ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN : TỰ ĐỘNG HÓA – ĐO LƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI : KHẢO SÁT HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
NHÀ MÁY XI MĂNG COSEVCO SÔNG GIANH
GVHD

: Th.s NGUYỄN HOÀNG MAI

GVD

: T.s NGUYỄN BÊ

SVTH

: LÊ QUÝ VƯƠNG

LỚP

: 04DLT


NỘI DUNG
•CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG COSEVCO
SÔNG GIANH
•CHƯƠNG 2 : QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI NHÀ MÁY XI
MĂNG COSEVCO SÔNG GAINH
•CHƯƠNG 3 : HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG

•CHƯƠNG 4 : TRANG BỊ ĐIỆN DÙNG TRONG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
•CHƯƠNG 5 : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ KIỂM TRA
PHÉP ĐO DISOCONT
•CHƯƠNG 6 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP
TRÌNH PLC – S7 200


Chương 1
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XIMĂNG
COSEVCO SÔNG GIANH
* Nhà máy ximăng Cosevco Sông Gianh sản xuất xi măng theo công nghệ tiên
tiến của POLYSIUS Cộng Hòa Liên Bang Đức với phương pháp sản xuất xi măng lò
quay.
 Vốn đầu tư: 200 triệu USD
 Diện tích mặt bằng: 33 hecta.
 Công suất: 1,4 triệu tấn/năm.
 Công suất lò nung : 4000 tấn clinke/ngày
 Chủng loại sản phẩm : Xi măng PCB30, PCB40, PC50


Chương
2
QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI NHÀ
MÁY XI MĂNG COSEVCO SÔNG GIANH
2.1. Nguyên liệu để sản xuất xi măng
- Đá vôi
- Đá sét
- Các chất phụ gia: + đá bazal
+ thạch cao
+ đá đen

+ đá cao silíc
+ quặng sắt.

2.2. Quy trình sản xuất xi măng
Quy trình sản xuất xi măng được thực hiện qua 13 công đoạn chính sau:
1. Đập đá sét
8. Nung clinke
2. Đập đá vôi
9. Làm nguội clinke
3. Đập phụ gia
10. Định lượng nghiền xi măng
4. Định lượng nghiền liệu
11. Nghiền xi măng
5. Nghiền liệu
12. Đóng bao
6. Phối liệu
13. Xuất xi măng
7.Thực hiện quá trình can xi hoá và gia nhiệt


2.3 Sơ đồ khối quy trình sản xuất xi măng
Đập đá vôi

Đập đá sét

Kho đá vôi

Kho đá sét

Định lượng nghiền liệu


Xuất xi
măng
rời

Silô xi
măng 1

Xi
măng
bao

Silô xi
măng 2

Silô xi
măng 3

Nghiền liệu

silô phối liệu

Kho phụ
gia

Tháp trao đổi nhiệt

Định lượng
nghiền xi
măng


Lò quay

Than
mịn

Thiết
bị làm
nguội

Nghiền xi
măng

Silô
clenker
thứ phẩm

Silô
clenker
chính
phẩm


HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG

G

200

G


114 06 - BC3

VB

5000

200

116 05- BC5

Quặng sắt +bazan
VB

Đá sét

VB

9000

Đá vôi

VB 4500

VB
112 07 - BC3

G

8000


G

121 07- BF2

VB 9100
121 01 - FN3
200

8200
121 08 - BF3

121 01- BC1

121 06 - BF1

400
112 07- FN2
121 09 - BF4
121 02 - HP1

Silo
dá vôi
500t

121 06 - FN1
121 03- HP2

Silo
dá sét

100t

Silo
bazan
100t 121 04 - HP3

VB 13100

VB 1000

Silo
Q s?t
100t 121 05 - HP4

121 10 - FN5
VB

121 09 - FN4

121 10 - BF5

11000

VB 14500

121 17- MT1
121 16 - MS1

121 11- WF1


121 12- WF2

121 13- WF3

121 14- WF4

X

121 45- BC2
G

G

35-350

G

10-100

G

5-50

G

5-50

SG

1.3


SG

1.6

SG

1.1

SG

1.2

560


Chương 3
HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
Chỉ thị tốc độ

+ Vai trò và tầm quan
trọng

Cảm biến
tốc độ

+ Nguyên lý hoạt động

Băng
tải

cân

Cảm biến
TL

KĐ và
FVC
KĐ

A
D
C
Giao
tiếp

Van xả
liệu

CCĐK1

Động cơ

Biến tần
CCĐK2

D
A
C

Đ/chỉnh

thủ công

Sơ đồ khối chức năng của cân băng định lượng

Máy
tính/vi
điều
khiển


* Tính toán tốc độ cấp liệu:

