Báo cáo thực tập tại công ty xi măng Bút Sơn

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong xu thế phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay, kỹ thuật tự động hoá ngày càng có vai trò to lớn. Nhiệm vụ của kỹ sư điều khiển tự động không chỉ là hiểu sâu lý thuyết mà còn phải có kinh nghiệm thực tế. Vì lý do đó mà thực tập tốt nghiệp có vai trò quan trọng đối với sinh viên. Trong quá trình thực tập tại nhà máy xi măng Bút Sơn, nhóm sinh viên chúng em đã thu nhận được một lượng kiến thức bổ ích về thực tiến, và hiểu sâu thêm những kiến thức về lý thuyết mà chúng em đã được học trong nhà trường. Nội dung bản báo cáo thực tập của chúng em gồm: Chương 2: Đặc điểm công nghệ của nhà máy xi măng Bút Sơn. Phần này giới thiệu về nhà máy xi măng Bút Sơn và trình bày khái quán về công nghệ của quá trình sản xuất xi măng. Chương 3: Hệ thống điều khiển PLC. Phần này mô tả về từng cấp điều khiển, hệ thống PLC S5 và hệ thống truyền thông của nhà máy. Chương 4: Hệ thống PMC. Phần này trình bày về cơ sở lý thuyết của một hệ thống điều khiển và theo dõi quá trình được sử dụng ở nhà máy xi măng Bút Sơn. Chương 5: Kết luận. Chương 2 ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG BUT SƠN Giới thiệu về công ty xi măng Bút Sơn Công ty xi măng Bút Sơn được khởi công xây dựng từ ngày 27-08-1995 có công xuất 4000t clinker/ngày đêm (tương đương 1.4 triệu tấn xi măng/năm), với đầu tư là 195,832 triệu USD. Đây là dây chuyền sản xuất xi măng hiện đại, được đầu tư hoàn toàn bằng vốn trong nước. Nhà máy đặt tại xã Thanh Sơn - huyện Kim Bảng - tỉnh Hà Nam, nằm gần quốc lộ 1, cách Hà Nội 60Km về phía Nam, gần sống Đáy, sông Châu, sông Nhuệ và đường sắt Bắc – Nam, nên rất thuận tiện cho việc giao thông vận tải. Công ty xi măng bắt đầu đi vào sản xuất thử từ 29/08/1998. Đến đầu tháng 11/1998 công ty đã đưa dây chuyền sản xuất vào vận hành ổn định. Và đến tháng 4 năm 1999, công ty đã tự vận hành toàn bộ dây chuyền thiết bị (thay thế chuyên gia ). Sau giai đoạn chạy thử để hiệu chỉnh các thông số cơ, điện, công nghệ hoàn thành, công ty đã bước vào sản xuất chính thức. Dây chuyền sản xuất của công ty là kiểu lò quay phương pháp khô, bao gồm các trang thiết bị hiện đại do các nước Tây Âu chế tạo, thuộc loại tiến tiến nhất thời bấy giờ. Toàn bộ dây chuyền sản xuất từ khâu tiếp nhận nguyên vật liệu đến khâu xuất sản phẩm cho khách hàng đều được điều khiển hoàn toàn tự động từ phòng Điều khiển trung tâm thông qua các hệ thống máy tính và các tủ PLC (Programable Logic Control) của hãng Siemens (CHLB Đức). Việc thiết kế, cung cấp thiết bị, giám sát lắp đặt và trợ giúp kỹ thuật do hãng TECHNIP – CLE (cộng hoà Pháp) thực hiện. Ngoài ra công ty còn được trang bị thiết bị lọc bụi, xử lý nước thải, chống ồn... tốt nhất, phù hợp với tiêu chuẩn Châu Âu, góp phần bảo vệ cảnh quan và môi trường sinh thái. Công ty có nguồn nguyên liệu phong phú với chất lượng cao và ổn định rất phù hợp với dây chuyền thiết bị hiện đại, hệ thống phân tích nhanh bằng X quang, chương trình tối ưu hoá thành phần phối kiệu và hệ thống điều khiển tự động với hàng nghìn điểm đo, đảm bảo việc giám sát và điều khiển liên tục toàn bộ quá trình sản xuất, duy trì ổn định chất lượng