LUẬN VĂN: Nghiên cứu về giải pháp DCS cho một xí nghiệp , nhà máy cụ thể

Chia sẻ: Nguyen Hai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST

Báo xấu

150
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay , hệ thống điều khiển phân tán DCS đang được ứng dụng rất rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp . Do đó việc nắm bắt , am hiểu , và làm chủ các hệ thống điều khiển DCS là yêu cầu cấp thiết đối với các kĩ sư và các sinh viên chuẩn bị ra trường. Để có thể hiểu một cách sâu sắc thế nào là một hệ thống điều khiển phân tán DCS , chức năng , cấu trúc , đặc điểm và khả năng áp dụng của nó . Đòi hỏi các...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: LUẬN VĂN: Nghiên cứu về giải pháp DCS cho một xí nghiệp , nhà máy cụ thể

LUẬN VĂN: Nghiên cứu về giải pháp DCS cho một xí nghiệp , nhà máy cụ thể
Lời nói đầu Hiện nay , hệ thống điều khiển phân tán DCS đang được ứng dụng rất rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp . Do đó việc nắm bắt , am hiểu , và là m chủ các hệ thống điều khiển DCS là yêu cầu cấp thiết đối với các kĩ sư và các sinh viên chuẩn bị ra trường. Để có thể hiểu một cách sâu sắc thế nào là một hệ thống điều khiển phân tán DCS , chức năng , cấu trúc , đặc điểm và khả năng áp dụng của nó . Đòi hỏi các sinh viên phải đi tìm hiểu thực tế tại các nhà máy, nghiên cứu về giải pháp DCS cho một xí nghiệp , nhà máy cụ thể.
Phần I Giới thiệu chung về công ty giấy Bãi Bằng I. Giới thiệu chung về công ty Bãi Bằng : Công ty giấy bãi bằng là công trình được xây dựng bởi tiền viện trợ không hoàn lại của chính phủ và nhân dân Thụy Điển ,được xây dựng ở thị trấn Phong Châu , huyện Phù Ninh , tỉnh Phú Thọ . Đây là một biểu tượng cao đẹp của tình hữu nghị đã gắn bó hai dân tộc Việt Nam-Thụy Điển ngay từ những năm nhân dân Việt Nam còn gian khổ đấu tranh chống xâm lược . Một công trình sản xuất giấy qui mô lớn và hiện đại nhất Việt Nam , được khánh thành năm 1982 , đã và đang đưa ra thị trường một lượng giấy đáng kể , có chất lượng cao , được người tiêu dùng ưa chuộng và cũng đã có chân trong thị trường một số nước trong khu vực như Malaysia , Thái Lan , Singapore , Hồng Công ... Giấy Bãi Bằng ngay từ khi thiết kế đã chú ý đến việc bảo vệ môi trường và trong quá trình hoạt động c ông tác này càng phát triển . Công ty đã tiếp thu công tác quản lý Bắc Âu và đào tạo được một đội ngũ cán bộ , kỹ sư và công nhân lành nghề đã quản lý và vận hành thành
thạo dây chuyền sản xuất hiện đại . Năm 2004 công ty đã tiến hành nâng cấp và mở rộng sản xuất lên 100.000 tấn giấy/ năm và 61 000 tấn bột giấy/ năm với chất lượng cạnh tranh quốc tế và môi trường được cải thiện đạt chuẩn quốc gia Đồng thời công ty đã lập xong nghiên cứu tiền khả thi cho mở rộng công ty giai đoạn 2 xây dựng một nhà máy sản xuất bột giấy thương phẩm 250.000 tấn năm hoàn thành trước năm 2007 với chất lượng quốc tế và tiêu chuẩn môi trường đáp ứng các yêu cầu thế giới. II . Tổng quan về hệ thống sản xuất của công ty giấy Bãi Bằng : Toàn bộ nhà máy là một hệ thống khép kín , từ khâu động lực với những lò hơi , tuabin ,… hoạt động theo công nghệ hiện đại , tự cung cấp đủ điện và hơi và nước cho sản xuất . Bao gồm : + Một nhà máy điện ( power plant ) :  Một lò hơi đốt than 145 tấn / giờ  Một lò hơi thu hồi 36 tấn/giờ  02 tuabins , 01 ngưng tụ , 01 đối áp  02 máy phát điện tổng công suất 28 Mw + Xí nghiệp vận tải ( transport enterprise )  Một hệ thống xe chuyên dùng  40 đầu xe tải , tổng trọng tải 300 tấn  12 đoàn xà lan , tổng trọng tải 9600 tấn  Một cảng sông hiện đại + Xí nghiệp bảo dưỡng ( maintenance enterprise )  Xí nghiệp cơ khí bảo dưỡng có đủ phương tiện , máy móc và đội ngũ kĩ sư công nhân lành nghề , có khả năng bảo dưỡng , sửa chữa lớn trong các lĩnh vực cơ khí , điện , đo lường và điều khiển + Nhà máy hoá chất :  Nhà máy có công suất là 7000 tấn clo hàng năm
 24 thùng điện phân , điện cực ti tan  Một hệ thống sản xuất clo lỏng , axit HCl , dịch tẩy Zaven và khí Axetylen đóng chai cung cấp đủ các loại chất chính cho nhu cầu sản xuất của công ty và bán ra thị trường + Nhà máy sản xuất giấy :  Nhà máy có công suất 100.000 tấn giấy / năm và 61.000 tấn bột giấy /năm với chất lượng cạnh tranh quốctế với các sản phẩm chính : giấy in ( printing paper ) , giấy viết ( writing paper ) , giấy photocopy ( photocopy paper ) ,giấy tissue( tissue paper ) , các sản phẩm chế biến ( processed products ) , sản phẩm gỗ ( wood products)  Nhà máy bao gồm 3 phân xưởng đảm nhiệm 3 công đoạn sản xuất giấy :  Phân xưởng nguyên liệu : là nơi tập trung gỗ mỡ , gỗ bồ đề , gỗ bạch đàn , gỗ thông , keo tai tượng , tre nứa Vùng nguyên liệu quy hoạch trải rộng trên các tỉnh : phú thọ , vỉnh yên , tuyên quang , Hà Giang , Yên Bái , Lào Cai  Phân xưởng sản xuất bột : gồm 3 nồi nấu dung tích 140 tấn / nồi , hệ thống rửa , sàng chọn khép kín thu hồi 96 – 98% hoá chất . Hệ thống tẩy trắng 3 giai đoạn , có tiền xử lí bằng oxy  Phân xưởng sản xuất giấy : 02 máy xeo khổ rộng 3,8 m. Một phân x ưởng hoàn thành gia công chế biến tới các loại sản phẩm cuỗi cùng
phần II Giới thiệu chung về công nghệ sản xuất giấy Khâu Khâu Công Phân chuẩn bị chuẩn bị đoạn Xeo xưởng nguyên bột hoàn liệu thành I. Công đoạn xử lí nguyên liệu : Nguyên liệu chủ yếu là tre nứa , được đưa từ bãi chứa vào băng truyền và được rửa sạch trước khi đưa vào máy chặt . Tại đây tre nứa được băm thành mảnh nhỏ có kích
thước theo tiêu chuẩn là : dài 35mm rộng 10mm , dày 2,5 mm . Các loại máy này được đưa qua máy sàng chọn Sau đó được đưa vào hệ thống rửa mảnh và qua băng tải tới sân chứa mảnh Năng suất máy chặt tre nứa là 20 tấn /h . Gỗ được đưa đến bộ phận bóc vỏ bởi băng tải xích . Gỗ sau khi đã bóc vỏ rồi được rửa sạch rồi đi vào máy chặt mảnh . Mảnh gỗ sau khi được chặt mảnh có kích thước là : dài 25 – 35mm , rộng 10- 20mm , dày 3-4mm . Mảng gỗ được đưa qua sàng chọn và đưa ra sân chứa mảnh bằng băng tải Năng suất máy chặt gỗ là 40 tấn / h. Mảnh tre nứa ,gỗ đưavào nồi nấu bởi hệ thống nầu bằng hơi nóng ở nhiệt độ rất cao thổi vào mảnh II. công đoạn xử lí bột : 1. Công đoạn nấu bột: Bột giấy được sản xuất theo phương pháp sunfat có thu hồi hoá chất . Nguyên liệu được nấu trong 3 thùng , có cấu tạo hình trụ đứng với dung tích mỗi thùng V= 145 m3 . Thời gian hoàn thành một chu kì nấu là 240 phút kể cả thời gian nạp mảnh . Bột sau khi được chuyển sang bể có dung tích 400m3 , từ đây bột được chuyển qua máy đánh tơi và được đưa tới bộ phận rửa .Năng suất nấu bột là 150 tấn /ngáy . 