Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất xi măng - công ty xi măng quang sơn
MỤC LỤC Nhóm – Hệ thống tự động hóa nhà máy xi MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU - PHẦN I MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 1.Khái quát chung hệ thống sản xuất xi măng -3 2.Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất nhà máy -5 PHẦN II HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS 1.Giới thiệu hệ thống điều khiển DCS -7 2.Hệ thống điều khiển DCS nhà máy xi măng Quang Sơn 13 PHẦN III BỘ ĐIỀU KHIỂN AC 800M CONTROLLER 1.Giới thiệu AC 800M CONTROLLER 17 2.Đặc tính kỹ thuật AC 800M CONTROLLER 21 PHẦN IV KẾT LUẬN - 29 LỜI NÓI ĐẦU Ximăng loại vật liệu kết dính hình thành cách pha trộn hỗn hợp đá vôi, đá sét, thạch cao…và số loại phụ gia cần thiết sau nung nóng nhiệt độ khoảng 14000C Xi măng sản xuất nước tư Đan Mạch, Anh, Pháp, Mỹ…vào cuối kỷ 19 Đến đầu kỷ 20, ximăng trở thành nhu cầu thiếu xây dựng phát triển kinh tế Việc áp dụng kỹ thuật tiến tiến vào trình sản xuất việc làm cần thiết để nâng cao suất lao động Một trình sản xuất có khả tự động cao đem lại nhiều lợi ích kinh tế Tuy nhiên, việc áp dụng tự động hoá vào trình sản xuất xi măng toán khó khăn Yêu cầu hệ thống tự động hoá trình sản xuất xi măng đảm bảo yêu cầu công nghệ mà phải đảm bảo ổn định, chất lượng sản lượng mức tối đa Do đó, việc nghiên cứu, phân tích, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho nhà máy ximăng vô quan trọng Với ý nghĩa Bài tâp lớn em đặt ra: Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất xi măng – Công ty xi măng Quang Sơn • Mô tả dây chuyền sản xuất xi măng công ty • Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS • Nghiên cứu điều khiển(PLC) dây chuyền sản xuất xi măng Mặc dù cố gắng thời gian không nhiều cộng với lượng kiến thức hạn chế nên tránh thiếu sót nhầm lẫn Rất mong nhận đóng góp quý báu thầy giáo bạn bè để tập lớn hoàn thiện Sau em xin chân thành cám ơn TS.Nguyễn Mạnh Tiến nhiệt tình hướng dẫn em thực tập lớn PHẦN I MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA CÔNG TY XI MĂNG QUANG SƠN 1) Khái quát hệ thống sản xuất xi măng • Mô hình sản xuất xi măng quan điểm hệ thống gồm có yếu tố vào, sau : • Lưu đồ công nghệ của Công ty xi măng Quang Sơn : 2) Mô tả a Công đoạn đập vận chuyển đá vôi Đá vôi khai thác từ núi đá vôi tự nhiên phương pháp nổ mìn, sau vận chuyển đổ vào phễu tiếp liệu, băng tải xích chuyển đá đến máy đập, công suất đập 90t/h Sau khỏi máy đập có kích thước ≤ 15 mm Sau vận chuyển vào kho, kho có đống mục đích đồng thời đống rải đống xúc bình thường b Công đoạn đập vận chuyển đá sét Đá sét có kích thước < 800 mm máy xúc để đổ vào phễu tiếp liệu, nhờ băng tải xích đá sét qua búa đập, đập xuống < 75mm, công suất 90t/h Sau đá sét băng tải cao su vận chuyển tới máy cán < 25 mm Sau cán, đá sét hệ thống băng tải cao su chuyển kho đồng c Hệ thống cân băng định lượng Đá vôi đá sét qua hệ thống cân băng định lượng tự động định khối lượng cần thiết theo tỉ lệ cân, từ băng tải chung chuyển đá đến cổ tiếp liệu cho máy nghiền Đồng thời với trình sau định lượng xỉ cát thạch anh tháo từ két qua cân định lượng đổ vào