- Sàn con lăn được tính như sau:
Leff = Lg/2
Leff: Chiều dài hiệu dụng sàn
(m).
Lg : Tổng chiều dài sàn (m).
- Tải trọng băng tải Q:
Q = Qb/Leff
Q: Tải trọng băng tải (Kg/m).
Qb: Tải trọng trên sàn (Kg).
- Tốc độ cấp liệu:
I = Q.v = Qb.v/Leff
I: Tốc độ cấp liệu (lưu lựơng).
v: Tốc độ băng tải (m/s).

M

SCHENCK


CCĐK

DISOCONT

Biến
tần

Sơ đồ nguyên lý đo lường của cân băng định lượng


Chương 4
TRANG BỊ ĐIỆN DÙNG TRONG CÂN BĂNG
ĐỊNH LƯỢNG
Các phần tử chính dùng trong hệ thống cân băng định lượng :
- Hệ thống cân băng định lượng bao gồm các phần tử sau:
+ PLC
+ Máy tính
+ Biến tần
+ Hộp số
+ Động cơ không đồng bộ ba pha
+ Cảm biến
+ Bộ phận đo lường


1. Cảm biến lực ( loadcell) :
R1

R2

- Loadcell hoạt động trên nguyên lý cầu

điện trở cân bằng Wheatstone.

Zm

Em

- Loadcell sử dụng:
+ Kiểu loadcell : KWT100

R3

R4

+ Trọng lượng định mức : 200 Kg
+ Tín hiệu ra :

0 ÷10V
V

+

-

Sơ đồ mạch cầu


2. Cảm biến tốc độ (encoder):
Thấu kính

Đầu thu quang


Encode sử dụng đo tốc độ quay
của động cơ.
-

- Đĩa gắn liền với trục quay cần đo
tốc độ
- Tín hiệu ra của encoder là tín
hiệu số.

Cấu tạo bộ phận đo tốc độ quay Encode


3. Cảm biến đo vị trí (Resolver):
UU0Sinωt
UU0SinωtSinϑ

- Trong hệ thống sử dụng
Resolver để đo vị trí van xả
liệu .
v

rotor
UU0SinωtCosϑ

Sơ đồ nguyên lý máy đo góc Resolver


Chương 5
GIỚI THIÊU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ

KIỂM TRA PHÉP ĐO DISOCONT
5.1 Khái niệm:

- DISOCONT là một hệ
thống môđun điện tử sử
dụng để đo lường trong hệ
thống cấp liệu.

Hình ảnh đầu cân điện tử


DISOCONT gồm các bộ phận :

+ VSE 20100
+ VLB 20120
+ VLG 20110
+ VEA


Đá vôi

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
RS 485

Biến tần
M
n

0/4 – 20mA


f

Đá sét

W Z

VSE20100

CPU

Encoder

M
n

Cân hồi liệu về

f

Đá Bazan

W Z

M
n

f

Quặng sắt


W Z

M
n

f

W Z

Loadcell


CPU

Fieldbus

VLB 20120

VSE 20100
RS 232

I/O

Local bus

Local bus

VEA 20100
Local bus


I/O

RS 232

Máy in

12V DC
230V AC

VLG

VLG

SƠ ĐỒ KẾT NỐI GIỮA CÁC BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN DÙNG TRONG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG


NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
LOCAL
+V

-B21

L

SHALE

-M0102
M

-B1 , B2

-B3 , B4

M

-B10

L

-A21

-S1

MẠCH BẢO VỆ

VFG 20100

VFG 20100

-X6

-D12

SCHENCK

VSE 20100

-X4

-X20


-X20

-X100

DISCONT

VSE 20100

-X4

-X100

-X4

-A10

1E1.UD4

VAK 20115
+N100 - A08
50Hz

+N100 - A08
220V -

1E1.UD2

LOCAL BUS

SCHENCK


HOST PC

50Hz

DISCONT

300V -

-D11

-X6

-X2 , X3 , -X7

-D21

CUSTOMER'S CONTROL.