2 Công đoạn rửa sàng : Tiếp theo là đến công đoạn sàng , bột sau khi đ ược đánh tơi được đưatới 4 máy rửa lọc chân không . Tại đây bột được rửa sạch , dịch hoá chất thu hồi trong quá trình nấu bột ( dịch đen loãng ) có nồng độ 13% . Loại dịch này được đưa đến hệ thống chưng bốc . Bột đen đã được rửa sạch , đưa qua hệ thống sàng gồm 2 sàng áp lực 1 sàng thô và 3 giai đoạn lọc cát. Các mấu mắt tre nứa hoặc bột sống bị loại ra khỏi bột đ ược đưa xuống sáng cô đặc và xuống vít tải thải ra ngoài . 3. Công đoạn tẩy trắng bột :
Công đoạn tẩy trắng bột : bột từ sàng được đưa vào bể chứa bột đen sau đó được đưa vào tẩy . Công đoạn tẩy bao gồm 4 giai đoạn : Bột đ ược clo hoá bởi Clo , sau đó được kiềm hoá để loại bỏ hợp chất màu Clora lignin ra khỏi bột . Sau khi kiềm hoá bột được tẩy tiếp bởi NaClO để đạt độ trắng khoảng74 – 78% . Để bột có độ trắng đồng đều theo yêu cầu phải thực hiện theo quy trình tẩy nghiêm túc duy trì thích hợp các yếu tố nồng độ bột , mức tỉ lệ hoá chất tẩy , nhiệt độ , thời gian và độ PH . Bột Sau khi tẩy trắng được đưavào bể chứa để chuẩn bị quá trình sản xuất giấy 4. Công đoạn Xeo : Trước khi vào máy xeo giấy , bột được đưa qua hệ thống nghiền còn để làm tăng diện tích tiếp xúc , tăng khả năng liên kết giữa các thớ sợi với nhau , tạo điều kiện cho khả năng hình thành tờ giấy tốt hơn . Sau khi nghiền bột được pha trộn với các phụ gia như : cao lanh , nhựa thông , phèn và một số chất khác tùy theo yêu cầu sản phẩm . Bột đã pha trộn phụ gia trong bể chứa được đưa qua hệ thống phụ trợ : sàng áp lực , lọc cát và các thành phần khác có ảnh hưởng đến tờ giấy rồi đưa đến hòm phun bột bắt đầu quá trình sản xuất giấy. 4.1-Hòm phun bột và sự hình thành tờ giấy + Hòm phun bột : Nhiệm vụ của hòm phun bột là phân phối một lượng bột đồng đều trên lưới và ổn định với một tốc độ không đổi trên toàn bộ bề ngang của lưới và giữ cho dòng bột xáo trộn để chống chảy xoáy và phá vỡ sự vón cục của dòng bột đã được hình thành.ở đây bột đã hình thành tờ giấy ướt có độ khô 18  20 % .
+Bộ phận hình thành : Việc hình thành tờ giấy được thực hiện giữa 2 bề mặt của lưới đôi . Lưới trong rộng 4350 mm,dài 22.000 mm , lưới ngoài rộng 4350 mm , dài 18000 mm .Ưu thế của loại tạo hình như vậy hạn chế bề mặt tự do của dòng chảy trên lưới và cho ta khả năng điều khiển tốt hơn .Trên bộ phận hình thành , nước được thoát ra cả 2 phía chiều dài tạo hình và giấy sẽ có bề mặt đồng nhất .Sử dụng nguyên tắc tạo tờ giấy giữa một trục hút mở (gọi là trục tạo hình) một phần được lưới trong và lưới ngoài bao lại có độ căng nên thuận lợi về thời gian tách nước và độ thấm . 