băng tải chung đổ vào cổ tiếp liệu máy nghiền d Công đoạn nghiền Liệu sau đồng sơ đưa vào máy nghiền liệu Máy sấy nghiền có suất lớn, vật liệu vào máy phải có kích thước < 40 mm Độ ẩm tối đa ≤ 10 % Phối liệu khỏi máy nghiền vận chuyển lên cyclone lắng theo phương pháp phân ly khí động, trình hạt qua sàng có độ mịn đảm bảo thổi lên cyclone, hạt thô hồi lưu trở lại máy nghiền e Công đoạn đồng liệu Phối liệu cyclone lắng tháo vào cyclone sấy theo kiểu tháo chéo Từ tháp đồng nhất, phối liệu sấy sơ đến gần 10000 trước vào lò nung f Nhiên liệu Than cám nhập sau nghiền mịn, qua hệ thống phân ly khí động chuyển lên két chứa Đáy két than mịn có tiếp liệu vít xoắn, nhờ điều chỉnh động chiều mà điều chỉnh dễ dàng lượng than cấp vào lò Khi than mịn cho vào đường ống, có quạt cao áp thổi than mịn vào lò qua hệ thống vòi phun Dầu MFO bơm lên bể chứa, từ bể chứa dầu vận chuyển hệ thống đường ống qua hệ thống sấy (nhờ nước lò ) bơm qua van điều chỉnh vào lò hệ phun dầu g Công đoạn nung Clinker Lò nung Clinker loại lò quay bao gồm hệ thống chính: Hệ thống sấy tầng, lò nung, hệ thống làm mát Nhiên liệu để nung bột than phun áp suất cao dạng mù Dòng khí nóng ngược từ đáy lò lên đến đỉnh lò Liệu từ cyclonee lắng qua hệ thống sấy tầng sấy sơ từ 750 →10000 trước đưa vào lò Phối liệu vào lò nhiệt độ tăng dần lên phản ứng pha rắn xảy kết khối 13000 →14500 tạo thành Clinker h Công đoạn vận chuyển Clinker Clinker khỏi lò có nhiệt độ cao làm nguội qua hệ thống làm mát đến nhiệt độ khoảng 1200 C Hệ thống làm mát có kiểu: Kiểu lò hành tinh giàn ghi Clinker máy đập búa đập nhỏ có kích thước ≤ 25 mm đổ vào băng cào xích chuyển lên băng gầu xiên Từ băng gầu xiên Clinker đổ vào cyclone chứa Ơ Clinker ủ từ đến 15 ngày i Công đoạn nghiền Clinker Clinker, thạch cao phụ gia cho vào máy nghiền để nghiền thành xi măng Thành phần Clinker, thạch cao phụ gia điều chỉnh theo tỉ lệ phù hợp để đạt chất lượng xi măng theo yêu cầu Xi măng khỏi máy nghiền : Hạt to hồi lưu lại nhờ hệ thống phân ly, hạt nhỏ thu hồi lại hệ thống lọc bụi j Đóng bao Xi măng từ si lô chứa vận chuyển vít tải, gầu xúc băng tải tới phân xưởng đóng bao Tại có si lô chứa, si lô chứa xi măng sục liên tục nhờ máy nén khí để đồng lần cuối trước đưa đến cầu cảng để xuất xi măng rời PHẦN II NGHIÊN CỨU CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS 1.Giới thiệu hệ thống điều khiển DCS a Khái niệm DCS giải pháp tổng thể kể phần cứng phần mềm cho toàn hệ thống phát triển từ ứng dụng điều khiển ngành công nghiệp hoá chất với điều khiển ban đầu sử dụng kỹ thuật tương tự Giải pháp thiết kế hệ DCS thương phẩm hướng vào ứng dụng điều khiển phân tán nên thường thiết kế theo hệ thống mở, khả tích hợp cao kể tích hợp với PLC khác điều khiển máy công đoạn sản xuất độc lập Mục tiêu tạo thuận lợi cao cho kỹ sư thiết kế tích hợp hệ thống điều khiển Thế mạnh DCS khả xử lý tín hiệu tương tự thực chuỗi trình phức tạp, khả tích hợp dễ dàng Các hệ thống DCS thương phẩm ngày thường bao gồm điều khiển ( controller ), hệ thống mạng truyền thông phần mềm điều hành hệ thống tích hợp Các hệ DCS quản lý từ vài nghìn điểm đến hàng chục nghìn điểm vào/ra Nhờ cấu trúc phần cứng phần mềm, hệ điều khiển thực đồng thời nhiều vòng điều chỉnh, điều khiển nhiều tầng, hay theo thuật toán điều khiển đại: Nhận dạng hệ thống, điều khiển thích nghi, tối ưu, bền vững, điều khiển theo mô hình dự báo (MPC), fuzzy, neutral, điều khiển chất lượng ( QCS) Để phục vụ cho việc trao đổi thông tin, hệ DCS thương phẩm ngày hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông từ cấp trường đến cấp quản lý Hiện giao thức chuẩn hoá ( Profibus, Foudation FieldBus, Ethernet ) Các hệ DCS thương phẩm ngày có độ tin cậy cao : nhờ có khả dự phòng kép tất thành phần hệ ( controller, mođun I/O, bus truyền thông ), khả thay đổi chương trình ( sửa chữa download ), thay đổi cấu trúc hệ, thêm bớt thành phần mà không cần làm gián đoạn, không cần khởi động lại trình ( thay đổi online ) Cơ sở liệu trình hệ DCS thương phẩm thiết kế sẵn sở liệu lớn có tính toàn cục thống Các nhà sản xuất DCS cam kết thời gian hỗ trợ với sản phẩm DCS lớn, từ 15 đến 20 năm để đảm bảo thời gian hoạt động khai thác hệ thống lớn Tất đặc điểm cho thấy hệ DCS hoàn toàn đáp ứng yêu cầu giải pháp tự động hoá tích hợp tổng thể Các chuyên gia ngày nay, DCS thay ứng dụng lớn b Chức Chức điều khiển Chức chức quan trọng DCS điều khiển toàn trình công nghệ nhà máy.Chức điều khiển điều khiển đảm nhận, đặt phòng điều khiển trung tâm trạm điều khiển • Chức điều khiển DCS thực tất chức điều khiển nhà máy Các thành phần thực chức điều khiển DCS gọi “ khối hàm “ ( Function Block) Mỗi khối hàm đại diện cho phận nhỏ tong toán điều khiển Việc thực thiết kế chức điều khiển thực chất cách kết hợp các khối hàm lại với cho phù hợp − Chức thực thuật toán điều chỉnh tự động: Chức điều chỉnh tự động thực cho vòng điều chỉnh phản hồi trình liên tục Thành phần tham gia vào chức điều chỉnh tự động khối PID, khối hàm chuyển đổi định dạng liệu vào/ra khối hàm toán học − Chức thực thuật toán điều khiển tuần tự: Thuật toán điều khiển đươc thực cho số công đoạn làm việc theo chuỗi kiện nối tiếp nhà máy Chức vừa điều khiển công đoạn độc lập đồng thời quản lý toàn chuỗi kiện xảy hệ thống Có thể sử dụng chức cho toán liên động kết hợp thực công đoạn liên tục nhà máy − Chức thực thuật toán phức tạp: DCS hệ điều khiển ứng dụng cho nhà máy có quy mô lớn, công nghệ liên tục phức tạp, đòi hỏi phải sử dụng nhiều thuật toán tiên tiến để giải toán tối ưu tiết kiệm nhiên nguyên liệu Các thuật toán cấp cao thường ứng dụng cho nhà máy bao gồm : thuật toán điều khiển nối tầng ( casade ), thuật toán điều khiển tiền định ( feedfoward ), thuật toán phân ly hệ đa biến, thuật toán điều khiển mờ, nôron … • Chức truyền thông, trao đổi thông tin với hệ thống phụ – Subsystem Trong nhà máy lớn, bên cạnh hệ DCS, có hệ PLC đảm nhận công việc điều khiển cho tầng công đoạn nhỏ trạm bơm cấp nước, nước thải, … tất tham số cần phải đưa vào hệ thống DCS chung toàn nhà máy để tập trung sở liệu phục vụ giám sát quản lý Hầu hết hệ DCS không thích hợp sẵn chương trình điều khiển truyền thông module truyền thông với PLC hệ thống PLC thị trường phong phú đa dạng Mà thay vào đó, nhà cung cấp DCS cung cấp tuỳ chọn để liên kết với hệ PLC, nhiên kết nối với tất PLC Ơ điểm nhà làm thiết kế hệ thống điều khiển