Dây chuyền sản xuất Xi măng Quang Sơn được trang bị một hệ thống Điện – tự động hóa với kỹ thuật tiên tiến và thiết bị hiện đại. Trong đó, có hệ thống điều khiển và giám sát sản xuất được thiết kế và cung cấp thiết bị từ Hãng ABB Thụy sỹ, hệ thống này được tích hợp các hệ thống con sau:
- Hệ thống điều khiển quá trình (Process Control System).
- Hệ thống quét nhiệt độ vỏ lò nung clinker và giám sát gạch chịu lửa.
- Hệ thống quản lý thông tin (Information Management System - IMS).
- Hệ thống tự động phối liệu (Raw Mix Preparation – RMP).
1. Hệ thống điều khiển quá trình:
Hệ thống điều khiển quá trình (tự động hóa các quá trình sản xuất) được thiết kế trên nguyên lý hệ thống điều khiển phân tán (DCS), toàn bộ quá trình sản xuất của nhà máy được thực hiện tự động hoá ở mức độ cao và điều khiển tập trung để kiểm soát toàn bộ hoạt động của nhà máy, đồng thời cho phép điều chỉnh kịp thời các thông số khi chất lượng của sản phẩm thay đổi hoặc khi có sự cố bất thường xảy ra. Cụ thể, có các phòng vận hành như sau:
- Phòng CCR (Central Control Room): Vận hành và giám sát toàn bộ nhà máy.
- Phòng LCR1 (Local Control Room 1): Vận hành và giám sát công đoạn đập đá vôi và sét.
- Phòng LCR2 (Local Control Room 2): Vận hành và giám sát công đoạn đập đá phụ gia và than.
- Phòng LCR8 (Local Control Room 8): Vận hành và giám sát công đoạn đóng bao xi măng.
Toàn bộ dây chuyền sản xuất của nhà máy được phân chia thành 9 công đoạn sản xuất, mỗi công đoạn được trang bị một bộ điều khiển khả trình (PLC) là loại AC800M thế hệ mới của Hãng ABB được lắp đặt trong các trạm điện. Các bộ điều khiển công đoạn sản xuất, cụ thể như sau:
+) Bộ điều khiển công đoạn đập đá vôi và sét.
+) Bộ điều khiển công đoạn đập phụ gia và than.
+) Bộ điều khiển công đoạn nghiền liệu.
+) Bộ điều khiển công đoạn lò nung.
+) Bộ điều khiển công đoạn làm nguội Clinker.
+) Bộ điều khiển công đoạn nghiền than.
+) Bộ điều khiển công đoạn nghiền xi măng.
+) Bộ điều khiển công đoạn đóng bao xi măng.
+) Bộ điều khiển công đoạn cung cấp nước và xử lý nước.
Đối với các công đoạn như lò nung, làm nguội Clinker, nghiền liệu, nghiền than, nghiền xi măng và cung cấp nước và xử lý nước để nâng cao độ tin cậy cho hệ thống, các công đoạn này được thiết kế và trang bị các bộ điều khiển kép (có dự phòng nóng).
Tại CCR, các kỹ sư vận hành có thể điều khiển, vận hành và giám sát toàn bộ quá trình sản xuất của nhà máy thông qua các máy tính vận hành, phòng CCR được thiết kế và trang bị 4 trạm vận hành (OS1, OS2, OS3, OS4), đó là các trạm vận hành nghiền liệu, lò nung, nghiền than và nghiền xi măng. Ngoài ra, để tăng tính linh hoạt thì đối với mỗi trạm vận hành được thiết kế để có thể điều khiển và vận hành tất cả các công đoạn sản xuất trong dây chuyền sản xuất. Tại các phòng LCR được thiết kế để người vận hành chỉ có thể vận hành và giám sát một công đoạn sản xuất duy nhất. Các máy tính vận hành trên được kết nối với các bộ điều khiển quá trình thuộc các công đoạn sản xuất thông qua mạng truyền thông Công nghiệp (Industrial Ethernet) bằng cáp quang. Để tăng độ tin cậy cho hệ thống thì mạng truyền thông Ethernet cũng được thiết kế là mạng kép (có dự phòng nóng).
Ngoài việc các thiết bị trong dây chuyền sản xuất được thiết kế để có thể vận hành tập trung từ CCR và LCR thì còn có thể được vận hành tại chỗ tại hiện trường thông qua các LCB (Local Control Box) để phục vụ việc kiểm tra, sửa chữa thiết bị.
2. Hệ thống quét nhiệt độ vỏ lò nung Clinker và giám sát gạch chịu lửa:
Trong dây chuyền sản xuất xi măng, chất lượng Clinker quyết định chất lượng của xi măng. Lò quay là thiết bị quan trọng nhất, do kết cấu rất lớn vì vậy việc giám sát nhiệt độ của toàn bộ thân lò cũng rất phức tạp, hơn nữa thân lò được chia làm 3 zone với những chức năng khác nhau và nhiệt độ chênh lệch nhau nhiều trong đó zone giữa có nhiệt độ khoảng 1.4500C. Một máy quét hồng ngoại được trang bị và sử dụng để thu tia hồng ngoại phát ra từ lò nung Clinker và thông tin được đưa về máy tính, sử dụng các phương trình truyền nhiệt, máy tính sẽ tính được nhiệt độ bên trong lò với sai số khoảng 10C, đồ thị nhiệt độ dọc trục lò được thể hiện lên màn hình của máy tính phục vụ các kỹ sư vận hành.
3. Hệ thống quản lý thông tin (Information Management System).
Hệ thống thông tin quản lý được trang bị để sử dụng cho việc quản lý nhà máy, lập báo cáo, kế hoạch sản xuất, nhật ký vận hành thông qua máy tính KM Server. Hệ thống có chức năng:
• Lưu lại nhật ký vận hành của các cơ cấu chấp hành.
• Giám sát được giá trị, trạng thái của các biến.
• Vẽ đồ thị của các biến có trạng thái liên tục thay đổi.
• Điều chỉnh lại kịp thời các dữ liệu không đúng.
• Kiểm tra và chuẩn đoán lỗi của hệ thống.
4. Hệ thống tự động điều chỉnh phối liệu (Raw Mix Preparation).
Một trong những xu hướng của việc điều khiển chất lượng trong nhà máy xi măng hiện đại là hệ thống điều khiển phối liệu và giám sát thành phần hóa giữa mỏ và lò nung Clinker một cách có hệ thống. Thành phần hóa, khoáng của bột liệu ảnh hưởng đáng kể đến khả năng nung và phản ứng của chúng. Cuối cùng việc này xác định pha của Clinker được tạo thành trong lò nung. Vì thế, việc thành phần hóa trong bột liệu không ổn định sẽ dẫn đến sự dao động về khả năng nung và phản ứng của chúng. Việc này làm ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành lò nung và gạch chịu lửa, tiêu thụ nhiên liệu và chất lượng Clinker. Việc sản xuất xi măng chất lượng cao cũng như vận hành lò nung Clinker trơn tru và ghi làm nguội yêu cầu phải duy trì thành phần hóa của bột liệu ổn định. Chính vì vậy, hệ thống RMP được thiết kế và trang bị cho Xi măng Quang Sơn để hỗ trợ việc duy trì thành phần hóa ổn định từ khâu đồng nhất sơ bộ sau đó là tối ưu hóa tỷ lệ các thành phần liệu thô được cấp vào máy nghiền liệu để đảm bảo rằng thành phần hóa của bột liệu là đồng nhất khi cấp vào lò nung.
XMQS