến nhiệt độ (Sensor nhiệt - PT100)................................................... 39
Chương 3: Giới thiệu PLC Simatic S7-300
3.1. Mở đầu............................................................................................................. 43
3.2. Cấu trúc phần cứng của PLC S7-300............................................................... 44
3.2.1. Giới thiệu PLC S7-300................................................................................. 44

3.2.2. Giới thiệu các module PLC S7-300.............................................................. 44
3.2.3. Cấu trúc bộ nhớ CPU.................................................................................... 52
3.3. Phần mềm STEP 7........................................................................................... 54
3.3.1. Chức năng của phần mềm STEP 7............................................................... 54
3.3.2. Ngôn ngữ lập trình........................................................................................ 54
3.3.3. Các bước thực hiện để viết một chương trình điều khiển............................. 55
Chương 4: Thiết kế trạm PLC, mạch lực và chương trình điều khiển cho hệ
thống thổi bụi
4.1. Thiết lập bài toán điều khiển và trạm PLC...................................................... 58
4.1.1. Nguyên tắc hoạt động và các thành phần chính của hệ thống thổi bụi........ 58
4.1.2. Cấu hình trạm PLC....................................................................................... 58
4.2. Cơ cấu chấp hành và mạch lực cho hệ thống thổi bụi..................................... 61
4.2.1. Cơ cấu chấp hành.......................................................................................... 61
4.2.2. Mạch lực cho hệ thống thổi bụi.................................................................... 63
4.3. Tổng quát quá trình hoạt động và vận hành..................................................... 63
4.3.1. Giới thiệu trình tự thổi bụi điển hình trong nhà máy nhiệt điện................... 63
4.3.2. Mô tả quá trình hoạt động và vận hành........................................................ 64
4.3.3. Việc kiểm tra thông thường thiết bị làm việc và thiết bị dự phòng.............. 65
4.3.4. Các sự cố có thể xẩy ra trong hệ thống thổi bụi - Tình huống, nguyên nhân,
tín hiệu liên động - bảo vệ, xử lý của người vận hành............................................ 67
4.3.5. Các biện pháp an toàn khi thổi bụi các bề mặt trao đổi nhiệt lò hơi............. 68
4.4. Chương trình điều khiển hệ thống bằng phần mềm Step 7.............................. 69
KẾT LUẬN............................................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 71
PHỤC LỤC........................................................................................................... 72

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình1.1: Nguyên lý cấu tạo của lò hơi và hệ thống vòi thổi bụi
Hình 1.2: Hình ảnh máy thổi bụi và nguyên lý làm sạch
Hình 2.2: (a) Hình ảnh máy thổi bụi dài; (b) máy thổi bụi ngắn.
Hình 2.3: Động cơ và hộp giảm tốc
Hình 2.4: Gối đỡ ống lao
Hình 2.5: Gối đỡ và hộp chèn ống lao
Hình 2.6: Van hơi và cơ cấu đóng mở
Hình 2.7: Hình ảnh máy thổi bụi và van hơi
Hình 2.8: Nguyên lý làm việc của hệ thống van
Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống van
Hình 2.10: Hình ảnh actuators modact MT
Hình 2.11: Cấu hình của actuator
Hình 2.12: Đầu cảm biến áp lực
Hình 2.13: Cảm biến đo nhiệt độ loại PT100
Hình 3.1: Nguyên lý chung về cấu trúc của một bộ điều khiển logic khả trình
H ình 3.2: Cấu hình cứng của trạm PLC
Hình 3.3: Hình ảnh modul CPU của PLC S7-300
Hình 3.4: Hình ảnh modul nguồn của PLC S7-300
Hình 3.5: Hình ảnh module cổng vào số của PLC S7-300
Hình 3.6: Hình ảnh module cổng ra số của PLC S7-300
Hình 3.7: Hình ảnh module cổng vào/ra số của PLC S7-300
Hình 3.8: Hình ảnh module cổng ra tương tự của PLC S7-300
Hình 3.9: Hình ảnh module FM của PLC S7-300
Hình 3.10: Hình ảnh module CP của PLC S7-300
Hình 3.11: Hình mô tả quy trình thực hiện chương trình điều khiển tuyến tính
Hình 3.12: Cấu trúc một chương trình có cấu trúc
Hình 4.1: Thông số kỹ thuật của modul SM 321 DI, SM 322 DO32xDC24V/0,5A.
Hình 4.2: Cấu trúc trạm PLC của hệ thống điều khiển thổ bụi

Chương 1: Những vấn đề cơ bản của lò
hơi 1.1. Vai trò của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện.
Lò hơi là thiết bị trong đó xẩy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng
tỏa ra sẽ biến nước thành hơi, biến năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng của
dòng hơi. Lò hơi là thiết bị có mặt gần như trong tất cả các xí nghiệp, nhà máy, để
sản xuất hơi nước để phục vụ cho quá trình sản xuất điện năng trong nhà máy
điện, phục vụ cho quá trình đun nấu, chưng cất các dung dịch, sấy sản phẩm trong
quá trình công nghệ ở các nhà máy…Tuỳ thuộc vào nhiệm vụ của lò hơi trong sản
xuất, ta có thể phân làm hai loại sau:
Trong các nhà máy công nghiệp như nhà máy hoá chất, đường, rượu, bia,
nước giải khát, thuốc lá, dệt, chế biến thực phẩm…, hơi nước phục vụ cho quá
trình đun nấu, chưng cất các dung dịch, cô đặc và sấy các sản phẩm…thường là
hơi bão hoà. Áp suất hơi tương ứng với nhiệt độ bão hoà cần thiết cho quá trình
công nghệ, loại lò hơi này được gọi là lò hơi công nghiệp, có áp suất hơi thấp, sản
lượng nhỏ.
Trong nhà máy điện, lò hơi sản xuất ra hơi để làm quay tuốc bin, phục vụ
cho sản xuất điện năng, đòi hỏi phải có công suất lớn, hơi là hơi quá nhiệt có áp
suất và nhiệt độ cao. Loại này được gọi là lò hơi nhà máy điện. Nhiên liệu đốt
trong lò hơi có thể là nhiên liệu rắn như than, củi, bã mía, có thể là nhiên liệu lỏng
như dầu nặng (FO), dầu diezen (DO) hoặc nhiên liệu khí.
Hình 1.1 trình bày nguyên lý cấu tạo của lò hơi tuần hoàn tự nhiên trong
nhà máy điện.
Nhiên liệu và không khí được phun qua vòi phun số 1 vào buồng lửa số 2,
tạo thành hỗn hợp cháy và được đốt cháy trong buồng lửa, nhiệt độ buồng lửa có
thể đạt tới 19000
C. Nhiệt lượng toả ra khi nhiên liệu cháy truyền cho nước trong
dàn ống sinh hơi 3, nước tăng dần nhiệt độ đến sôi, biến thành hơi bão hoà. Hơi
bão hoà theo ống sinh hơi 3 đi lên, tập trung vào bao hơi số 5. Trong bao hơi số 5,
hơi được phân ly ra khỏi nước, nước tiếp tục đi xuống theo ống xuống 4 đặt ngoài
tường lò rồi lại sang ống sinh hơi số 3 để tiếp tục nhận nhiệt. Hơi bão hoà từ bao

hơi số 5 sẽ đi qua ống góp hơi số 6 vào các ống xoắn của bộ quá nhiệt số 7. Ở bộ
quá nhiệt số 7, hơi bão hoà chuyển động trong các ống xoắn sẽ nhận nhiệt từ khói
nóng chuyển động phía ngoài ống để biến thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn
và đi vào ống góp để sang tua bin hơi và biến đổi nhiệt năng thành cơ năng làm
quay tua bin.
Máy thổi bụi dài
Máy thổi bụi ngắn
Hình1.1. Nguyên lý cấu tạo của lò hơi và hệ thống vòi thổi bụi
1. Vòi phun nhiên liệu 6. Bộ quá nhiệt nửa bức xạ 13. Quạt khói
2.Buồng đốt 8. Ống hơi lên 14. Quạt gió
3. Phễu tro lạnh 9. Bộ qua nhiệt đối lưu 15. Bao hơi
4. Đáy thải xỉ 10. Bộ hâm nước 16. Ống nước xuống
5. Dàn ống sinh hơi 11. Bộ sấy không khí 17. Ống góp
6. Bộ quá nhiệt bức xạ 12. Bộ khử bụi

1.2. Mô tả sơ lược đặc tính kỹ thuật lò hơi, máy thổi bụi nhà máy nhiệt điện
Phả Lại 2.
Lò hơi nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 thuộc loại lò một bao hơi, tuần hoàn
tự nhiên, thông gió cân bằng, buồng lửa thải xỉ khô, quá nhiệt trung gian một cấp
và áp lực dưới tới hạn, phù hợp cho việc lắp đặt ngoài trời. Lò hơi được thiết kế để
đốt than bột với hệ thống phun than trực tiếp (không có kho than bột trung gian và
các máy cấp than bột).
- Đặc tính kỹ thuật của lò hơi ở phụ tải cực đại và định mức như sau:
TT Chỉ tiêu thiết kế
Đơn vị Trị số
BMCR RO
1 Lưu lượng hơi quá nhiệt t/h 921,76 875,57
2 Áp lực bao hơi kg/cm2
189,4 187,5
3 Nhiệt độ bao hơi 0C 360 359
4 Áp lực hơi quá nhiệt kg/cm2
174,6 174,1
5 Nhiệt độ hơi quá nhiệt 0C 541 541
6 Lưu lượng hơi quá nhiệt trung gian t/h 814,86 776,9
7 Áp lực hơi vào bộ quá nhiệt trung gian kg/cm2
44,81 42,81
8 Nhiệt độ hơi vào bộ quá nhiệt trung gian 0C 348,1 344,1
9 Áp lực hơi ra bộ quá nhiệt trung gian kg/cm2
42,71 40,71
10 Nhiệt độ hơi ra bộ quá nhiệt trung gian 0C 541 541
11 Áp lực nước cấp vào bộ hâm nước kg/cm2
192,8 190,7
12 Nhiệt độ nước cấp vào bộ hâm nước 0C 262 259
13 Nhiệt độ nước cấp ra bộ hâm nước 0C 291 288
14 Tiêu hao nhiên liệu kg/h 131,119 125,257
15 Tổng các tổn thất % 11,63 11,5
16 Hiệu suất lò % 88,37 88,5

- Nhiên liệu chính là than antraxite từ 5 mỏ than khác nhau được trộn lẫn
theo 1 tỉ lệ như sau: Than Cẩm Phả + Hòn Gai là 40 %, than Mạo Khê + Tràng
Bạch là 40 %, than Vàng Danh là 20 %. Bình thường khi đốt than theo thiết kế, lò
hơi có khả năng giảm tải tới 6 0 % phụ tải cực đại của lò hơi mà không cần phải
kèm dầu.
- Đặc tính kỹ thuật của than như sau:
TT Chỉ tiêu phân tích Ký hiệu Trị số
1 Độ ẩm làm việc Wlv 9%
2 Chất bốc làm việc Vlv 4,8%
3 Đọ tro làm việc Alv 30,32%
4 Các bon cố định Ccđ 55,58%
5 Độ ẩm trong Wt 1,9%
6 Các bon làm việc Clv 56,5%
7 Hydro làm việc Hlv 1,415%
8 Nitơ làm việc Nlv 0,58%
9 Lưu huỳnh làm việc Slv 0,5%
10 Ô xy làm việc Olv 1,69%
11 Nhiệt trị cao Qc 5080 Kcal/kg
12 Nhiệt tri thấp làm việc Qtlv 4950 Kcal/kg
13 Hệ số nghiền HGI 66
14 Cỡ hạt - 0 - 18 mm
15 Tỷ trọng - 1,05 t/h
- Dầu FO được sử dụng để khởi động lò, ổn định khi cháy kém và hỗ trợ
khi ngừng lò bình thường. Các loại dầu FO có thể sử dụng được là dầu số 4, số 5,
số 6 theo quy định phân cấp của ASTM. Khi chỉ đốt dầu, có thể nâng công suất lò
hơi tới 30 % phụ tải cực đại.

