BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN VĂN PHỤNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ SỰ CỐ MISSROLL
TRONG VẬN HÀNH HỆ THỐNG CÁN
CỦA DÂY CHUYỀN CÁN THÉP VẰN
S

K

C

0

0

3

9

5

9

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204

S KC 0 0 3 9 4 7

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 21/03/1984

Nơi sinh: Tiền Giang

Quê quán: Thân Cửu Nghĩa, Châu Thành, Tiền Giang

Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc:79/10, LêVănChí, Linh Trung Thủ Đức
Điện thoại cơ quan:

Điện thoại nhà riêng: 0977.984.948

Fax:

E-mail:

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
Đại học:
Hệ đào tạo: chính qui

Thời gian đào tạo từ 09/2005 đến 01/ 2010

Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỷ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh,
Số 01, Võ Văn Ngân, Thủ Đức.
Ngành học: cơ khí chế tạo máy.
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Nghiên cứu tính công nghệ trong kết cấu của chi
tiết máy.

công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 04 năm 2013
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Văn Phụng

ii


CẢM TẠ

Em xin chân thành cảm ơn Thầy Huỳnh Nguyễn Hoàng đã tận tình hướng
dẫn trong thời gian qua. Đồng thời cũng cảm ơn anh kỹ sư Phan Lê Nghĩa, trưởng
bộ phận điện tự động công ty cổ phần Thép Pomina đã giúp đỡ rất nhiều trong thời
gian thực hiện đề tài, đồng cảm tạ các bạn học viên đã có nhiều đóng góp trong thời
gian học tập và nghiên cứu.
Tuy nhiên, trong thời gian thực hiện đề tài không thể không thiếu xót, kính
mong quý Thầy và các bạn đóng góp thêm cho đề tài ngày càng hoàn thiện. Xin
chân thành cảm ơn.

Trân trọng

iii


TÓM TẮT
Đề tài: nghiên cứu xử lý sự cố missroll trong vận hành hệ thống cán của dây chuyền
cán thép vằn.
Thời gian: 10/2011-04/2013.
Địa điểm: công ty công ty cổ phần thép Pomina.


iv


ABSTRACT
Topic: research handling missroll incident in the operating system's rolling of
rolling rebar.
Time: 10/2011-04/2013.
Science automation development makes for development industry,
production models are made highly automation. The steel industry, with highly
dangerous, toxic has been at the forefront in the application of automation model.
Features of automated production, stages must comply with the production rate, a
stalled stage will affect the manufacturing process. In steelmaking, rolling system
plays a key role, this system has the problem will slow down the production
process. A common problem of rolling system is
missroll incident (as rolled material can not into
rollers, extrusion, fly out). Missroll cause
damage such as: stop the production, damage
guide, break rollers, cause a fire, unsafe for
human. However, finding and handling are due
to human supervision and implementation. So, I
would choose the research finding, handling
missroll incident in the
operating system's
rolling of rolling rebar to be able to quickly
detect, reduce processing time …
Method 1: based on the load of rolling equipment to detect and provide
treatment measures. Object rolled over rolling, load of rolling equipment is price
increase. This method saves materials but disturbed by the incident in bearing or
shaft of the gearbox, load of rolling equipment is no true.


LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………… 1
Chƣơng 1. GIỚI THIỆU ………………………………………………………… 2
1.1 Tính cấp thiết của đề tài……………………………………………………… 2
1.2 Ý nghĩa của đề tài:……………………………………………………………4
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:…………………………………………….. 5
1.4 Nhiệm vụ, giới hạn đề tài:…………………………………………………… 5
1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu: …………………………………………………… 6
Chƣơng 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐÈ TÀI ……………………………. 7
2.1 Sự phát triển của ngành cán thép trên thế giới:……………………………… 7
2.2 Sự phát triển của ngành cán thép ở Việt Nam: …………………………….. 7
2.3 Các khái niệm cơ bản của quá trình cán thép: ……………………………… 8
vi


