Kết quả ứng dụng các giải pháp tự động hóa của Viện Cơ khí năng lượng và Mỏ - Vinacomin phục vụ Đề án Tin học hóa – Tự động hóa của tập đoàn TKV

Nội dung text: Kết quả ứng dụng các giải pháp tự động hóa của Viện Cơ khí năng lượng và Mỏ - Vinacomin phục vụ Đề án Tin học hóa – Tự động hóa của tập đoàn TKV

1. HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) Kết quả ứng dụng các giải pháp tự động hóa của Viện Cơ khí năng lượng và Mỏ - Vinacomin phục vụ đề án Tin học hóa – Tự động hóa của tập đoàn TKV ThS. Phạm Văn Hiếu 1* 1 Trung tâm Tự động hóa, Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ 1. Mở đầu Viện đã trực tiếp triển khai một số giải pháp THH- TĐH vào thực tiễn thông qua các đề tài nghiên cứu, Ngày 28/12/2018, Tập đoàn TKV có Quyết định dự án SXTN và các công trình đấu thầu xây lắp, một số 2394/QĐ-TKV phê duyệt “Đề án ứng dụng THH- số công trình điển hình như: Tự động hóa tuyến TĐH của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản băng tải Thành Công - Công ty than Hòn Gai; Tự Việt Nam giai đoạn đến 2020, giai đoạn 2021-2025, động hóa băng tải Công ty than Dương Huy; Tự tầm nhìn đến 2030”. Thực hiện đề án này, nhiều động hóa băng tải Công ty than Vàng Danh; Tự đơn vị thành viên đã chủ động tích cực tìm hiểu và động hóa Nhà máy tuyển than Vàng Danh II; Tự ứng dụng các hệ thống tự động hóa vào các khâu động hóa Nhà máy tuyển Đồng Sin quyền; Hệ thống sản xuất cụ thể, các thiết bị mỏ, các khâu phụ trợ về điều khiển tời trục giếng chính JK - Công ty than hạ quản lý giám sát an toàn - thông tin liên lạc, các nhà Long; Hệ thống điều khiển Tời cáp chở người - máy tuyển than, các nhà máy điện và các nhà máy Công ty than Hạ Long, Quang Hanh, Mạo Khê; Hệ chế biến sâu khoáng sản Trong đó, điển hình các thống điều khiển cửa gió tự động - Công ty than Hạ mỏ đã bước đầu xây dựng tích hợp các trung tâm Long; Hệ thống giám sát ra vào lò, nhà ăn, nhà đèn điều khiển giám sát tập trung hiện đại có khả năng và chấm công thợ mỏ tự động - Công ty than Dương bao quát toàn mỏ/nhà máy và điều khiển tập trung Huy như các mỏ Hòn Gai, Hà Lầm, Dương Huy, Nhà máy Ngoài nững giải pháp đã và đang được ứng dụng Tuyển Vàng Danh II. Trong đó, nhiều khâu sản xuất vào thực tiễn như trên, Viện cũng đã triển khai đã áp dụng tự động hóa và đã phát huy được hiệu nghiên cứu và đề xuất các giải pháp mới để tiếp tục quả rõ rệt về tăng năng suất lao động và giảm số lao đưa vào thực tiễn trong thời gian tới như: Hệ thống động thủ công, tăng mức độ an toàn, một số công điều vận tàu điện; Hệ thống điều khiển tự động trình điển hình như: Hệ thống tự động hoá băng tải hầm bơm thoát nước chính; Hệ thống điều khiển tự giếng chính Hòn Gai, Mạo Khê, Khe Chàm, Vàng động trạm quạt gió cục bộ; Hệ thống phát thanh kỹ Danh; Tự động hoá hầm bơm, tuyến băng tải lò thuật số; Hệ thống điều khiển giám sát rơ le kỹ xuyên vỉa -300 Hà Lầm; Tự động hóa trạm bơm thuật số và trạm cung cấp điện hầm lò dịch nhũ hóa tại Công ty than Thống Nhất, Hòn Gai; 2. Giới thiệu một số giải pháp TĐH do Viện Cơ Hệ thống Tự động hoá tại nhà máy tuyển Vàng khí Năng lượng và mỏ nghiên cứu thiết kế, chế Danh II; Hệ thống Tự động hoá trạm quạt gió Công tạo ty than Núi Béo, Vàng Danh. Là đơn vị nghiên cứu, tư vấn, Viện Cơ khí Năng 2.1. Các hệ thống đã được ứng dụng thành công lượng và Mỏ cũng đã tham gia tích cực vào Chương trong thực tế sản xuất trình THH - TĐH của Tập đoàn, trong đó Trung tâm 1. Hệ thống điều khiển tự động và giám sát tự Tự động hóa (T5) của Viện trực tiếp triển khai, và động tập trung tuyến băng tải phối hợp với các trung tâm cơ khí khác trong Viện để hoàn thiện các tính năng tự động hóa cho cá - Sử dụng cho: Băng tải hầm lò, mặt bằng; thiết bị cơ giới, công trình cơ khí do Viện chế tạo, cung cấp và lắp đặt. Trong những năm vừa qua, 218
2. HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) - Tích hợp điều khiển tự động, thông tin liên lạc không dây và camera giám sát dựa trên mạng Ethernet công nghiệp tốc độ cao; - Cấp bảo vệ chung: Exd [ia]I; - Chức năng vận hành hệ thống đảm bảo 3 chế độ: chạy tự động, chạy liên động và chạy độc lập; - Hệ thống phần mềm vận hành dự phòng nóng; Giám sát từ xa qua Internet; Đã áp dụng tại: Công ty Than Hòn Gai, Công ty Than Dương Huy; Công ty Than Vàng Danh 3. Hệ thống thông tin di động trong lò - Chức năng thông tin liên lạc di động trong hầm lò thông qua hệ thống mạng mạch vòng Ethernet tốc độ cao và hệ thống tích hợp VoiceIP. Phủ sóng wifi phục vụ thông tin di động trong hầm lò. Kết nối camera wifi di động. Tiêu chuẩn Exd [ia] I, Exia I. - Nhờ có hệ thống này thì người lao động dưới hầm lò có thể sử dụng điện thoại di động phòng nổ để nhanh chóng liên lạc với phòng điều hành trên mặt đất để báo cáo về tình hình cũng như sự cố dưới hầm lò: 2. Hệ thống điều khiển và giám sát tời cáp chở - Hệ thống camera dưới hầm lò sử dụng hệ người thống này sẽ bớt được công đoạn kéo dây từ mặt - Sử dụng cho: điều khiển tự động tời cáp treo bằng xuống dưới hầm lò. Như vậy sẽ tiết kiệm được trong các mỏ than hầm lò; công sức lao động, thời gian và chi phí . - Hệ thống bao gồm tủ điều khiển trung tâm đầu - Địa chỉ áp dụng: Công ty Than Dương Huy - TKV. tời trục kết nối với các thiết bị ngoại vi để kiểm soát, hiển thị toàn bộ hoạt động của tời trục và cho phép người vận hành đặt tốc độ tời hoặc thiết lập các chế độ vận hành tự động. - Cấp bảo vệ: Exd [ia] I; Địa chỉ áp dụng: Công ty Than Thống Nhất - TKV, Công ty Than Hạ Long - TKV, Công ty Than Quang Hanh - TKV. 219
3. HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) 4. Hệ thống giám sát ra vào lò, nhà ăn, nhà đèn tự động - Giải pháp tối ưu về quản lý nhân sự, ra vào lò; - Phương pháp chấm công phong phú: thẻ từ, khuôn mặt, vân tay; - Quản lý chấm công và hỗ trợ tính lương bằng phần mềm tự động tích hợp; - Báo ăn ca (PX mặt bằng); Báo cáo chi tiết giờ làm việc, tăng ca, đi trễ, về sớm, vắng mặt của từng nhân viên; Báo cáo tổng số giờ và số ngày làm việc trong một tháng của từng nhân viên; Báo cáo tổng hợp trong một tháng, quý, năm; - Xuất dữ liệu dưới dạng *.xls (Excel) hỗ trợ tính lương nhân viên; - Cập nhật thông tin nhân sự, lương và các khoản phụ cấp, chia ca, đổi ca, đăng ký vào ra, đăng ký nghỉ phép cho từng nhân viên; - Quản trị hệ thống an toàn: Dữ liệu không bị mất khi xảy ra sự cố cúp điện; - Quản lý giờ làm việc: Khả năng kiểm tra mọi lúc, mọi nơi qua Internet; - Phân quyền truy cập nhiều cấp: cấp lãnh đạo, cấp phòng ban, cấp phân xưởng; - Thời gian lưu trữ không giới hạn; - Địa chỉ áp dụng: Công ty Than Dương Huy – TKV 5. Hệ thống điều khiển tự động nhà máy tuyển than, khoáng sản Hệ thống ĐKTĐ trong một nhà máy tuyển thực hiện các chức năng: - Giám sát các thông số công nghệ chính trong hệ thống: tỉ trọng, lưu lượng, mức vật liệu, áp lực, 220
4. HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) Đặt đầu vào dòng tải, nhiệt độ, độ ẩm và các trạng thái làm việc 2.0SpG c ớ Đặt SP ư DC của các thiết bị công nghệ; Điều khiển N 1.9/1.7 SpG DC cánh khuấy DT ệ h g n Đo tỷ g Van cấp nước Máy tuyển - Tự động điều khiển chế độ làm việc/không làm Nước trọng n DT ô sạch c CKB i ồ Đo tỷ việc của mọi thiết bị cơ điện trong dây chuyền theo H trọng Thùng chứa huyền phù tiêu diễn biến công nghệ như: băng cấp than nguyên chuẩn khai, các loại băng trung gian, các loại máy sàng, Van thanh thải Bơm máy đập, máy nghiền, máy bơm, máy tuyển, máy Bơm lắng, máy cấp liệu, các loại van điện từ, tời kéo ; Huyền phù tuần hoàn - Tự động điều chỉnh tỷ trọng huyền phù cấp cho các máy tuyển; 2.2. Các hệ thống đã nghiên cứu thành công - Tự động điều chỉnh mức vật liệu, dung dịch ; chuẩn bị áp dụng vào thực tế sản xuất trong giai - Điều khiển tự động cho các cụm máy hoặc hệ đoạn tới thống máy lắng, máy trộn, máy đập, bàn tuyển, máy sấy nhiệt, máy rửa, máy tuyển chân không, máy 1. Hệ thống tự động hóa trạm cấp dịch nhũ hóa tuyển khí, tuyển bằng thùng xoáy cyclone mỏ hầm lò - Phân quyền truy cập nhiều cấp: cấp lãnh đạo, - Tự động hóa quá trình pha trộn nhũ tương, bao cấp phòng ban, cấp phân xưởng; gồm việc điều tiết lượng nước, lượng dầu nhũ hóa - Thời gian lưu trữ không giới hạn; để đạt tỷ trọng chính xác đặt trước, - Địa chỉ áp dụng: Công ty CP Than Vàng Danh - Trang bị các thiết bị cấp trường để đảm bảo cho - Vinacomin; Chi nhánh Mỏ tuyển Đồng Sin Quyền tự động hóa và an toàn vận hành tự động: đo tỷ - Tổng Công ty Khoáng sản - TKV trọng nhũ tường (%), đo áp lực, đo lưu lượng, đo mức các thùng, đo nhiệt độ bơm dịch, đo dòng tải động cơ, và bổ sung các van điều tiết cấp nước, bơm cấp dầu nhũ để điều tiết pha tự động được chính xác, - Lắp đặt bổ sung thùng cấp dầu nhũ hóa để lưu giữ và điều tiết tỷ lệ cấp dầu pha chủ động, - Lắp đặt cải tạo thùng pha nhũ hóa để phù hợp với tự động hóa - Lắp đặt bộ lọc nước đầu vào để làm mềm nước, đảm bảo đến chất lượng nước để pha dịch - Lắp đặt hệ thống giám sát camera từ xa tại trung tâm điều khiển để quan sát từ xa tình trạng hoạt động của trạm. 2. Hệ thống tự động hóa hầm bơm thoát nước mỏ 221
5. HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) Hệ thống tự động hóa hầm bơm thoát nước mỏ + Giám sát liên tục vị trí đầu tàu và các thông tin đáp ứng nhu cầu vận hành tự động và từ xa, được trên đầu tàu như: tốc độ tàu, điện áp - dòng điện trang bị các thiết bị theo định hướng chuẩn chung đầu tàu, hình ảnh phía trước và phía sau đầu tàu của chương trình hành động THH-TĐH của Tập trên toàn tuyến vận tải. đoàn TKV (1755/QĐ-TKV, ngày 22/7/2017), hệ + Điều khiển và giám sát trạng thái từng bộ ghi. thống bao gồm: + Điều khiển và giám sát tình trạng đóng/mở - Hệ thống điều khiển tự động hầm bơm dựa các barie. trên mạng Ethernet tốc độ cao, kết nối cáp quang, + Giám sát tình trạng trạm nạp ắc quy: dòng nạp, các tín hiệu truyền thông chuẩn an toàn tia lửa, điện áp nạp. - Hệ thống camera giám sát hình ảnh toàn bộ các + Điều khiển và giám sát vị trí đóng cắt cầu dao vị trí quan trọng trong hầm bơm và vị trí bể thu cấp nguồn cho tàu trolay nước mặt bằng từ phòng điều khiển tập trung, + Hình ảnh camera các vị trí quan trọng dọc - Hệ thống được trang bị thông tin liên lạc để dễ tuyến vận tải dàng lên lạc giữa trung tâm vận hành và công nhân - Thông tin