Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC MỤC LỤC 1 DANH SÁCH HÌNH ẢNH 4 DANH SÁCH BẢNG BIỂU 6 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 7 LỜI MỞ ĐẦU 8 CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ VINACOMIN 9 1.1 Giới thiệu chung 9 1.1.1 Khái quát chung về Viện khoa học công nghệ mỏ Vinacomin 9 1.1.3 Ngành nghề sản xuất kinh doanh: 10 1.1.4 Tổ chức bộ máy quản lý của Viện : 11 1.1.5 Hiện trường thực tập khảo sát tại các mỏ , tiêu biểu là mỏ than Hà Lầm thuộc Công ty Cổ phần than Hà Lầm Vinacomin 12 1.2 Quy trình sản xuất than của Công ty Cổ phần than Hà Lầm Vinacomin 14 1.2.1 Công nghệ khai thác than lộ thiên 14 1.2.2 Công nghệ khai thác hầm lò 16 1.2.3 Hệ thống tời trục tại 2 giếng đứng 300. 16 1.2.4 Quá trình tiêu thụ sản phẩm: 18 CHƯƠNG II. GIỚI THIỆU TUYẾN SÀNG TUYỂN THAN HÀ LẦM KHAI TRƯỜNG MẶT BẰNG +75 19 2.1 Giới thiệu chung về tuyến sàng tuyển . 19 2.1.1 Sơ đồ tổng quan công nghệ của sàng tuyển than Hà Lầm mặt bằng +75 19 2.1.2 Sơ đồ công nghệ tuyến băng điều khiển tốc độ . 20 2.1.3 Quy trình khởi động tuyến băng tải 21 2.1.4 Quy trình dừng băng tải 21 2.1.5 Mục đích điều khiển tự động tốc độ băng tải theo tải thực tế 22 2.1.6 Nội dung thực hiện điều khiển tốc độ theo tải thực tế hệ thống băng tải 22 2.2 Các thông số kỹ thuật băng tải số 1,2,3,4, 23 2.2.1 Dây băng tải 24 2.2.2 Khung băng tải 25 2.2.3 Thiết bị căng băng 25 2.2.4 Con lăn 26 2.2.5 Thanh gạt làm sạch băng 26 2.2.6 Biến tần sử dụng trong tuyến băng tải Hà Lầm 27 2.3 Cân băng tải . 27 2.3.1 Kháiniệm 28 2.3.2 Cấu tạo của cân băng 28 2.3.3 Nguyên lý hoạt động của cân băng 28 2.3.4 Số liệu tại cân băng tải B4 31 2.4 Hệ thống thiết bị điện của tuyến băng tải 32 2.4.1 Hệ thống cung cấp điện tuyến băng 32 2.5 Nhận xét hệ thống tuyến băng mỏ than Hà Lầm 33 CHƯƠNG III. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 34 3.1 Tính chọn thiết bị 34 3.1.1 Aptomat thiết bị bảo vệ và đóng cắt mạch lực 34 3.1.2 Contactor 35 3.1.3 Rơ le trung gian 37 3.1.4 Biến tần để khởi động động cơ băng tải 38 3.1.5 Cảm biến cân băng tải 42 3.1.6 Lựa chọn truyền thông 43 3.1.7 Thiết bị cảm biến bảo vệ tuyến băng. 44 3.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển . 44 3.2.1 Lựa chon Module CPU 44 3.2.2 Lựa chọn modul mở rộng 47 CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 49 4.1 Thiết kế sơ đồ điện mạch lực và mạch điều khiển 49 4.2 Xây dựng chương trình điều khiển 50 4.2.1 Tính toán thời gian khởi động và dừng công nghệ 50 4.2.2 Xác định tần số điều khiển (fđk) 51 4.2.3 Lưu đồ thuật toán tổng quan điều khiển hệ thống. 53 4.2.4 Lưu đồ chương trình con khởi động tự động 54 4.2.5 Lưu đồ chương trình con dừng tự động 55 4.2.6 Lưu đồ chương trình con xử lý tín hiệu analog từ cảm biến load cell 56 4.3 Bảng phân công IO 57 4.3.1 Tín hiệu vào 57 4.3.2 Tín hiệu ra 58 4.4 Phần mềm và chương trình trên PLC S71200 59 4.4.1 Phần mềm Tia portal. 59 4.4.2 Chương trình trên PLC S71200 60 4.5 Thiết kế giao diện giám sát hệ thống trên HMI. 60 4.5.1 Giới thiệu màn hình HMI thế hệ mới Siemens 60 4.5.2 Yêu cầu giám sát 61 4.5.3 Xây dựng giao diện 62 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 69 Phụ lục 1 : Thiết kế sơ đồ điện mạch lực và mạch điều khiển 69 Phụ lục 2 : Chương trình điều khiển 77