4.2-Bộ phận ép: ép có nghĩa là tờ giấy được nén bằng cơ học để đạt trên bão hoà . ở phần này nước cũng tách đ ược càng nhiều ra khỏi tờ giấy càng tốt . Sau công đoạn hình thành , tờ giấy còn khoảng 80% nước (độ khô = 20 %) . ở công đoạn ép độ khô sẽ tăng lên từ 20  40 % . Nhiệm vụ chính của bộ phận ép là tách nước ra khỏi tờ giấy , tăng độ bền và độ nhẵn cuả tờ giấy đồng thời bộ phận ép còn có nhiệm vụ dẫn tờ giấy đến bộ phận sấy . Bộ phận ép có số lượng cặp ép và cấu trúc khác nhau . Một cặp ép bao gồm giá đỡ và 2 hoặc 3 lô . Lô d ưới thường được lắp trên một ổ đỡ cố định và lô dẫn động . Sự ép xảy ra ở khoảng giữa lô trong khe ép và tờ giấy được chăn dẫn qua khe ép . Tờ giấy ướt được chuyển trực tiếp từ lưới tới trục ép chân không được lọc chặn của tổ ép 1 . Chức năng quan trọng của lưới ép là chống tạo vết trên tờ giấy .Từ tổ ép 1 tờ giấy được chuyển tới bộ phận ép lưới ở tổ 2 .Tổ 2 gồm một lưới nhựa giữa chăn ép và một trục ép phía dưới nhằm giảm áp suất thuỷ tĩnh trong tuyến ép .Từ chăn 2 tờ giấy được chuyển
tới tổ ép nhẵn 3 qua một khoảng cách kéo hở . Tổ ép này không có ch ăn nên không có nhiệm vụ tách nước mà chỉ có làm cho tổ giấy nhẵn và phẳng hơn . 4.3-Bộ phận sấy: Khi tờ giấy ra khỏi bộ phận ép , có độ khô khoảng 40 % và nhiệt độ từ 25 30 C . Trong bộ phận sấy , lượng nước còn lại sẽ được tách ra bằng cách bốc hơi . Sấy là cách vận chuyển nhiệt và nước , trong đó nhiệt độ được chuyển qua vùng bay hơi và hơi nước bốc lên đi qua bề mặt của tờ giấy vào luồng khí thông gió . Các biện pháp sấy được sử dụng là : - Sấy trực tiếp : tờ giấy tiếp xúc với lô sấy máy. - Sâý đối lưu : nhiệt độ được cung cấp bởi không khí trong một chụp xung quanh lò sấy. - Sấy tự do : sấy trong khoảng không có sức c ăng hoặc giữa các lô sấy . ở giai đoạn này , tờ giấy được sấy khô tới 94% . Sau đó ,t ờ giấy đi qua bộ phận ép gia nhựa(ép keo) . ở đây , nước cùng hoá chất được tờ giấy hấp thụ và lượng nước này được làm bay hơi ở bộ phận sấy thứ 2 (bộ phận sấy nhựa). - Bộ phận sấy bao gồm 34 lô sấy (24 lô ở bộ phận sấy chính và 10 lô ở bộ phận sấy nhựa) . Giấy đã sấy khô được làm nguội trên 2 lô làm lạnh .Tất cả các lô đều có đường kính là 1500 mm , chiều dài của giấy có thay đổi trong quá trình sấy. Sau các lô ép tờ giấy được căng ra . Trong suốt quá trình nó được gia nhiệt ở cả 2 quá trình sấy chính và sấy nhựa (ép keo) . Điều đó thường gây ra sự cố của tờ giấy . Để khắc phục những sự cố và những biến đổi của tờ giấy , các lô được bố trí thành các nhóm dẫn động khác nhau .Trong
đó , tất cả các lô trong một nhóm có cùng tốc độ . Sự chênh lệch tốc độ giữa các nhóm dẫn động sẽ được hiệu chỉnh theo độ kéo căng và sự cố cuả tờ giấy. Bảng sau đây cho ta thấy vị trí các lô và các nhóm trong bộ phận sấy. Sấy chính Sấy nhựa nhóm số 1 2 3 4 5 6 số lô 8 8 8 2 8 2 vị trí lô 18 9 16 17 24 25 26 2734 35 36 4.4- Bộ phận ép quang : Bộ phận này bao gồm một bộ hai hay nhiều lô quay tiếp cận với nhau(gọi là máy ép quang) . Máy ép quang sẽ đảm bảo độ đồng đ ều , độ nhẵn bóng bề mặt , tăng độ bền keo , xé , độ chịu bục và thấm khí của tờ giấy. 4.5- Bộ phận cuộn : Tờ giấy thành phẩm được cuộn lại thành những lô giấy nhờ hệ thống máy cuộn lại và tiếp tục được đưa ra sản xuất thành những sản phẩm phù hợp yêu cầu.