sản phẩm ở mức cao nhất. Các loại sản phẩm chính của công ty là xi măng Porland PCB 30, PC 40. Sản phẩm xi măng của công ty được đóng trong 5 lớp giấy Kraft hoặc bao phức hợp KPK, đảm bảo chất lượng xi măng tốt nhất khi đến tay người tiêu dùng. Ngoài ra công ty còn xuất xi măng rời theo yêu câu của khách hàng một cách nhanh chóng tiện lợi. Xi măng Bút Sơn được sử dụng trong các công trình trọng điểm quốc gia (cầu Thanh Trì, sân vận động Quốc gia Mỹ Đình,... ), các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, chế tạo các cấu kiện bê tông các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện... Với mục tiêu nâng cao chất lượng sản phẩm và hạ giá thành sản xuất, Công ty đã áp dụng thành công hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001:2000. Đồng thời công ty đang triển khai xây dựng dây chuyền sản xuất số 2 phục vụ người tiêu dùng. 2.2 Dây chuyền công nghệ công ty xi măng Bút Sơn 2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu : Các nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đá sét. Ngoài rà còn sử dụng xỷ pyrite, bôxit và đá silic là các nguyên liệu điều chỉnh. Đá vôi khai thác ở mỏ Hồng Sơn cách nhà máy 0.6 km bằng phương pháp khoan nổ mìn, sẽ được bốc xúc lên ô tô có tải trọng lớn (32 tấn/giờ) để vận chuyển tới máy đập đá vôi. Máy đập đá vôi là loại IMPACT APPR 1822, có năng suất trung bình là 600 tấn/giờ. loại máy này có thể đập đá vôi có kích thước tới 1 mét và cho ra sản phẩm có kích thước 70 mm. Sau khi được đập nhỏ, đá vôi sẽ được cân và vận chuyển bằng băng tải cao su về kho đồng nhất sơ bộ và được rải thành 2 đống, mỗi đống 16.000 tấn, theo phương pháp rải đống CHEVRON và có mức độ đồng nhất là 8:1. Trong kho đồng nhất sơ bộ có máy đánh đống loại BKA 30.01.600 có năng suất từ 35 – 350 tấn/ giờ. Đất sét khai thác ở mỏ Khả Phong cách nhà máy 9,5 Km sẽ được vận chuyển bằng ô tô (20 tân /xe) tới máy cán răng 2 trục có năng suất 250 tấn/giờ. Loại máy này cho phép cán được những cục đất sét có kich thước đến 800 mm, độ ẩm tới 15% và cho ra sản phẩm có kích thước 70 mm. Sau đó, đất sét được cân và vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ và rải thành 2 đống, mỗi đống 7000 tấn, theo phương pháp rải WINDROW với mức độ đồng nhất là 8:1. Hệ thống cầu rải BEDECHI trong kho có năng suất rải 250 tân/giờ và hệ thống cầu xúc loại BEL C150/14 có năng suất từ 1,5-150 tấn/giờ. Xỷ pirite : dùng xỷ pyrite của nhà máy Supe phốt phát Lâm Thao và quặng sắt thay thế. Thạch cao: mua thạch cao Lao, Thái Lan hoặc thạch cao Trung Quốc. Nghiền nguyên liệu và đồng nhất. Cầu xúc đá vôi, đá sét, xỷ và đá silic có nhiệm vụ cấp liệu vào các két chứa của máy nghiền. Từ đó, qua hệ thống cân định lượng liệu được cấp vào máy nghiền. Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền con lăn trục đứng hiện đại PFEIFER MPS 4750 có năng suất 320 tân/ giờ. Bột liệu đạt yêu cầu sẽ được vận chuyển tới si lô đồng nhất bột liệu, có sức chứa 20.000 tấn bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng. Si lô đồng nhất bột liệu làm việc theo nguyên tắc đồng nhất và tháo liên tục. Việc đồng nhất bột liệu được thực hiện trong quá trình tháo bột liệu ra khỏi si lô. Mức độ đồng nhất của si lô này là 10:1. Hệ thống lò nung và thiết bị làm lạnh clinker. Lò nung của Công ty xi măng Bút Sơn có đường kính 4.5 mét, chiều dài 72 mét, với hệ thống sấy sơ bộ 2 nhánh 5 tầng cyclon cùng hệ thống caliner (một calciner cho mỗi nhánh), buồng trộn. Năng suất của lò là 4.000 tấn clinker/ngày. Lò được thiết kế sử dụng vòi đốt than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit, trong đó đốt tại lò khoảng 40%, phần còn lại đốt ở calciner. Clinker sau khi ra khỏi lò được đổ vào thiết bị làm nguội kiểu ghi BMH – SA được làm lạnh được vận chuyển tới 2 si lô để chứa và ủ clinker, có sức chứa 20.000 tấn mỗi si lô. Clinker phế phẩm được đổ vào si lô phế phẩm có sức chứa 2.000 tân có thể rút đổ ra ngoài. 2.2.4 Nhiên liệu Lò được thiết kế để đốt 100% than antraxit, dầu MFO chỉ sử dụng cho quá trình sấy lò và chạy ban đầu. Than được sử dụng trong lò là loại than hỗn hợp 40% than cám 3 và 60% than cám 4A. Máy nghiền than là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER năng suất 30 tấn/giờ. Bột than mịn được chứa trong 2 két than mịn. 1 két để dùng cho lò, 1 két dùng cho calciner. Than mịn được cấp vào lò và calciner qua hệ thống cân định lượng SCHENSK. 2.2.5 Nghiền sơ bộ và nghiền xi măng Clinker, thạch cao và phụ gia (nếu có) sẽ được vận chuyển lên két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng. Từ các két máy nghiền, clinker và phụ gia sẽ được đưa qua máy nghiền sơ bộ CKP 220 nhằm làm giảm kích thước và làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiệu làm việc của máy nghiền bi xi măng (kích thước bi lớn nhất trong máy nghiền là 80 mm). Sau đó, clinker, phụ gia (đã qua nghiền sơ bộ) và thạch cao sẽ được cấp vào máy nghiền xi măng để nghiền mịn. Máy nghiền xi măng là loại máy nghiền bi 2 ngăn làm việc theo chu trình kín có phân ly trung gian kiểu O’SEPA. Xi măng bột được vận chuyển tới 4 si lô chứa xi măng bột, có tổng sức chứa là 4 x10000 tấn, bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng. Đóng bao và xuất xi măng. Từ đáy các si lô chứa, qua hệ thống cửa tháo, máng khí động và gầu nâng, xi măng sẽ được vận chuyển tới các két chứa của các máy đóng bao hoặc các hệ thống xuất xi măng rời. Hệ thống xuất xi măng rời gồm 2 vòi xuất cho ô tô năng suất 1000 tấn/giờ và 1 vòi xuất cho tàu hoả năng suất 150 tấn/giờ. Hệ thống máy đóng bao gồm 4 chiếc máy đóng bao HAVER kiểu quay, 8 vòi với hệ thống cân điện tử, năng suất 100 tấn/giờ. Các bao xi măng qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển tới các máng xuất xi măng bao xuống ô tô và tàu hoả. Ch­¬ng 3 hÖ thèng ®iÒu khiÓn PLC 3.1 Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn HÖ thèng ®iÒu khiÓn cña nhµ m¸y xi m¨ng Bót S¬n lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn tËp trung vµo ra ph©n t¸n, dùa trªn nÒn PLC S5 cña SIEMENS. Víi mét phßng ®iÒu khiÓn trung t©m (tr¹m vËn hµnh) ®iÒu khiÓn vµ gi¸m s¸t toµn bé nhµ m¸y vµ mét tr¹m kü thuËt cã kh¶ n¨ng gi¸m s¸t vµ ®Æt cÊu h×nh. Nhµ m¸y xi m¨ng ®­îc t¸ch thµnh c¸c phÇn kh¸c nhau nh­ sau: Ph©n x­ëng ®Ëp ®¸ vµ kho chøa nguyªn liÖu th« Kho than, th¹ch cao vµ quÆng s¾t N¹p liÖu th« cho m¸y nghiÒn §Ëp liÖu tinh, l­u tr÷ vµ cung cÊp liÖu cho lß §­êng má ®èt NghiÒn than Chøa CLINKE NghiÒn CLINKE