liên lạc dọc tuyến không dây giữa kỹ thuật tại hiện trường để kiểm tra và xử lý tình trung tâm với người lái tàu, người vận hành khác huống nhanh nhất. trong ca và giữa các cán bộ công nhân vận hành với nhau. - Giám sát vị trí, tình trạng thiết bị (ắc quy, tốc độ) và cảnh báo nguy hiểm va chạm tàu 4. Hệ thống tự động hóa trạm nén khí - Chức năng vận hành hệ thống đảm bảo 3 chế độ: chạy tự động, chạy liên động và chạy độc lập, tự động chạy luân phiên; - Giám sát tự động trạng thái chạy/dừng, sự cố, số giờ chạy, áp lực khí nén, lưu lượng cấp khí vào lò, 3. Hệ thống điều vận tàu điện mỏ dòng điện, điện áp, kWh tiêu thụ, - Camera giám sát hỗ trợ, giám sát từ xa qua - Tại phòng điều vận trung tâm, người điều vận Internet kiểm soát được toàn tuyến vận tải như sau: 222
6. HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) và thông số mạng điện: V, I, Cosp, P, Q, E, on/off, .; Các biểu đồ phân tích; Các báo biểu. - Camera giám sát các vị trí trọng yếu và dao cách ly ngoài trời. - Giám sát từ xa qua internet. 5. Hệ thống phát thanh kỹ thuật số mỏ hầm lò - Hệ thống phát thanh 16 kênh độc lập; 7. Hệ thống tự động hóa trạm quạt - Truyền thông cáp quang; - Chức năng điều khiển: chế độ điều khiển tự động; - Nguồn cấp 220Vac 50Hz; bằng tay; tại chỗ; - Tiêu chuẩn phòng nổ Exd I; - Hiển thị trạng thái vận hành tắt/mở/lỗi; - Truyền thông cáp quang; - Hiển thị thông số về điện: U, I, Cosφ, P, Q, E; lưu lượng gió; khí CH4 online; nhiệt độ online; áp lực TRUNG TÂM ĐIỀU HÀNH online Vùng n Vùng 1 - Chức năng báo cáo: Biểu đồ phân tích; báo cáo vận hành; Cáp quang - Phân tích trực tuyến rung động động cơ và quạt. Cáp quang Vùng 2 8. Hệ thống điều khiển tập trung lò chợ - Hệ thống điều khiển tập trung cục bộ lò chợ được lắp đặt ở khu vực lò chợ 6. Hệ thống tự động hóa trạm điện - Tủ điều khiển và phần mềm giám sát điều khiển tập trung cho phép giam sát toàn bộ các - Xây dựng hệ thống phần cứng và phần mềm giao thông số của từng thiết bị trong lò chợ như trạng diện điều khiển, giám sát hệ thống cung cấp điện: thái chạy dừng, điện áp, dòng điện từng động cơ Quản lý và thu thập số liệu; Giám sát các trạng thái vận hành qua màn hình giao diện tiếng Việt. 223
7. HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) - Camera lắp dọc lò chợ và kết nối với màn hình 3. Kết luận để giám sát hình ảnh tập trung qua màn hình phòng Qua thực tiễn triển khai 2-3 năm gần đây, có thể nổ. khẳng định THH-TĐH là một trong những công - Lắp các các thiết bị đo lường, giám sát khác nghệ chính và tất yếu góp phần nâng cao năng suất, như nhiệt độ, áp suất (tùy chọn) an toàn và hiệu quả trong ngành khai thác mỏ. Tuy nhiên, việc ứng dụng và phát triển các hệ thống còn chậm, gặp nhiều khó khăn do thiết bị lạc hậu, trình độ nhân lực kỹ thuật thấp, chưa có định hướng tổng thể lựa chọn hệ thống phù hợp. Do vậy trong những năm qua các giải giải pháp tự động hóa mỏ nói chung và giải pháp do Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ nghiên cứu, chuyển giao công nghệ chủ yếu tập trung vào các khâu sản xuất cụ thể với các tính năng còn hạn chế để phù hợp với nhân lực, cơ sở hạ tầng hiện có của mỏ. Trong những năm tới việc áp dụng các giải pháp nêu trên ở mức độ tự động hóa cao hơn cũng như các giải pháp mới tổng thể hiện đại hơn còn rất nhiều tiềm năng để phù hợp với nhu cầu, nhân lực và cơ sở hạ tầng từng giai đoạn phát triển của ngành mỏ. 224