Option

MACHINE CONTROL STATION
VLB 20120


Chương
6
TỔNG QUAN VỀ PLC
•
•

•
•

CPU 224
Hiệu năng cao,
CPU gọn
Có 14 đầu vào
và 10 đầu ra
Có thể ghép
thêm tới 7 mô
đun mở rộng

• CPU 226
• 24 đầu vào và
16 đầu ra
• Có khẳ năng
mở rộng tới 7
mô đun mở
rộng

HÌNH ẢNH PLC


Khởi động

LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN

Chế độ hoạt dộng tự động
Nhập các thông số định lượng: công suất = tấn/h
% đá vôi, % đá sét,

% đá ba zan, % quặng sắt

Tính toán tốc độ đặt trên động cơ băng tải đá vôi, động cơ băng tải đá sét, động cơ
băng tải đá bazan, động cơ băng tải quặng sắt
Giá trị cài đặt 1

Giá trị cài đặt 2

Giá trị cài đặt 3

Tín
Tín
hiệu từ
hiệu từ
loadcell 2 ecoder 2

Tín
Tín
hiệu từ
hiệu từ
loadcell 3 ecoder 3

Tín
Tín
hiệu từ
hiệu từ
loadcel4 ecoder 4

Tính giá trị
hồi tiếp 1


Tính giá trị
hồi tiếp 2

Tính giá trị
hồi tiếp 3

Tính giá trị
hồi tiếp 4

Bộ so sánh 1

Bộ so sánh 2

Bộ so sánh 3

Bộ so sánh 4

Tín
hiệu từ
loadcell 1

Van cấp
liệu 1

Tín
hiệu từ
ecoder
1


Biến tần 1

Băng tải 1

Van cấp
liệu 2

Biến tần 2

Băng tải 2

Van cấp
liệu 3

Biến tần 3

Băng tải 3

Giá trị cài đặt 4

Van cấp
liệu 4

Biến tần 4

Băng tải 4


BẢNG PHÂN CÔNG ĐẦU VÀO / RA
ĐẦU RA


ĐẦU VÀO
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6

Reset
Khởi động hệ thống
Dừng hệ thống
Khởi động băng tải1
Dừng băng tải 1

Khởi động băng tải2
Dừng băng tải 2

Q0.0

Băng tải 1

Q0.1

Băng tải 2

Q0.2

Băng tải 3


Q0.3

Băng tải 4

Q0.4

Băng tải 5

Q0.6

Tăng độ mở cửa van 1

Q0.7

Giảm độ mở cửa van 1

I0.7

Khởi động băng tải 3

Q1.0

I1.0

Khởi động băng tải 4

Q1.1

Tăng độ mở cửa van 2


Q1.2

Giảm độ mở cửa van 2

I1.1
I1.2

Dừng băng tải 3
Khởi động băng tải 5

Q1.3

Tăng tốc độ động cơ 1

Tăng tốc độ động cơ 2

I1.3

Dừng băng tải 4

Q1.4

Tăng độ mở cửa van 3

I1.4

Dừng băng tải 5

Q1.5


Giảm độ mở cửa van 3

I1.5

Cảm biến cửa van1 mở max

Q1.6

I1.6

Cảm biến cửa van 2 mở max

Q2.0

Tăng độ mở cửa van 4

I1.7

Cảm biến cửa van 3 mở max

Q2.1

Giảm độ mở cửa van 4

I2.0

Cảm biến cửa van 4 mở max

Q2.2


Tăng tốc độ động cơ 3

Tăng tốc độ động cơ 4


Network 1: Reset ton b h thng
Q0.0

I0.0

R

Q0.1
R

R

I1.4

Q0.4
R

MOV_R
ENO
EN

M0.0

R


I0.2

Network 4: Khi ng cỏc bng ti

õaù vọi

M0.0

Q0.0

I0.5

Q0.1

I0.7

Q0.2

I1.0

Q0.3

Network 5: Dng h thng cỏc bng ti
I0.4
I0.6

õaù seùt

R


õaù bazan

quỷng sừt

S

VD104

S

Q0.1
R

OUT

IN

VD108

IN

OUT

VD112

IN

OUT


VD116

Network 8: Khi lng ỏ vụi t trc

M0.0

Q0.4

R

MOV_R
ENO

MOV_R
ENO
EN

S

Q0.0

VD104

MOV_R
ENO
EN

S

S


OUT

IN

EN

M0.0

I0.3

I1.2

VD100

MOV_R
ENO
EN

S

Network 3: Dng h thng

OUT

IN

Network 7: % khi lng ỏ vụi, ỏ sột, bazan, qung st

Q0.4


M0.0

Q0.3
R

100

R

M0.0