- Đặc tính kỹ thuật của dầu như sau:
TT Chỉ tiêu chất lượng Đơn vị Trị số
1 Nhiệt trị cao Kcal/kg 10.000 ÷ 10.600
2 Tỷ trọng tai nhiệt độ 15oc Tấn/lít 0,96 ÷0,97
3 Độ nhớt tại 1000
C cst 5÷20
4 Điểm chớp cháy 0C 66
5 Điểm đông đặc 0C -20 ÷ +26
6 Lưu huỳnh % 0,3 - 0,5
7 Nitơ % -
8 Các bon % 86÷90
9 Hyđro % 10÷12
10 Hàm lượng nước % 0,05 ÷2
11 Hàm lượng tro % 0,01 ÷0,1
- Buồng đốt được cấu tạo từ các dàn ống sinh hơi. Các ống sinh hơi được
hàn với nhau bằng các thanh thép dẹt dọc theo 2 bên vách ống tạo thành các dàn
ống kín. Các dàn ống sinh hơi tường trước và tường sau ở giữa tạo thành vai lò,
phía dưới tạo thành các phễu tro lạnh. Phía trên buồng đốt, các dàn ống sinh hơi
tường sau tạo thành phần lồi khí động. Trên bề mặt ống sinh hơi vùng rộng của
buồng đốt từ dưới vai lò tới trên phễu lạnh được gắn gạch chịu nhiệt tạo thành
vùng đai đốt bảo vệ bề mặt ống.
- Để ổn định tuần hoàn, các dàn ống sinh hơi được chia thành 20 vòng tuần
hoàn nhỏ. Từ bao hơi, nước theo 4 đường ống nước xuống, phân chia đi vào 20
ống góp dưới trước khi vào các dàn ống sinh hơi. Hỗn hợp hơi nước bốc lên từ các
dàn ống sinh hơi tường 2 bên lò tập trung vào các ống góp trên 2 bên sườn trần lò,
từ các dàn ống sinh hơi tường trước tập trung vào các ống góp trên tường trước và

từ các dàn ống sinh hơi tường sau tập trung vào các ống góp trên tường tường sau
của lò. Từ các ống góp này hỗn hợp hơi nước đi vào bao hơi bằng 50 đường ống
lên.
- Theo chiều ra đường khói, phía trên buồng đốt và trên đường khói nằm
ngang bố trí lần lượt các bộ quá nhiệt cấp 2, bộ quá nhiệt cuối cùng, và phần sau
của bộ quá nhiệt trung gian. Phần đường khói đi xuống được chia thành 2 đường,
trước và sau, được phân cách bởi dàn ống phân cách đầu vào bộ quá nhiệt cấp 1.
Đường trước đặt phần đầu bộ quá nhiệt trung gian, đường sau đặt bộ quá nhiệt cấp
1. Lưu lượng khói đi vào 2 đường này có thể điều chỉnh được nhờ các tấm chắn
điện - thuỷ lực trên đường khói ra sau bộ hâm nước.
- Phía dưới bộ quá nhiệt trung gian và bộ quá nhiệt cấp 1 là bộ hâm nước.
Bộ hâm nước thuộc loại chưa sôi, có cánh tản nhiệt và chia thành 2 phần. Một
phần đặt dưới bộ quá nhiệt trung gian còn phần kia đặt dưới bộ quá nhiệt cấp 1. Ra
khỏi bộ hâm nước, dòng khói chia đều thành 2 đường đi vào 2 bộ sấy không khí
kiểu quay, hồi nhiệt.
- Hệ thống vòi đốt của mỗi lò hơi bao gồm:
+ 4 vòi đốt dầu khởi động bố trí ở tường trước phía trên phễu tro lạnh. Các vòi này
chỉ sử dụng khi khởi động lò hơi từ trạng thái lạnh.
+ 16 vòi đốt dầu chính bố trí xen kẽ với các vòi đốt than bột trên các vai lò, 8 vòi
phía trước và 8 vòi phía sau. Chúng được sử dụng để bắt cháy các vòi đốt than bột,
hỗ trợ khi lò cháy kém, khi ngừng lò bình thường và khởi động lò hơi từ các trạng
thái ấm, nóng và rất nóng.
+ 16 bộ vòi đốt than bột loại đặt chúc xuống (Downshot) bố trí đều trên các vai lò
trước và sau, chúng bao gồm 16 bộ phân ly dạng cyclone, phân ly hỗn hợp than
bột - gió cấp 1. Phần lớn dòng than bột được phân ly xuống dưới tới 32 vòi đốt
chính phía trong vai lò, còn ạil dòng hỗn hợp than bột quá mịn thoát ra khỏi bộ
phân ly phía trên sẽ tới 32 vòi đốt phụ phía ngoài vai lò.
- Hệ thống nghiền than cho 1 lò hơi gồm 4 máy nghiền bi, loại 2 đầu kép,
sấy và vận chuyển than bột bằng gió nóng cấp 1. Năng suất của máy nghiền đảm

bảo đủ than bột cho lò hơi vận hành ở phụ tải cực đại, liên tục, kể cả trong trường
hợp chỉ 3 máy nghiền làm việc.
- Mỗi lò hơi được trang bị 2 bộ sấy không khí quay hồi nhiệt, 2 bộ sấy
không khí dùng hơi, 2 quạt gió chính, 2 quạt gió cấp1 và 2 quạt khói. Chúng được
bố trí theo sơ đồ hệ thống làm việc song song. Mỗi thiết bị có công suất làm việc
tối thiểu bằng 50% công suất của hệ thống.
- Hai bộ lọc bụi tĩnh điện được trang bị cho mỗi lò, chúng được đặt sau bộ
sấy không khí quay hồi nhiệt và phía trước quạt khói. Chúng lọc bụi trong khói
đảm bảo nồng độ bụi thấp hơn 100 mg/m3
trước khi thải ra môi trường.
- Sau các quạt khói, mỗi lò hơi được lắp đặt một hệ thống khử S02 trong
khói ( FGD). Hệ thống FGD có nhiệm vụ làm giảm hàm lượng S02 trong khói
xuống < 500 mg/m3
trước khi thải ra môi trường. Một đường khói đi tắt qua hệ
thống FGD có khả năng cho đi tắt 100% lượng khói thoát ra từ lò hơi để đảm bảo
cho lò hơi vẫn vận hành bình thường khi hệ thống FGD không làm việc.
- Lò hơi áp dụng phân ly hơi dạng cyclone. Bao hơi loại không phân ngăn,
đường kính trong 1830 mm, chiều dài phần song song 14100 mm và chiều dày
trung bình 180 mm. Mức nước trung bình trong bao hơi cao hơn so với đường trục
hình học bao hơi là 51 mm.
- Trong bao hơi ắpl đặt 98 bộ phân ly hơi dạng cyclone thành 3 hàng, 1
hàng phía trước và 2 hàng phía sau. Hỗn hợp hơi nước từ các đường ống lên đi vào
các cyclone, tại đây n ước được phân ly xuống dưới vào khoang nước, hơi được
phân ly lên trên vào khoang hơi ủac bao hơi và bốc hơi theo các đường hơi bão
hoà sang bộ quá nhiệt.
- Để đảm bảo chất lượng hơi bão hoà trước khi sang bộ quá nhiệt, trong bao
hơi trang bị 2 cấp rửa h ơi, cấp thứ nhất là các tấm lỗ đặt ngay trên các cyclone,
cấp thứ 2 là các tấm cửa chớp đặt trên đỉnh bao hơi trước các đầu vào đường ống
hơi bão hoà.
- Bộ quá nhiệt của lò hơi thuộc loại nửa bức xạ, nửa đối lưu. Theo đường
hơi ra, bộ quá nhiệt bao gồm các bề mặt chịu nhiệt sau đây:

• Dàn quá nhiệt trần.
• Bộ quá nhiệt hộp.
• Vách phân cách đầu vào bộ quá nhiệt cấp 1
• Bộ quá nhiệt cấp 1.
• Bộ quá nhiệt cấp 2.
• Bộ quá nhiệt cuối cùng.
Để điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt, sử dụng 2 cấp giảm ôn loại hỗn hợp.
Bộ giảm ôn cấp 1 đặt giữa bộ quá nhiệt cấp 1 và bộ quá nhiệt cấp 2, bộ giảm ôn
cấp 2 đặt giữa bộ quá nhiệt cấp 2 và bộ quá nhiệt cuối cùng. Nước phun giảm ôn
được lấy từ đầu đẩy bơm cấp lò hơi.
- Lò hơi được trang bị 1 bộ quá nhiệt trung gian để tăng nhiệt độ hơi trước
khi vào phần trung áp của tua bin. 1 bộ giảm ôn loại hỗn hợp được đặt trên đường
tái nhiệt lạnh (đầu vào bộ quá nhiệt trung gian) để điều chỉnh nhiệt độ hơi ra khỏi
bộ quá nhiệt trung gian theo đúng yêu cầu.
- Lò hơi được lắp đặt một hệ thống thải xỉ đáy lò loại định kỳ, kiểu ư ớt,
dung tích thuyền xỉ là 75 m 3
, chứa được xỉ trong khoảng 6 giờ ứng với công suất
cực đại của lò hơi. Một hệ thống thải tro bay bao gồm các phễu tro bay bộ sấy
không khí, các phễu tro bay bộ lọc bụi tĩnh điện, hệ thống hút tro chân không và
các silô chứa tro bay.
- Để làm sạch các bề mặt trao đổi nhiệt, lò hơi được trang bị các thiết bị thổi
bụi như sau:
• Đối với các dàn ống sinh hơi buồng lửa, dùng vòi thổi bụi ngắn có thể co
lại (Loại IR-3D của hãng Diamond Power International inc) , bố trí xung
quanh lò.
• Đối với các bộ quá nhiệt, bộ quá nhiệt trung gian, bộ hâm, bộ sấy không
khí, dùng vòi thổi bụi loại dài (Loại IK-545 của hãng Diamond Power
International inc), bố trí ở tường 2 bên.