Chøa xi m¨ng vµ b¨ng t¶i §ãng gãi xi m¨ng vµ b¨ng t¶i 3.1.1 CÊu h×nh trung t©m ®iÒu khiÓn Toµn bé hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®­îc ph©n t¸n thµnh vµi trung t©m: Mét trung t©m ®iÒu khiÓn bao gåm phßng ®iÒu khiÓn, bé phËn ®iÒu hµnh phßng kÒ s¸t lµ nhµ chøa CPU vµ tÊt c¶ c¸c PLC. Mét phßng c«ng nghÖ dµnh cho c¸c giao diÖn víi c¸c thiÕt bÞ tr­êng (C¹c I/O) ECS (Equipment Control System) vµ tÊt c¶ c¸c ph­¬ng tiÖn kh¸c. Phßng c«ng nghÖ vµ ESS (Electric Sub-Station) sÏ ®­îc ®Æt cïng trong mét trung t©m vµ kh«ng cã sù t¸ch biÖt cho phÐp giao tiÕp dÔ dµng víi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn vµ MCC’s (Motor Control Center). HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®­îc chia thµnh 3 cÊp: CÊp 1 giao diÖn tr­êng CÊp 2 giao diÖn ®iÒu hµnh CÊp 3 qu¶n lý th«ng tin vµ tèi ­u d÷ liÖu 3.1.2 C¸c cÊp ®iÒu khiÓn a) CÊp 1: Giao diÖn tr­êng CÊp nµy sÏ liªn kÕt víi tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ, c¸c c¶m biÕn vµ c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng c¸c bé PLC. Tñ tæng ®¶m b¶o qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn vµ yªu cÇu thu thËp d÷ liÖu. TruyÒn th«ng víi c¸c PLC tõ c¸c bé phËn chuyªn dông vµ c¸c ECS dµnh cho ®ãng gãi ®· ®­îc lµm trong cÊp nµy. C¸c thiÕt bÞ cña cÊp 1 sÏ ®­îc t¸ch theo c¸c ®¬n vÞ sau ®©y cña nhµ m¸y nh­ sau: PLC 1P11 :§Ëp vµ chøa ®¸ v«i PLC 1P21 :NghiÒn vµ l­u ®¸ sÐt PLC 1P31 :Chøa th¹ch cao PLC 1P91 :Chøa than vµ ph©n phèi dÇu PLC 1P41 :Nguyªn liÖu th« PLC 1P51 :Tr¹m con chÝnh PLC 1P51 :NghiÒn tinh liÖu vµ cung cÊp liÖu cho lß PLC 1P61 :Lß, bé phËn lµm m¸t PLC 1P62 :NghiÒn than PLC 1P71/1P72 :NghiÒn than vµ L­u tr÷ PLC 1P91 :HÖ thèng xö lý n­íc PLC 1P81/1P82 :HÖ thèng ®ãng gãi vµ b¨ng t¶i Sơ đồ kiến trúc phần cứng PLC của toàn nhà máy  b) CÊp 2: Giao diÖn ®iÒu hµnh Nã phô thuéc vµo giao diÖn ®iÒu hµnh mµ cung cÊp víi ng­êi ®iÒu hµnh víi tÊt c¶ c¸c d÷ liÖu thu thËp, tr¹ng th¸i nhµ m¸y vµ c¸c chøc n¨ng cña nhµ m¸y. c) CÊp 3: Qu¶n lý vµ tèi ­u d÷ liÖu CÊp nµy sÏ cho phÐp c¸c d÷ liÖu thu thËp dµnh cho qu¶n lý vµ tèi ­u cho nhµ m¸y. d) HÖ thèng kÜ thuËt CÊp nµy phô thuéc vµo b¶ng ®iÒu khiÓn kÜ thuËt dµnh cho sù lËp tr×nh vµ môc ®Ých cÊu h×nh l¹i e) TiÖn Ých thªm Thªm vµo hÖ thèng c¬ b¶n nµy nh­ ®Þnh nghÜa ë trªn, hÖ thèng ®Ò xuÊt ë trªn còng sÏ bao gåm nh­ sau: TruyÒn th«ng kÕt nèi gi÷a tÊt c¶ c¸c thµnh phÇn cña c¸c cÊp m« t¶ trªn, trong mçi cÊp vµ gi÷a c¸c cÊp víi nhau TruyÒn th«ng víi c¸c hÖ thèng kh¸c nh­ lµ ECS, ESS... 3.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn 3.2.1 CÊp 1: Giao diÖn tr­êng a) Kh¸i qu¸t HÖ thèng cÊp 1 cã dùa trªn c¬ së trªn bé PLC Chóng cã kh¶ n¨ng nhËn th«ng tin, truyÒn tÝn hiÖu vµ ®iÒu khiÓn chÊt l­îng vµ c¸c chøc n¨ng tuÇn tù b) §é tin cËy §Ó cã sù tin cËy cao nhÊt, hÖ thèng sÏ thùc hiÖn qu¸ tr×nh tù kiÓm tra c¶nh giíi theo dâi vµ kiÓm tra th­êng xuyªn.Trong tr­êng hîp lçi cña mét CPU, PLC ®ã sÏ ®­a ra ®Çu ra cña nã gi¸ trÞ tiÒn ®Þnh ë vÞ trÝ 0. (Yªu cÇu nµy kh«ng bao gåm hÖ thèng Fail-Safe) Dù tr÷ CPU vµ thiÕt bÞ lµ kh«ng cÇn thiÕt. c) Yªu cÇu chøc n¨ng C¸c PLC sÏ cung cÊp víi møc tèi thiÓu tËp chøc n¨ng ®Ó cho phÐp ®iÒu hµnh nhµ m¸y. +) Gi¶i thuËt ®iÒu khiÓn C¸c PLC sÏ cã thÓ thùc