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC GVHD: TS Khổng Cao Phong SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH HÌNH ẢNH GVHD: TS Khổng Cao Phong SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH BẢNG BIỂU GVHD: TS Khổng Cao Phong SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT PLC : PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER AUTO : AUTOMACTIC HMI : HUMAN-MACHINE-INTERFACE GVHD: TS Khổng Cao Phong SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Năng lượng yếu tố có vai trò quan trọng phát triển quốc gia, dòng máu nuôi sống kinh tế Việt Nam nước phát triển, nhu cầu sử dụng lượng năm qua mức cao tiếp tục trì nhiều năm nữa.Việc sử dụng lượng tiết kiệm hiệu có ý nghĩa quan trọng trình phát triển lượng đảm bảo an ninh lượng Đối với ngành than , khái thác hầm lò hoạt động tiêu tốn nhiều lượng cần phải có biện pháp để tiết kiệm lượng Được đồng ý nhà trường thầy cô giáo khoa em giao đề tài tốt nghiệp “ Nghiên cứu thiết kế điều khiển tự động tốc độ băng tải theo tải thực tế dây chuyền tuyển than Hà Lầm mặt +75 ” Nội dung đồ án gồm chương sau : Chương : Giới thiệu tổng quát Viện khoa học Công nghệ mỏ -Vinacomin Chương : Giới thiệu tuyến sàng tuyển than Hà Lầm khai trường mặt +75 Chương : Tính chọn thiết bị Chương : Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát Bằng cố gắng nỗ lực thân đặc biệt giúp đỡ tận tình, chu đáo thầy giáo T.S Khổng Cao Phong , em hoàn thành đồ án thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn trình độ hạn chế nên tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện Qua em xin chân thành cảm ơn thầy giáo T.S Khổng Cao Phong , thầy cô giáo ngành Tự động hóa tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian qua Hà Nội , ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực Phạm Hải Hà GVHD: TS Khổng Cao Phong SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ -VINACOMIN 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Khái quát chung Viện khoa học công nghệ mỏ - Vinacomin Tên công ty: Viện khoa học công nghệ mỏ - Vinacomin Tên giao dịch quốc tế: Institute of Mining Technology – Vinacomin Địa chỉ: Số 3, Phan Đình Giót, Phương Liệt, Thanh Xuân, Hà Nội Điện thoại: 04 38642024 Fax: 04 38641564 Email: imsat@vkhcnm.com.vn Website: imsat.vn 1.1.2 Lịch sử hình thành Quá trình xây dựng phát triển: Ngày 24/10/1972: Phân viện Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật Than (trực thuộc Bộ Điện Than) theo Quyết định số 469/ĐT-TCCB Bộ Điện Than Ngàyl 2/9/1979: Viện Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật Than (trực thuộc Bộ Điện Than) theo Quyết định số 321/CP Hội đồng Chính phủ Ngày 23/4/1981: Viện Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật Mỏ (thuộc Bộ Mỏ Than, sau Bộ Năng lượng) theo Nghị định Số 169/CP Hội đồng Chính phủ Từ 06/5/1996 đến nay: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, trực thuộc Tổng Công ty Than Việt Nam, Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam, theo Nghị định số 27/CP Thủ tướng Chính phủ Mô hình hoạt động : Từ ngày 28/9/2010, theo Quyết định số 2335/QĐ-HĐTV Vinacomin, Viện chuyển