- Để giám sát buồng lửa, 6 bộ camara được lắp đặt, 4 bộ ở 4 góc lò, 2 bộ ở 2
tường bên phễu tro lạnh đáy lò. Các thiết bị giám sát ngọn lửa bố trí cạnh từng vòi
đốt, các cửa thăm xung quanh lò...
- Đặc tính kỹ thuật các vòi thổi bụi:
Nhà chế tạo Diamond Power International inc
* Loại vòi thổi bụi IR-3D
Vị trí lắp đặt Buồng lửa
Số lượng 20
Số lỗ phun 01
Đường kính lỗ 25,4mm
Áp lực thổi 14,0 kg/cm2
Góc quay 3600C
Vận tốc quay 2,5V/phút
Thời gian/chu trình thổi 19,9 phút
Lưu lượng hơi/chu trình thổi 556kg
Vật liệu đầu vòi phun ZG 45 Cr14 N 135 Mn 2
* Loại vòi thổi bụi IK-545
Vị trí lắp đặt ở giữa bộ quá nhiệt cấp 2
Số lượng 02
Số vòi phun 02
Đường kính vòi phun 25,4mm
Tổng hành trình 9812mm
Hành trình thổi 9508mm
Tốc độ hành trình 0,0417m/s
Helic (đường xoắn ốc) 100mm

Vật liệu đầu vòi INCOLOY 925
Vị trí lắp đặt Phía trên của bộ quá nhiệt cấp 2
Số lượng 02
Số lỗ phun 02
Đường kính lỗ 31,75mm
Tổng hành trình 9812mm
Hành trình thổi 9508mm
Vận tốc hành trình 0,0417m/s
Helix (đường xoắn ốc) 100mm
Vật liệu đầu vòi phun B&W 6330
1.3. Vai trò của máy thổi bụi trong nhà máy nhiệt điện.
Khi đốt nhiên liệu rắn có chứa các khoáng chất thì trên bề mặt chịu nhiệt sẽ
có các lớp tro xỉ tích tụ. Tuỳ theo vị trí tích tụ mà tro xỉ được chia làm 3 loại: Tro
xỉ của các dàn ống trao đổi nhiệt bức xạ, tro xỉ của bề mặt trao đổi nhiệt nửa bức
xạ và tro xỉ của các bề mặt trao đổi nhiệt đối lưu. Dựa vào độ bền cơ học mà các
lớp tro xỉ tích tụ có thể chia làm 4 loại: Tro, xỉ xốp, xỉ chắc và xỉ chảy. Quá trình
tạo thành các lớp tro xỉ tích tụ trên bề mặt chịu nhiệt như sau: Đầu tiên hình thành
lớp tích tụ nguyên thuỷ, lớp này lớn dần lên do có thêm tro bụi bám vào, nhiệt độ
của lớp này gần bằng nhiệt độ khói vùng đó, tiếp đến xuất hiện lớp thứ cấp có
dạng như răng lược và lớp này phát triển lên, tức là bị đóng xỉ. Để khắc phục sự
tích tụ tro xỉ trên bề mặt trao đổi nhiệt thì lò hơi của nhà máy nhiệt điện trang bị hệ
thống thổi bụi. Hệ thống thổi bụi được thiết kế để làm sạch các bề mặt ngoài của
các ống (sinh hơi) tường buồng lửa, bộ quá nhiệt, bộ hâm, bộ sấy không khí đảm
bảo không có tro xỉ tích tụ (xem hình 1.2).

Hình 1.2. Hình ảnh máy thổi bụi và nguyên lý làm sạch
Do khói có hàm lượng bụi cao và nhiệt độ lớn, nên các dàn ống trao đổi
nhiệt dễ bị bám bụi. Các vòi thổi bụi được thiết kế để thổi bụi từ quá trình cháy và
làm cho chúng phân tán trong dòng khói. Thổi bụi đều đặn là cần thiết để duy trì
công suất hấp thụ nhiệt của các đường ống lò hơi và để tránh sự liên kết của xỉ
được hình thành qua các bề mặt ống và tránh tăng trở lực đường khói. Để đạt được
điều này, các vòi thổi bụi được vận hành tự động theo nhóm hoặc riêng rẽ bằng bộ
điều khiển logic có thể lập trình (PLC) trong tuần tự, mà tuần tự này duy trì bề mặt
ống phía ngoài được sạch trong giới hạn cho phép.
Việc cung cấp hơi cho các vòi thổi bụi được lấy từ ống góp đầu vào của bộ
quá nhiệt cuối cùng và được giảm áp bằng van cung cấp hơi thổi bụi. Áp lực hơi
cho mỗi vòi thổi bụi có thể được điều chỉnh riêng bằng 1 bộ điều chỉnh áp lực trên
mỗi van thổi. Để đầu vòi thổi bụi xuyên qua tường lò hơi mà lại ngăn chặn khói
thoát ra môi trường nơi lắp đặt vòi thổi bụi thì lò hơi của nhà máy nhiệt điện trang
bị một hộp chèn có tác dụng điều áp, khí chèn được lấy từ quạt gió chèn vòi thổi
bụi.
Thường lò hơi của nhà máy nhiệt điện trang bị hệ thống thổi bụi gồm 2 loại
vòi thổi bụi:
- Loại vòi thổi bụi ngắn có thể co lại được (được lắp đặt ở tường buồng lửa)
- Loại vòi thổi bụi dài có thể co lại được (được lắp đặt ở bộ qua nhiệt, bộ hâm, bộ
sấy…)

1.4. Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển máy thổi bụi
Hệ thống điều khiển máy thổi bụi là một hệ thống rất quan trọng ảnh hưởng
tới chất lượng hoạt động và hiệu suất của lò hơi. Nhiệm vụ của hệ thống điều
khiển là điều khiển máy thổi bụi đưa vòi thổi và hơi thổi vào lò hơi để làm bề mặt
ống phía ngoài của các ống sinh hơi trong giới hạn cho phép. Để đạt được điều
này, hệ thống được thiết kế thực hiện các yêu cầu sau:
- Điều khiển động cơ để đóng mở van
- Điều khiển động cơ máy thổi bụi
- Đảm bảo tất cả các thông chính của quá trình (áp suất, nhiệt độ hơi thổi,
thời gian ...) duy trì trong thời gian an toàn.
- Điều khiển phối hợp các thành phần phải được thực hiện để tự động điều
khiển máy thổi bụi và van cấp hơi cho máy thổi theo sự thay đổi của phụ tải.
- Các vòng điều khiển sẽ tự động thoát khỏi chế độ tự động sẽ nhảy về chế
độ vận hành bằng tay và ra thông báo sự cố tuỳ thuộc vào tình trạng lỗi xảy ra như
lỗi ở bộ phận chấp hành, lỗi truyền tín hiệu và các tín hiệu bảo vệ.
- Các môđun chấp hành điện có các công tắc trong bảng với các điều kiện
logic bảo vệ và tắt bật các tín hiệu, khả năng khoá thiết bị động lực khi có nỗi
nguồn.
- Khả năng điều khiển phù hợp thiết bị động lực trong điều kiện khắc nghiệt
nhất.
- Giám sát độ lệch và dự phòng hệ thống truyền tín hiệu.

Chương 2: Máy thổi bụi
2.1. Mô tả chung máy thổi bụi
Máy thổi bụi là một phần của hệ thống lò hơi, những bề mặt đốt nóng bị
bám bẩn được làm sạch trong quá trình hoạt động của lò hơi. Các máy thổi bụi
được điều chỉnh theo các điều kiện vận hành trong hệ thống lò hơi. Mỗi máy thổi
bụi được thiết kế riêng theo yêu cầu đặt ra:
+ Sự bố trí
+ Áp suất khói lò
+ Nhiệt độ khói lò
+ Hình dáng bề mặt làm sạch
+ Các thông số môi chất để làm sạch
+ Các yêu cầu về điều khiển
Máy thổi bụi được nhiều hãng trên thế giới sản xuất với những công nghệ
đặc thù riêng nhưng về cấu tạo, nguyên lý cơ bản đều như nhau, bao gồm các
thành phần chính như: Động cơ và hộp giảm tốc, vòi thổi bụi (ống lao), gối đỡ và
hộp chèn ống lao, van hơi và cơ cấu đóng mở… Hình 2.1 mô tả cấu tạo, nguyên lý
cơ bản của máy thổi bụi, hình 2.2 là hình ảnh máy thổi bụi dài và máy thổi bụi
ngắn.
Vòi thổi bụi
Công tắc hành trình
M
Van tay Động cơ máy thổi
Hơi thổi
Hình 2.1: Mô tả cấu tạo, nguyên lý cơ bản của máy thổi bụi

a. Máy thổi bụi dài (LSB)
b. Máy thổi bụi ngắn (WB)
Hình 2.2
2.2. Mô tả cấu trúc máy thổi bụi
Động cơ và hộp giảm tốc là một khối liền, kiểu kín, toàn bộ hộp giảm tốc
được bôi trơn dầu và có mắt dầu để theo dõi mức dầu bôi trơn.
Cụm chuyền động quay làm quay máy thổi khi khởi động, kiểu chuyền
động bánh răng, trục được đỡ bằng các vòng bi, đảm bảo sự chuyển động chính
xác, không mắc kẹt, không gây ồn.