phải nắm để chọn thiết bị cho phù hợp đỡ tốn Các nhà cung cấp DCS cung cấp tuỳ chọn dạng gói phần mềm module phần cứng Ví dụ để liên kết với PLC AB SLC5, ta có gói phần mềm điều khiển truyền thông với SLC5, hay để kết nối với PLC Siemens, ta có gói phần mềm truyền thông với thiết bị Siemens Tuy nhiên việc cấu hình truyền thông với hệ thống phụ diễn thuận lợi, mà lựa chọn không khéo, làm cho người làm Engineering tốn nhiều thời gian công sức Khi định kết nối DCS với PLC hãng nào, ta phải mua chương trình phần mềm môđun phần cứng nhà cung cấp DCS để kết nối Vì Tất kết nối mạng LAN theo chuẩn Ethernet ( TCP/IP) Các trạm PCS PLC AC800M Các khu vực quan trọng trang bị PLC với Processor/CPU Các trạm kết nối với tuyến cáp liệu kép để đưa hệ thống Connectivity Sever Thông tin sever với trạm vận hành điều khiển trình liên hệ với hệ thống cáp quang kéo sợi thủy tinh theo chuẩn Ethernet(TCP/IP) Mạng gọi Cleint/Server Network Các tủphân tán RPC (Remote Periphery Center) chứa module phân tán S800-I/O, tủ điều khiển động cơtrung tâm MCC (Motor Control Center) chứa biến tần, tủ máy cắt… lắp đặt phòng điện khu vực sản xuất Số I/O phù hợp cụm thiết bị, có 20% dự phòng Tất đưa vềcác CPU AC800M thông qua tuyến cáp quang Từ AC800M kết nối với Server qua mạng Ethernet (TCP/IP) gọi Cotrol Network Cotrol Network: Là mạng cục bộ(LAN), việc tối ưu hoá vềthời gian thực mức cao đáng tin cậy Thời gian phản hồi biết trước Thiết bị mạng điều khiển Server kết nối qua mạng Control Network Các thiết bịnhư: Controller, robots, variable, speed drives… Chức hai Connectivity Server (Redandunt): - Connectivity Component: Cung cấp dịch vụtruy cập dữliệu theo thời gian thực, nhật ký vận hành, cảnh báo sựkiện từcác thiết bị lưu trữ khác mạng - Connectivity Product: Chức up-load, hỗtrợcho việc thiết lập cấu hình, đồhoặc cơbản, đóng gói dữliệu hỗtrợ đường truyền cho hệthống AC800M đến kho lưu trữ Server: Cung cấp dịch vụtruy cập đến cácc Cotroller theo thời gian thực Trên Connectivity chạy dịch vụ: OPC/DA, APC/AE, OPC/HAD SysMsg Trong gói phần mềm OPC Server cho AC800M/C cần thiết cho việc đọc liệu, cảnh báo, sựkiện theo thời gian thực từ điều khiển Gói phần mềm cài đặt Connectivity Server Nó bao gồm thành phần sau: - OPC Data Access Server: Có nhiệm vụ chuyển dữliệu từbộ điều khiển lập trình đến Control Builder Software (phần mềm lập trình quản lý cho hệthống AC800M) thông qua gói phần mềm OPC Data Access 2.0 1.0A - OPC Alarm and Event Server: Có nhiệm vụ tạo luồng thông tin Hầu hết kiện định nghĩa trước Các sựkiện cảnh báo clients gói phần mềm Alarm and Event 1.02 Standard hỗtrợ Quá trình truyền thông cấp có mức ưu tiên thấp Chu kỳvòng quét Controller phải thấp 60% Tốt từ30÷40% thời gian chu kỳvòng quét Phần mềm Control Builder (cho AC800M/C), Graphics Builder (cho việc giám sát điều khiển trình), AutoCAD (cho Mechanical Aspect)… Tại Server thực việc phân chia quyền sử dụng cho WorkSpace, tạo giao diện người máy HMI, cảnh báo, dồthị, báo cáo…Sự làm việc Server đòi tính đáp ứng thời gian thực cao Tính thời gian thực khả đáp ứng kịp thời xác Hệ thống phải đáp ứng kịp thời với sựkiện dự báo trước phải xửlý nhiều sựkiện xảy lúc Ngoài