I1.3

M0.0

Q0.3

I0.1

Q0.2
R

Network 6: Khi lng tng v t l % t trc

Q0.2

Network 2: Khi ng h thng

I1.1


VD100

EN
IN1
IN2

DIV_R
ENO
OUT

VD120

Network 9: Khi lng ỏ sột t trc
M0.0

VD108
VD100

EN
IN1
IN2

DIV_R
ENO
OUT

VD124



Network 10: Khối lượng bazan đặt trước

M0.0

VD112
VD100

DIV_R
EN
ENO
IN1
OUT
IN2

VD116
VD100

DIV_R
EN
ENO
IN1
OUT
IN2

VD128

Network 11: Khối lượng quặng sắt đặt trước
M0.0

AC1

32000.0

DIV_R
ENO
EN
IN1
OUT
IN2

AC1

AC1

MOV_R
ENO
EN
OUT
IN

VD140

Network 14: Giá trị nhập về từ loadCell băng tải 3
SM0.0

EN

AIW4

VD132


SM0.0

EN

AIW0

AC0
32000.0

ENO
OUT

IN
EN

AC0

I_DI

DI_R

IN

AC0

OUT

EN DIV_R ENO
IN1
IN2

OUT

IN

OUT

EN

AIW2

IN
EN

AC1

I_DI

IN

DI_R

AC2

AC0

SM0.0

OUT

AC2


DIV_R
ENO
EN
IN1
IN2
OUT

AC2

IN

OUT

IN

EN

AIW6
VD136

AC1

AC1

I_DI

VD144

ENO

OUT

IN
EN

DI_R

AC3

ENO
OUT

AC3

AC3
32000.0

DIV_R
ENO
EN
IN1
OUT
IN2

AC3

AC3

MOV_R
ENO

EN
OUT
IN

VD148

AC3

ENO
OUT

ENO

Network 15: Giá trị nhập về từ loadCell băng tải 4

ENO
OUT

DI_R

AC2

MOV_R
ENO
EN

AC0

Network 13: Giá trị nhập về từ loadCell băng tải 2


SM0.0

AC2
32000.0

ENO

MOV_R
ENO
EN

AC0

AC2

ENO
OUT

IN
EN

Network 12: Giá trị nhập về từ loadCell băng tải 1ZZ

I_DI

IN


Network 22: So sánh giá trị từ loadCell để điều chỉnh độ mở cửa van 3
Network 16: So sánh giá trị từ Loadcell để điều chỉnh độ mở cửa van băng tải 1

M0.0

VD136 VD120

Q0.6

VD136 VD120
>R

Q0.7
S

S

Q0.6

Q1.0
S

I1.5

Network 18: Điều kiện dừng điều chỉnh độ mở cửa van và điều
chỉnh tốc độ động cơ băng tải 1
M0.0

S
Q1.5
S

Network 23: Điều khiển động cơ băng tải 3 bằng biến tần

M0.0

Q1.4

Q1.6
S

I1.7

Network 24: Điều kiện dừng điều chỉnh độ mở cửa van và điều chỉnh tốc độ động cơ
băng tải 3
M0.0

Q0.6
R

VD136 VD120
=R

Q1.4

VD144 VD128

VD144 VD128
>R

Network 17: Điều khiển động cơ băng tải 1 bằng biến tần

M0.0

M0.0

VD144 VD128
=R

Q1.4

R
Q1.5
R

Q0.7
R

Q1.6
R

Q1.0
R

Network 19: So sánh giá trị từ loadCell để điều chỉnh độ mở cửa van 2
M0.0

VD140 VD124

Q1.1

S

VD140 VD124
>R

Q1.2
S

Q1.1

I1.6

Q1.3
S

Network 21: Điều kiện dừng điều chỉnh độ mở cửa van và điều chỉnh tốc độ
động cơ băng tải 2
M0.0

VD140 VD124
=R

M0.0

VD148 VD132

Q2.0

VD148 VD132
>R

Q2.1

S
S

Network 26: Điều khiển động cơ băng tải 4 bằng biến tần

Network 20: Điều khiển tốc độ động cơ băng tải 2 bằng biến tần
M0.0

Network 25: So sánh giá trị từ loadCell để điều chỉnh độ mở cửa van 4

Q1.1
R
Q1.2
R
Q1.3
R

M0.0

Q2.0

I2.0

Q2.2
S

Network 27: Điều kiện dừng điều chỉnh độ mở cửa van và điều chỉnh tốc độ động cơ
băng tải 4
M0.0

VD148 VD132
=R

Q2.0
R

Q2.1
R
Q2.2
R


KẾT THÚC
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÍ
THẦY CÔ CÙNG CÁC BẠN!