Sau hộp giảm tốc là trục chính, hệ truyền động kiểu trục vít và đai ốc. Hệ
truyền động này làm tịnh tiến cả cụm máy, đảm bảo sự chuyển động chính xác,
không ồn.
Hình 2.3: Động cơ và hộp giảm tốc
Ống dẫn hướng: toàn bộ cụm bánh răng và hộp số được lắp trên một tấm đỡ
chung. Có hai ống dẫn hướng được lắp chéo nhau, nằm giữa hai tấm đỡ trước và
sau, giúp cho việc dẫn đường cho vòi phun và cụm chuyển động dịch chuyển đúng
hướng, ma sát tối thiểu.
Ống lao và vòi thổi: Vật liệu của ống lao và vòi thổi làm từ thép hợp kim
đảm bảo cho máy thổi bụi hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao tới hàng nghìn
độ. Gối đỡ được đặt ở hai phía, một trên tấm đỡ phía trước, một trên tấm đỡ chung
di động. Như vậy giảm tối đa ma sát khi quay và tịnh tiến, tăng khả năng chống
rung ở đầu phun.
Hình 2.4: Gối đỡ ống lao

Ống cấp hơi, gioăng và bích chèn: Bích chèn và gioăng vừa chịu được nhiệt
độ cao của hơi và áp suất cao, đảm bảo kín hơi trong quá trình thổi. Độ chặt có thể
điều chỉnh nhờ cặp bu lông vít hai bên.
Hình 2.5: Gối đỡ và hộp chèn ống lao
Đường cấp gió chèn: Đối với trường hợp máy thổi bụi đặt ở lò hơi có áp
suất dương, nó được lắp thêm bộ phận dẫn gió chèn, bao gồm đường ống và van
cầu gạt tay gần hộp nối tường lò. Nó luôn thổi vào lò với một áp suất lớn hơn áp
suất trong lò, vừa có tác dụng không cho khói lò rò ra ngoài vừa có tác dụng làm
mát hộp nối tường lò.
Hình 2.6: Van hơi và cơ cấu đóng mở

Van hơi, van xả, cơ cấu đóng mở, cơ cấu điều chỉnh áp suất cho phép người
sử dụng chỉnh áp suất theo yêu cầu thực tế ở từng vị trí lắp đặt. Thân van được làm
từ thép hợp kim đảm bảo hoạt động ở môi trường áp suất và nhiệt độ cao. Cơ cấu
đóng mở được lắp trên thân van, có kết cấu cam và cánh tay đòn. Van đóng mở
thông qua hành trình của máy thổi và các công tắc gạt đặt trên một thanh dọc hành
trình. Toàn bộ máy thổi được che kín chống bụi bám, không có hiện tượng mắc
kẹt khi hoạt động, thiết bị được mạ kẽm, chống han rỉ, có độ bền cao.
Hình 2.7: Hình ảnh máy thổi bụi và van hơi
2.3. Giới thiệu hoạt động máy thổi bụi
Máy thổi bụi khi hoạt động đưa đầu thổi có gắn vòi vào lò hơi theo hướng
trục, đồng thời xoay xung quanh trục của nó. Như vậy đầu thổi thực hiện một
chuyển động xoắn ốc. Các bề mặt được đốt nóng trong lò được làm sạch nhờ môi
chất thổi ra từ đầu vòi (môi chất là hơi lấy từ ống góp đầu vào của bộ quá nhiệt
cuối cùng). Mức tiêu hao môi chất thổi phụ thuộc vào các thông số thiết kế: áp
suất môi chất thổi, số vòi thổi, đường kính vòi thổi, thời gian thổi…

2.4. Thông số cơ chính máy thổi bụi (Nhà sản xuất Rosink).
2.4.1. Thông số cơ chính máy thổi bụi ngắn (Wall Blower-WB)
STT Đặc tính
1 Số SX R0307011
Số theo KKS WB
Các điều kiện của khói
2 Nhiệt độ khói max 1000 0
C
3 Môi chất thổi hơi
Nhiệt độ làm việc 400 0
C
Áp suất làm việc 44 bar
Áp suất thổi đề xuất 10 bar
Nhiệt độ max 400 0
C
Áp suất sơ cấp max 44 bar
Áp suất thổi max 16 bar
Mức tiêu thụ 29 Kg/phút
Tổng tiêu thụ 260 Kg
4 Các thông số vận hành
Chiều dài hành trình 3800
Góc thổi 3600
Thời gian chạy 5,7 phút
Thời gian thổi 5,1 phút
5 Các kích thước chính
Dài 1415 mm
Rộng 575 mm
Cao 650 mm
Khoảng cách trọng tâm đến tường -904 mm
lò

Trọng lượng 350 kg
6 Ống thổi
Ống ∅88,9 x 993 mm
Đầu vòi 2 x ∅16 mm
Vật liệu ống thổi 253MA
Vật liệu vòi thổi 1.4742
7 Hộp tường lò
Loại
Chiều dài 170 mm
8 Van thổi
Đường kính DN80
Áp suất PN100
Vật liệu thân van GS17CrMo55
Kiểu vận hành Cơ khí
9 Động cơ và hộp giảm tốc
Nhà sản xuất KOB
Kiểu G2.2BDL71G42.WEC1
Kiểu lắp B14/1800
Điện áp 230/400 V
Tần số 50 Hz
Công suất 0,37 KW
Vận tốc 28 v/ph
Cấp bảo vệ IP55
Dầu bôi trơn USA VG220
Lượng dầu 500 cm3
10 Công tắc hành trình
Nhà sản xuất Schmersa
Mã sản xuất Z4PH-335-11Z

Chức năng đóng O OS
Điện áp làm việc 500 V
Dòng chịu max 4 A
11 Gió chèn
Áp suất
Khói lò +5 mBar
2.4.2. Thông số cơ chính máy thổi bụi dài (Long Sootblower-LSB)
STT Đặc tính
1 Số SX R0307021
Số theo KKS LSB1
2 Các điều kiện của khói
Áp suất dương
Nhiệt độ khói max 1000 0
C
3 Môi chất thổi hơi
Nhiệt độ làm việc 400 0
C
Áp suất làm việc 44 bar
Áp suất thổi đề xuất 10 bar
Nhiệt độ max 400 0
C
Áp suất sơ cấp max 44 bar
Áp suất thổi max 16 bar
Mức tiêu thụ 10 bar 57,3 Kg/phút
Tổng tiêu thụ 10 bar 292 Kg
4 Các thông số vận hành
Chiều dài hành trình 3800
Góc thổi 3600
Thời gian chạy 5,7 phút

Thời gian thổi 5,1 phút
5 Các kích thước chính
Dài 5530 mm
Rộng 550 mm
Cao 743 mm
Khoảng cách trọng tâm đến tường lò -3650 mm
Trọng lượng 1000 kg
6 Ống thổi
Ống ∅88,9 x 4963 mm
Đầu vòi 2 x ∅22,5 mm
Vật liệu ống thổi 1.7335
Vật liệu vòi thổi 1.4742
7 Hộp tường lò
Loại
Chiều dài 300 mm
8 Van thổi
Đường kính DN80
Áp suất PN100
Vật liệu thân van GS17CrMo55
Kiểu vận hành Cơ khí
9 Động cơ và hộp giảm tốc
Nhà sản xuất KOB
Kiểu G2.2BDL71G42.WEC1
Kiểu lắp EL1
Điện áp 230/400 V
Tần số 50 Hz
Công suất 0,75 KW
Vận tốc 7,6 v/ph

Dầu bôi trơn USA VG220
Lượng dầu 2600 cm3
10 Công tắc hành trình
Nhà sản xuất Schmersa
Mã sản xuất Z4PH-335-11Z
Chức năng đóng O OS
Điện áp làm việc 500 V
Dòng chịu max 4 A
11 Gió chèn
Áp suất
Khói lò +5 mBar
2.5. Van điều khiển và nguyên tắc vận hành
2.5.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống van
Hệ thống van làm việc theo chu trình làm việc của hệ thống thổi bụi và
được điều khiển bằng hệ thống điều khiển PLC. Chu trình thổi bụi được điều
khiển bằng hệ thống điều khiển vòi thổi bụi, bắt đầu mở van hơi riêng và van xả,
tiếp theo mở van đầu vào của hơi thổi bụi chính để nhận hơi và sấy ấm tất cả các
đường ống, nước đọng được xả tới bình xả lò hơi.
Khi nhiệt độ của đường xả được đo bằng phần tử nhiệt độ (cảm biến nhiệt
độ) tăng tới điểm đặt thì van xả nước đọng đóng lại và nước đọng sau đó sẽ chảy
tới bình xả của lò hơi thông qua đường ống nhỏ. Nếu mức nước ngưng tăng đến
nỗi mà nhiệt độ tại đầu xả giảm thì van xả một lần nữa mở để xả bớt nước ngưng.
Từ nguyên tắc thổi bụi trên thì nguyên lý làm việc cơ bản của hệ thống van (hình
2.8)

Hơi thổi bụi
H ệ thống thổi bụi ở
trạng thái chờ làm việc
Lệnh
yêu cầu thổi
bụi
Mở van đầu vào hơi
thổi, mở van thổi bụi
chính để sấy đường
ống vòi thổi được
h
Mở van xả nước đọng
Điều kiện áp suất,
nhiệt độ hơi thổi
Sự cố
Có
Đóng hệ thống van và
bảo dưỡng
Không có Mở van giảm
áp cấp hơi cho
máy thổi
Hình 2.8: Nguyên lý làm việc của hệ thống van

2.5.2. Thiết kế sơ đồ hệ thống van
Trạm van có vai trò giảm áp suất của hơi được lấy từ bao hơi xuống đến áp
suất cần thiết phù hợp cho hệ thống thổi bụi. Trong qua trình sử dụng nó có thể
điều khiển từ xa để thay đổi tỉ lệ giảm áp đối với áp suất hiện hành của hơi. Trên
trạm van còn lắp các sensơ nhiệt và sensơ áp lực, giúp cho hệ thống thổi bụi điều
khiển hoàn thiện khi các thông số về nhiệt độ và áp suất vượt quá phạm vi cho
phép. Trạm có hệ thống xả đọng để tránh hư hại mỗi khi khởi động chu trình thổi,
van an toàn xả áp nhanh khi áp lực tăng nhanh quá mức giới hạn đường ống cho
phép. Ở tất cả các chức năng đều có thể điều khiển từ xa và khi có sự cố có thể
điều khiển tại chỗ bằng tay. Trong trường hợp có sự cố ở van giảm áp, hệ thống
vẫn có thể sử dụng được nhờ đường rẽ nhánh, áp suất được giảm hai lần nhờ hai
van trên nhánh này. Các thông số về áp suất, nhiệt độ của hơi sau giảm áp được
hiện thị trên Panel điều khiển. Các van điện có thể điều khiển trên Panel điều
khiển hoặc tại chỗ bằng tay.

2.4
2.7
2.9 2.11
2.10
Hơi từ bộ 2.6 2.1 2.5 Hơi đế n máy
quá nhiệt thổi bụi
2.7 AS-cao 2.8 AS- thấp
2.2 AS-cao 2.3 AS- thấp
Ống gió chèn
Ống hơi
Máy
thổi
bụi dài
(LBS)
Máy
thổi
bụi
ngắn
(WB)
Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống van

2.5.3. Chức năng các van
Vị trí van Chức năng Trạng thái mở Trạng thái đóng
2.1 Đóng đường ống - Sau khi các van 2.7 - Sau khi kết thúc
Van điện trục chính khi van giảm ; 2.8 đã xả nước đọng một chu trình làm
chính áp có sự cố, cho và được đóng lại. việc của các máy
phép sử dụng đường - Khi hệ thống đường thổi bụi.
rẽ nhánh qua các ống bắt đầu được sấy - Khi van giảm áp
van 2.7 và 2.4 nóng và các máy thổi có sự cố, phải
bụi bắt đầu một chu dùng đường rẽ
trình làm việc nhánh thay thế tạm
thời.
2.4 Cùng với các van - Khi phải sử dụng - Sau khi kết thúc
Van ện đi 2.6; 2.7 có tác dụng đường rẽ nhánh thay một chu trình làm
nhánh rẽ giảm áp và cung cấp thế cho các van giảm việc của các máy
hơi cho các máy áp. thổi bụi.
thổi bụi khi van - Sau khi các van 2.7 - Khi van giảm áp
giảm áp 2.5 có sự ; 2.8 đã xả nước đọng hoạt động bình
cố. và được đóng lại. thường.
- Khi hệ thống đường
ống bắt đầu được sấy
nóng và các máy thổi
bụi bắt đầu một chu
trình làm việc
2.2 Xả nước đọng theo - Khi xả nước đọng. - Ngay sau khi xả
Van điện xả chương trình, điều nước đọng.
đọng áp suất khiển từ xa trên tủ
cao – AS cao điều khiển và tại
chỗ.