sang hoạt động theo chế tự chủ, tự chịu trách nhiệm hoạt động khoa học công nghệ quy định Nghị định sồ 115/2005/NĐ-CP ngày 05/9/2005 Chính phủ Giấy phép hoạt động: Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh đăng kí thuế tổ chức khoa học công nghệ sở Kế hoạch Đầu tư Thành phố Hà Nội cấp ngày 25/10/2010 GVHD: TS Khổng Cao Phong SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Giấy chứng nhận đăng ký hoạt động khoa học công nghệ số A-623 Bộ Khoa học Công nghệ cấp ngày 26/10/2010 Chức , nhiệm vụ : Nghiên cứu khoa học công nghệ, tư vấn, đào tạo, chuyển giao công nghệ lĩnh vực khai thác mỏ, luyện kim, vật liệu nổ công nghiệp, hóa chất, điện vật liệu xây dựng Nghiên cứu vấn đề môi trường, an toàn kinh tế thuộc lĩnh vực mỏ, luyện kim, vật liệu nổ công nghiệp, hóa chất, điện vật liệu xây dựng; Thực dịch vụ khoa học công nghệ, thí nghiệm, kiểm định, tư vấn, thông tin, đào tạo, chuyển giao công nghệ thuộc lĩnh vực mỏ, luyện kim, vật liệu nổ công nghiệp, hóa chất vật liệu xây dựng 1.1.3 Ngành nghề sản xuất kinh doanh: Lĩnh vực hoạt động • • • • • • • • • Nghiên cứu công nghệ khai thác hầm lò; Nghiên cứu công nghệ khai thác lộ thiên; Nghiên cứu công nghệ xây dựng công trình ngầm mỏ; Nghiên cứu An toàn mỏ; Tư vấn, thiết kế xây dựng mỏ mới; Điều kiện tự nhiên, địa mỏ; Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị mỏ; Nghiên cứu Điện - tự động hóa mỏ; Nghiên cứu sử dụng lưọng tiết kiệm & hiệu quả; Phòng thí nghiệm: - Phòng thí nghiệm hiệu chỉnh điện VILAS - 534; Phòng thí nghiệm co lý đá LAS-XD1395 phòng thí nghiệm khác, Cơ sở nghiên cứu: Trụ sỏ làm việc Viện số Phan Đình Giót - Thanh Xuân - Hà Nội; Trụ sỏ làm việc phòng thí nghiệm tập trung 342 Ngô Gia Tự - Long Biên - Hà Nội; Trụ sở làm việc Trung tâm An toàn Mỏ phường Quang Trung- thành phố Uông Bí - Quảng Ninh; Trụ sỏ làm việc phòng thí nghiệm, khu thực nghiệm sản xuất Uông Bí; Khu sản xuất thực nghiệm cảng Điền Công- Uông Bí Phần thưởng GVHD: TS Khổng Cao Phong SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất • • • • • Đồ án tốt nghiệp Huân chương Độc lập hạng Nhì, năm 2012; Huân chương Độc lập hạng Ba, năm 2007; Huân chương Lao động hạng Nhất, năm 2002 Huân chương Lao động hạng Nhì, năm 1997; Huân chương Lao động hạng Ba, năm 1992 Và nhiều phần thưởng cao quý Nhà nước, Chính phủ, Bộ Khoa học Công nghệ, Bộ Công Thưong, Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam tặng cho tập thể, cá nhân Viện 1.1.4 Tổ chức máy quản lý Viện : Ban Lãnh đạo Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, gồm Viện trưởng, Phó Viện trưởng Kế toán trưởng Hội đồng Khoa học, tham mưu cho Viện trưởng việc đề xuất, thực Dự án, đề tài, nhiệm vụ KHCN cấp Viện có 15 phòng nghiên cứu, phòng nghiệp vụ hai đơn vị thành viên: P Nghiên cứu Công nghệ Khai thác Hầm lò, P Tư vấn Đầu tư, P Công nghệ Xây dựng Công trình Ngầm Mỏ, P Phát triển Dự án Thực nghiệm, P Nghiên cứu Công nghệ Khai thác Lộ thiên, P Nghiên cứu Công nghệ Than sạch, P Công nghệ Tuyển khoáng - Luyện kim, P Máy Thiết bị Mỏ, P Nghiên cứu Điện - Tự động hóa, P Sử dụng Năng lượng Tiết kiệm Hiệu quả, P Nghiên cứu Địa Mỏ, P Nghiên cứu Công nghệ Môi trường, P Kinh tế Dự án, P Tư vấn Xây dựng Quản lý đầu tư, P Thông