Nội dung

§Ò tµi: TRANG BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ DÂY TRUYỀN CÁN THÉP NHÀ MÁY CÁN THÉP VIỆT NHẬT ĐI SÂU NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIÈU KHIỂN CÔNG ĐOẠN ĐÓNG BÓ BẰNG PLC S7-300 Sinh viªn: NguyÔn ThÞ Ngäc Anh GVHD: Th.S TrÇn ThÞ Ph-¬ng Th¶o MỞ ĐẦU Hoà chung không khí mới của sự phát triển nền kinh tế toàn cầu, nền kinh tế nước ta cũng đang có những bước phát triển mạnh mẽ đến không ngừng. Sự thể hiện lớn nhất và rõ ràng nhất là nước ta đã trở thành thành viên thứ 150 của WTO. Với sự phát triển chung của nền kinh tế như vậy, việc nâng cao số lượng, chất lượng cũng như các dịch vụ sản phẩm của ngành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp sản xuất, cán thép nói riêng cũng trở lên quan trọng. Theo định hướng của Chính phủ, sản xuất thép là một ngành mũi nhọn trong chiến lược phát triển của kinh tế nước nhà. Vì vậy việc ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất thép là hết sức quan trọng, thành tựu khoa học tiên tiến ở đây chính là quá trình tự động hoá trong dây truyền sản xuất thép. Nó cho phép thay thế sức người trong lao động, đem lại sản phẩm chất lượng cao, sản lượng lớn và giá thành sản phẩm hạ. - Với thành phố Hải Phòng ngành thép là một ngành công nghiệp thế mạnh của thành phố, do đó ở đây tập trung rất nhiều các nhà máy sản xuất thép có vốn đầu tư trong nước và nước ngoài. 1 - Nhà máy thép Viêt - Nhật được thành lập vào năm 2001. Sau 7 năm hoạt động, sản phẩm thép do nhà máy sản xuất có chất lượng tốt với nhiều chủng loại rất được tín nhiệm trên thị trường. - Công ty thép Việt - Nhật được thành lập với sự hợp tác đầu tư của hai nước Việt Nam và Nhật Bản và được xây dựng trên khu công nghiệp thép của thành phố nằm bên cạnh quốc lộ 5. Sau quá trình 4 năm học tập và rèn luyện tại trường được sự phân công của nhà trường và bộ môn em đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện tài tốt nghiệp: “Trang bị điện -điện tử dây chuyền cán thép nhà máy cán thép Việt-Nhật. Đi sâu nghiên cứu xây dựng hệ thống điều khiển công đoạn đóng bó bằng PLC S7-300’’, do cô giáo Th.s Trần T Phương Thảo hướng dẫn. Đề tài được thực hiện với với nội dung sau. Đồ án gồm 3 chương: Chương 1: Tổng quan về Nhà máy cán thép Việt Nhật. Chương 2: Trang bị điện - điện tử dây chuyền công nghệ cán. Chương 3: Nghiên cứu công đoạn đóng bó sản phẩm thép. 2 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THÉP VIỆT NHẬT 1.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CÁN THÉP VIỆT NHẬT Hình 1.1. Tổng quan nhà máy thép Việt Nhật Vào những năm đầu thập kỷ 60 của thế kỷ XX, ngành thép nước ta được xây dựng. Và khu liên hiệp gang thép Thái Nguyên cho ra lò mẻ gang sớm nhất vào năm 1963. Nhưng mãi tới năm 1978, khu liên hiệp gang thép Thái Nguyên mới cho ra đời sản phẩm thép cán.Tuy nhiên khu liên hiệp thép Thái Nguyên cũng chỉ có công suất thiết kế vào khoảng 10 vạn tấn/năm. Vào năm 1976, dựa trên cơ sở tiếp quản các nhà máy luyện, cán thép nhỏ của chế độ cũ để lại ở thành phố Hồ Chí Minh và Biên Hoà, công ty luyện kim đen Miền Nam được thành lập với tổng công suất 8 vạn tấn/năm - nhỏ hơn tổng công suất khu liên hiệp thép Thái