BỘ XÂY DỰNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ - BỘ CÔNG THƯƠNG
BÁO CÁO TỔNG HỢP
Tên đề tài:
“ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
TỰ ĐỘNG HÓA CHO DÂY CHUYỀN XI MĂNG LÒ QUAY
CÔNG SUẤT 2.500 T CLANHKE/ NGÀY”
Tổ chức chủ trì: Tổng Công ty Lắp máy Việt nam
Tổ chức thực hiện: Viện Nghiên Cứu Cơ Khí
Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Hữu Hoàng
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
Hà Nội - 2008
CẤP NHÀ NƯỚC NĂM 2005 - 2008
Thuộc dự án:
“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các thiết bị chủ yếu dây chuyền đồng bộ
sản xuất xi măng lò quay công suất 2.500 tấn clanhke/ngày, thay thế
nhập ngoại, thực hiện tiến trình nội địa hoá.”
7578
14/12/2009

2.2.2 Hệ thống điều khiển CEMAT của SIEMENS 30
2.2.3 Công tác kỹ thuật trên hệ thống điều khiển CEMAT 35
2.2.4 Kết luận 39
2.3 Một số hệ thố
ng phụ trợ 39
2.3.1 Hệ thống quản lý thông tin nhà máy MIS 39
2.3.2 Hệ thống truyền hình công nghiệp CCTV 45
2.3.3 Hệ thống báo cháy 50
2.3.4 Hệ thống phân tích khí 57
2.3.5 Hệ thống quét nhiệt độ vỏ lò 59
2.3.6 Hệ thống điều khiển phối liệu QCX 64
3 THIẾT KẾ HTĐK CHO DCXM LÒ QUAY 72
3.1 Tổng quan 72
3.2 Tiêu chuẩn thiết kế 72
3.2.1 Các tiêu chuẩn áp dụng 72
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

2

3.2.2 Triết lý điều khiển chung 73
3.2.3 Sơ đồ logic và phân nhóm thiết bị 74
3.2.4 Các chế độ vận hành điều khiển 74
3.2.5 Nguyên lý mạch điều khiển động cơ 75
3.2.6 Nguyên lý mạch điều khiển van ON/OFF 76
3.2.7 Nguyên lý mạch điều khiển van chặn 77
3.2.8 Nguyên lý mạch điều khiển thiết bị băng tải 77

5.3.1 Thiết kế chế tạo hệ thống mô hình mô phỏng 98
5.3.2 Thiết kế bố trí mặt bằng và lắp đặt 98
5.4 Danh mục thiết bị cho hệ thống mô hình mô phỏng 98
5.5 Một số hình ảnh về hệ thống mô hình mô phỏng 100
6 TỔNG HỢP KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI 103
6.1 Các kế
t quả về sản phẩm của đề tài 103
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

3

6.2 Tác động của kết quả nghiên cứu 103
6.3 Liên kết với sản xuất và đời sống 104
7 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106
8 PHỤ LỤC 1 – SƠ ĐỒ P& ID CHO DCSX XI MĂNG 107
9 PHỤ LỤC 2 – DANH MỤC TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN 108
10 PHỤ LỤC 3 – CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ HTĐK NHÀ MÁY 109
11 PHỤ LỤC 4 – MỘT SỐ GIAO DIỆN ĐI
ỂN HÌNH 110
12 PHỤ LỤC 5 – BẢN VẼ TK HỆ THỐNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 111 Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