tin Khoa học, P Tổ chức cán bộ, P Kế hoạch, P Kế toán, P Kinh doanh Quan hệ Quốc tế, P Quản lý khoa học, Công ty CP Phát triển Công nghệ Thiết bị Mỏ Trung tâm An toàn Mỏ GVHD: TS Khổng Cao Phong SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức máy quản lý Viện 1.1.5 Hiện trường thực tập khảo sát mỏ , tiêu biểu mỏ than Hà Lầm thuộc Công ty Cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin Giới thiệu tổ chức sản xuất Công ty cổ phần than Hà Lầm Bộ phận sản xuất Công ty Cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin chia phân xưởng, mỏ bố trí đơn vị sản xuất có thống kê theo dõi trình hoạt động sản xuất phân xưởng Các phân xưởng tổ chức thành tổ, đội sản xuất chuyên môn phụ trách công việc định lĩnh vực định, đồng thời chịu huy nhận nhiệm vụ trung tâm huy sản xuất Công ty Các tổ, đội chia thành kíp sản xuất hoạt động luân phiên ca sản xuất đảm bảo trình sản xuất nhịp nhàng Các tổ, đội sản xuất thực nhiệm vụ theo nhận lệnh quản đốc phân xưởng thực chế độ báo cáo kết GVHD: TS Khổng Cao Phong SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp tình hình sản xuất (Thông qua sổ giao ca) với Quản đốc phân xưởng, đồng thời báo cáo Giám đốc Công ty (Thông qua phòng Điều độ sản xuất) Quá trình tổ chức quản lý sản xuất phân xưởng biểu qua Hình 1.2 Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức quản lý Các đơn vị sản xuất: - Các phân xưởng Vận tải lò: Quản lý hệ thống đường lò bản, đường sắt , vận tải than, đất đá cho đơn vị sản xuất hầm lò toàn Công ty - Phân xưởng Vận tải giếng: Quản lý hệ thống lò giếng , vận tải than đất đá cho phân xưởng sản xuất khu giếng - Phân xưởng Thông gió: Quản lý toàn hệ thống thông gió, kiểm soát khí mỏ - Phân xưởng Lộ thiên: San gạt, bốc xúc, vận chuyển đất đá, than lộ vỉa - Phân xưởng Cơ điện lò: Chế tạo sản phẩm khí, lắp đặt thiết bị lò - Phân xưởng Tuyển than: Phân loại sản phẩm than để tiêu thụ - Phân xưởng Ôtô: Bốc xúc, vận chuyển than, vận chuyển công nhân - Phân xưởng Điện: Quản lý hệ thống cung cấp điện toàn Công ty - Phân xưởng Gia công vật liệu xây dựng: Xây dựng Công trình thuộc mỏ; sản xuất vật liệu phục vụ sản xuất Công ty GVHD: TS Khổng Cao Phong 10 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất GVHD: TS Khổng Cao Phong Đồ án tốt nghiệp 75 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất GVHD: TS Khổng Cao Phong Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp 76 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Trong : • • • • • • MCCB : áp tô mát pha MCB : áp to mát pha L1,L2,L3 : pha nguồn điện N : dây trung tính nguồn điện BT1 ,BT2 , BT3 , BT4 : biến tần , biến tần , biến tần , biến tần KM1 , KM2 ,KM3, KM4 : tiếp điểm Contactor 1,2,3,4, điều • • khiển băng tải DI1, DI2, DI3, DI4, DI5, DI6 : chân đầu vào số biến tần RTG1,RTG2, RTG9 : Rơ le trung gian cấp tín hiệu điều khiển cho đèn start/ đèn stop/ đèn dừng khẩn cấp • RTG3, RTG4: Rơ le trung gian cấp tín hiệu điều khiển chế độ tự động / chế đô tay GVHD: TS Khổng Cao Phong 77 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất • • • • • • • • • • • Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp RTG5 : Rơ le trung gian cấp điện vào cuộn hút KM1 RTG6 : Rơ le trung gian