Nguyên 2 vạn tấn/năm. Song cũng trong giai đoạn từ năm 1976 đến năm 1989 do kinh tế nước ta lâm vào khủng hoảng do đó ngành thép gặp không ít khó khăn. Bên cạnh đó, nguồn thép nhập khẩu từ Liên Xô và các nước Đông Âu trước đó vẫn còn khá nhiều. Từ đó dẫn đến ngành thép nước ta không phát triển được, sản lượng 3 chỉ duy trì ở mức cầm chừng với sản lượng vào khoảng 50000 – 90000Tấn/năm. Mãi tới năm 1989 – 1995, thực hiện chủ chương đổi mới, mở cửa của Đảng và Nhà nước, lúc này ngành thép mới có chút khởi sắc. Sản lượng thép đã có tăng trưởng trên 10 vạn Tấn/năm. Tới năm 1995 sản lượng thép đã tăng gần 4 lần so với năm 1990, con số 45 vạn Tấn/năm đã nói lên điều đó. Chưa dừng lại ở đó, thời kỳ năm 1996 – 2000, ngành thép vẫn có tốc độ phát triển rất cao, tiếp tục được đầu tư mới với chiều sâu nhát là gia công chế biến sau cán. Năm 2000 sản lượng thép đạt tới 1,57 triệu Tấn/năm, gấp 3 lần sản lượng của năm 1995 và tới 14 lần so với năm 1990. Đây cũng là thời kỳ ngành thép có tốc độ tăng trưởng sản lượng mạnh nhất. Đến năm 2006, sản lượng thép của cả nước đạt vào khoảng 35 triệu tấn. Trong đó lượng thép tiêu thụ của năm 2006 vào khoảng 34,5 triệu tấn. Mặc dù ngành thép đã có đầu tư đáng kể và có những bước dài phát triển, đạt tốc độ tăng trưởng khá cao, nhưng vẫn còn là chậm phát triển so với nhiều nước trong khu vực nói riêng và thế giới nói chung, điều đó được thể hiện qua: + Năng lực sản xuất phôi thép bị hạn chế, các nhà máy và các cơ sở cán thép còn quá bị phụ thuộc vào lượng phôi thép nhập khẩu, thiếu chủ động. + Năng suất lao động còn thấp, chi phí sản xuất cao, giá thành lại không ổn định (sự phụ thuộc vào phôi thép nhập khẩu). Do vậy khả năng xuất khẩu sản lượng thép còn gặp nhiều khó khăn. + Về chất lượng sản phẩm còn nhiều hạn chế. Cơ cấu mặt hàng sản xuất đơn điệu, ít chủng loại. Tuy nhiên, nếu muốn trở thành một nước công nghiệp thì phải phát triển ngành thép. Vì vậy, Nhà nước phải có sự quan tâm đặc biệt đối với ngành 4 công nghiệp thép. Đây cũng là một tiêu chí trong mục tiêu chiến lược lâu dài để đưa đất nước thực hiện công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước. Nhà máy thép Việt Nhật là nhà máy vốn đầu tư 100% của Nhật, nhà máy được đầu tư khoa học kỹ thuật cùng với trang thiết bị hiện đại. Công nghệ của nhà máy là bán tự động hóa. Nhìn chung việc tự động hóa của nhà máy là hợp lý với các mục tiêu: + Giảm số lượng công nhân. + Giảm tiêu hao vật tư năng lượng. + Làm cho chất lượng sản phẩm đồng đều hơn, ổn định hơn do loại bỏ yếu tố con người. Điều này đặc biệt quan trọng đối với khả năng chiếm lĩnh thị trường tạo uy tín sản phẩm đối với khách hàng . Từ khi đi vào hoạt động đến nay, công ty đã khẳng định là một trong những công ty hàng đầu ở Việt Nam trong lĩnh vực sản xuất và cung cấp thép xây dựng cho các công trình lớn nhỏ trên khắp cả nước. Các sản phẩm thép đã được người tiêu dùng cũng như các đơn vị kinh doanh tin dùng và đánh giá cao tương xứng với quy mô và uy tín của thép Việt Nhật: + Tổng vốn đầu tư trên 15 triệu USD. + Hệ thống dây chuyền – công nghệ tiên tiến của Nhật Bản. + Năng lực sản xuất 240.000 tấn/năm. + Sản phẩm thép từ Φ6 đến Φ41 . + Tiêu