LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây cả nước ta đang bước vào công cuộc công nghiệp
hoá, hiện đại hoá đất nước, giáo dục đóng vai tṛ quan trọng trong công cuộc này,
đặc biệt là đào tạo đội ngũ có tay nghề cao, biết kết hợp chặt chẽ lư thuyết và thực
tiễn vào lao động sản suất.
Cùng với sự phát triển ngành kỹ thuật điện tử công nghệ thông tin, ngành kỹ
thuật điều khiển và tự động hoá đă và đang được nhiều tiến bộ mới. Tự động hoá
quá tŕnh sản suất đang được phổ biến rộng răi trong các hệ thống công nghiệp trên
thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng.Tự động hoá không những làm giảm
nhẹ sức lao động cho con người và góp phần rất lớn trong công việc nâng cao năng
suất lao động, cải thiên chất lượng sản phẩm.
Với đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu phân tích hệ điều khiển cầu rải Công Ty Xi
Măng Hoàng Thạch”
Được sự quan tâm của nhà trường các thầy cô giáo cùng các bạn đặc biệt là
được cô Th.sĩ Hoàng Thị Chiến hướng dẫn tận t́nh giúp đỡ em, để em hoàn thành
đồ án này.
Do c̣n hạn chế về khả năng và thời gian thực hiện nên đồ án của em không tránh
khỏi những sai sót.
Vậy em mong được sự giúp đỡ chỉ bảo của tất cả các thầy các cô để đồ án của
em được hoàn thiện hơn.
Em xin trân thành cảm ơn! các thầy cô giáo trong bộ môn, cảm ơn cô Th.sĩ
Hoàng Thị Chiến đă giúp đỡ em để bản thiết kế hoàn thành đúng thời gian.

Thái Nguyên, ngày 17 tháng 06 năm 2005.
SINH VIÊN Đỗ Mạnh Tuấn


I.1 . QUÁ TR̀NH PHÁT TRIỂN CỦA NHÀ MÁY :
Nhà máy xi măng Hoàng Thạch được khởi công xây dựng từ năm 1976 do
vương quốc Đan Mạch tài trợ , đến năm 1981 bắt đầu chạy thử từng công đoạn.
Ngày 25/11/1983 ḷ nung của nhà máy đă cho ra mẻ clinker đầu tiên và đến ngày
16/1/1984 bao xi măng đầu tiên mang nhăn hiệu con sư tử được xuất xưởng, đánh
dấu một chặng đường dài không Ưt khó khăn vất vả của công nhân viên trong nhà
máy, đă góp công sức trí tuệ cho ngành xây dựng cũng như cho sự phát triển của
đất nước. Công ty xi măng Hoàng Thạch được xây dựng với tổng số vốn đầu tư là
73.683.000 USD, do các nguồn vốn sau:
+ Vốn do chính phủ Đan Mạch cho vay không lấy lăi.
+ Vốn viện trợ không hoàn lại của tổ chức DANIDA của Đan Mạch và tổ chức
SIDA ( cơ quan phát triển quốc tế Thuỵ Điển ).
+ Nguồn vốn bồi thường chiến tranh của Nhật Bản .
+ Nguồn vốn khác của ngân sách nhà nước.
Công ty xi măng Hoàng Thạch được xây dựng do hăng xi măng nổi tiếng
FL.SMIDTH giúp ta xây dựng.
Thiết bị chính trong dây truyền sản xuất do hăng Smidth cung cấp và một số
thiết bị khác của Nhật Bản, Đan Mạch, Tây Đức, Pháp và Mỹ chế tạo. Riêng thiết
bị khai thác mỏ do chính phủ Thuỵ Điển cung cấp.
Công suất thiết kế là 3100 tấn/ngày đêm, tương đương 1,1 triệu tấn xi măng /năm
.Đây là nhà máy xi măng hiện đại, có tầm cỡ thế giới với công nghệ tiên tiến sản
xuất xi măng bằng phương pháp khô, được tự động hoá cao ở hầu hết các công
đoạn chính.
Sau khi nhà máy đi vào hoạt động gần 10 năm (dây chuyền 1) th́ do nhu cầu của
thị trường vào những năm 1992-1993 tăng mạnh và có xu thế ngày càng tăng , đó
cũng là thời kỳ xoá bỏ bao cấp để chuyển sang cơ chế thị trường thúc đẩy nhanh
nền kinh tế đất nước. Sản phẩm xi măng Hoàng Thạch đă có uy tín trên thị trường
nên số lượng tiêu thụ ngày càng cao và ngày càng củng cố được vị trí của ḿnh
cũng như thương hiệu của ḿnh trên thị trường.Với khả năng kinh nghiệm cũng
như năng lực sẵn có nên dự án dây truyền 2 xi măng Hoàng Thạch đă được phê