phần III Giới thiệu chung về hệ thống dây chuyền sản xuất trong phân xưởng Xeo 2 : Bản vẽ kĩ thuật : Từ bản vẽ kĩ thuật ta thấy : Bột tre nứa được xử lí xong ở khâu bột được đưa đến bể Bamboo pulp chest 1 , bể này có dung tích 70 m3 , ta điều khiển việc pha trộn dung dịch bột này với dung dịch bột ngoại , nước trắng để đảm bảo nồng độ bột ở trong bể là 5% . Sau đó dung dịch bột trong bể sẽ được dẫn ra pha trộn với nước và đưa tới 6 máy nghiền thô để làm nhỏ kích thước của hạt bột . Tiếp theo chúng được dẫn tới bể Bampoo pulp chest 2 , dung tích của bể là 50 m3 , việc pha trộn trước đó phải đảm bảo nồng độ của dung dịch ở trong bể này là 4% . Tiếp đó dung dịch trong bể này được dẫn tới bể pha trộn hỗn hợp Blending chest, bể này có dung tích 50 m3 . Tương tự như thế , bột gỗ cứng sau khi đước xử lí ở khâu bột được đưa đến bể Harđwood pulp chest 1 , bể này có dung tích 70 m3 , ở đây ta phải đảm bảo việc pha trộn với dung dịch bột ngoại và n ước trắng sao cho nồng độ bột trong bể là 5% . Sau đó dung dịch trong bể được dẫn ra và trộn với nước trắng ( white water ) và đưa vào sáu máy nghiền thô để làm giảm kích thước của hạt bột , sau đó dung dịch này được đưa vào bể
Hardwood pulp chest 2 , bể này có dung tích 50 m3 , ở đây ta phải đảm bảo việc pha trộn để nồng độ bột trong bể là 4% . Tiếp đó dung dịch trong bể này được dẫn tới bể pha trộn Blending chest . Bể Blending chest là nơi pha trộn dung dịch bột giấy tre nứa , dung dịch bột gỗ cứng , dung dịch bột giấy đứt được đưa phản hồi về từ bể Broke chest 1 , các phụ gia là clay, Alum ( nhôm ) , nhựa thông ( Rosin ) . Các dung dịch trên được trộn đều và đảm bảo sao cho nồng độ dung dịch là 3 % . Dung dịch trong bể này được dẫn ra và pha trộn với nước và dung dịch bột giấy đứt từ bể Couch pit pulper sao cho nồng độ giảm xuống còn 2% và đưa vào bể Machine chest , bể này có dung tích 20 m3 . Dung dịch dẫn ra từ bể này được đưa qua 2 máy nghiền tinh và dẫn tới bể hố lưới ( wire pit ) . Ơ bể wire pit dung dịch được trộn với nước sạch đã lọc cát và chất phụ gia AKD sao cho nồng độ dung dịch giảm xuống chỉ còn 0,8 – 1% và dẫn tới các máy làm sạch ( 3 máy làm sạch nối tiếp nhau ) theo nguyên lí li tâm . Hạt cát , bụi bẩn có khối lượng lớn hơn hạt bột do đó chìm xuống d ưới và quay trở lại và bị loại bỏ . Còn dung dịch bột được trộn tiếp với nước và hoá chất phụ gia là CaCO3 và chất tăng trăng và đưa tới các máy làm sạch ( hai máy ) theo nguyên lí sàng áp lực ( pressure screens ) các hạt bột đủ tiêu chuẩn sẽ lọt xuống đáy sàng các hạt sợi dài không đủ tiêu chuẩn sẽ chuyển động lên trên và được đưa trở lại bể hố lưới wire pit . Dung dich bột đủ tiêu chuẩn sẽ được pha trộn thêm phụ gia BENTONITE trước khi dẫn tới hòm phun bột tổng , ở đây bột sẽ được phun lên lưới đôi để định hình tờ giấy , sau lưới đôi giấy sẽ được ép sơ bộ trên lưới để làm giảm % độ ẩm của tờ giấy ,sau đó tờ giấy sẽ được dẫn qua các lô sấy khô gồm có 6 lô , đây là các lô sấy khô bằng hơi nóng ở áp suất cao , khoảng 0.3 Mpa . Như vậy khi đi qua các lô sấy độ ẩm của tờ giấy sẽ giảm rất nhiều và làm tăng độ bền củatờ giấy . Tiếp theo để tăng độ bền kéo và độ bền xé của tờ giấy người ta sẽ cho tờ giấy