chuẩn sản phẩm: Nhật Bản(JIS), Việt Nam(TCVN), Hoa Kỳ(ASTM), Anh Quốc( BS ). Ngoài ra phải nói tới hệ thống mặt bằng của nhà máy phù hợip với yêu cầu công nghệ, tiết kiệm diện tích, thuận tiện cho việc sản xuất thành phẩm và nhập phôi từ các nơi vào nhà máy . Tuy là một nhà máy với diện tích hẹp ít công nhân, nhưng về mặt tổng thể của toàn nhà máy đã được trang bị đầy đủ các hệ thống như: 5 + Hệ thống hành chính và quản lý nhân sự. + Hệ thống cung cấp điện. +Hệ thống trang bị điện. +Hệ thống dây chuyền sản xuất. 1.2. SƠ ĐỒ MẶT BẰNG CỦA NHÀ MÁY BÓ nuíc c¸n d©y ThÐp thµnh phÈm Nhµ m¸y c¸n thÐp èng khãi Nhµ ®iÒu hµnh c«ng ty Quèc lé 5 bÓ nuíc Thïng chøa dÇu Tr¹m Tr¹m khÝ cao thÕ Tr¹m h¹ thÕ nÐn Ph«i thÐp px co khí PhÕ phÈm Tr¹m c©n B·i ph«i ThÐp thµnh phÈm Phßng b¶o vÖ Nhµ ®Ó xe Nhµ nghØ Hình 1.2. Sơ đồ mặt bằng công ty Nhà điều hành công ty là nơi làm việc của các giám đốc, nhân viên văn phòng. Nhà điều hành công ty có phòng giám đốc, phòng hành chính tổng hợp, phòng kinh doanh, phòng kế toán … Khu vực sản xuất của nhà máy có các bãi chứa phôi, nhà máy cán, bãi phôi, đằng sau khu nhà máy cán còn có cá bể nước, các trạm biến áp, trạm khí nén,… Nhà máy thép Việt Nhật được xây dựng trên khuôn viên của công ty có diện tích nhà xưởng và các thiết bị dây truyền cán là (102x15m). Phân xưởng gia công cơ khí của nhà máy thực hiện việc sửa chữa các thiết bị. Trạm cân thực hiện cân và kiểm tra trước khi tiêu thụ sản phẩm. 6 1.3. HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY THÉP VIỆT NHẬT Hệ thống cung cấp điện là hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, làm nhiệm vụ cung cấp điện tới các thiết bị trong nhà máy. Dưới đây là sơ đồ cung cấp điện tổng thể trong nhà máy cán. 1.3.1. Hệ thống cung cấp điện cho dây chuyền cán thép thanh 35KV CD CD MC CD7500 CSV 200A 7500KVA 35/3.3KVA CD MC MC 3.3KV MC 3.3KV CD CD MC 3.3KV 800KVA 3.3/0.75KV 800KVA 3.3/0.75KV 100A 1800KVAr M1 M2 MC 3.3KV MC 3.3KV MC 3.3KV 800KVA 3.3/0.75KV 800KVA 3.3/0.75KV 800KVA 3.3/0.75KV 800KVA 3.3/0.75KV CD 100A CD 100A CD 100A CD 100A M3 CD 100A M4 J .... MC 3.3KV M6 M5 KJ K J ...... K M10 J K Hình 1.3. Hệ thống cung cấp điện khu cán thép thanh. Các phần tử trong sơ đồ: -Cung cấp điện cho máy cán: Hệ thống điện nguồn điện từ cấp điện áp 35KV. Đường dây vào trạm phải qua cầu dao CD, máy cắt MC và cầu chì CC. Cầu dao dùng để cách ly máy biến áp khi cần sửa chữa, bảo dưỡng. Máy cắt là thiết bị quan trọng được sử dụng trong mạng cao áp để đóng cắt dòng điện phụ tải và cắt dòng điện ngắn mạch. Còn cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch trong máy biến áp. 7 Máy biến áp chính với công suất 7500KVA cung cấp điện năng cho toàn nhà máy. Điện áp sơ cấp 35KV, điện áp thứ cấp 3300V qua cầu dao và máy cắt sẵn sàng cấp điện cho toàn bộ động cơ lai trục cán trong dây truyền sản xuất. Động cơ M1, M2, M3 là các động cơ xoay chiều 3 pha rotor dây quấn, hiện nay M2 và M3 được thay thế bằng động cơ 1 chiều kích từ độc lập nhận điện từ máy biến áp 1000KVA với điện áp là 3,3 KV/0,8 KV. Các động cơ từ M4 đến M10 là các động cơ 1 chiều kích từ độc lập nhận điện từ máy biến áp 800KVA với điện áp là 3,3KV/0,75KV. - Và