2.3.1 Phôi cán: ………………………………………………………………… 8
2.3.2 Sản phẩm cán:…………………………………………………………… 9
2.3.3 Máy cán:………………………………………………………………… 11
2.3.4 Công nghệ cán nóng:……………………………………………………. 12
2.3.5 Công nghệ cán nóng liên tục (CNLT):…………………………………. 12
2.4 Dây chuyền cán thép ở Công ty Cổ Phần Thép Pomina:………………….. 14
2.5 Sự hạn chế trong quá trình tự động của dây chuyền cán ở công ty:………. 21
Chƣơng 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT………………………………………………. 22
3.1 Cảm biến phát hiện bức xạ nhiệt: ………………………………………….. 22
3.2 Ứng dụng PLC vào lập trình điều khiển: ………………………………….. 24
3.2.1 Giới thiệu:………………………………………………………………. 24
3.2.2 Cấu tạo chung của PLC S7-300. ……………………………………….. 26
3.2.3 Phân loại PLC theo cấu trúc. ……………………………………………. 28
3.2.3.1 PLC có cấu trúc Onboard……………………………………………….28
3.2.3.2 PLC có cấu trúc module (Great PLC)………………………………… 28


50

3.3.3.4 Định nghĩa các tag sử dụng: ………………………………………… 51
3.3.3.5 Tạo và soạn thảo giao diện ngƣời dùng: ……………………………. 52
3.3.3.6 Thiết lập cửa sổ báo lỗi alarm: ………………………………………. 53
3.3.3.7 Chạy chƣơng trình: ………………………………………………….. 53
Chƣơng 4 CÁC GIẢI PHÁP VÀ PHƢƠNG HƢỚNG
KHẮC PHỤC MISSROLL…………………………………………………..

54

4.1 Những thiệt hại do missroll gây ra: ………………………………………. 54

viii


4.2 Nguyên nhân gây ra missroll và phƣơng hƣớng khắc phục: ……………… 55
4.3 Giải pháp xử lý miss hiện nay công ty áp dụng:…………………………. 56
4.4 Yêu cầu đặt ra:……………………………………………………………. 57
4.5 Phƣơng hƣớng và giải pháp thực hiện:…………………………………… 57
4.5.1 Phƣơng hƣớng 1:……………………………………………………… 57
4.5.2 Phƣơng hƣớng 2:……………………………………………………….. 58
4.6 Lựa chọn giải pháp:……………………………………………………….. 59
4.7 Trình tự tiến hành:…………………………………………………………. 61
Chƣơng 5 PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH VÀ XỬ LÝMISSROLL………….. 62
5.1 Cấu trúc, ý nghĩa lệnh timer trong PLC S7 300:………………………….. 66
5.2 Lập trình PLC cho công tác phát hiện, báo lỗi: ………………………….. 66
5.3 Giải thích chƣơng trình: ………………………………………………….. 123
Chƣơng 6: ỨNG DỤNG WINCC ĐỂ LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG…………. 136

Hình 2.14 Sàn Coolingbed ……………………………………………………… 19
Hình 2.15 Kho ………………………………………………………………….. 20
Hình 3.1 Nguyên lý làm việc cảm biến ………………………………………… 22
Hình 3.2 Cảm biến bức xạ nhiệt ………………………………………………… 23
Hình 3.3 Sơ đồ cấu trúc PLC …………………………………………………… 27
Hình 3.4 Lắp các module trên thanh ray……………………………………….. 29
Hình 3.5 Module CPU …………………………………………………………. 35

x


Hình 3.6 Cách xác định địa chỉ cho Module mở rộng ………………………… 37
Hình 3.7 Cấu trúc lắp ghép của một trạm PLC ………………………………….. 38
Hình 3.8 Quy tắc xác định địa chỉ cho các module số …………………………. 38
Hình 3.9 Sơ đồ điều khiển bằng Relay …………………………………………. 39
Hình 3.10 Sơ đồ điều khiển bằng PLC ………………………………………….. 40
Hình 3.11 Mạch điều khiển relay thiết kế theo yêu cầu mới …………………… 40
Hình 3.12 Chu kỳ quét trong PLC ………………………………………………. 41
Hình 3.13 cửa sổ cài đặt WinCC ………………………………………………. 43
Hình 3.14 Hộp thoại user information ………………………………………….. 44
Hình 3.15 Hộp thoại lựa chọn ngôn ngữ và thư mục cài đặt ………………….. 45
Hình 3.16 Hộp thoại tùy chọn cài đặt …………………………………………. 46
Hình 3.17 Hộp thoại lựa chọn thành phần cài đặt ……………………………… 47
Hình 3.18 Hộp thoại đăng ký bản quyền …………………………………………47
Hình 3.19 Cửa sổ cài đặt WinCC ………………………………………………. 48
Hình 3.20 Khởi đông WinCC …………………………………………………… 50
Hình 3.21 Tạo dự án mới ………………………………………………………. 50
Hình 3.22 Các bước tạo kết nối PLC ………………………………………….. 51
Hình 3.23 Kết nối PLC …………………………………………………………. 51
Hình 3.24 Tạo tag nội ………………………………………………………….. 52