hệ thống dự báo trước thời gian tiêu biểu trình phản ứng Để làm điều này, hệ thống Server mạng hệ DCS phải có phần mềm thời gian thực tương ứng Nó có chức quản lý, phân chia trình tính toán cho hệvi xửlý theo cấp tuỳtheo phạm vi chức Phân chia thời gian để thực xen kẽ nhiều nhiệm vụkhác theo mức ưu tiên theo phương pháp lập lịch… PHẦN III BỘ ĐIỀU KHIỂN AC800M CONTROLLER 1.Giới thiệu AC 800M CONTROLLER a Giới thiệu AC 800M Bộ điều khiển PLC AC 800M kết nối với tín hiệu cấp trường sử dụng mô đun vào/ra dòng S800L S800 cho phép kết hợp với thiết bị hỗ trợ giao thức Profibus có thị trường Giao diện người máy Compact 800 HMI sử dụng với AC 800M với thiết bị điều khiển PLC hầu hết hang cung cấp thị trường Phương thức truyền thông hệ thống tận dụng tính trội chuẩn OPC Một Panel 800 kết nối hệ thống để phục vụ chức điều khiển giao diện người /máy, cho phép lắp đặt khu vận hành dùng cho ứng dụng máy công cụ Nó cho phép kết nối với hầu hết máy tính công nghiệp PC thông thường thông qua việc tích hợp sẵn các driver bên Khi sử dụng điều khiển AC 800M giải pháp tự động hóa bạn, bạn có nhiều tùy chọn cho mục đích truyền thông đa nhiệm: - Ethernet OPC Profilebus Modbus RTU, TCP Các thiết bị khác: Modulebus, MB300, SattBus, COMLI Tính dự phòng nóng (redundancy) khu vực quan trọng nhà máy cho phép với hệ điều khiển AC 800M I/O vào bao gồm dự phòng CPU, mạng cấp điều khiển, mạng cấp trường, bus truyền thông nội bộ, phần nguồn cấp điện Phần mềm giao diện người dùng Compact 800 HMI cho phép kết nối tới hệ AC 800M hay kết nối tới điều khiển PLC hãng khác Điều có nghĩa cho phép kết nối từ xa tới điều khiển PLC với thiết bị khác mạng đơn hay mạng có cấu trúc dự phòng Hệ Compact 800 phối hợp toàn diện thành phần hệ thống tích hợp phần vào hệ thống tự động hóa bên thứ ba (third-party) với mạnh sẵn có tính xử lý cảnh báo liên động AC 800M hiểu cấu trúc phần cứng mà đơn vị phần cứng( hardware units) riêng lẻ nối với phụ thuộc vào cấu trúc unit hệ điều hành chọn lập trình để thực nhiều chức khác Một cấu trúc phần cứng xác định trở thành AC 800M Controller Những phần tử tạo nên AC 800M Controller: • Các Processor unit ( PM851/PM856/PM860/PM861/PM864/PM865) • Bộ xử lý xác cao ( High Integrity Processor unit) ( PM865/SM801) • Các giao tiếp truyền thông cho phương thức khác ( CI851/CI852/CI853/CI854/CI854A/CI855/ CI856/CI857/CI858/CI80) • Đơn vị kết nối CEX –Bus( BC810) • Các đơn vị cung cấp mưc lượng khác ( SD8281/SD822/SD823/SS822/SS823) • Nguồn dự phòng ( SB821) Một có them phần mềm điều khiển ( Control Software) AC 800M Controller hoạt động chu trình điều khiển đứng Controller thực nhiệm vụ điều khiển mạng điều hành bao gồm nhiều Controller nối với nhau, trạm vận hành ( Operator Station) Server Các hệ thống vào/ra nối với AC 800M Controller, trực tiếp với ( S800I/O) qua Profibus DP hoăc bus trường Foundation Fieldbus AC 800M Controller cấp phát Control Software Để tạo Controller Control Software trước hết cần thiết phải tải phần sụn ( Filmware) tạo ứng dụng đặc biệt làm công cụ thiết kế Control Builder M AC 800M Controller tổ hợp nhiều phân tử ( Unit) gắn ray nằm ngang( DIN- rail) Bộ điều khiển AC 800M thiết kế để tạo