5

LỜI NÓI ĐẦU

Nội địa hoá thiết bị xi măng lò quay thuộc chương trình trọng điểm của Chính
phủ về chiến lược phát triển ngành sản xuất xi măng giai đoạn đến 2010.
Dự án “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các thiết bị chủ yếu cho dây chuyền đồng
bộ sản xuất xi măng lò quay công suất 2.500 tấn clanhke/ ngày, thay thế nhập
ngoại, thực hiện ti
ến trình nội địa hoá” là dự án Khoa học Công nghệ có quy mô
lớn nhằm tạo ra bước đột phá về công tác nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị
cho ngành XMLQ, tạo điều kiện để chúng ta làm chủ từng bước dây chuyền
công nghệ sản xuất XMLQ.
Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống tự động điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanhke/ ngày” là một trong nhữ
ng
đề tài nhánh của Dự án KHCN nêu trên. Đề tài thực hiện nghiên cứu thiết kế hệ
thống tự động điều khiển cho dây chuyền xi măng lò quay, bao gồm đầy đủ các
công đoạn từ công đoạn chuẩn bị liệu, nghiền liệu, lò nung, làm nguội clinker,
nghiền xi, đóng bao và nghiền than. Sau đó tiến hành lập chương trình điều
khiển cho từng công đoạn trên và xây dựng một hệ th
ống mô hình mô phỏng hệ
thống tự động điều khiển cho dây chuyền sản xuất xi măng. Đề tài cũng làm cơ
sở cho công tác thiết kế và tích hợp các hệ thống tự động hoá cho các dây
chuyền công nghiệp khác không chỉ ngành xi măng.
Trong khuôn khổ báo cáo này chúng tôi chỉ giới hạn ở việc trình bày tổng hợp
các nội dung nghiên cứu thiết kế đạt được như cách thức thực hiện, nguyên lý,
các thiết kế
điển hình, kết quả của chương trình phần mềm, còn các thuyết minh,

CCTV Hệ thống truyền hình công nghiệp
DCS Hệ thống điều khiển phân tán
I/O Tín hiệu vào ra
PLC Bộ điều khiển khả trình
LCP Bàn điề
u khiển tại hiện trường
IEC Hệ thống tiêu chuẩn điện quốc tế
UPS Bộ lưu điện
HMI Giao diện điều khiển người – máy
MCC Hệ thống điều khiển động cơ
PCCC Phòng cháy chữa cháy
QCX Hệ thống điều khiển phối liệu
P&ID Sơ đồ đường ống và thiết bị đo lường
PC Máy tính
CPU Bộ xử lý trung tâm Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

7

BẢN KÊ SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI
Dưới đây là bảng kê các sản phẩm mà nhóm đề tài đã hoàn thiện, theo đúng nội
dung yêu cầu trong đề cương đăng ký của đề tài:
1. Dạng kết quả dự kiến của đề tài.
I II III

6. Khảo sát và phân tích lựa chọn giải
pháp điều khiển khu vực làm nguội
clinker
7. Khảo sát và phân tích lựa chọn giải
pháp điều khiển khu vực nghiền xi
8.
Khảo sát và phân tích lựa chọn giải
pháp điều khiển các cụm phụ trợ
9. Khảo sát và phân tích lựa chọn giải
pháp điều khiển khu vực đóng bao
xuất kho
- Đủ số liệu theo yêu cầu công nghệ
- Thông số thiết bi
- Tìm hiểu cấu trúc hệ thống tự động
hóa tại các nhà máy xi măng
- Trình bày sơ đồ công nghệ cho mỗi
công đoạn
- Xây dựng cấu trúc phầ
n điều khiển
cho mỗi công đoạn
- Danh mục các thiết bị điều khiển
chính cho từng công đoạn Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày


đáp ứng yêu cầu công nghệ, đảm bảo
vận hành an toàn, chính xác.
- Trình bày giải pháp tự động hóa cho
dây chuyền xi măng
- Trình bày sơ đồ cấu hình hệ thống tự
động hóa
- Mô tả hệ thống tự động hóa
- Danh mục thiết bị cho hệ thống tự
động hóa

4 Bộ bản vẽ, thuyết minh và chương trình
ĐK công đoạn chuẩn bị liệu
Gồm chuyên đề:
1. Thiết kế chi tiết hệ thống điều khiển
khu vực chuẩn bị liệu
2. Lập chương trình cho hệ thống điều
khiển khu vực chuẩn bị liệu

5 Bộ bản vẽ, thuyết minh và chương trình
ĐK công đoạn nghiền liệu
Gồm chuyên đề:
1. Thiết kế chi tiết hệ thống điều khiển
khu vực nghiền liệu
2. Lập chương trình cho hệ thống điều
khiển khu vực nghiền liệu

6 Bộ bản vẽ, thuyết minh và chương trình
ĐK công đoạn nghiền than
Gồm chuyên đề:
1. Thiết kế chi tiết hệ thống điều khiển

IEC
- Tiêu chuẩn cho các thiết bị đặt ngoài
trời phải là IP55
- Thiết kế chi tiết bao gồm từ yêu cầu
vận hành, xây dựng danh mục các
điểm đo lường, cấu trúc hệ thống điều
khiển, thiết kế sơ đồ nguyên lý, sơ đồ
lắp đặt tủ, đi dây.
- Chương trình: bao gồm từ phân chia
nhóm thiết bị, sơ đồ liên động các
nhóm, chương trình điều khiển PLC,

Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

9

8 Bộ bản vẽ, thuyết minh và chương trình
ĐK công đoạn làm nguội clinker
Gồm chuyên đề:
1. Thiết kế chi tiết hệ thống điều khiển
khu vực làm nguội clinker
2. Lập chương trình cho hệ thống điều
khiển khu vực làm nguội clinker

9 Bộ bản vẽ, thuyết minh và chương trình
ĐK công đoạn nghiền xi

- Giải pháp điều khiển tiên tiến
- Thiết kế theo tiêu chuẩn IEC
- Thiết kế chung tủ điề
u khiển
- Thiết kế chung phòng điều khiển
- Thiết kế chung hệ thống UPS
- Thiết kế chung hệ thống máy in

13 Bộ bản vẽ thiết kế hệ thống thiết bị mô
hình mô phỏng
Gồm chuyên đề:
1. Khảo sát và phân tích lựa chọn hệ
thống thiết bị mô hình mô phỏng
2. Thiết kế chi tiết hệ thống thiết bị mô
hình mô phỏng
3. Tích hợp và lắp đặt hệ thống thiết bị
mô hình mô phỏng
- Giải pháp điều khiển tiên tiến
- Thiết k
ế theo tiêu chuẩn IEC
- Thiết kế chi tiết bao gồm từ yêu cầu
vận hành, danh mục điểm đo lường,
cấu trúc hệ thống điều khiển, thiết kế
sơ đồ nguyên lý, chế tạo bảng mimic,
bản vẽ lắp đặt, sơ đồ lắp đặt tủ, đi dây.
- Chương trình: bao gồm chương trình
điều khiển PLC, giao diện điều khiển Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây

8.
Thiết kế tích hợp hệ thống báo cháy
9. Khảo sát, phân tích lựa chọn hệ
thống phân tích khí
10. Thiết kế tích hợp hệ thống phân tích
khí
11. Khảo sát, phân tích lựa chọn hệ
thống quét nhiệt độ vỏ lò
12. Thiết kế tích hợp hệ thống quét nhiệt
độ vỏ lò
- Giải pháp điều khiển tiên tiến
- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động thiết
bị
, chủng loại và thông số thiết bị
- Thiết kế nguyên lý chung sử dụng
tích hợp thiết bị cho nhà máy xi măng

15 Bộ bản vẽ và báo cáo khảo sát, phân tích
lựa chọn và thiết kế hệ thống điều khiển
chất lượng QCX
Gồm chuyên đề:
1. Khảo sát và phân tích lựa chọn hệ
thống điều khiển phối liệu QCX
2. Thiết kế chi tiết hệ thống điều khiển
phối liệu QCX
- Giải pháp điều khiển tiên tiến
- Tìm hiểu nguyên lý hoạ
t động thiết
bị, chủng loại và thông số thiết bị
- Thiết kế nguyên lý chung sử dụng

kiểm tra chạy thử chương trình ĐK
- Bảng mimic mô phỏng
- Tủ điều khiển
- Hệ thống máy tính vận hành
- Chương trình điều khiển và giao diện
vận hành
~TQ
xuất
khẩu
1
2
Mô phỏng hệ thống
quản lý thông tin nhà
máy MIS
hệ/t - Thu thập toàn bộ các thông số công
nghệ của quá trình sản xuất
- Xây dựng chương trình mô phỏng
việc quản lý thông tin nhà máy
~TQ
xuất
khẩu
1 Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày


sản xuất xi măng: công đoạn chuẩn bị liệu, công đoạn nghiền liệu,
nghiền than, lò, làm nguội clinker, nghiền xi và đóng bao xuất kho và
phần liên động giữa các công đoạn trên dây chuyền với công suất 2500T
clinker/ngày.
2) Mục tiêu là chỉ nhập khẩu thiết bị và phần mềm cơ sở của nước ngoài,
trong nước sẽ tự thiết kế chế tạ
o các tủ điều khiển, lắp đặt đấu nối các bộ
điều khiển, viết chương trình điều khiển cho từng công đoạn và phần liên
động giữa các công đoạn đáp ứng yêu cầu vận hành công nghệ của dây
chuyền công suất 2500T clinker/ngày. Tỷ lệ nội địa hoá đạt đến mức
85%.
3) Mục tiêu nghiên cứu tìm hiểu thực hiện các hệ thống chuyên dụ
ng khác :
- Với hệ thống truyền hình công nghiệp CCTV, báo cháy, quét vỏ lò:
trong tương lai bằng năng lực trong nước nhập khẩu thiết bị với sự
hỗ trợ của chuyên gia nước ngoại tự có thể lắp đặt và đấu nối với hệ
thống điều khiển chung.
- Với hệ thống điều khiển phối liệu QCX: trong tương lai với loại thiế
t
bị ở mức độ lấy mẫu tay, gia công tay, máy phân tích quang phổ X-
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

13

Ray, máy tính chuyên dụng, cùng với sự trợ giúp của chuyên gia
nước ngoài có thể tích hợp cùng với hệ thống điều khiển chung của

ản
xuất cỡ trung bình. Nhiều bộ điều khiển lai có thể được tích hợp với nhau để giải
quyết những bài toán lớn cho cả nhà máy.
Hệ thống điều khiển phân tán DCS (Distributed control system) là giải pháp
điều khiển toàn diện cho toàn nhà máy, với khả năng xử lý lớn, rất phức tạp. Hệ
thống điều khiển phân tán DCS không chỉ dừng với vai trò điều khiển, mà còn
liên kết ch
ặt chẽ với hệ thống thông tin, hệ thống cơ sở dữ liệu hay các bài toán
quản lý, điều khiển chất lượng, điều khiển tối ưu.
Các giải pháp về tự động hoá được ứng dụng hầu hết trong các lĩnh vực công
nghiệp đem lại hiệu quả kinh tế cao. Bằng việc ứng dụng các hệ thống tự động
hoá điề
u khiển trong các dây chuyền công nghiệp cho phép nâng cao chất lượng
sản phẩm, nâng cao năng suất, độ an toàn cho người và thiết bị, giảm chi phí
nhân công, và quản lý. Trong lĩnh vực xi măng các hãng tự động hoá cũng sử
dụng thiết bị của mình cho điều khiển tự động hoá nhà máy xi măng. Ví dụ hãng
Yokogawa với hệ thống điều khiển DCS là Centium 3000, Invensys với bộ điều
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

14

khiển là Foxboro, hãng ABB với bộ điều khiển dùng AC800 dòng Industrial IT
và Siemens với hệ thống điều khiển PCS7 và hơn nữa trên cơ sở hệ PCS7
Siemens còn có giải pháp chuyên dụng cho lĩnh vực xi măng là CEMAT.
Siemens thiết kế hệ thống điều khiển CEMAT từ việc mở rộng kiến thức trong
hoạt động sản xuất xi măng, được tạo nên cùng với nhà sản xuất xi măng trên

đại
với các tên tuổi lớn như Siemens tại các nhà máy Bút Sơn, Hoàng Mai, Hải
Phòng, Cẩm Phả, Cát Lái, Thi Vải, Lam Thạch , hãng ABB tại xi măng Hoàng
Thạch, Mitsubishi tại xi măng Nghi Sơn. Hầu hết các dự án này hệ thống tự
động hoá đều được mua trọn bộ của nước ngoài bao gồm từ phần cứng thiết bị
điều khiển, đến công tác kỹ thuật lập trình tích hợp hệ thống, đào tạo chuy
ển
giao và các tủ điện, tủ role,
Bên cạnh đó, với một số dự án xi măng có mức công suất nhỏ hơn thì lại được
thực hiện dưới hình thức tổng thầu EPC và được thực hiện bởi nhà thầu Trung
Quốc vì vậy hệ thống tự động hóa cũng được cung cấp bởi nhà thầu Trung
Quốc.
Các hệ thống tự động hóa được nhà thầu nướ
c ngoài có chi phí rất lớn, chi phí đi
lại vận chuyển sinh hoạt cao, hơn nữa cho đến khi nhà máy đi vào sản xuất hằng
năm chi phí bảo dưỡng sửa chữa cũng rất cao do trong nước không chủ động
nắm được thiết kế và chương trình và thời gian dừng máy lâu do phải đợi
chuyên gia từ nước ngoài sang.
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