2.3 Xả nước đọng theo - Khi xả nước đọng. - Ngay sau khi xả
Van điện xả chương trình, điều nước đọng.
đọng áp suất khiển từ xa trên tủ
thấp – AS điều khiển và tại
thấp chỗ.
2.11 Bảo vệ an toàn cho - Xả hơi khi áp suất - Trong tất cả các
Van an toàn toàn hệ thống thổi trong đường ống tăng trường hợp áp suất
bụi khi áp suất tăng qua mức đặt trước trong đường ống
tới mức nguy hiểm. (40 at) thấp hơn mức xả.
2.5 Giảm áp, có điều - Trong suốt một chu - Khi kết thúc một
Van giảm áp , chỉnh, có tín hiệu trình làm việc của các chu trình làm việc
điều chỉnh khứ hồi 4 – 20 mA máy thổi bụi. của các máy thổi
bụi.
2.6 Đóng đường cấp từ - Khi trạm van hoạt - Khi trạm van có
Van tay trục bao hơi đến trạm động không sự cố sự cố cần dừng
chính van khi trạm van sửa chữa.
cần sửa chữa. - Khi trạm van
nghỉ không hoạt
động dài hạn.
2.7 Xả nước đọng khi - Khi van điện 2.2 - Ngay sau khi xả
Van tay xả van điện 2.2 có sự hoạt động bình nước đọng trong
đọng áp suất cố. thường. lúc van điện 4.2 sự
cao – AS cao - Xả nước đọng khi cố.
van điện 2.2 có sự cố - Trong khi đường
ống có hơi.

2.7 Cùng với các van - Khi phải sử dụng - Khi van giảm áp
Van tay 2.6; 2.4 có tác đường rẽ nhánh thay hoạt động bình
nhánh rẽ dụng giảm áp và thế cho van giảm áp. thường.
cung cấp hơi cho - Sau khi các van 2.7 ;
các máy thổi bụi 2.8 đã xả nước đọng
khi van giảm áp và được đóng lại.
2.5 có sự cố. - Khi hệ thống đường
ống bắt đầu được sấy
nóng và các máy thổi
bụi bắt đầu một chu
trình làm việc
2.8 Xả nước đọng - Khi van điện 2.3 hoạt - Ngay sau khi xả
Van tay xả khi van điện 2.3 động bình thường. nước đọng trong lúc
đọng áp suất có sự cố. - Xả nước đọng khi van điện 2.2 sự cố.
thấp – AS van điện 2.3 có sự cố - Trong khi đường
thấp ống có hơi.
2.9 Đo áp lực hơi,
Sen sơ áp lực truyền tín hiệu
lên tủ điều khiển
2.10 Đo nhiệt độ hơi,
Sen sơ nhiệt truyền tín hiệu
độ lên tủ điều khiển
2.5.4. Mô tả nguyên lý vận hành của hệ thống van
Hơi có áp suất cao từ bao hơi được đưa vào qua đường ống khi van tay 2.6
mở. Từ đây hơi được điều chỉnh giảm áp suất xuống đến áp suất theo yêu cầu phục
vụ cho mục đích thổi bụi bằng một trong hai đường: thứ nhất là qua van chặn 2.1

rồi qua van giảm áp 2.5, thứ hai là mở van tay 2.7 rồi qua van 2.4 ở đây van 2.7 có
nhiệm vụ điều chỉnh áp suất. Tuy nhiên đường thứ hai chỉ là đường dự phòng
dùng khi đường thứ nhất có một van nào đó gặp sự cố hay khi bảo dưỡng đường
ống, van trên đường ống chính. Trên đường ống cấp hơi chính sau khi hơi qua van
2.1 đồng thời xả hâm nóng đường ống qua van 2.2 ( theo một thời gian đặt trước),
van điều áp 2.5 mở khi áp suất đạt được giá trị phù hợp, van xả 2.3 đóng lại và khi
đó máy thổi có thể bắt đầu làm việc. Các thông số về sự biến đổi của áp suất, nhiệt
độ được các cảm biến nhiệt độ và áp suất đưa về tủ điều khiển để xử lý và tiến
hành điều chỉnh cho phù hợp để hệ thống có thể làm việc bình thường.
Song song với hệ thống hơi còn có hệ thống gió chèn. Gió chèn được lấy từ
hệ thống quạt gió cấp của lò qua hệ thống gió chèn đến các máy thổi bụi nhằm
mục đích không cho khói lò đi ngược ra ngoài qua các khe hở đảm bảo an toàn
cho hệ thống và cho người vận hành. Gió chèn không yêu cầu áp suất cao mà chỉ
cần đảm bảo được áp suất của nó lớn hơn áp suất khói lò một lượng khoảng 5Mbar
là đủ.
2.6. Bộ điều khiển điện truyền động tuyến tính Modat.
- Giới thiệu chung: Các van điện được điều khiển thông qua bộ điều khiển
điện truyền động tuyến tính modat. Loại actuator MODACT MT được thiết kế đặc
biệt cho điều khiển van và các thiết bị khác phù hợp với tính năng của nó và đặc
biệt cho việc chuyển động đảo chiều tuyến tính. Các actuator này có thể được
dùng trong các mạch điện điều khiển từ xa. Actuator điều khiển MODACT MT
với bộ điều khiển định vị có thể hoạt động trong mạch điện điều khiển tự động.

Hình 2.10: Hình ảnh actuators modact MT
- Thông số kỹ thuật:
Điện áp cấp cho động cơ 230V/400V-50Hz (hoặc được ghi trên nhãn mác của
động cơ).
Cấp bảo vệ của động cơ điện – IP54.
Tiếng ồn: mức ồn áp lực tối đa (A) - Mức ồn nguồn điện tối đa (A) 95dB (A).
Vị trí vận hành: Loại actuator MODACT MT có thể sử dụng trong mọi điều kiện
miễn là trục của động cơ điện phải được đặt theo phương nằm ngang. Trong
những trường hợp động cơ điện hướng lên trên, dầu bôi trơn được cho thêm để
đảm bảo bánh răng động cơ bôi trơn. Các actuator cần phải được lắp đặt ở nơi có
thể dễ dàng với tới được hộp điều khiển, hộp đấu dây và phần điều khiển bằng tay.
Miêu tả: Về khía cạnh các kích thước đấu nối cơ bản thì các động cơ được thiết kế
để nối trực tiếp với van. Actuator được nối với van bằng các cột theo tiêu chuẩn
CSN EN ISO 5210 hoặc bằng các cột và một mặt bích (chỉ với thiết kế phi tiêu
chuẩn MT40).

Việc truyền động từ thanh kéo của actuator tới van, actuator có một khớp
nối. Kiểu A (với ren trong) Hoặc kiểu B (với ren ngoài).
- Cấu hình Actuator:
Động cơ không đồng bộ 3 pha 1 được truyền động qua bánh răng trục đối,
bánh răng hành trình của cụm bánh răng vi sai có trong hộp của actuator (truyền
động chính) 3 . Ở chế độ truyền động cơ học, bánh răng crown của cụm bánh răng
hành trình được giữ ở vị trí chắc chắn bằng bánh răng vít tự hãm. Vô lăng 4 được
nối với bánh răng vít, cho phép điều khiển bằng tay ngay cả khi động cơ đang
chạy.
Trục rỗng đầu ra được nối khớp cố định vào bộ mang bánh răng hành trình.
Trục ra của Actuator được kéo dài đến cơ cấu chuyển đổi tuyến tính 11, nó đảo
chiều quay của trục thành chuyển động thẳng của thanh kéo. Trục ra nối vào hộp
điều khiển 5, trong đó các thiết bị điều khiển của actuator được xếp đặt tập trung,
bao gồm các công tắc hành trình.
Hình 2.11: Cấu hình của actuator

Chú thích:
1. – Động cơ không đồng bộ 3 pha
2. – Hộp bánh răng trục giữa
3. – Hệ bánh răng truyền động
4. – Vô lăng
5. – Hộp điều khiển
6. – Vỏ hộp điều khiển
7. – Hộp đấu dây - với thiết kế có hộp đấu dây
8. – Vỏ hộp đấu dây
9. – Hộp đấu dây - với thiết kế có bộ KBNS
10. – Ống kẹp cáp điều khiển
11. – Cơ cấu trượt thẳng
12. – Núm mỡ
13. – Măng xông chống bụi
14. – Hộp đấu dây cho động cơ
15. – Bộ điều khiển tại chỗ
16. - Bộ điều khiển chống khoá
2.7. Cảm biến (Sensor áp và Sensor nhiệt)
2.7.1. Cảm biến áp suất (Sensor áp kiểu DMP 333)
Hình 2.12: Đầu cảm biến áp lực

- Khái quát:
Cảm biến áp lực DMP 333 được thiết kế đặc biệt cho thiết bị thuỷ lực ở các điều
kiện vận hành khắc nghiệt. Các yêu cầu của máy móc, thiết bị của nhà sản xuất đối
với sự tin cậy, chắc chắn được đáp ứng tối ưu.
- Các thông số kỹ thuật chính
STT Đặc tính
1 Áp suất danh nghĩa PN (bar) 0–60
2 Quá áp (bar) 140
3 Tín hiệu đầu ra – 2 dây 4 – 20 mA
4 Độ chính xác – theo IEC 60770 ≤ ± 0,35 FSO
Yếu tố ảnh hưởng
- Nguồn ≤ ± 0,05 % FSO/10V
- Gây tải
≤ ± 0,05 % FSO/kΩ
- Tác động nhiệt, ở nhiệt độ 0…700
C
≤ 1,0% FSO
5 Bảo vệ điện
- Điện trở cách điện > 100 MΩ
- Bảo vệ ngắn mạch Thường xuyên
- Đấu dây nhầm Không gây hỏng
- Bảo vệ quá áp -120…150 V DC
- Tương thích điện từ: sự phát ra theo EN
50081-2, sự đề kháng theo EN 50082-2
- Sai số trọng trường RF 10V/m ≤ ± 0,5% FSO
- Sai số với dòng RF cảm ứng ≤ ± 0,5% FSO
6 Dải nhiệt độ
- Môi chất -25…1250
C

- Điện tử / môi trường -25…850
C
- Xếp kho -40…1200
C
7 Ổn định cơ học
- Độ rung 10 g PMS (20…2000 Hz)
- Xốc 100/11 ms
8 Đấu nối điện
- Quy chuẩn IP 65 Phích cắm DIN43650
- Lựa chọn IP 67 Sêri 723
- Lựa chọn IP 68 Bulgin
9 Đấu nối cơ học
- Quy chuẩn G 1/2 DIN 3852
- Lựa chọn G 1/2 DIN EN 837-1/-3
10 Vật liệu
- Cổng áp lực Thép không rỉ 1.4571
- Vỏ Thép không rỉ 1.4305
- Màng Thép không rỉ 1.4404
- Gioăng NBR
- Phần bị ướt Cổng áp lực, màng gioăng
11 Dòng tiêu thụ < 25 mA
12 Trọng lượng khoảng 140 g
13 Vị trí lắp đặt Bất kỳ
14 Tuổi thọ . 100 x 106 chu kỳ
2.7.2. Cảm biến nhiệt độ (Sensor nhiệt - PT100)
• Đầu đo PT100
Với đầu đo PT100 và bộ chuyển đổi: dùng cho việc đo từ xa, ghi nhận và cảnh báo
nhiệt độ.