I.1 . Đá Vôi:
Đá vôi được khai thác bằng phương pháp khoan nổ cắt tầng theo quy tŕnh và quy
hoạch khai thác, đảm bảo chất lượng ổn định. Sau khoan và nổ ḿn, đá vôi được
xúc và vận chuyển bằng ô tô có tải trọng lớn(32 tấn) tới máng đập đá. Đá được đập
kích thước đầu vào tối đa là 1500 mm (1,2m
3
). Tại đây nếu đá có kích thước lớn
qua băng tải xích A1J01 xuống máy đập đá A1M01.
Máy đập búa là máy đập búa một trục mang 72 quả búa, mỗi quả nặng 91,5 kg và
chia làm 6 ổ đĩa búa.
Máy đập búa có kư hiệu là : A
1
M01
Công suất 1200KW
Năng suất 775t/h
Thời gian làm việc 35h/t.
Qua máy đập kích cỡ của đá sẽ nhỏ hơn hoặc bằng 25mm ( có thể lớn hơn nhưng
không vượt quá 5%).Tốc độ ngoại biên của của búa khoảng 40m/s .Việc điều chỉnh
kích thước ra của đá thông qua điều chỉnh giàn ghi của máy búa. Kích thước của đá
càng nhỏ th́ năng suất càng giảm và ngược lại.Yêu cầu nguyên liệu sau khi qua
máy đập lượng đá có kích thước lớn hơn 25x25x25 không quá 5%, v́ vậy phải điều
chỉnh sao cho đạt yêu cầu mà năng suất lại phù hợp. Nếu đá có kích thước nhỏ th́
được đổ thẳng xuống băng tải A1J02 ,A1J03 , đến các kho chứa 15.1A(công tŕnh
15) và được cầu rải đổ xuống thành các luống hoặc các đống .
Sau khi đập được kích thước 25 x 25 mm được đưa vào băng tải cao su và được
vận chuyển vào kho đồng nhất sơ bộ rải thành hai đống riêng biệt, mỗi đống
khoảng 15000 tấn, tối thiểu 29 luống cách đều nhau dọc theo kho và Ưt nhất là 10
líp theo chièu cao kho để đảm bảo nguyên liệu tương đối đồng đều về chất lượng.
Rải song thành đống, được cầu xúc lần lượt xúc lên băng tải qua cân băng định
lượng vào máy nghiền.

I.3 . Kho đồng nhất sơ bộ:
Nguyên liệu chứa trong kho gồm đá vôi và đá sét đă được đập nhỏ với kích
thước yêu cầu, nguyên liệu ở đây dược hai gàu xúc đổ lên băng tải R1A06 và
được làm đồng nhất sơ bộ ở đây.
Đồng nhất sơ bộ theo nguyên tắc nguyên liệu được rải theo luống dọc kho kết hợp
lớp 1 sang líp 2 …… và được gầu xúc chạy theo chiều ngang kho lần lượt xúc tất
cả lớp nguyên liệu đổ vào băng tải.
Đá vôi 2 đống : 15.000t/đống
Đá sĐt 2 đống : 6.600t/đống
Thời gian làm việc : 35 42 h/tuần (đầu vào kho là cầu rải )
140 h/tuần ( đầu ra là cầu xúc )
Hai cần xúc đá vôi và đá sĐt đổ cùng vào băng tải cao su qua cân định lượng
Dosimat để khống chế lượng liệu đổ vào máy nghiền theo tỷ lệ phần trăm đặt trước
. Cân băng điện tử cấp thêm hai nguyên liệu điều chỉnh là quặng sắt quặng bô xít ,
Bột phối liệu sau máy nghiền được quạt hút có công suất 1900 KW đổ luân phiên
vào 2 silo đồng nhất H1H01 và H1H02 theo những khoảng thời gian đều nhau
(không quá 15 phót ) nhờ mét van chuyển đổi và được lấy mẫu liên tục trong giờ
( nhờ một vít tải lấy mẫu tợ động) để phân tích thành phần hoá học trên phổ kế
Rơnghen, đảm bảo khống chế các hệ số chế tạo theo yêu cầu, các líp bột có thành
phần hoá học không đồng đều trong silo đồng nhất sẽ được đảo chộn với nhau
(đồng nhất ) theo phương pháp hiệu ứng ‘ lỗ chuột ‘ (RAT HOLE ) khi tiến hành
tháo silo đó. Bột liệu tương đối đồng nhất về thành phần hoá học có các hệ chế tạo
gần với yêu cầu này sẽ được chứa trong các silo chứa để chuẩn bị cấp cho ḷ.
*. Phô gia (Quặng sắt + Cát silic)
Quặng sắt cát silic được chế biến từ ngoài được vận chuyển tới nhà máy và
được chứa trong kho 26 được đổ vào phiễu qua cấp liệu dung D
1
J 01 sau đó đưa
vào băng tải cao su đến hai silô .
- Si lô cát silic .