hiÖn luËt ®iÒu khiÓn PID, tØ lÖ, ®iÓm ®Æt. Gi¶i thuËt sÏ ®­îc hiÖu chØnh tõ bÊt cø b¶ng ®iÒu khiÓn ®­îc cung cÊp sÏ truy cËp nã. Chóng sÏ cã kh¶ n¨ng ®Ó cung cÊp c¸c chøc n¨ng phô nh­ nh©n, céng, ®Ì HÖ thèng c¶nh b¸o mÒm cho c¸c ®Çu vµo Analogue +) Gi¶i thuËt sè C¸c PLC ph¶i ®iÒu khiÓn mét sè l­îng lín c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra sè ®Ó vËn hµnh c¸c chøc n¨ng qu¸ tr×nh. §iÒu nµy sÏ yªu cÇu mét khèi sè ®Ó cho phÐp vµi ®Çu vµo vµ vµi ®Çu ra xö lý ®Ó thùc hiÖn. Sö dông c¸c ng­ìng ph¸t cña ®Çu vµo analoque cã thÓ ®­îc sö dông Bé ®iÒu khiÓn sÏ cung cÊp c¸c chøc n¨ng logic nh­ AND, OR, XOR, NOT, NAND…. tèt nh­ lµ tham timer trÔ hoÆc bé ®Õm. +) §iÒu khiÓn tuÇn tù Bé ®iÒu khiÓn chÝnh lµ cÊp ®Çu tiªn trong ®iÒu khiÓn tuÇn tù C¸c nhµ cung cÊp sÏ cung cÊp c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh vµ c¸c c«ng cô cÇn thiÕt ®Ó thùc hiÖn mét c¸ch tuÇn tù Sù t­¬ng t¸c gi÷a gi¶i thuËt anologue vµ tuÇn tù sÏ cã thÓ lµm ®­îc +) Qu¶n lý thêi gian Qu¶n lý thêi gian bªn trong ®­îc cung cÊp vµ chia sÎ gi÷a vµi bé ®iÒu khiÓn vµ tÊt c¶ c¸c sù kiÖn sÏ ®­îc ®Ýnh vµo víi sù dung hoµ thÝch ®¸ng. d) Yªu cÇu ®Çu vµo vµ ®Çu ra §o¹n nµy sÏ tr×nh bµy c¶ c¸c ®¬n vÞ ®iÒu khiÓn vµ hÖ thèng thu thËp d÷ liÖu +) §Çu vµo Analogue ®Çu vµo analoque cã thÓ lµ : 4-20mA dµnh cho ®Çu vµo analoque tõ bé Transmitter, nguån nu«i tõ hÖ thèng sö dông nguån mét chiÒu 24 VDC vµ c¸c bé nhiÖt ngÉu mµ ®­îc cung cÊp tõ c¸c bé chuyÓn ®æi mV/mA. Gi¸ trÞ dµnh cho c¶m biÕn nhiÖt ®iÖn trë(PT 100..) +) §Çu ra Analoque §Çu ra Analoque sÏ ®­îc chuÈn ho¸ thµnh tÝn hiÖu 4-20mA nèi ®Êt tù do nguån ®­îc nu«i bëi hÖ thèng nguån 24 VDC bªn trong (2 d©y) +) §Çu vµo sè Liªn l¹c ®Çu vµo sè ®iªn ¸p nãi chung ®­îc cung cÊp tù do,nguån nu«i tõ hÖ thèng sö dông nguån 1 chiÒu 48 VDC. +) §Çu ra sè C¸c ®Çu ra sè lµ c¸c møc relay,c¸ch ®iÖn víi mçi kªnh,tù do ®iÖn ¸p vµ nèi ®Êt. +) Xung ®Çu vµo HÖ thèng chÊp nhËn c¸c xung ®Çu vµo víi tÇn sè tèi ®a lµ 4.6 Hz th«ng qua c¹c ®Çu vµo sè ®Ó giao diÖn víi vËn tèc ®éng c¬ ®¸p øng lµ 280 vßng trªn phót. +) Th¸o c¸c m« ®un §Çu vµo vµ ra sè kh«ng thÓ th¸o ra khái khung hoÆc chÌn thªm vµo trong nguån vµ r·nh ®· ®Çy. Lçi vµ tÇn suÊt thay thÕ cña bÊt cø m« ®un nµo sÏ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn c¸c thµnh phÇn kh¸c. +) Yªu cÇu chÝnh x¸c Yªu cÇu chÝnh x¸c cña c¸c ®Çu vµo analoque lµ 1% hoÆc nhá h¬n 3.2.2 CÊp 2 Giao diÖn ®iÒu hµnh a) Yªu cÇu phÇn cøng Mµn h×nh Bµn phÝm C¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö Ch­¬ng tr×nh m· ng­êi dïng M¸y in C¸c thiÕt bµn ghÕ b) C¸c chøc n¨ng yªu cÇu §iÒu khiÓn viÖc vËn hµnh sÏ lµ trung t©m ®iÒu hµnh chÝnh cña bé phËn c«ng nghÖ. B¶ng ®iÒu khiÓn bao gåm cung cÊp tÊt c¶ c¸c th«ng tin vµ cung cÊp tr¹ng th¸i, c¶nh b¸o vµ hiÓn thÞ d÷ liÖu d¹ng chuÈn ®Ó cã thÓ ®iÒu hµnh hÖ thèng TÊt c¶ c¸c biÕn sÏ xuÊt hiÖn Ýt nhÊt mét lÇn d¹ng chuÈn ®· ®­îc chän nh­ sau: +) HiÓn thÞ ®å ho¹ TÊt c¶ c¸c d÷ liÖu sÏ tæng hîp víi c¸c gi¸ trÞ ®o ®­îc vµ tr¹ng th¸i dêi r¹c sÏ ®­îc hiÓn thÞ ®å ho¹ theo ng­êi dïng.TÊt c¶ c¸c d÷ liÖu sÏ ®­îc hiÓn thÞ cËp nhËt theo thêi gian lµm t­¬i ®Æt tr­íc. +) Nhãm hiÓn thÞ dµnh cho ®iÒu khiÓn vßng vµ ®iÒu khiÓn th«ng th­êng Mét nhãm hiÓn thÞ chøa 5 vßng mçi