đi qua hệ thống ép keo bằng hồ tinh bột lên bề mặt tờ giấy , sau đó tờ giấy được đưa đi qua hệ thống làm lạnh để làm giảm nhiệt độ của nó ,và cho sang hệ thống ép quang để gia tăng độ bóng bề mặt , cuối cùng tờ giấy được đưa vào hệ thống cuộn và nâng suất để tạo thành sản phẩm chuyển sang phân xưởng hoàn thành . Để tận dụng dung dịch bột rơi vãi , giấy đứt tại các hệ thống lưới , cuộn , các lô sấy , ép keo và ép quang ta có hai bể thu hồi là bể Couch pit pulper và bể Dry end pulper chúng được gọi chung là các thùng đánh bột . Bể Couch pit pulper có dung tích 17 m3 nó dung để chứa dung dịch bột từ các đầu lưới và lô ép , lô cuộn rơi xuống và dung dich bột đưa tới từ bể Dry end pulper , bể này dung tích 30m3 và đặt ở khu vực các lô làm lạnh , ép quang , lô cuộn để chứa giấy bị đứt , rách ,hỏng và đánh tơi nó ra trước khi đưa sang bể Couch pit Pulper . Dung dịch bột có nồng độ rất loãng từ bể Couch pit pulper được đưa tới bể Broke chest 2 ở đây nó được trộn với dung dịch bột hoàn thành , dung dịch bột từ bể Broke chest 2 của máy Xeo một và dung dịch phản hồi từ bể Broke chest 1 . Ta trộn đều dung dịch trong bể Broke chest 2 trước khi đưa vào máy cô đặc dung dịch bột giấy đứt (Broke thickener ) dung dịch bột có nồng độ bột cao chảy sang bể Broke chest 1 . Mục đích của việc phản hồi từ bể Broke chest 1 sang Broke chest 2 chính là để điều khiển mức trong bể Broke chest 1 . Vì dung dich bột trong bể Broke chest 1 đã đ ược trộn hoá chất lên ta đưa nó về bể Blending chest để xử lí từ đầu . Để có nước sạch cho việc pha trộn dung dịch , nước ấm để rửa các đầulưới ta còn có các bể white water storage, dung tích 200 m3 , bể white water tank , dung tích 20 m3 , bể wire shower water tank , dung tích 20 m3 , bể chứa nước ấm warm water tank , dung tích 20m3 và bể Filtratetank có dung tích 20 m3 Để phục vụ cho việc ép gia keo cho bề mặt của tờ giấy , trong phân xưởng Xeo có một hệ thống tạo dung dịch keo từ hồ tinh bột . Dung dịch hồ tinh bột chuẩn bị được hoà trộn với dung dịch keo thu hồi từ máy ép gia keo và được đưa tới bể Ch 82 , dung tích 1m 3 .
Trong bể Ch82 dung dich keo được nung nóng nhờ hơi nước nóng ở áp suất cao 0.35 Mpa , lưu lượng 0.04 Kg / s . Và dung dịch keo này được đưa tới hệ thống máy ép gia keo cho bể mặt tờ giấy . Phần IV Các giải pháp điều khiển đang được ứng dụng trong phân xưởng Xeo : Trong phân xưởng Xeo hiện nay đang tồn tại hỗn hợp 3 hệ thống điều khiển là DCS của hãng YOKOGAWA , hệ thống điều khiển chất lượng QCS ( Quality control system ) của hãng ABB và các bộ điều khiển đơn lẻ PLC của các hãng SIEMEMS , và hãng MITSUBISHI . I. Hệ thống điều khiển chất lượng QCS : Về cấu trúc thí hệ thống điều khiển QCS chính là một hệ thống điều khiển phân tán DCS , tức là nó một hệ thống mà tài nguyên của nó được phân tán tới các lớp trường , cận trường , các đơn vị của hệ thống được liên kết với nhau qua hệ thống BUS , và hệ thống có tính chất mở .
Nhưng hệ thống QCS có một điểm khác so với hệ thống điều khiển DCS là về thuật toán điều khiển . Hệ DCS thì các bộ vi xử lí trong trạm FCS dùng các thuật toán để tính toán các thông số P,I,D cho bộ điều chỉnh , điểu chỉnh các đối tượng , còn hệ QCS điêu khiển theo phương thức điều khiển tối ưu , nó gồm 2 vòng điều chỉnh . Vòng điểu khiển một sẽ dựa vào chênh lệch giữa giá trị đặt SV và giá trị công nghệ MV để từ đó tính toán tín hiệu out làm điểm đặt cho vòng điều chỉnh 2 . 1. Cấu hình của hệ thống QCS : Hệ thống QCS của nhà máy có thể coi là một Local control network , sử dụng hệ thống bus MB300 single , có tốc độ truyền thông 10mb/s để kết nối các trạm OS và MP200/1 . Toàn bộ hệ thống có địa chỉ Net la 11 ABB phân loại quy mô vật lý về hệ thống mạng điều khiển của mình ra làm 3 loại Local control network , Control network , Plan network , với tiêu chí về số lượng các trạm tham gia điều khiển , số lượng các bus có trong hệ thống . Về tổng thề QCS là 1 network (11) , hai trạm Operator station (OS) , hai trạm Master piece 200/1 , hai trạm sensor Smart Platform , hai trạm ABB là Smart Weight Profile Control ( ASPC) , 8 SIO . Ngoài ra còn có các sensor , actuator , terminal … phục vụ cho mục đích điều khiển của hệ thống . Các lớp dịch vụ của hệ thống hình thành một chuẩn kiến trúc riêng của hãng ABB có tên là Master Net . Thực ra Master Net vẫn tuân theo chuẩn OSI đặc tả dịch vụ tử tầng 7 là tầng ứng dụng cho đến tầng vật lí cuối cùng ( tầng 1) do đó hệ thống có tính mở , có thể kết nối với các hệ thống khác 2. Chức năng và cấu hình của hai trạm vận hành OS : 2.1 Cấu hình phần cứng :