Than được đập mịn và đưa vào két chứa , sau đó vào vít tải đến ṿi phun vào ḷ nung
độ mịn < 5% trên sàng 0,09 mm.
II.2.2. Dầu MFO (dầu nặng).
Được vận chuyển từ cảng lên và đưa vào buồng chứa v́ độ nhớt ban đầu lớn lên
trước khi đốt phải được sÊy , đưa nhiệt độ từ 90 100
0
C sau đó được ṿi phun,
phun vào ḷ dưới dạng xương mù.
II.2.3. Thạch cao:
+ Thạch cao, phô gia được máy xúc đổ vào băng tải xích F1U11 rồi đổ xuống
các băng tải F1U12, F1U13, F1U14 để đến các két chứa Z1L02, Z1L03 chuẩn bị
cho máy nghiền xi măng
II.2.4. Phối liệu vào máy nghiền:
Phối liệu đá vôi, đá sét, quặng bôxit, quặng sắt sau khi được đồng nhất sơ bộ trên
băng tải R1A06, qua băng tải R1A07 vào máy nghiền R1M01. Sau khi ra khỏi máy
nghiền nguyên liệu sẽ theo hai đường :
+ Đường 1: Lên máy phân ly R1S01
+ Đường 2: Đổ máng khí động Fluxo xuống gàu nâng, lại qua máng Fluxo rồi
lên máy phân ly.
Tại máy phân ly : Nếu hạt nào đạt yêu cầu , nhẹ sẽ thổi sang hai Cyclone lắng
R1S03, R1S04. C̣n hạt nặng sẽ rơi xuống rồi qua máng Fluxo vào trở lại máy
nghiền.
Nguyên liệu lắng trong hai Cyclone R1S03, R1S04 rồi qua các vít tải đưa xuống 2
silô chứa H1H01, H1H02 và được làm đồng đều ở 2 silô chứa H1H11, H1H12
bằng cách rơi tự do từ H1H01 xuống H1H11,H1H02 xuống H1H12 hoặc đi chéo từ
H1H01 xuống H1H12,H1H02 xuống H1H11.
Nguyên liệu đă được làm đều sẽ được chuyển xuống vít tải H1U01, qua gầu
nâng H1U02 để vào két cân W1A01 rồi xuống 3 bơm cấp liệu W1A07,
W1B07,W1A08 và được bơm cấp liệu bơm lên tháp trao đổi nhiệt bốn tầng.
Than từ băng tải F1U02 đổ vào silô chứa K1L01 rồi đưa xuống máy nghiền