ứng dụng mạng lại hiệu cao, bảo dưỡng thuận lợi cho giải pháp ứng dụng từ điều khiển khả trình cỡ nhỏ đến ứng dụng điều khiển phân tán DCS, tôt hợp điều khiển phân tán DCS ứng dụng điều khiển hệ thống có tính toàn vẹn cao (High Integrity System) b Giới thiệu AC 800M High Itegrity AC 800M dùng hệ thống ứng dụng quan trọng Cấu hình mộthệ thống PM865, SM810, SS823 hệ thống dự phòng S800 I/O High Integrity, chạy phiên High Integrity phần mềm điều khiển (Control Software) Đơn vị xử lý PM865 chịuđược lỗi HW Chức thêm vào PM865 bao gồm: • • • • • • Bảo vệ chống xâm nhập điện áp cao Một thiết bị định thời Watchdog đưa vào cập nhật liệu từ SM810 Giám sát tạo dao động thêm vào Hỗ trợ cho hệ thống S800 I/O High Integrity Hỗ trợ cho SM810 Tăng thêm hệ thống chuẩn đoán kiểm tra trực tuyến loại Chức SM810 hoạt động Monitor cho HW thực SW hai Module hệ thống tương hợp SIL2 theo IEC61508 chất lượng TUV chưa giảiquyết SM810 chạy SMSIL2 chứng nhận hệ thống hoạt động có mức độ râtcao tự chuẩn đoán bao gồm: • • • • • Bộ nhớ ảo Bảo vệ áp đầu vào Hai định thời Watchdog độc lập Giám sát tạo dao động Hỗ trợ cho hệ thống S800 I/O High Integrity Một tin tức lỗi nặng chuẩn đoán bên trong.Những điện ModuleBus dùng hệ thống High Integrity dùng khái niệmcủa cấu trúc Những cấu trúc dài điện ModuleBus mở rộng cỗ gópHigh Integrity bao gồm liệu CRC32 Những điện S800 Module gửi đến hệ thống S800 I/O High Integrity sử dụng liệu từ PM865 CRC32 nghịch từ SM810 Những sựkiểm tra Module CRC32 I/O Dữ liệu nhận từ hệ thống S800 I/O High Integrity quaModuleBus có CRC32 độc lập xác định hai SM810 PM865 Một vài CRC32 hoặcnhững lỗi khác điện kết truyền thử lại lặp lại, mộthệ thống Shutdown phần tử đầu hệ thống S800 I/O High Integrity đến trạng thái an toàn 2.Đặc tính kỹ thuật AC 800M Controller a.Tính Sự kết nối 192 tín hiệu I/O qua Electrical ModuleBus sẵn có Sự kết nối 1344 tín hiệu I/O qua Optical ModuleBus sẵn có Sự kết nối S100 I/O sẵn có Cho phép kết nối số lượng I/O qua PROFIBUS DP-V0 PROFIBUS DP-V1 Sự kết nối tới FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet (FF HSE) Cho phép kết nối nghi thức giao tiếp truyền thông số lượnglớn cổng RS-232C truyền thông nối tiếp Sự kết nối đến mạng MasterBus 300 Sự kết nối đến INSUM qua Gateway (Ethernet/LON) Sự kết nối đến ABB Drives sẵn sàng qua DriveBus ModuleBus Nguồn pin dự phòng gắn sẵn nhớ Dự phòng CPU (PM861/PM864/PM865) b.Các hệ thống vào I/O hệ thống cấp trường Các tủ phân tán RPC (Remote Periphery Center) chứa module phân tán S800-I/O, tủ điều khiển động trung tâm MCC (Motor Control Center) chứa biến tần, tủ máy cắt… lắp đặt phòng điện khu vực sản xuất.Số I/O phù hợp cụm thiết bị, có 20% dự phòng Tất đưavề CPU AC800M thông qua tuyến cáp quang theo chuẩn Profibus DP.