15

Hiện tại trong nước chỉ có một vài đơn vị có uy tín trong việc cung cấp các sản
phẩm thiết bị tự động hóa cho ngành ximăng như Công ty AMECO, VST, AIT,
ASEATEC, tuy nhiên đa phần các công ty này cũng chỉ ở mức độ thương mại
nhập khẩu thiết bị từ nước ngoài sau đó cung cấp thay thể hay dự phòng cho các

hệ thống điều khiển.
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

16Trong qui trình thực hiện nêu trên thì bài toán công nghệ và qui trình vận hành
sẽ được thực hiện bởi các nhà thiết kế công nghệ và thiết kế máy.
Việc chế tạo phần cứng hệ thống điều khiển và phần mềm cơ sở cũng như
modul cơ sở là sản phẩm được các hãng nước ngoài đã hoàn thiện từ lâu, hiện
nay các dây chuyền sản xuất cũng đã gần hết khấ
u hao vì vậy giá thành thiết bị
phần cứng đã giảm rất nhiều. Ngoài ra chi phí để đầu tư chế tạo các thiết bị này
là rất lớn, đòi hỏi phải có cả 1 quá trình tích lũy lâu dài. Vì vậy, trong hướng đi
cho công ty tích hợp tự động hóa ngày nay là cung cấp giải pháp dịch vụ trên
nền tảng thiết bị của các hãng có tên tuổi. Vì vậy, đề tài này cũng không đầu tư
nghiên cứu chế tạo phầ
n cứng của các thiết bị điều khiển và phần mềm cơ sở.
Hơn nữa giới hạn phạm vi nghiên cứu thiết kế của đề tài là từ các thiết bị trong
tủ điều khiển, hệ thống mạng điều khiển và hệ thống máy tính vận hành không
bao gồm nghiên cứu thiết kế các thiết bị đo lường, đấu nối lắp đặ
t thiết bị đo
lường tại hiện trường. Hình vẽ sau mô tả phạm vi nghiên cứu của đề tài:

Tóm lại, phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm:
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây

- Công đoạn nghiền xi: khảo sát, phân tích lựa chọn, thiết kế chi tiết,
tích hợp và lập chương trình điều khiển.
- Công đoạn đóng bao xuất kho: khảo sát, phân tích lựa chọn, thiết kế
chi tiế
t, tích hợp và lập chương trình điều khiển.
- Phần thiết bị phụ trợ: tủ điện, bàn điều khiển, hệ thống UPS, in ấn,
cũng bao gồm các công việc khảo sát, phân tích lựa chọn, thiết kế chi
tiết.
- Phần hệ thống thiết bị mô hình mô phỏng: bao gồm các công việc
khảo sát, phân tích lựa chọn, thiết kế chi tiết và tích hợp hệ thố
ng
- Khảo sát, phân tích lựa chọn, thiết kế, lập chương trình và tích hợp
hệ thống quản lý thông tin nhà máy MIS, CCTV, phân tích khí,
- Khảo sát, phân tích lựa chọn, thiết kế, lập chương trình và tích hợp
hệ thống điều khiển chất lượng QCX
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

18

1.5 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Với mục tiêu phát triển của ngành xi măng đến năm 2010 và 2020 thì nhu cầu
xây dựng mới các nhà máy là rất lớn. Trong khi đó năng lực thực hiện trong
nước là rất lớn, chi phí nhân công và vận chuyển thấp, hơn nữa hệ thống tự động
hoá cho các nhà máy xi măng tương đối là giống nhau không bị phụ thuộc vào
công suất, nếu năng lực trong nước thực hiệ
n thành công được 1 dự án thì các

động hoá cho ngành xi măng cho Viện.
Vì vậy, nhậ
n chuyển giao công nghệ và giải pháp của nước ngoài; khảo sát, lấy
mẫu và thử nghiệm trên mô hình mô phỏng và thực tế là phương pháp và cách
tiếp cận nghiên cứu chủ đạo của nhóm đề tài.
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

19

2 NGHIÊN CỨU HTĐK TỰ ĐỘNG HOÁ CHO DCXM LÒ QUAY
2.1 Qui trình vận hành và yêu cầu điều khiển
2.1.1 Mô tả sơ bộ qui trình vận hành
Dây chuyền sản xuất xi măng 2.500 tấn clinker/ ngày được thiết kế theo phương
pháp khô với công nghệ hiện đại và trình độ tự động hoá cao.
Dây chuyền sản xuất xi măng gồm các công đoạn sau:
- Công đoạn đập đá vôi và vận chuyển chứa
đá vôi
- Công đoạn đập sét và kho chứa sét
- Công đoạn đập phụ gia
- Công đoạn kho tổng hợp
- Công đoạn phối liệu
- Công đoạn nghiền liệu và xử lý khí thải
- Công đoạn silo đồng nhất và cấp liệu lò
- Công đoạn tháp tiền nung và lò nung
- Công đoạn làm nguội clanhke
- Công đoạn silo ch

cũng có các liên động bảo vệ riêng.
Giữa các Group lại có sẽ liên động giữa các Group, trình tự vận hành giữa các
Group và liên động bảo vệ giữa các Group. Các liên động sẽ được trình bày chi
tiết ở phần sau.
Việc thiết kế hệ thống điều khiển và chương trình điều khiển cũng phải dựa trên
việc phân chia nhóm thiết bị và các sơ đồ liên động giữa các thiết bị và group.
Về ch
ế độ điều khiển và vị trí vận hành, tất cả các thiết bị trong dây chuyền
công nghệ đều được khởi động theo các nhóm thiết bị liên động và theo tuần tự
nhất định từ phòng điều khiển trung tâm hoặc các trạm vận hành công đoạn.
Theo nguyên tắc, một số thiết bị với hệ thống dẫn động của chúng sẽ được kết
hợp thành các nhóm khở
i động. Việc điều khiển vận hành nhà máy sẽ được thực
theo 02 chế độ chính là vận hành tại chỗ và vận hành trung tâm.
Trong điều kiện vận hành bình thường, toàn bộ nhóm vận hành được điều khiển
tập trung từ phòng điều khiển trung tâm theo “chế độ tự động”. Điều này nghĩa
là, có thể khởi động hoặc dừng nhóm vận hành này nếu các điều kiện kh
ởi động
hoặc dừng nhóm thiết bị và các hệ thống dẫn động riêng của nhóm được thoả
mãn. Nói chung, quá trình khởi động 1 nhóm thiết bị được thực hiện theo 1 tuần
tự nào đó. Thường các điều kiện bảo vệ thiết bị và các điều kiện liên động-quá
trình công nghệ cùng được xem xét để khởi động 1 nhóm thiết bị. Thông báo sẽ
được hiển thị sau khi khởi động thành công 1 nhóm và cho phép khở
i động 1
nhóm khác.
Bên cạnh chế độ vận hành trung tâm còn “chế độ vận hành đơn”. Chế độ này
cũng được thực hiện từ phòng điều khiển trung tâm, tuy nhiên người vận hành
phải thao tác khởi động hay dừng từng thiết bị, khác với chế độ tự động là chỉ
cân một thao tác với nhóm thì toàn bộ thiết bị trong nhóm sẽ được khởi động
theo qui trình được lập sẵn.

các thông số cho phép
người vận hành giám sát được nhiều thông tin trạng thái của thiết bị. Tuy nhiên
các thiết bị điều khiển hiện nay đã ngừng sản xuất chỉ còn hàng tồn kho, nên sẽ
khó khăn trong việc sửa chữa thay thế.
Hệ thống tự động hóa điều khiển toàn bộ các công đoạn trong nhà máy xi măng.
Bố trí mặt bằng: toàn bộ hệ thống điều khiển đượ
c đặt rải rác tại một số toà nhà
- 01 nhà điều khiển trong đó có 01 phòng điều khiển vận hành đặt các
máy tính và panel điều khiển, 01 phòng đặt toàn bộ các CPU của các
hệ PLC.
- Các trạm kỹ thuật để kết nối với các thiết bị hiện trường là các modul
I/O, thiết bị phụ trợ và một số thiết bị khác. Các trạm kỹ thuật và
trạm phân phối
điện được đặt trong cùng một toà nhà để dễ dàng cho
việc kết nối với hệ thống điều khiển động cơ (MCC).
Mô tả chung về hệ thống: hệ thống được phân làm 3 cấp, căn cứ theo giao tiếp
Cấp 1: Giao tiếp trường
Cấp này có liên quan đến tất cả các thiết bị như cảm biến, giaotiếp với thiết bị
trường, các modul vào ra, các tủ thiết b
ị phục vụ cho việc điều khiển quá trình
và thu thập dữ liệu. Truyền thông với các PLC khác thông qua modul chuyên
dụng và với hệ thống phân phối điện được thực hiện tại cấp này.
Tại cấp 1, hệ thống được phân thành các hệ đơn với các chức năng như sau:
- Hệ phục vụ cho đập đá vôi cho đến kho chứa (PLC 1P11)
- Hệ phục vụ cho đập
đất sét cho đến kho chứa (PLC 1P21)
- Hệ phục vụ cho chuẩn bị thạch cao cho đến kho chứa (PLC 1P31)
- Hệ phục vụ cho chuẩn bị than cho đến kho chứa và cấp dầu (PLC
1P91)
- Hệ phục vụ cho cấp liệu và nghiền liệu (PLC 1P41)