nhãm sÏ hiÓn thÞ c¸c biÕn c«ng nghÖ vµ c¸c biÕn ®Çu ra d¹ng ®å thÞ cét +) HiÓn thÞ ®å thÞ HiÓn thÞ ®å thÞ thêi gian thùc vµ qu¸ khø d¹ng ®å ho¹ trªn Form mçi biÕn mét sè hiÓn thÞ. cã tíi 6 biÕn cã thÓ hiÓn thÞ trong cïng mét ®å thÞ vµ b»ng nh÷ng mµu kh¸c nhau. +) HiÓn thÞ logic ph©n ®o¹n Logic ph©n ®o¹n cïng víi tr¹ng th¸i cña nã sÏ ®­îc hiÓn thÞ +) Tæng quan vÒ c¸c ph©n ®o¹n Tæng quan vÒ c¸c ph©n ®o¹n sÏ ®­îc hiÓn thÞ ®Ó theo dâi toµn bé ph©n ®o¹n vµ c¸c tr¹ng th¸i liªn quan. +) HiÓn thÞ c¸c thµnh phÇn cô thÓ kh¸c C¸c thµnh phÇn cô thÓ kh¸c sÏ ®­îc hiÓn thÞ s½n trªn cÊu h×nh c¬ b¶n nh­ lµ quan s¸t ®éng c¬ hay c¸c van ®iÖn tö .C¸c ®iÓm cô thÓ sÏ ®­îc kiÓm tra ®iÓm tíi ®iÓm. +) HiÓn thÞ c¶nh b¸o HiÓn thÞ c¶nh b¸o sÏ chøa nh÷ng c¶nh b¸o tån t¹i víi thêi gian vµ ngµy xuÊt hiÖn. C¶nh b¸o sÏ ®­îc s¾p xÕp theo thêi gian xuÊt hiÖn mét c¸ch tuÇn tù. Nhµ cung cÊp sÏ Ên ®Þnh bao nhiªu møc c¶nh b¸o trong hÖ thèng c¶nh b¸o mµ hä cung cÊp. trong tr­êng hîp nµy sù s¾p xÕp c¶nh b¸o sÏ ®­îc lµm theo møc c¶nh b¸o vµ ngµy xuÊt hiÖn cña ph©n ®o¹n. +) HiÓn thÞ tr¹ng th¸i cña hÖ thèng NÕu cã thÓ cung cÊp bÊt cø hç trî nµo ®Ó hiÓn thÞ tr¹ng th¸i cña hÖ thèng víi tÊt c¶ c¸c c¶nh b¸o hÖ thèng bao gåm c¶ giao diÖn tr­êng vµ c¸c kÕt nèi truyÒn th«ng. c) Qu¶n lý c¶nh b¸o Ng­êi ®iÒu hµnh sÏ t¸c ®éng trùc tiÕp tíi tÊt c¶ c¸c c¶nh b¸o míi vµ c¸c c¶nh b¸o chÝnh mét c¸ch tuÇn tù trong ph¹m vi cña anh ta. HÖ thèng sÏ nhanh chãng nhËn d¹ng mét c¶nh b¸o vµ gäi ®å ho¹ hiÖn thÞ liªn quan vµ b¶ng tæng kÕt c¸c c¶nh b¸o ®Ó x¸c nhËn c¶nh b¸o nµy, sau mçi x¸c nhËn loa sÏ dõng kªu vµ ¸nh s¸ng sÏ trë l¹i b×nh th­êng cho ®Õn khi b¸o ®éng kÕt thóc. X¸c nhËn c¶nh b¸o sÏ cã thÓ ®­îc thùc hiÖn tõ bÊt cø tr¹m ®iÒu hµnh nµo b»ng m· truy cËp. 3.2.3 CÊp 3: qu¶n lý th«ng tin vµ tèi ­u d÷ liÖu a) HÖ thèng qu¶n lý th«ng tin (MIS) HÖ thèng qu¶n lý th«ng tin ®­îc cµi ®Æt trªn m¸y ®Ó bµn (PC) tÊt c¶ c¸c d÷ liÖu vµ th«ng tin thùc vµ qu¸ khø cña qu¸ tr×nh xö lý vµ nhµ m¸y sÏ ®­îc qu¶n lý trong hÖ thèng PLC nh­ sau: C¸c gi¸ trÞ ®o l­êng ( sè l­îng møc ®é ....) run time, down times c¶nh b¸o tr¹ng th¸i ®iÒu hµnh... D÷ liÖu sÏ ®­îc tù ®éng l­u tr÷ dùa theo yªu cÇu ®äc cña mµn h×nh vµ m¸y in. MIS cung cÊp c¸c tr×nh diÔn vÒ c¸c gi¸ trÞ ®o, møc vµ ®­îc l­u tr÷ theo gi¬, theo sù dÞch chuyÓn, theo ngµy, theo tuÇn, theo th¸ng, d­íi d¹ng b¶ng c¸c ®­êng cong ®å thÞ miÕng (pie diagrams)... vµ cung cÊp nh­ lµ bÊt cø hµm sè häc nµo dµnh cho c¸c gi¸ trÞ ®o ®­îc, c¸c min, max, trung b×nh, ®é lÖch chuÈn t­¬ng quan vµ t­¬ng quan chÐo.... phÇn cøng ®· ®­îc cung cÊp bao gåm: Mét bé xö lý dùa trªn m¸y tÝnh PC vµ bé xö lý Pentium 75 MHz. Mét file server ®­a d÷ liÖu tíi bé xö lý. Mét m¸y tÝnh PC 485, bé vi xö lý 80486 66MHz HÖ ®iÒu hµnh MS Dos Windown, mét mµn h×nh mµu mét chuét. Mét m¸y in Lazer Vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî kh¸c ( tñ ®iÖn vµ c¸c thiÕt bÞ cña Novell... ) PhÇn mÒm bao gåm : PhÇm mÒm c¬ b¶n MIS vµ c¸c gãi phÇn mÒm phô trî kh¸c ( MIS- MS...) Ch­¬ng tr×nh cung cÊp d÷ liÖu víi Excel, l­u tr÷ c¸c gãi sù kiÖn b) HÖ thèng tèi ­u nghiÒm th« HÖ thèng tèi ­u nghiÒm th« c¬ b¶n bao gåm c¸c b­íc sau: NhËn tËp trung nhiªn liÖu vµ c¸c ®Æc tÝnh gi¸ trÞ cña ®¸ v«i cña m« ®un Si lic vµ m« ®un nh«m tõ m¸y tÝnh vµ c¸c bé ph©n tÝch kÕt hîp tia X ®­îc ®Æt t¹i phßng thÝ nghiÖm. Tõ nh÷ng gi¸ trÞ thùc nµy hÖ thèng sÏ tÝnh to¸n ®iÓm ®Æt cho hÖ thèng ®Þnh l­îng ®¸ v«i, si lic vµ nh«m, sù sai lÖch víi gi¸ trÞ môc tiªu th«ng qua gi¶i thuËt ®Þnh tr­íc. Th«ng qua mét ch­¬ng tr×nh tèi ­u m¸y tÝnh sÏ tÝnh to¸n chÊt l­îng yªu cÇu cña m¸y nghiÒn th« vµ cung cÊp ®iÓm ®Æt xÊp xØ cho hÖ thèng cung cÊp liÖu. KÕt qu¶ cña sù ph©n tÝch vµ d÷ liÖu ®iÒu khiÓn sÏ ®­îc in bao gåm ngµy, thêi gian, gi¸ thùc cña nguyªn liÖu, ®Æc tÝnh thùc cña gi¸ trÞ, ®iÓm ®Æt, môc tiªu. B¸o c¸o hµng ngµy cã thÓ ®­îc in bao gåm gi¸ trÞ ®Æc tÝnh cña m«®un ®¸ v«i, silic, nh«m víi chØ thÞ min, max, trung b×nh vµ ®é lÖch chuÈn. PhÇn cøng cung cÊp bao gåm: PhÇn cøng cña hÖ ®iÒu hµnh COROS LSB víi ch­¬ng tr×nh tèi ­u, mµn h×nh, bµn phÝm, con chuét. Hai m¸y in dµnh cho b¸o c¸o vµ b¸o ®éng. PhÇn mÒm bao gåm: PhÇn mÒm chuÈn nghiÒm th« cña MIRE 3.3 TruyÒn th«ng d÷ liÖu HÖ thèng m¹ng truyÒn th«ng t¹i nhµ m¸y xi m¨ng Bót S¬n sö dông m¹ng truyÒn th«ng SINEC H1. TruyÒn th«ng gi÷a c¸c CPU dùa trªn c¬ së bus dù phßng sö dông ph­¬ng thøc chuÈn cña nhµ cung cÊp. KÕt nèi gi÷a c¸c tr¹m vËn hµnh vµ kÕt nèi gi÷a c¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng : TruyÒn th«ng gi÷a c¸c thµnh phÇn cña cÊp 1, bao gåm truyÒn th«ng gi÷a c¸c PLC vµ gi÷a c¸c c¹c I/O vµ c¸c PLC liªn quan. TruyÒn th«ng gi÷a cÊp 1 vµ cÊp 2 TruyÒn th«ng gi÷a c¸c thµnh phÇn cña cÊp 2 TruyÒn th«ng víi MIS TruyÒn th«ng víi c¸c tr¹m kÜ thuËt 3.4 Hệ thống mạng truyền thông SINEC H1 3.4.1 Tổng quan a) Giới thiệu: Hệ thống mạng truyền thông sử dụng mạng SINEC H1 có thể được nhìn từ cả 2 góc độ vật lý và logic. Về góc độ vật lý thể hiện một sự thu thập của tất cả các nút được kết nối trong đường dẫn mạng thông thường, môi trường cáp mạng, như hình 4.1. Sự minh hoạ này nhấn mạnh lớp vật lý thực của cáp mạng và các thiết bị phụ mà làm cho các nút có thể truyền thông với nhau. Minh hoạ nhìn từ góc độ vật lý của một mạng Nhìn từ góc độ logic nó không minh hoạ các kết nối vật lý của cáp mạng. Thay vào đó nó thể hiện các nút được cấu hình để truyền thông với các nút khác như thế nào, và nó minh hoạ đường nối thực (actual lines) của hệ thống truyền thông mở giữa các mối liên kết. Điều này được minh hoạ ở hình 4.2. Minh hoạ từ góc nhìn logic của mạng với các kết nối truyền thông b) Kết nối truyền thông điểm - điểm Để tạo được một đường truyền thông từ nút này đến nút khác, một dịch vụ vận chuyển truy nhập điểm ( Transport Service Access Point, TSAP ) được sử dụng với mục đích để nhận dạng nguồn và đích của mỗi liên kết trong mạng. Điều này cho phép nhiều liên kết truyền thông có thể được thiết lập giữa các nút trong hệ thống mạng. Như hình 4.3 mỗi mô đun CP H1 có thể cung cấp tới 40 TSAP. Dịch vụ truyền thông với nhiều kết nối truyền thông giữa các nút Mô đun CP H1 cung cấp 2 kiểu dịch vụ truyền thông, mỗi kiểu dịch vụ này đều dựa trên ANSI/IEEE Std 802.3 (ISO/IEC 8802-3). Đây là chuẩn về các hệ thống xử lý thông tin. Mỗi kiểu dịch vụ truyền thông sử dụng giao thức giêng biệt của nó. Các dịch vụ này được mô tả như sau : + Dịch vụ truyền dữ liệu tay đôi ( Peer Data Transfer Services ) dự trên lớp 4 ( lớp vận chuyển ), và