Ở có nhiều phương pháp kết nối hệ thống I/O đến điều khiển AC 800M: S100 I/O qua CI856 Các đơn vị S800 I/O qua ModuleBus Các đơn vị S800 I/O qua CI854/CI854A CI840, PROFIBUS DP-V0và DPV1 Sự hỗ trợ cho cấu trúc dự phòng tất mức Các đơn vị S800 I/O qua CI854/CI854A CI830, PROFIBUS DP-V0 S800 I/O qua CI851 CI830, PROFIBUS DP-V0 Các đơn vị S900 I/O kết nối tới PROFIBUS DP-V1 Các ABB Drive kết nối tới ModuleBus qua CI851 vàCI830, qua CI851 CI830 Một vài thiết bị Drive kết nối trựctiếp tới PROFIBUS ModuleBus ModuleBus AC 800M gồm đơn vị điện quang: Electrial ModuleBus (hình vẽ dưới) bao gồm bó (cluster) mộtlượng cực đại 12 đơn vị S800 I/O kết nối Optcial ModuleBus gồm bó (cluster) lượng cực đại x 12 =84 đơn vị S800 I/O kết nối.Chú ý Electrical ModuleBus sử dụng cho kết nối S800 I/Okhi AC 800M chạy cấu hình CPU đơn PROFIBUS Một đoạn PROFIBUS DP có khả cung cấp lên tới 32 nút, kếtnối trực tiếp tới đơn vị giao tiếp PROFIBUS DP-V0 kiểu CI851 / TP851 hoặcmột đơn vị PROFIBUS DP-V1 kiểu CI854/CI854A/CI854 PROFIBUS PA có thểđược kết nối tới PRFFIBUS DP/DP-V1 qua thiết bị liên kết LD 800P Nó kết nối hệ thống sau tới PROFIBUS DP-V0 PROFIBUS DP-V1: S800 I/O / S800L I/O qua FCI S900 I/O qua FCI CI920 S200 I/O and / S200L I/O qua FieldBus Adapter 200-APB12 Giới hạn đặt cho PRFFIBUS DP –V1 Các hệ thống I/O khác kết nối tới PROFIBUS DP-V0 vàPROFIBUS DP-V1 PROFIBUS DP có tốc độ truyền 12 Mbit/s PROFIBUS PA, có tốc độ truyền 31.25 kbit/s Dùng ứng dụngđòi hỏi độ an toàn Fieldbus Barrier FB 900-Series bảo vệ fieldbus khỏi lỗi thiết bị trường PROFIBUS PA liên kết với mạng PROFIBUS DP qua PROFIBUS Power Hub cung cấp thông tin chẩn đoán trạng thái mạng cũngnhư thiết bị mạng PA FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet FOUNDATION Fieldbus nghi thức giao tiếp bus trường (fieldbus protocol) dựa tảng tiêu chuẩn quốc tế thiết kế cho ứng dụngtrong công nghiệp sản xuất, tự động hóa trình (process automation) tựđộng hóa tòa nhà Những nguyên tắc đạo cho tiêu chuẩn Fieldbus dựatrên Fieldbus Foundation FF định nghĩa hai mặt truyền thông, H1 HSE H1 cho phép tốc độ truyền tin 31.25 Kbit/s Nó tốt để sử dụng cho truyềnthông trực tiếp thiết bị trường mối liên kết (mối liên kết H1).Trước hết HSE xương sống cho mối liên kết đoạn H1 Tiêu biểucho tốc độ truyền 10 Mbit/s 100 Mbit/s FOUNDATION Fieledbus liênkết tới AC 800M qua bus HSE hiệu suất cao sử dụng FF liên kết thiết bị Các đoạnH1 tái tạo đoạn HSE việc sử dụng tái tạo HSE định hình truyềnthông tuần hoàn thiết bị trường đoạn H1 khác thiết bị trênđoạn HSE FOUNDATION Fieldbus HSE, mạng H1 thiết bị định hìnhcùng Fieldbus Builder, FOUNDATION Fieldbus Hệ thống FF giao tiếp bộđiều khiển IEC 61131 (AC 800M) sử dụng FF HSE unit CI860 AC 800M Các thiết bị liên kết FF hoạt động cổng vào (gateway) AC 800Mvà thiết bị trường đoạn H1, vừa cho liệu cấu hình thiết bịtrường vừa cho liệu trình mà trao đổi cách tuần hoàn AC800M thiết bị trường • • • • ACM800 nối với FF HSE qua giao diện truyền thông có dự phòng CI860 H1 subsystem kết nối với HSE qua thiết bị kết nối có dự phòng LD 800HSE Các ứng dụng cấp cao truy cập FF qua FF OPC Server Bộ nguồn PC 900-NR cung cấp điện áp chuẩn 24V.Khi cần lắp nhiều nguồn nuôicó thể dùng Power Rail PR 900-N (lắp PC 900) • Trở đầu cuối TU 900-NR4 • Fieldbus Barrier FB 900-Series bảo vệ fieldbus khỏi lỗi thiết bị trường Giao thức HART Phương thức mã hóa bit FSK với tần số 1200 2200 Hz cho logic logic0.Giá trị trung bình sóng sin (ở tần số 1200 2200 Hz), tín hiệu xếpchồng lên tín hiệu 4-20mA Vì vậy, thông tin tương tự 4-20mA sẽkhông bị ảnh hưởng • Giao thức HART: Có