Loại có vỏ bao Loại không có vỏ
Hình 2.13: Cảm biến đo nhiệt độ loại PT100
- Thông số kỹ thuật Sensor nhiệt - PT100
Phạm vi đo - 60 ÷ 400 hoặc 6000
C
Phạm vi đo có bộ chuyển đổi - 40 ÷ 600
C , 0 ÷ 1800
C , 0 ÷
4000
C, 0 ÷ 6000
C
Lĩnh vực sử dụng Dùng cho nhiệt độ cao, có bảng đấu dây ở đầu, cho tín hiệu 4
÷ 20 mA
Nhiệt độ đầu A1: -10 ÷ 1500
C
Nhiệt độ đầu (bằng chất dẻo): -10 ÷ 1300
C
Đầu có bộ chuyển đổi: -25 ÷ 800
C
Phụ kiện Vỏ bao E2, miếng đắp, gioăng E3
Độ kín IP54 theo CSN EN 60529 IP54 theo CSN EN 60529 khi
có lớp vỏ bao
Môi trường Môi trường có chất ăn mòn, khô, ẩm nhiệt đới có sự ăn mòn
của khí hậu
Điện trở đo 1 x PT100, 2 x PT100
Cấp chính xác A, B theo CSN IEC 751.C

Gây tải dòng đến 5 mA
Thời gian phản Khoảng 10 giây trong nước Khoảng 3 giây trong nước
hồi nhiệt có vỏ bao không vỏ bao
Đấu dây 4 dây ở sen sơ kép, 2 dây ở sen sơ có bộ chuyển đổi
Khả năng chống V2 theo CSN 18002, 10 chu kỳ
rung Dùng trong lĩnh vực công nghiệp, năng lượng và giao thông
(độ rung dự kiến trên 55 Hz)
Vật liệu Đầu kim loại là hợp kim nhôm
Đầu chất dẻo là Norylu, vỏ bao từ thép không rỉ 17248
• Bộ chuyển đổi dòng dùng cho sen-sơ PT100
- Đặc tính:
Đầu vào: - PT100 với 3 hay 2 đầu dây
- Phạm vi đo: -100 ÷ +600 0
C
- Đầu ra: Tín hiệu dòng 4 ÷ 20
mA Nạp bằng mạch dòng khép kín
Hiện thị đứt dây hay đoản mạch dây
dẫn Kiểu: - Đặt trong đầu, độ kín IP 00
- Đặt trên giá DIN, độ kín IP20
- Mô tả bộ chuyển đổi dòng
Bộ chuyển dòng PT/I dùng như phụ kiện cho sen-sơ nhiệt PT100. Nó được
dùng để chuyển các tín hiệu của sen-sơ thành tín hiệu dòng chuẩn 4 ÷ 20 mA, tạo
điều kiện cho việc đo nhiệt độ ở khoảng cách xa. Bộ chuyển dùng cho sen-sơ có
ba đầu dây, song cũng có thể dùng cho loại hai đầu dây.
Sự cố đoạn mạch hay đứt dây được hiện thị bằng giá trị dòng nằm ngoài
phạm vi đo.
Phạm vi đo của bộ chuyển có thể chỉnh tuỳ ý theo phạm vi đo của sen-sơ
PT100.

Bộ chuyển dòng PT/I không yêu cầu nguồn cấp đặc biệt, năng lượng cần
thiết lấy từ mạch dòng kín. Nó được đấu vào mạch này mà không bị ảnh hưởng do
sự phân cực của điện áp.
Thiết bị được cấp được lắp trực tiếp lên đầu của sen-sơ nhiệt (kiểu H) hay
lắp trong hộp nhựa trên giá DIN (kiểu L).
- Thông số kỹ thuật
Đầu vào PT100 với ba đầu dây hoặc hai đầu dây
Phạm vi đo Min -100 đến max 600 0
C
Dòng của sen-sơ 0,8 mA
Đầu ra 4 ÷ 20 mA, pasive, unipolare
Điện áp 10÷36V
Độ chính xác 0,1 %
Sai số không tuyến tính 0,05 %
Phụ thuộc nhiệt 0,04 %/0
C
Phụ thuộc điện áp 0,02 %/V
Ảnh hưởng của điện trở gây tải 0,02 %/100Ω
Dòng tối đa trong mạch 34 mA (khi đứt dây)
Dòng tối thiểu trong mạch 3,6 mA (khi đoạn mạch)
Điều kiện môi trường Nhiệt độ -30 đến +80 0
C, độ ẩm ≤ 80%
Phương pháp nối dây Cầu nối, cỡ dây 0,32 ÷ 2,5 mm2

Chương 3: Giới thiệu PLC Simatic S7-300
3.1. Mở đầu
Thiết bị điều khiển lôgic khả trình (Programmable Logic Control) viết tắt là
PLC, là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số
thông qua một ngôn ngữ lập trình, mà ta không cần phải thực hiện các thuật toán
đó trên các mạch số. Như vậy với việc có chương trình chứa trong mình, PLC đã
thực sự là một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao
đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính).
Toàn bộ chương trình điều khiển đều được ghi trong bộ nhớ của PLC dưới dạng
các khối chương trình như (khối OB, FB hoặc FC). Chương trình được thực hiện
lặp theo chu kỳ của vòng quét (scan).
Để PLC có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC
phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có khối vi xử lý (CPU), hệ điều
hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và phải có các cổng vào ra để
trao đổi dữ liệu và giao tiếp với các đối tượng điều khiển.
CPU
Bộ nhớ chương trình
Bé ®Öm
vµo / ra
Khèi vi xö
lý trung
t©m
+
HÖ ®iÒu
hµnh
Timer
Counte
Bit cờ
Cæng vµo ra
onboard
Cổng ngắt và
đếm tốc độ cao
Bus của PLC
Quả lý ghép nối
Hình 3.1: Nguyên lý chung về cấu trúc của một bộ điều khiển logic khả trình

Do đặc trưng của PLC là thiết bị điều khiển lôgic khả trình nên chủ yếu thực
hiện các bài toán điều khiển số như vậy sẽ rất hạn chế vì vậy PLC còn được bổ
xung thêm các khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm thời gian (Timer), bộ
đếm (Counter), các cổng vào ra tương tự và những khối hàm chuyên dụng khác.
3.2. Cấu trúc phần cứng của PLC S7-300
3.2.1. Giới thiệu PLC S7-300
S7-300 là PLC cỡ vừa của hãng Siemens, gồm module CPU và các module
được sắp xếp trên các thanh ray (rack). Mỗi rack chứa nhiều nhất 8 module (trừ
module CPU và module nguồn), mỗi CPU làm việc nhiều nhất với 4 rack.
H ình 3.2: Cấu hình cứng của trạm PLC
3.2.2. Giới thiệu các module PLC S7-300
* Module CPU: Module CPU có chứa bộ vi xử lí, hệ điều hành, bộ nhớ,
các bộ Timer, Counter, cổng truyền thông RS485 và có thể một cổng vào ra số.
Các cổng vào ra số trên module CPU gọi là cổng vào ra OnBoard. Trong PLC
S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau, đặt tên theo bộ vi xử lý: CPU 312,
313, 314, 315, 316, 318. CPU có thêm các hàm chức năng được gọi tên IFM
(Integrated Function Module), CPU có cổng để nối mạng phân tán gọi là DB.
Trong hệ thống sử dụng module CPU 314 có ký hiệu: 6ES7 314-1AE01-0AB0
+ Module này có:
- Vùng nhớ làm việc :24KB

- Thời gian xử lí 1 khối lệnh:0.3ms/KAW
- Sử dụng trong nối mạng MPI
Hình 3.3: Hình ảnh modul CPU của PLC S7-300
* Module nguồn PS : Module nguồn cho S7 -300 biến đổi tín hiệu đầu vào
220(110)AC thành tín hiệu 24v DC , PS của S7-300 gồm có 3 loại:
Hình 3.4: Hình ảnh modul nguồn của PLC S7-300
+ PS 307-10A
6ES7 307-1KA00-OAAO
Vào 120/230vAC; Ra 24vDC/10A

+ PS 307 5A
6ES7 307-1EA00-OAAO
+ PS 307 2A
6ES7 307-1bA00-OAAO
* Module IM: Module IM (Interface module): Module ghépối,n đây là loại
module chuyên dụng có nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau
thành một khối và được quản lí chung bởi một module CPU. Các module mở rộng
được gắn liền với nhau trên một thanh đỡ Rack. Trên thanh đỡ này gắn được nhiều
nhất 8 module mở rộng (không kể CPU và nguồn nuôi). Một module CPU của S7-
300 có thể làm việc trực tiếp với 4 rack còn S7-400 thì có thể làm việc với 8 rack.
Module IM của S7-300 bao gồm các loại sau:
+ IM 360 IMS
-6ES7 360-3AA00-0AA0
-6ES7 360-3AA01-0AA0
+ IM 361 IMR
-6ES7 361-3CA00-0AA0
-6ES7 361-3CA01-0AA0
+ IM 365 IMS-R
-6ES7 365-0AB80-0AA0
-6ES7 365-0AB81-0AA0
+ IM 365 IMS-R
-6ES7 365-0AB0-0AA0
-6ES7 365-0AB1-0AA0
* Module mở rộ ng SM của S7 -300: Module SM (signal module):Module mở
rộng cổng tín hiệu vào ra:
- Module DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số, số các cổng vào
có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại module. Ta có một số loại module sau:

+ SM 321 DI16×24VDC
6ES 7321-7BH00-0AB0
Điện áp vào cổng DI là:16(24VDC
+ SM 321 DI16(48 đến 125 VDC
6ES7 321-1CH80-0AB0
Điện áp vào cổng DI là:16(48 đến 125 VDC
+ SM 321 DI16×AC120V
6ES7 321-1EH01-0AB0
Điện áp vào cổng DI là:16(120VAC
+ SM 321 DI16×DC24V
6ES7 321-7BH80-0AB0
Điện áp vào cổng DI là:16(24VDC
+ SM 321 DI8×AC120/230V
6ES7 321-1FF10-0AB0
Điện áp vào cổng DI là:8(120/230 VDC
+ SM 321DI4×Manue,Ex
6ES7 321-7RD0-0AB0
Điện áp vào cổng DI là:16(24DC
Hình 3.5: Hình ảnh module cổng vào số của PLC S7-300

- Module DO(Digital Input): Module DO là module mở rộng các cổng ra số, số
các cổng ra số mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại module, có các loại DO
sau:
+ SM 322 DO16×AC120V/0.5A
6ES7 322-1EH01-0AB0
Điện áp vào cổng DO là:16(120VAC/0.5A)
+ SM 322 DO16×RelAC120V
6ES7 322-1HH00-0AB0
Điện áp vào cổng DO là:24VDC/2A,120V/2A
+ SM 322 DO16×RelAC120V/230V
6ES7 322-1HH01-0AB0
Điện áp vào cổng DO là:16 Rel24VDC/2A,120V/2A,230V/2A
+ SM 322 DO32×AC 120V/1A
6ES7 322-1EL00-0AB0
Điện áp vào cổng DI là:32(120VAC/1A
Hình 3.6: Hình ảnh module cổng ra số của PLC S7-300
- Module DI/DO: Là loại module mở rộng các cổng vào ra số, số các cổng vào ra
số có thể là 8 vào, 8 ra hoặc 16 vào, 16 ra tùy từng loại module. Có các loại sau:

+ SM 323 DI16/DO16×24V/0.5A
6ES7 323-1BL00-0AB0
Điện áp vào cổng DI/DO là:DI16(24+DO16(24V/0.5A
+ SM 323 DI8/DO8×24V/0.5A
6ES7 323-1BH00-0AB0
6ES7 323-1BH01-0AB0
6ES7 323-1BH02-0AB0
6ES7 323-1BH80-0AB0
Điện áp vào cổng DI/DO là:DI8(24+DO8(24V/0.5A
Hình 3.7: Hình ảnh module cổng vào/ra số của PLC S7-300
- Module AI (Analog Input): Module AI(analog input):là loại module mở rộng
các cổng vào tương tự. Nó là những bộ chuyển đổi t ương tự số 12 bit tức là mỗi
tín hiệu tơng tự được chuyển thành một tín hiệu số có độ dài 12 bit. Số các cổng
vào tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tuỳ từng loại module.
- Module AO (Analog output): Module AO là module mở rộng các cổng ra
tương tự. Chúng là những bộ chuyển đổi số t ương tự (DA). Số các cổng tương tự
có thể là 2 hoặc 4 tùy từng module.

Module AO bao gồm rất nhiều loại. Ví dụ như:
+ 6ES7 332-5TB00-0AB0
Analog output module AO2x0/4 to 20mA
+ 6ES7 332-5HB00-0AB0
Analog output module AO2/12 bits,
+ 6ES7 332-5HB81-0AB0
Analog output module AO2/12 bits,
+ 6ES7 332-5HB01-0AB0
Analog output module AO2/12 bits
+ 6ES7 332-5RD00-0AB0
Analog output module AO4x0/4 to 20mA, 15 bits, [EEx ib]
+ 6ES7 332-5HD00-0AB0
+ 6ES7 332-5HD01-0AB0
+ 6ES7 332-7ND00-0AB0
Analog output module 4AO/16 bits
Hình 3.8: Hình ảnh module cổng ra tương tự của PLC S7-300

- Module AI/AO: Là module mở rộng các cổng vào /ra t ương tự. Số các cổng ra
tương tự có thể là 4vào/2ra hoặc 4 vào/4ra tùy từng loại module. Module AI/AO
bao gồm rất nhiều loại. Ví dụ như:
+ 6ES7 334-0KE00-0AB0: Analog I/O module AI4/12 bits + 2AO/12 bits
+ 6ES7 334-0KE80-0AB0: Analog I/O module AI4/12 bits + AO2/12 bits
+ 6ES7 334-0CE00-0AA0: Analog I/O module AI4/8 bits + 2AO/8 bits, non-
isolated, not for configuration with active bus submodules
+ 6ES7 334-0CE01-0AA0: Analog I/O module AI4/8 bits + AO2/8 bits
+ 6ES7 335-7HG00-0AB0: Analog I/O module AI4/14 bits + 4AO/12 bits
+ 6ES7 335-7HG01-0AB0: Analog I/O module AI4/14 bits + AO4/12 bits
e. Module chức năng FM (Function Module): Module có chức năng điều khiển
riêng, ví dụ module điều khiển động cơ bước, module điều khiển động cơ servo,
module PID, module điều khiển vòng kín…
Hình 3.9: Hình ảnh module FM của PLC S7-300
g. Module CP (Communication): module phục vụ truyền thông trong mạng giữa
các PLC với nhau hoặc giữa các PLC với máy tính.

Hình 3.10: Hình ảnh module CP của PLC S7-300
3.2.3. Cấu trúc bộ nhớ CPU
Bộ nhớ của S7- 300 được chia làm 3 vùng chính:
1. Vùng chứa chương trình ứng dụng. Vùng nhớ chương trình được chia thành
3 miền:
- OB (Organisation bok) Miền nhớ chương trình tổ chức
- FC (Funtion): Miền nhớ chương trình tổ chức thành hàm có biến hình thức để
trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó.
- FB (Funtion blok): Miền nhớ chương trình con, được tổ chức thành hàm có
khả năng trao đổi dữ liệu với bất kỳ một khối chương trình nào khác. Các dữ liệu
này phải xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (gọi là DB – Data blok)
2. Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được phân
chia thành 7 miền khác nhau, bao gồm
- I (Process image input): Miền các dữ liệu cổng vào số. trước khi bắt đầy thực
hiện chương trình, PCL sẽ đọc giá trị logic của các cổng đầu vào và cất giữ trong
vùng nhớ I. Thông thường chương trình ứng dụng không đọc trực tiếp trạng thái
logic của cổng vào mà chỉ lấy dữ liệu của cổng vào từ bộ nhớ I.
- Q (Process image output): Miền bộ nhớ đệm các cổng ra số. Kết thúc giai
đoạn thực hiện chương trình, PCL sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các

cổng ra số. thông thường chương trình không trực tiếp gán giá trị tới cổng ra mà
chỉ chuyển chúng vào bộ đệm Q.
- M: miền các biến cờ. Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này để lưu
giữ các tham số cần thiết và có thể truy nhập theo bits (M), bytes (MB), từ (MW)
hay từ kép (MD).
- T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (Timer) bao gồm việc lưu trữ giá trị thời
gian đặt trước (PV – Preset value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV – Current
value) cũng như giá trị logic thời gian của bộ thời gian
- C: miền nhớ phục vụ bộ đếm (Counter) bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt trước
(PV – Preset value) giá trị đ ếm tức thời (CV – Current value) cũng như giá trị
logic thời gian của bộ đếm
- PI: Miền địa chỉ cổng vào của các Module tương tự (I/O External intput). Các
giá trị tương tự tại cổng vào của Module tương tự sẽ được module đọc và chuyển
tự động theo những địa chỉ. Chương trình ứng dụng có thể truy nhập miền nhớ PI
theo từng bytes (PIB), từng từ (PIW) hoặc theo từng từ kép (PID).
- PQ: Miền địa chỉ ra cho các module tương ựt. chương trình ứng dụng có thể
truy nhập miền nhớ PQ theo từng bytes (PQB), từng từ (PQW) hoặc theo từng từ
kép (PQD).
3. Vùng chứa các khối lượng dữ liệu được chia thành 2 loại.
- DB (Data blok): Miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối. kích thước
cũng như số lượng khối do người sử dụng quy định phù hợp với từng bài toán điều
khiển. chương trình có thể truy nhập miền này theo từng bits(DBX), bytes(DBB),
bytes (DBW) hoặc từ kép (DBD).
- L (Local data blok) Miền dữ liệu địa phương, được các khối chương trình OB,
FC, FB tổ chức và sử dụng cho các biến nháp tức thời và trao đổi dữ liệu cảu biến
hình thức với những khối lượng chương trình đã gọi nó. Nội dung của một số dữ
liệu trong miền nhớ này bị xóa khi kết thúc chương trình tương ứng trong OB, FC,
FB. Miền này có thể truy nhập từ chương trình theo bits (L), bytes (LB), từ (LW)
hoặc từ kép (LD).

3.3. Phần mềm STEP 7
3.3.1. Chức năng của phần mềm STEP 7
- Khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC thuộc họ Simatic S7-300/400
- Xây dựng cấu hình mạng gồm nhiều trạm PLC S7-300/400 cũng nh ư thủ tục
truyền thông giữa chúng.
- Soạn thảo và cài đặt chương trình điều khiển cho một hoặc nhiều trạm.
- Quan sát việc thực hiện ch ương trình điều khiển trong một trạm PLC và gỡ rối
chơng trình.
Ngoài ra Step 7 còn có cả một thư viện đầy đủ với các hàm chuẩn hữu ích,
phần trợ giúp Online rất mạnh có khả năng trả lời mọi câu hỏi của ngời sử dụng về
cách sử dụng Step 7, về cú pháp lệnh trong lập trình về xây dựng cấu hình cứng
của một trạm, của một mạng gồm nhiều trạm PLC…
3.3.2. Ngôn ngữ lập trình
Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ
các đối tượng sử dụng khác nhau. PLC Step 7-300 có 3 ngôn ngữ lập trình cơ bản
đó là:
- Ngôn ngữ “liệt kê lệnh” -STL Statement list. Đây là ạngd ngôn ngữ lập trình
thông thờng của máy tính. Một chơng trình đợc ghép bởi nhiều câu lệnh theo một
thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung “Tên
lệnh” + “toán hạng”.
- Ngôn ngữ “hình thang” – LAD (ladder logic). Đây là dạng ngôn ngữ đồ họa
thích hợp với những ngời quen thiết kế mạch điều khiển logic.
- Ngôn ngữ “hình khối” – FBD (function block diagram). Đây ũngc là ngôn ngữ
đồ họa dành cho ngời có thói quen thiết kế mạch điều khiển số.
Ngôn ngữ STL bao hàm cả ngôn ngữ LAD và FBD, từ LAD hoặc FBD có
thể chuyển sang được dạng STL nhưng ngược lại thì không. Trong STL có nhiều
lệnh không có trong LAD hay FBD.