thường được sử dụng cho việc truyền dữ liệu nhanh và hiệu suất cao giữa các bộ điều khiển với nhau. + Dịch vụ chức năng kỹ thuật ( Technology Function Services, TF Services) được dựa trên lớp 7 (lớp ứng dụng), thường được sử dụng giữa hệ thống giám sát và các PLC với mục đích thu thập và xử lý dữ liệu. ( Hình 4.4 ) Các chế độ chức năng của dịch vụ truyền thông trong vận hành Khi một PLC với một mô đun CP H1 truyền thông với chế độ truyền dữ liệu tay đôi, nó có thể có chức năng như một client hay một server : nó có thể yêu cầu khởi tạo dành cho dữ liệu hoặc đáp ứng các đòi hỏi dữ liệu. Khi truyền thông sử dụng chế độ TF Service nó chỉ có thể đóng vai trò là một server : chỉ có thể đáp ứng dữ liệu chứ không có thể yêu cầu khởi tạo dữ liệu. Các chế độ hoạt động của mô đun CP H1 Chế độ hoạt động của mô đun H1 CP TF Service Peer Service Client x Server x x 3.4.2 Dịch vụ TF a) Khái niệm TF Service ( Technology Function ) thường được sử dụng giữa host giám sát (supervisory host) và PLC với mục đích điều khiển và thu thập dữ liệu, như hinh 4.5 là một mạng H1 điển hình, một hoặc nhiều host có thể kết nối tới một hay nhiều PLC sử dụng mô đun CP H1. Nói chung, một hệ thống host giám sát phải có cả khả năng đọc và ghi dữ liệu vào PLC. Mạng host giám sát và PLC b) Dịch vụ TF được hỗ trợ Số nhãn (NO TAG) cung cấp một danh sách dịch vụ TF được hỗ trợ cho mô đun CP H1. Một hệ thống host có thể yêu cầu truyền phát cho các dịch vụ này thông qua sự liên kết các trình ứng dụng. Các dịch vụ được sử dụng nhiền nhất là TF Read và TF Write. c) Các phương pháp định địa chỉ TF Mô đun CP H1 hỗ trợ 3 phương pháp mà host có thể sử dụng để định địa chỉ dữ liệu được chứa trong các PLC. + Định địa chỉ tên đã được mã hoá : Mô đun CP H1 được hỗ trợ một tập hợp tên mã hoá, mà host có thể sử dụng để định địa chỉ các thành phần dữ liệu có chứa trong PLC. Người sử dụng không được yêu cầu từ PLC hoặc bộ cấu hình hoá tới host để sử dụng cho việc định địa chỉ tên đã được mã hoá. Các tên đó đã được định dạng sẵn. + Tên biến : Người sử dụng có thể định nghĩa tên biến có quan hệ với ứng dụng của minh khi sử dụng bộ cấu hình H1, như là “PumpPressure”, “MachineStatus”, “PartCount”,... Khi định nghĩa một tên biến phải chỉ rõ với vùng dữ liệu của PLC kết hợp với tên đó. Định địa chỉ tự do: Người lập trình các chương trình host có thế đưa ra các yêu cầu TF Read hoặc TF Write với các địa chỉ, mà được định dưới dạng nhị phân. Người sử dụng không được yêu cầu từ PLC hoặc bộ cấu hình H1 cho thiết bị host để sử dụng địa chỉ tự do này. 3.4.3 Dịch vụ tay đôi a) Khái niệm Để tạo một kết nối tay đôi phải cấu hình mô đun CP H1 ở mỗi trạm PLC, và thêm vào đoạn mã Ladder thích hợp tới PLC tích cực (hoặc cả 2 PLC trong trường hợp trao đổi Send/Receive) theo thứ tự để lật trạng thái công việc truyền dữ liệu. Các kiểu công việc sau đây được ấn định cho truyền dữ liệu với dịch vụ tay đôi : Send WriteActive Read Active Receive Write Passive Read Passive Chương 4 HỆ THỐNG PMC 4.1 Khái niệm PMC 4.1.1 Định nghĩa và nhiệm vụ PMC là viết tắt của Process Monitoring & Control System, là một hệ thống điều hành và theo dõi việc đo lường, các chức năng điều khiển vòng kín, hở của một quá trình công nghệ