Hai trạm OS được cấu hình đặc biệt chuyên dùng cho hệ thống . Chúng có địa chỉ mạng là 11.21 cho hệ thống máy Xeo1 và 11.22 cho hệ thống máy Xeo 2 và có cấu hình là : CPU loại 68030 của Motorola RAM : 64 MB HARDISK : 1GB BUS : 66 Mhz . Card mạng : Real time Accelerator PU510 phương pháp thâm nhập mạng CSMA/CD , giao thức sử dụng connection- oriented transport đây là một giao thức ngắn gọn tuân theo tiêu chuẩn ISO class 4 . Card mạng PU510 có khả năng hỗ trợ bus dự phòng , hiện nay vẫn còn dư cổng kết nối để kết nối lên đường bus MB 300 ta cần dùng một thiết bị kết nối là terminal DSTA 2.2 Phương thức truy nhập MB 300 : Phương thức truy nhập Master Bus 300 ( MB 300 ) của hệ thống QCS là CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ) . Đây là phương thức truy nhập Bus đa truy cập , cảm nhận đường truyền để dò xung đột . Mỗi trạm đều phải tự nghe đường dẫn ( Carrier Sense ) , nếu đường dẫn rỗi ( không có tín hiệu ) thì mới được phát dữ liệu Do việc lan truyền tín hiệu cần một thới gian nào đó, nên vẫn có khả năng hai trạm cùng phát tín hiệu lên đường dẫn . Chính vì vậy , trong khi phát thí mỗi trạm vẫn phải nghe đường dẫn để so sánh tín hiệu phát đi với tín hiệu nhận được xem có xảy ra xung đột hay không ( Collision Detection ) Trong trường hợp xảy ra xung đột , mỗi trạm đều phải huỷ bỏ bức điện của mình , chờ một thời gian ngẫu nhiên và thử gửi lại . Thời gian chờ ngẫu nhiên thường là một bội số của 2 lần thời gian lan truyền tín hiệu Ts. Ưu điểm của phương pháp CSMA/CD là tính đơn giản , linh hoạt. Việc ghép thêm hay bỏ đi một trạm không ảnh hưởng gì đến mạng .Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong các
mạng Ethernet . Nhược điểm là hiệu suất sử dụng đường truyền thấp , không thích hợp với các cấp thấp , đòi hỏi trao đổi dữ liệu định kì và thời gian thực Điều kiện ràng buộc của phương pháp CSMA/ CD là : l . v < 100.000.000 n với : n là chiều dài bức điện . l là chiều dài dây dẫn v : tốc độ truyền 2.3 Cấu hình phần mềm : Hệ điều hành cài đặt trên hai máy là HP-UX , đây là hệ điều hành phân tán . Nó có trách nhiệm cung cấp các dịch vụ như quản lý các USER , các tác vụ chuột , bàn phím … đồng thời quản lí các tài nguyên của hệ thống như bộ nhớ , thời gian CPU … và cung cấp một số thư viện cho phần chương trình ứng dụng . Hệ điều hành khi bị hỏng , chẳng hạn như phần mềm ứng dụng không khởi động được … hệ thống ở trạng thái treo thì ta cũng tiến hành Back up nh ư đối với phần mềm ứng dụng nhưng theo các bước tiến hành khác và phần được lưu trữ khác nhau Phần chương trình ứng dụng trên máy cung cấp các dịch vụ như : giám sát thông tin , quản lí quá trình , quản lí thống kê , tìm kiếm liên mạng , quản lí lỗi , … phục vụ cho hệ thống . Chương trình ứng dụng cung cấp 2 tiện ích quan trọng là Back up và Restore . Back up được dùng khi hệ thống đang chạy ổn định , khi đó cần Back up để tạo ra một phiên bản hiện thời chứa vào nơi lưu trữ Restore được dùng khi hệ thống có lỗi như phần ứng dụng bị mất tác dụng điều khiển , một số trang màn hình bị mất , hay một số button , label không kích hoạt được … thì Restore trở lại từ nơi lưu trữ chép đè lên hệ thống đang bị lỗi .