3.3.3. Các bước thực hiện để viết một chương trình điều
khiển - Khai báo phần cứng:
Bước 1: Vào SIMATIC manager /File /New(Vào một Project mới ).
hoặc vào File/Open( Với trường hợp mở một Project có sẵn).
Bước 2: Vào Insert/Station/Simatic 300-Hardware.
Bước 3: Kích đúp vào Hardware-Simatic 300(1).
+ Rack- Rail
+Chọn nguồn –PS thích hợp
+ Chọn CPU
+Chọn SM: DI; DO; DI/DO; AI; AO; AI/AO.
Trường hợp không muốn khai báo cấu hình cứng mà đi ngay vào chương
trình ứng dụng, ta chọn : Insert/ Program/S7 Program.
Chương trình cho S7 -300 được lưu trong bộ nhớ c ủa PLC ở vùng dành
riêng cho chương trình và có thể được lập với 2 dạng cấu trúc khác nhau.
- Lập trình tuyến tính (linear programming): Kỹ thuật lập trình tuyến tính là
phương pháp lập trình mà toàn bộ ch ương trình ứng dụng sẽ c hỉ nằm trong một
khối OB1. Kỹ thuật này có ưu điểm là gọn, rất phù hợp với những bài toán điều
khiển đơn giản, ít nhiệm vụ.
Hình 3.11: Hình mô tả quy trình thực hiện chương trình điều khiển tuyến tính

Do toàn bộ chương trình điều khiển chỉ nằm trong khối OB1, nên khối OB1
sẽ gần như là được thường trực trong vùng nhớ Work memory, trừ trường hợp khi
hệ thống phải xử lý các tín hiệu báo ngắt. Ngoài khối OB1 trong vùng nhớ Work
memory còn có miền nhớ địa ph ương( Local Block ) cấp phát cho OB1 và những
khối DB được OB1 sử dụng.
- Local Block của OB1 : Khi thực hiện khối OB1, hệ điều hành luôn cấp một
Local Block có kích thước mặc định là 20 Bytes trong Work memory để OB1 có
thể lấy được những dữ liệu từ hệ điều hành. Mặc dù kích thước chỉ là 20 Bytes
mặc định, nhưng người sử dụng có thể mở rộng local block để sử dụng thêm các
biến nhớ cho chương trình. Tuy nhiên, phải để ý rằng do loacl block được giải
phóng ở cuối mỗi vòng quét và được cấp lại ở đầu vòng quét sau, nên các giá trị có
trong local block củ a vòng quét trước cũng bị mất khi bắt đầu vòng quét mới. Do
đó, tốt nhất chỉ nên sử dụng local block cho việc lưu giữ các biến nháp tạm thời
trong tính toán của một vòng quét. Cách sử dụng local block giống với sử dụng
vùng biến cờ M( Bit memory)
- Lập trình có cấu trúc: Phương pháp ậpl trình có cấu trúc (Structur e
Programming): là phương pháp lập trình mà ở đó toàn bộ chương trình điều khiển
được chia thành các khối FC hay FB mang một nhiệm vụ cụ thể riêng và được
quản lý chung từ những khối OB (xem hình 3.12). Kiểu lập trình này rất phù hợp
cho bài toán điều khiển phức tạp, nhiề u nhiệm vụ cũng như cho việc sửa chữa, rỡ
rối sau này .
PLC S7 –300 có 4 loại khối cơ bản:
- Loại khối OB(Organization Block) : là khối tổ chức và quản lý chương trình điều
khiển như: OB1, OB35, OB40…
- Loại khối FC(Program block ): là khối chương trình với những chức năng riêng
giống như một chương trình con hoặc một hàm như: FC1, FC2…
- Loại khối FB( Function block): là loại khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi một
lượng dữ liệu lớn với các khối chương trình khác. Các dữ liệu này phải đ ược tổ
chức thành khối dữ liệu riêng - Data Block: FB1 ,FB2…

- Loại khối DB(Data Block ): là khối dữ liệu cần thiết để thực hiện chương trình.
Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối DB như: DB1, DB2…
Trong OB1 có các lệnh gọi những khối ch ơng trình con theo thứ tự phù hợp với
bài toán điều khiển đặt ra.
Một nhiệm vụ điều khiển con có thể được chia nhỏ thành nhiều nhiệm vụ
nhỏ và cụ thể hơn nữa, do đó một khối chương trình con cũng có thể được gọi từ
một khối chương trình con khác.Điều cần chú ý là không bao giờ một khối chương
trình con lại gọi đến chính nó. Ngoài ra, do có sự hạn chế về ngăn xếp của các
module CPU nên không được tổ chức chương trình con gọi lồng nhau quá số lần
mà module CPU được sử dụng cho phép.Ví dụ như đối với module CPU 314 thì
số lệnh gọi lồng nhau nhiều nhất có thể cho phép là 8. Nếu số lần gọi lồng nhau
mà vượt quá con số giới hạn cho phép , PLC sẽ tự chuyển sang chế độ STOP và
đặt cờ báo lỗi.
OB
Ogranization
Block FB
FB
DB
FC
DB
FB
SFB
DB DB
SFC
Hình 3.12: Cấu trúc một chương trình có cấu trúc

Chương 4: Thiết kế trạm PLC, cơ cấu chấp hành và mạch lực cho hệ thống
thổi bụi
4.1. Thiết lập bài toán điều khiển và trạm PLC.
4.1.1. Nguyên tắc hoạt động và các thành phần chính của hệ thống thổi bụi.
+ Quá trình điều khiển hoạt động hệ thống thổi bụi theo nguyên tắc sau:
- Điều khiển hệ thống van cấp hơi cho máy thổi bụi (được điều khiển bằng tay và
điều khiển tự động).
- Điều khiển hệ thống máy thổi bụi (được điều khiển bằng tay và điều khiển tự
động).
+ Các thành phần chính của hệ thống van hơi:
- Động cơ điều khiển van hơi.
- Công tắc giới hạn của van (Sensor giới hạn đầu và giới hạn cuối).
- Van hơi điều khiển bằng tay.
- Van an toàn.
- Cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ của hơi.
- Cảm biến áp lực đo áp lực hơi.
+ Các thành phần chính của hệ thống máy thổi bụi.
- Động cơ điều khiển máy thổi bụi.
- Công tắc giới hạn của máy thổi (Sensor giới hạn đầu và giới hạn cuối).
+ Các thành phần chính lắp trên Panel điều khiển.
- Nút ấn và công tắc chuyển mạch.
- Đèn hiện thị trên panel điều khiển.
- CONTACTOR, AC-3 4KW/400V, INC, DC24V
4.1.2. Cấu hình trạm PLC.
Từ số lượng các thiết bị trong hệ thống điều khiển thổi bụi ta có cấu hình trạm PLC
theo số lượng đầu vào, đầu ra như sau:
+ Modul nguồn, số lượng 01
+ Modul CPU, số lượng 01
+ Modul đầu vào số, số lượng 02
+ Modul đầu ra số, số lượng 02
+ Ngoài ra còn sử dụng bộ nguồn cung cấp cho mạch điều khiển.

Các thiết bị của trạm PLC theo thông số sau:
- Modul nguồn loại: PS 307-10A
Ký hiệu: 6ES7 307-1KA00-OAAO
Thông số kỹ thuật chính:Vào 120/230vAC; Ra 24vDC/10A
- Modul CPU loại: CPU 314
Ký hiệu: 6ES7 314-1AE01-0AB0
Thông số kỹ thuật chính:
- Vùng nhớ làm việc :24KB
- Thời gian xử lí 1 khối lệnh:0.3ms/KAW
- Sử dụng trong nối mạng MPI
- Modul vào số DI loại: SM 321 DIxDC24V
Ký hiệu: 300 321-1BL00 và theo thông số kỹ thuật sau:
- Modul ra số DO loại: SM 322 DO32xDC24V/0,5A
Ký hiệu: 300 322-1BL00 và theo thông số kỹ thuật bảng sau:

Hình 4.1: Thông số kỹ thuật của modul SM 321 DIxDC24V, SM 322
DO32xDC24V/0,5A.

Cấu trúc trạm PLC điều khiển hệ thống thổi bụi lò hơi nhà máy nhiệt điện theo
cấu trúc sau:
Hình 4.2: Cấu trúc trạm PLC của hệ thống điều khiển thổi bụi
4.2. Khối chấp hành và mạch lực cho hệ thống thổi bụi.
4.2.1. Cơ cấu chấp hành.
TT Mô tả
Hãng sản
Mã số
Số
xuất lượng
SIMATIC S7-300, PS 307 POWER
SIEMENS
6ES7307-
1 SUPPLY, WIDE RANGE 10A, IN 1KA00 1
120/230vAC, OUT 24vDC/10A DC
AG
- 0AA0
2 SIMATIC S7-300, CPU 314-MPI
SIEMENS 6ES7 314-
1
AG 1AE01-0AB0
SIMATIC S7-300, SM 322, SIEMENS 300 322-
3 DIGITAL OUTPUT MODULE AG 1BL00 2
OPTIC, ISOLATED, 32DO
SIMATIC S7-300, SM 321,
SIEMENS 300 321-
4 DIGITAL INPUT MODULE 2
OPTIC, ISOLATED, 32DI
AG 1BL00

5 SIMATIC S7-300, UR0 RACK
SIEMENS
RAIL 1
AG
CONTACTOR, AC-3 4KW/400V, SIEMENS 3RT10161-
31
6 INC, DC24V, 3POLE, SIZE S00, AG 1BB42
SCREW CONNECTION
7 ACTUATORS
SIEMENS MODACT
5
AG MT
CIRCUIT BREAKER 0,9... 1,25A
N- RELEASE 10A, SIZE S00,
8
MOTOR PROTECTION, CLASS SIEMENS 3RV1011-
15
10, SCREW CONNECTION AG 0KA15
STANDARD BREAKING
CAPACITY
AUXILIARY SWITCH, SIEMENS
3RV1901-1E 5
9 LATERALLY FIT. 2NO, F, AG
CIRCUIT BREAKER, SIZE
N-TYPE AC/DC MIN CIRC-
10
BREAKER AC 230/400DC 220V, SIEMENS
5SX51067 2
4,5KA C CHARACTER, SINGLE AG
POLE, 6A
11 OPERATOR PANEL VIET NAM 1
3-P MAIN CTR/EM-STOP
SWITCH IU=16, P/AC-23A AT
12
400V, 7,5KW FRONT MOUTING SIEMENS 3LD2054-
1
MAIN HOLE MOUNTING AG 0TK53
ROTARY ACTUATOR
RED/YELLOW
COMPLETE UNIT, ROUND
SIEMENS 3SB3202-
13 KNOB, I-O-II, MAINTAINED 1
CONTACT BLACK, 1NO
AG 2KA11

Khảo sát thiết kế hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện trên nền simatic S7-300.doc

Khảo sát thiết kế hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện trên nền simatic S7-300.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Khảo sát thiết kế hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện trên nền simatic S7-300.doc

Similar to Khảo sát thiết kế hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện trên nền simatic S7-300.doc (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (19)

Khảo sát thiết kế hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện trên nền simatic S7-300.doc