một số trạm biến áp trung gian: + 4 máy biến áp 800KVA – 3,3/0,75KV + 2 máy biến áp 1000KVA – 3,3/0,75KV + 1 máy biến áp 1800KVA – 3,3/0,4KV + 1 máy biến áp 320KVA – 3,3/0,22KV -Cung cấp điện cho văn phòng và cầu trục: Dùng máy biến áp có công suất 320KVA với cấp điện áp là 35KV/0,4KV qua cầu dao, aptomat cung cấp điện cho toàn bộ khu văn phòng, cơ khí cầu trục và bảo vệ. Ngoài ra còn có nguồn dự phòng cho khu vực này bằng máy phát dự phòng với công suất 120KVA. 1.3.2. Hệ thống cung cấp điện cho dây chuyền cán thép dây 8 Thanh c¸i 3.3KV M¸y c¾t dÇu kiÓu SC_14_12/20/800 M¸y c¾t dÇu kiÓu SC_14_12/20/800 M¸y c¾t dÇu kiÓu SC_10630/250 M¸y biÕn ¸p c«ng suÊt 1800KVA ®iÖn ¸p 3.3/0.8KV M¸y biÕn ¸p ba pha c«ng suÊt 3200KVA ®iÖn ¸p 3.3/0..22KV M¸y biÕn ¸p c«ng suÊt 1800KVA ®iÖn ¸p 3.3/0.8KV CÇu dao c¸ch ly 3 pha Atomat 3 pha 1000V 1000A Tñ thyristor M1 Tñ thyristor M2 §éng c¬ dc: 500KW.750V_710A 1200_1750V/P Ukt=160V CÊp ®iÖn 380V CÊp ®iÖn 380V cho khu c¸n cho khu c¸n thanh d©y CÊp ®iÖn 220V cho khu c¸n thanh CÊp ®iÖn 220V cho khu c¸n d©y Hình 1.4. Hệ thống cung cấp điện khu vực cán dây. Các phần tử trong sơ đồ: - Máy biến áp với công suất 1800KVA, 3,3/0,8KV thoả mãn công suất cho hai động cơ block làm việc đồng trục. - Tủ nhận điện sau máy biến áp 1800KVA cấp điện cho 2 tủ Thyristor M1, M2 bố trí mỗi cụm một cầu dao cách ly 3 pha 1000V, 600A và một Aptomat 800V, 1000A từ đó cấp điện cho từng tủ Thyristor của M1, M2. - Nguồn cung cấp điện 380V, 220V cho các phụ tải và cho điều khiển: - Nguồn điện áp 380V lấy từ phía thứ cấp của máy biến áp bằng 2 sợi cáp 1x150 máy 1600KVA cấp vào tủ điện hạ áp qua cầu dao cách ly 400A và aptomat 400A. Từ sau aptomat 400A cấp đến các tủ phụ tải của từng cụm thiết bị. - Nguồn điện 220V lấy từ phía thứ cấp máy biến áp 320KVA cấp đến tử nhận điện qua aptomat 200A cấp đến các phụ tải, nguồn này chủ yếu cấp điện cho nguồn điều khiển thao tác. Tuy vậy vẫn phải có nguồn đề phòng cấp cho loại động cơ có điện áp dây 220V. 9 1.3.3. Hệ thống cung cấp điện chiếu sáng Điện áp phục vụ chiếu sáng của nhà máy chủ yếu được lấy qua một máy biến áp có công suất 320KVA được lấy từ điện áp của đường dây 35KV và được hạ thế xuống còn 0,4KV phục vụ chiếu sáng cho toàn bộ văn phòng, bảo vệ, ánh sáng khu cơ khí, cần trục. Ngoài ra còn có một máy phát điện dự phòng có công suất 120KVA để phòng khi sự cố mất điện. Trong quá trình vận hành, hệ thống cung cấp thường có nhiều sự cố như quá áp, ngắn mạch, quá tải… Để loại trừ những phần tử bị sự cố ta sử dụng các thiết bị bảo vệ như aptomat, cầu chì, rơle nhiệt, rơle điện tử… Bên cạnh đó nhà máy cũng có các thiết bị tự động hoá như là tự động đóng dự trữ, phân phối cung cấp công suất phản kháng, nhà máy có một máy phát dùng để cung cấp điện cho khu văn phòng công ty khi mất điện lưới. 35KV 35KV 320KVA 35/0.4KV CD 500A 400A 50A 400A 400A 1200KVA C¬khÝ cÇn trôc ¸nh s¸ng F B¶o vÖ V¨n phßng Hình 1.5. Cung cấp điện chiếu sáng Về mặt sản xuất điện năng, vấn đề đặt ra là phải tận dụng hết khă năng của nhà máy phát điện để sản xuất ra nhiều điện nhất, đồng thời về mặt tiêu dùng điện phải hết sức tiết kiệm, giảm thiểu tổn thất điện năng đến mức tối 10