Hình 6.5 Tạo tag nội ………………………………………………………….. 138
Hình 6.6 Các tag của nhóm tag chọn giá ……………………………………… 138
Hình 6.7 Các tag của nhóm tag khởi động …………………………………… 139

xii


Hình 6.8 Các tag của nhóm tag missroll ………………………………………. 139
Hình 6.9 Các tag của nhóm tag cảm biến …………………………………….. 140
Hình 6.10 Các tag của nhóm tag con lăn …………………………………….. 140
Hình 6.11 Các tag của nhóm tag alarm khởi động …………………………… 141
Hình 6.12 Các tag của nhóm tag vật cán …………………………………….. 141
Hình 6.13 Các tag của nhóm còi báo …………………………………………. 142
Hình 6.14 Giao diện của Graphics designer trong WinCC …………………….. 143
Hình 6.15 Giao diện sau khi thiết kế …………………………………………

143

Hình 6.16 Giao diện mô hình thiết kế. ……………………………………….. 144
Hình 6.17 Giao diện alarm dành cho báo lỗi ………………………………… 145
Hình 6.18 Tạo nút nhấn với lệnh Button……………………………………..

145

Hình 6.19 Tạo đặc tính cho nút nhấn…………………………………………

146

Hình 6.20 Bảng Object properties……………………………………………


Hình 6.31 Tạo liên kết cho list box …………………………………………..

152

Hình 6.32 Tạo Giao diện Alarm báo lỗi. ………………………………………. 153
Hình 6.33 Khởi động Message Wizard ………………………………………

153

Hình 6.34 Tạo cột thông báo lỗi. …………………………………………….. 154
Hình 6.35 Tạo cột vị trí báo lỗi. ……………………………………………….. 154
Hình 6.36 Tạo thêm cột trong alarm báo lỗi. ………………………………… 155
Hình 6.37 Hộp thoại Add user text blocks……………………………………. 155
Hình 6.38 Add alarm vào giao diện ………………………………………….. 156
Hình 6.39 Giao diện sau khi add alarm logging vào…………………………… 156
Hình 6.40 Chọn 18 giá cán để cán nhóm sản phẩm D14, D16, D18……………157
Hình 6.41 Khởi động 18 giá cán và bật valve nước dàn cán thô……………… 157
Hình 6.42 Giao diện thể hiện giá 5 chưa khởi động…………………………… 158
Hình 6.43 Bảng thông báo lỗi khởi động giá 5………………………………… 158
Hình 6.44 Quá rình cán không xảy ra missroll…………………………………. 159
Hình 6.45 Missroll dàn thô vị trí giá 2-3……………………………………….. 159
Hình 6.46 Missroll dàn trung…………………………………………………… 160
Hình 6.47 Cán sản phẩm D20, D22…………………………………………….. 160
Hình 6.48 Missroll dàn thô vị trí giá A2-1……………………………………... 161
Hình 6.49 Missroll dàn tinh vị trí giá 13-14…………………………………..... 161
Hình 6.50 Giao diện khi cán D25, D28………………………………………… 162
Hình 6.51 Missroll dàn trung vị trí giá 7-8…………………………………… 162
Hình 6.52 Giao diện cán sản phẩm D32……………………………………….. 163
Hình 6.53 Missroll dàn trung vị trí giá 8-11……………………………………. 163