0
. ở đây tất cả các
phản ứng hoá lỏng kết thúc. Ḍng bột liệu được chảy vào ḷ con để làm nguội tại đây
người ta làm nguội bằng nước và gió, sau khi bột liệu được làm nguội và vê thành
viên và được chảy ra từ các ḷ con người ta gọi là clinke được vận chuyển vào các
silô chứa để ủ, sau thời gian quy định clinker được đưa vào máy nghiền vào nghiền
thành xi măng.
III.2. Nghiền xi măng + phụ gia:
Clinker được gầu xiên W1U05 tải lên có thể đổ vào hai đường:
+ Đường 1: đổ vào xích W1U11 rồi vào két chứa Z1L01
+ Đường 2: đổ vào gầu nâng W1U06 đến xích cào W1U07 vào silô chứa U1L01,
khi cần sẽ được lấy ra bằng hệ thống cấp liệu rung xuống băng tải, sau đó vào gầu
nâng U1U05 rồi lên W1U11 để vào két chứa Z1L01 .
Tại đây:
+ Clinker được đổ vào két chứa Z1L01
+ Thạch cao phô gia được đưa vào băng tải F1U14 đổ vào két chứa Z1L02,
Z1L03. Các nguyên liệu này ( Clinker, thạch cao, phô gia ) sẽ được qua cân
Đoximat rồi đổ xuống máy nghiền Z1M01
Sản phẩm sau khi qua máy nghiền sẽ được đổ xuống máng Fluxo, đến gàu nâng
Z1L01, rồi lên các máng khí động đổ vào 4 máy phân ly Z1S01, Z1S02, Z1S03,
Z1S04. Tại đây nếu hạt nào đạt yêu cầu, nhẹ sẽ được đẩy xuống máng khí động
Fluxo, vào vít tải Z1U08. C̣n hạt nào nặng chưa đạt yêu cầu th́ rơi xuống máng
Fluxo trở lại máy nghiền.
III.2.1. Nghiền xi măng :
Xi măng được nghiền từ clinke, thạch cao, phô gia không tích cục (phụ gia lưới) .
Máy nghiền xi măng là máy nghiền bi liên hợp loại TUMS.
- Kích thước : 5,4x14 m và được chia thành 2 ngăn (khối lượng bi nạp
là 378 tấn).
- Năng suất : 176 t/h
- Công suất động cơ : 6500 KW (với độ mịn Blaine là 3200 cm


B_ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRONG CÔNG TY
Cung cấp điện cho công ty xi măng Hoàng thạch được xếp vào hàng ưu tiên
thứ nhất nếu mất điện sẽ ảnh hưởng đến kinh tế , chính trị của đất nước chính v́ vậy
mà hệ thống điện trong công ty được cung cấp hai lé 110kv từ mạng lưới điện
quốc gia tới công ty qua ba máy biến thế 110/6KV :
- Hai máy 17,5MVA cung cấp điện cho dây chuyền sản xuất xi măng thứ I .
- Một máy 20MVA cung cấp điện cho dây chuyền sản xuất xi măng thứ II.
Từ điện áp 6KV tại trạm trung tâm (CT37) điện sẽ được phân bố đến các trạm
công đoạn để cung cấp cho các động cơ 6kv và các máy biến áp điện lực 6KV /
0,4-0,23KV cấp cho các tải hạ thế.
* Hệ thống các trạm công đoạn của công tyxi măng Hoàng Thạch :

Từ rất sớm công ty xi măng Hoàng Thạch đă nhận thấy những ưu điểm vượt trội
của PLC nh:
+Vận hành hiệu quả, an toàn, tin cậy.
+Thiết bị nhỏ gọn dễ lắp đặt.
+Có thể dễ dàng thay đổi chương tŕnh ứng dụng bên trong cho phù hợp với
dây truyền công nghệ.

Chính v́ vậy công ty đă dần thay thế gần nh toàn bộ hệ thống điều khiển bằng
Rơle tiếp điểm trước đây bằng hệ thống điều khiển mới dùng PLC.
Trong công ty hầu hết các công đoạn đều có dùng điều khiển bằng PLC ví
dụ nh ở các công tŕnh :A1, C1, R1 , máy đánh đống , máy đánh luống , máy đập
đá
Trong công ty dùng chủ yếu các PLC thuộc họ Simatic do hăng Siemens sản
xuấtnh : S5, S7-200, S7-300, S7- 400 ngoài ra c̣n có ḍng PLC thuộc họ ABB .