Hệ thống có 06 trạm giao tiếp vận hành, trên c
ơ sở là các máy tính với phần
mềm chuyên dụng cho phép thu thập dữ liệu từ các bộ điều khiển ở cấp 1, xử lý
dữ liệu cho hiển thi dưới dạng đồ hoạ một cách trực quan.
Ngoài ra, cho giao tiếp vận hành thì tại một số các khu vực:
- Khu vực đập đá vôi cho đến kho chứa (PLC 1P11)
- Khu vực đập đất sét cho đến kho chứa (PLC 1P21)
- Khu vực chuẩn bị
thạch cao cho đến kho chứa (PLC 1P31)
- Khu vực chuẩn bị than cho đến kho chứa và cấp dầu (PLC 1P91)
- Khu vực đóng bao và xuất xi măng
Đều có các panel điều khiển OP25 tại các khu vực đó. Các panel này cho phép
người vận hành điều khiển giám sát ngay tại hiện trường.
Cấp 3: Quản lý và tối ưu
Báo cáo tổng hợp Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây
chuyền xi măng lò quay công suất 2.500 T Clanke/ ngày

23

Tại cấp này thực hiện thu thập và xử lý tất cả các dữ liệu phụcvụ cho quản lý và
tối ưu nhà máy.
Trạm kỹ thuật
Là một máy tính sử dụng cho mục đích lập trình hay cấu hình lại hệ thống điều
khiển.
Trạm kỹ thuật được kết nối với một số các thiết bị ngoại vi là:
- Máy ghi chương trình Eprom
- Máy in HP660C

24

- Các thiết bọ tương thích( tủ điện, các thiết bị của Novell )
Phần mềm gồm:
- Phần mềm MIS cơ bản và gói phần mềm liên quan (MIS-MS )
- Dữ liệu sản xuất qua Excel
- Nén, ghi các gói dữ liệu thống kê
2.1.2.2 Hệ thống điều khiển tại nhà máy xi măng Tam Điệp
Hệ thống điều khiển tự động hoá cho dây chuyền s
ản xuất xi măng tại nhà máy
xi măng Tam Điệp được phân thành nhiều PLC đảm trách cho từng công đoạn
trên dây chuyền.
Hệ thống điều khiển nhà máy dựa trên thiết bị của hãng Allen Breadly.
Trong đó tại các công đoạn đập đá vôi, chuẩn bị phụ gia và nhà đóng 1 & 2
được trang bị thêm giao diện máy tính tại hiện trường cho phép vận hành ngay
tại chỗ.
Tất cả các PLC đều được nối mạ
ng kép với trung tâm máy tính điều khiển thông
qua 02 bộ chuyển mạch. Điều này cho phép khi một trong hai đường mạng bị lỗi
thì PLC vẫn được kết nối với trung tâm điều khiển thông qua đường truyền dự
phòng.
02 máy chủ được sử dụng để thu thập thông tin từ các PLC từ dưới hiện trường,
sau đó biểu diễn các thông số quá trình, trạng thái của thiết bị thông qua các
trạm vận hành dưới d
ạng các giao diện điều khiển. Đồng thời thông qua các giao
diện điều khiển tại các trạm vận hành, người vận hành đưa ra các lệnh điều
khiển, gửi đến các máy chủ này, các máy chủ xử lý gửi các lệnh điều khiển đến
các bộ điều khiển PLC ở dưới hiện trường.
Trạm vận hành điều khiển có 7 trạm, là phần giao tiếp giữ
a người vận hành và