cấp điện vào cuộn hút KM2 RTG7 : Rơ le trung gian cấp điện vào cuộn hút KM3 RTG8 : Rơ le trung gian cấp điện vào cuộn hút KM4 RTG10, RTG11, RTG12: Rơ le trung gian cấp tín hiệu điều khiển biến tần RTG13, RTG14, RTG1: Rơ le trung gian cấp tín hiệu điều khiển biến tần RTG16, RTG17, RTG18:Rơ le trung gian cấp tín hiệu điều khiển biến tần RTG19, RTG20, RTG21:Rơ le trung gian cấp tín hiệu điều khiển biến tần RTG22 : Rơ le cấp tín hiệu điều khiển cho đèn báo băng tải RTG23 : Rơ le cấp tín hiệu điều khiển cho đèn báo băng tải RTG24 : Rơ le cấp tín hiệu điều khiển cho đèn báo băng tải RTG25 : Rơ le cấp tín hiệu điều khiển cho đèn báo băng tải GVHD: TS Khổng Cao Phong 78 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Phụ lục : Chương trình điều khiển Chương trình Đây phần khung chương trình, chứa lệnh điều khiển chương trình ứng dụng Chương trình xử lý chương trình, lệnh xử lý từ xuống lần vòng quét Chương trình con: Các lệnh viết chương trình xử lí chương trình gọi( Call) từ chương trình chính, từ chương trình khác từ chương trình ngắt Sử dụng chương trình muốn phân chia nhiệm vụ điều khiển Mỗi chương trình viết cho nhiệm vụ nhỏ có yêu cầu điều khiển tương tự Chương trình khởi động tự động GVHD: TS Khổng Cao Phong 79 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất GVHD: TS Khổng Cao Phong Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp 80 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Chương trình dừng tự động GVHD: TS Khổng Cao Phong 81 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Chương trình xử lý tín hiệu analog GVHD: TS Khổng Cao Phong 82 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất GVHD: TS Khổng Cao Phong Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp 83 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất GVHD: TS Khổng Cao Phong Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp 84 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Chương trình khởi động dừng chế độ tay GVHD: TS Khổng Cao Phong 85 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Chế độ điều khiển Dừng cố GVHD: TS Khổng Cao Phong 86 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thực thi chương trình "Khởi động , dừng , cố" theo chế độ "Auto & Manual" GVHD: TS Khổng Cao Phong 87 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất GVHD: TS Khổng Cao Phong Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp 88 SVTH : Phạm Hải Hà Trường Đại học Mỏ - Địa chất GVHD: TS Khổng Cao Phong Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp 89 SVTH : Phạm Hải Hà ... than Hà Lầm - Vinacomin Hiện Công ty Cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin áp dụng công nghệ khai thác than công nghệ khai thác hầm lò công nghệ khai thác lộ vỉa , sản lượng khai thác 2.226.000 than... Viện số Phan Đình Giót - Thanh Xuân - Hà Nội; Trụ sỏ làm việc phòng thí nghiệm tập trung 342 Ngô Gia Tự - Long Biên - Hà Nội; Trụ sở làm việc Trung tâm An toàn Mỏ phường Quang Trung- thành phố... cứu Khoa học Kỹ thuật Than (trực thuộc Bộ Điện Than) theo Quyết định số 469/ĐT-TCCB Bộ Điện Than Ngàyl 2/9/1979: Viện Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật Than (trực thuộc Bộ Điện Than) theo Quyết định