một đi lên. Điển hình là ngành sản xuất thép, măc dù áp dụng dây chuyền sản xuất
mang tính tự động hóa cao, song vẫn còn tồn tại khiếm khuyết cần phải đầu tƣ suy
nghĩ để giải quyết. Chẳng hạn nhƣ biện pháp để phát hiện và xử lý khi sự cố xảy ra
trong quá trình cán luyện.
Qua hơn hai năm công tác ở công ty cổ phần thép Pomina, bản thân nhận thấy
đây là dây chuyền cán thép nóng có tính tự động hóa cao, chỉ cần vài ngƣời là có
thể vận hành cả dây chuyền và có thể sản xuất trung bình 1000 tấn thép mỗi ngày.
Song vẫn còn điều bất cập, đó là khi xảy ra sự cố phải dừng cả dây chuyền để đợi
xử lý, hay trong quá trình cán luyện nếu xảy ra missroll ở giá cán thì nguy cơ gây ra
hỏa hoạn cao, có thể dẫn đến nguy cơ chết ngƣời…. Cho nên, em xin chọn đề tài “
Nghiên cứu xử lý sự cố missroll trong vận hành hệ thống cán của dây chuyền
cán thép vằn”. Do thời gian có hạn, tài liệu còn hạn chế nên trong quá trình nghiên
cứu không thể không tránh khỏi thiếu sót, mong thầy và các bạn thông cảm.

1


CHƢƠNG 1

GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài:
Sự ra đời của ngành thép đã góp phần to lớn vào quá trình phát triển của loài
ngƣời, kể từ khi công nghệ luyện thép đạt đến tầm cao mới là lúc kết cấu của thép
trở nên vững chắc hơn, thép đã xuất hiện ngày càng nhiều trong các công trình xây
dựng cầu đƣờng, nhà cửa và dần thay thế các nguyên liệu xây dựng khác nhƣ gỗ,
đá…bởi đặc tính vững chắc và dễ tạo hình của thép. Hơn nữa thép cũng là nguyên
liệu chính cho các ngành công nghiệp khác nhƣ ngành vận tải đóng tàu, xe lửa, xây
dựng nhà máy và sản xuất máy móc thiết bị phục vụ cho sản xuất tạo ra sản phẩm
phục vụ đời sống con ngƣời.

chẽ, lỡ nhƣ có sự cố trong dây chuyền cán dễ gây hƣ hại cho quá trình sản xuất, làm
mất độ an toàn khi lao động. Điển hình là quá trình vận hành cán của công nhân lơ
là làm xảy ra missroll, gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến quá trình sản xuất thép, cần
phải có cách để khắc phục, hoặc xử lý nhanh khi có sự cố missroll xảy ra.

Hình 1.1 Sự cố missroll

3


Do đó với sự phát triển vƣợt bậc của hệ thống cảm biến, cùng với sự phát triển
của khoa học điều khiển trong lĩnh vực tự động hóa, yêu cầu trên có thể giải quyết
đƣợc một cách dễ dàng, bằng cách thiết kế hệ thống giám sát toàn bộ quá trình sản
xuất kịp thời xử lý khi có sự cố xảy ra.
Từ đó cho thấy việc “ nghiên cứu xử lý sự cố missroll trong vận hành hệ
thống cán của dây chuyền cán thép vằn” là một nhiệm vụ cần thiết để tăng năng
suất và đáp ứng yêu cầu phục vụ cho công tác xây dựng cơ sở hạ tầng, cơ sở vật
chất cần thiết cho quá trình phát triển đất nƣớc.
1.2 Ý nghĩa của đề tài:
Nghiên cứu, xử lý sự cố missroll trong vận hành hệ thống cán của dây chuyền
cán thép vằn có các ý nghĩa cụ thể sau:
-

Kỹ thuật: làm cho quá trình sản xuất hoàn toàn tự động, cải tiến điều kiện
lao động, hạn chế tối đa những sự cố gặp phải làm cho thời gian sản xuất
đƣợc liên tục, nâng cao năng suất lao dộng, quá trình sản xuất trở nên tinh
gọn hơn, con ngƣời luôn chủ động trong cả quá trình, từ đó nâng cao năng
suất lao động.

-