thể hoạt động theo kiểu số “lai” 4-20mA • Các thiết bị cấp trường HART kết nối với hệ thống qua vào từ xa S800 hoặcS900,hoặc vào cục AC800M Với hệ DCS/PLC cũ không hỗ trợ truy cập trực tiếp liệu HART.Bộ HARTMultiplexer sử dụng.Khi PLC đọc thông tin chẩn đoán thiết bịcấp trường từ Multiplexer Connect Server c Mạng truyền thông Control Network Control Network mạng IP cục cho liệu thời gian thực lẫn truyềnthông hệ thông hệ thống chung máy tính công nghiệp Nó thay đổi được,từ mạng nhỏ với vài nút đến mạng lớn bao gồm số lượng vùngmạng (Network Area) với hàng trăm nút Thời gian phản hồi biết trước.Thiết bị mạng điều khiển Server kết nối qua mạngControl Network Các thiết bị như: Controller, robots, variable, speed drives…Mạng sử dụng mối liên kết hỗn hợp khác Fast Ethernet vàPPP Nó cung cấp cho dự phòng đầy đủ để mạng đạt tính sẵn sàng cao Bộ điềukiển AC 800M phải luôn kết nối đến Control Network qua cáp STP(Shielded Twisted Pair-cáp xoắn kép) Sự kết nối AC 800M / Control Network cần đượcchuyển đổi cáp Fiber Optic (FO – cáp quang) Điều đạt nhờ thiết đặtmột Switch / Hub có hai cổng quang điện hình vẽ bên: d Phần mềm điều khiển Control Software Phần mềm sử dụng AC 800M Controller có tên Control Software.Tên không dùng để thay cho phần mềm ứng dụng đặc biệt làmột tên chung cho phạm vi chức dùng điều khiển.Các chức cung cấp bởi: • Những chức phần cứng (sự giám sát, Bus truyền thông, I/O Bus) • Những chức phần sụn (Firmware Function) tải vào Controller (hệ thống chấp hành thời gian thực, đồng hồ thời gian thực, truyền thông dự phòng) • Các chương trình ứng dụng tải vào điều khiển (thư việnchức năng, nghi thức giao tiếp truyền thông).Để tạo ứng dụng, cần thiết phải sử công cụ Control Builder M.Công cụ có nhiều chức hữu ích thêm vào cấu hình hệ thống Địa Ethernet: Mỗi TP830 Baseplate cung cấp với địa chỉEthernet mà cung cấp CPU nhận biết phần cứng Theo chứcnăng cần mẫu hai địa nhận dạng thường trực nhớ không bayhơi (Nonvolatile Memory) TP830 BasePlate Địa thấp (một mã Hexđặc tính 12) định vị nhãn dính gắn TP830 Baseplate.Địa lại thấp +1 PHẦN IV KẾT LUẬN Trong thời gian làm tập lớn em biết thêm nhiều kiến thức Hệ thống điều khiển tự động hóa nhà máy xi măng mà cụ thể nhà máy xi măng Quang Sơn Biết nhiều nhà máy dây chuyền công nghệ đặc biệt hệ điều khiển phân tán DCS AC 800M Controller hệ thống điều khiển đại Mặc dù cố gắng, kiến thức thời gian có hạn nên không tránh khỏi điều thiếu sót, nhầm lẫn khác, kính mong quý thầy cô bạn đóng góp ý kiến để nhóm hoàn thiện đồ án tốt Sinh viên thực ... thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho nhà máy ximăng vô quan trọng Với ý nghĩa Bài tâp lớn em đặt ra: Nghiên cứu hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất xi măng – Công ty xi măng Quang Sơn. .. ty xi măng Quang Sơn • Mô tả dây chuyền sản xuất xi măng công ty • Nghiên cứu cấu hình hệ thống điều khiển DCS • Nghiên cứu điều khiển( PLC) dây chuyền sản xuất xi măng Mặc dù cố gắng thời gian... thức Hệ thống điều khiển tự động hóa nhà máy xi măng mà cụ thể nhà máy xi măng Quang Sơn Biết nhiều nhà máy dây chuyền công nghệ đặc biệt hệ điều khiển phân tán DCS AC 800M Controller hệ thống điều