D_ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HOÁ CÔNG TY XI
MĂNG HOÀNG THẠCH
1. Hệ thống SDR:
Hệ thống giám sát , đối thoại , báo cáo .
a. Giám sát : Các số liệu ở các điểm đo ở từng công đoạn sản xuất được tập hợp xử
lư và đưa lên máy tính để tạo ra các bản số liệu của từng công đoạn.
- Công đoạn đá vôi , đá sét
- Công đoạn nghiền nguyên liệu.
- Công đoạn nghiền phụ gia.
- Công đoạn nghiền than , sấy dầu.
- Công đoạn ḷ nung.
- Công đoạn nghiền clinker.
- Công đoạn đóng bao.
Các số liệu gồm : Trị số của các số liệu sản xuất , số liệu về các động cơ chính.
b. Đối thoại.

gồm có :
a. Phân tích mẫu xi măng , clinke, đá vôi , đá sét ……
- Để biết được chất lượng của các mẫu đó , để kịp thời điều chỉnh phụ gia bổ
sung vào hay bớt đi để cho ra một sản phẩm tốt nhất .
- Để tính toán điều chỉnh đơn phối liệu in , báo cáo và phân tích của thiết bị
trong hệ thống QCX.
b. Máy phân tích rơn ghen :
Đây là máy phân tích nhanh dùng để phân tích các mẫu bột liệu trong thời gian
ngắn nhất để kịp thời điều chỉnh các nguyên liệu vào máy nghiền.
c. Máy tính điện tử : Dùng để tính toán cac số liệu mà máy phân tích rơnghen hoặc
phân tích mẫu đưa sang để kịp thời điều chỉnh trọng lượng của cácvật liệu đưa vào
máy nghiền hoặc ḷ nung clinke.
d. Cân băng và bộ PID : là bộ cân băng định lượng dùng cân chính xác trọng
lượng vật liệu vào máy nghiền , nhờ bộ PID đưa tín hiệu về pḥng trung tâm.
4. Hệ thống xử lư báo động .
+ Chức năng : thông tin quá tŕnh vận hành cho pḥng điều khiển trung tâm về
t́nh trạng vận hành của nhà máy . Hệ thống này là hệ thống bổ sung cho hệ
thống điều khiển động cơ và thường làm việc với hệ thống lôgic tĩnh .Trong hệ
thống này có 2 báo động .
- Báo động về thiết bị .
- Báo động về quá tŕnh sản suất .
5. Hệ thống xử lư đo lường .
Chức năng tập hợp xử lư và phân bố các tín hiệu đo lường . Các tín hiệu đo lường
dẫn từ các bộ chuyển đổi đặt tại các điểm đo được tập hợp về hệ thống xử lư đo
lường , các tín hiệu này được qua bbộ khuếch đại . Mặt khác do yêu cầu công nghệ
chế tạo , các bộ chuyển đổi tín hiệu co thể là :
U= 0 10V
I = 0 20 mA
I = 4 20 mA
Đồng nhất hoá các tín hiệu ra là điện áp một chiều (0 10 v)

được thực hiện bởi động cơ 3M1 có bỏ phanh hàm cơ khí ( xem h́nh 2-
1 ) vật liệu được đổ xuống kho.
- Dịch chuyển dọc kho của xe cầu nhằm mục đích cho vật liệu rải đều thành
luống được kéo bởi động cơ một chiều 4M1.
- Động cơ
6M1 là động cơ có nhiệm vụ nhả cáp và cuộn cáp dịch chuyển dọc để cáp
không rối đứt…

Quá tŕnh rải liệu được điều khiển bằng các hệ thống rơ le ngoài ra c̣n
có các công tắc giới hạn khống chế các di chuyển ngang, dọc của hệ thống rải liệu.
Quá tŕnh vận hành cầu rải được thực hiện từ trung tâm và trên ca bin điều
khiển. (được thể trên h́nh vẽ 2-5 đến h́nh 2-13).
Trước khi vào vận hành cần kiểm tra tất cả các công tắc báo động không sau
khi báo xong th́ tiến hành rải liệu.
Khi bắt đầu rải liệu được chạy từ vị trí nghỉ 1 ra vị trí nghỉ 2 chuẩn bị bắt đầu

sang trái một bước khi chạm vào công tắc 3b15 th́ dừng lại lúc này liệu được đổ
trực tiếp xuống kho luống 15. (h́nh 2-3)
Khi cầu chạy đến cuối luống 15 chạm vào công tắc 4b22; 4b23; 4b24 cầu được