Trong chương trình ứng dụng có một công cụ được cài đặt sẵn là chương trình AdvaBuild Display Builder . Nó được dùng để tạo lập các trang màn hình điều khiển , cũng như sửa chữa , hiệu chỉnh chúng . .. Để có thể sử dụng được công cụ này ta cần phải được phép của hệ thống thông qua PASSWORD , hay chìa khoá uỷ quyền 2.4 Chức năng của hai trạmvận hành OS : Hai trạm vận hành này được phân công sử dụng riêng cho 2 máy Xeo , nhưng cũng co thể chuyển quyền điều khiển sang cho nhau , thông qua việc xác lập chế độ quyền điều khiển . Điều này là rất cần thiết khi sảy ra sự cố ở một trong 2 trạm , thì trạm kia sẽ thay thế vận hành ở cả hai máy Xeo. Phần mềm ứng dụng trong điều khiển sản xuất giấy được chia làm 2 phần như sau : Điều khiển MD ( Machine Direction ) : chức năng điều khiển tỗc độ máy xeo , bao gồm đồng bộ hoá các thông số về tốc độ chạy máy , tốc độ bơm quạt … hỗ trợ Ram speed để nâng cao tính ổn định bền vững trong quá trình công nghệ Điều khiển CD ( Cross Direction ) : điều khiển định lượng theo chiều ngang của tờ giấy 3. Chức năng và cấu hình của hai trạm Master piece 200/1 Hai trạm Master piece 200/1 có chức năng là một trạm chủ điều khiển trung tâm ( host ) . Nó thu thập , xử lí dữ liệu và thông tin từ các trạm bên dưới như Smart Platform , Smart Weight Profiler sau đó đưa ra các tín hiệu điều khiển xuống các trạm này . Đồng thời Master piece 200/1 cũng truyền dữ liệu về OS và nhận lệnh từ OS . Do đó từ OS ta có thể điểu khiển trạng thái làm việc của các Smart platform , Smart Weight Profiler thông qua trạm Master piece.
Mặt khác hệ thống điều khiển QCS cũng là một hệ thống điều khiển duy nhất trong nhà máy dùng Bus trường , là chuẩn RS232 C . Do đó từ màn hính OS ta có thể thâm nhập rất sâu vào hệ thống , như từ màn hình OS ta có thể thay đổi chế độ đo , dải đo , nhiệt độ của các sensors … Đây là điều mà hệ thống DCS của nhà máy không có được ví nó không sử dụng Bus trường . Cấu trúc của Master piece 200/1 gồm có các Card DSPC 172 h , Card DSBC 172 , Card DSCB 190 , và các Card vào ra là DSAI , DSAO DSDO , DSDI . Các Card vào ra này đều được thiết kế chế độ tự kiểm tra và kết quả kiểm tra đều được hiển thị thông qua các đèn trên các Card . Nếu đèn F đỏ Card bị lỗi , và nếu Card có nhiều kênh thì có các đèn chỉ thị trạng thái cho từng kênh tương ứng . Card DSPC 172 h : Card này đóng vai trò là bộ xử lí trung tâm của trạm Master piece 200/1 . Card gồm vi xử lí 68020 của Motorola , và bộ nhớ DSMP 175 *2 = 8 MbRam. Trên Card này cũng có gắn 2 Modul Prom dùng cho việc tạo và sử dụng các trend QMP260 và QMV800 . Card DSBC 172 làm chủ tốc độ truyền thông của hệ thống . Chức năng của nó bao gồm một số chức năng trong đó quan trọng nhất là nắm vai trò giám sát truyền thông trên Bus mở rộng , đồng thời nó cũng giám sát mức điện áp và chỉ thị các lỗi nghiêm trọng khi phát hiện được Master piece 200/1 truyền thông với các lớp duới ( SPF , SWP) thông qua Card truyền thông DSCS190 . Card này sử dụng giao thức RS232C , tín hiệu số dưới dạng dòng do đó nó có thể truyền xa tới 1,5km và tốc độ truyền tin đạt 19600 bps , tốc độ hiện thời của hệ thống đang đặt là 9600 bps . Như vậy mỗi MP200/1 hiện nay ở Bãi Bằng có 2 DSCS 190 phục vụ cho việc truyền thông với SPF và SWP . 4. Chức năng và cấu hình của trạm Smart Weight Profiler ( SWP) :