PLC điều khiển và giám sát lò hơi
Hệ thống điều khiển và giám sát lò hơi từ xa với PLC+HMI Vision1040 + SCADA

Energy Plant Solution là đơn vị chuyên cung cấp thiết bị và dịch vụ lắp đặt các nhà máy công nghiệp năng lượng. Mục tiêu của họ là cung cấp các sản phẩm chất lượng và hiệu quả cao, vì một tương lai bền vững và tiết kiệm năng lượng. Để đạt được mục tiêu đó, họ cần một giải pháp tự động và hiệu quả về chi phí dành cho phạm vi ngân sách nồi hơi của họ. Giải pháp này sẽ kiểm soát tất cả các chức năng của nồi hơi, bao gồm máy bơm cấp nguyên liệu, kiểm soát áp suất và mức độ. Họ hy vọng rằng sự kết hợp hệ thống điều khiển lò hơi của họ với PLC+HMI All-in-One sẽ giúp họ có thể giảm thời gian phát triển và cải thiện hiệu quả.

EPS đã chọn Vision1040, bộ điều khiển lập trình này đã được tích hợp sẵn màn hình cảm ứng màu 10.4 inch và các phím chức năng. Họ cũng đã thêm gần một trăm điểm I/O cục bộ cả digital và analog bằng cách sử dụng các module mở rộng I/O. Bởi số lượng I/O và nhu cầu giao tiếp cao, nên màn hình Vision1040 lớn là một điều cần thiết, cung cấp không gian hiển thị để hiển thị thông tin quan trọng mà không làm rối màn hình. Tương tự, các phím vật lý cho phép EPS sử dụng một số chức năng nhất định mà không chiếm thêm không gian màn hình cho chúng.

Vision1040 sử dụng các I/O riêng biệt để điều khiển đầu đốt. EPS đặc biệt quan tâm đến việc tự động hóa các quy trình đảm bảo an toàn; ví dụ, PLC tắt đầu đốt khi kích hoạt một số báo động nhất định. Họ cũng sử dụng PLC để theo dõi và ghi nhật ký dữ liệu về hoạt động của đầu đốt, bao gồm các vị trí bộ truyền động, tốc độ quạt đầu đốt, oxy dư khí thải, trạng thái van nhiên liệu và chi tiết lỗi. Dữ liệu đồ thị được lưu trữ bằng thẻ nhớ SD của Vision1040. EPS cũng sử dụng thẻ SD để lưu trữ các bản thiết lập, cho phép phục hồi nhanh trong trường hợp không thể xảy ra lỗi phần cứng.

Dữ liệu này không chỉ được lưu trữ cục bộ, EPS còn giám sát dữ liệu đó bằng phần mềm SCADA của họ. Vision1040 sử dụng Modbus IP để truyền dữ liệu sang Wonderware SCADA, cũng như kết nối với mạng nhà máy bằng Ethernet. EPS có thể truy cập từ xa vào bất kỳ PLC Vision1040 nào được sử dụng trên một trong những nồi hơi của họ bằng cách sử dụng các phần mềm miễn phí của Unitronics. Kỹ sư trưởng Justin Butler nói rằng: “với lợi ích truy cập từ xa, chúng ta có thể thấy chính xác những gì hệ thống đang hoạt động từ văn phòng của chúng tôi ở đầu kia của đất nước thông qua mạng VPN hoàn toàn miễn phí giúp tiết kiệm ngân sách và thời gian phát triển. Và đây sẽ là một lợi thế rất lớn nếu khách hàng có những yêu cầu hỗ trợ để giải quyết vấn đề tương tự”.

Hệ thống điều khiển và giám sát lò hơi từ xa
Hệ thống điều khiển và giám sát lò hơi từ xa

Hệ thống điều khiển lò hơi bao gồm modem GSM cho phép nhắn tin SMS. Nếu gặp sự cố sẽ kích hoạt trạng thái báo lỗi, PLC sẽ gửi tin nhắn SMS đến danh sách những người được ủy quyền theo trình tự để thông báo cho họ về tình trạng này. Tin nhắn nhận được sẽ mô tả thực tế về lỗi, thay vì chỉ là một thông báo lỗi nồi hơi chung chung, cho phép người vận hành đánh giá mức độ khẩn cấp của lỗi và đưa ra cách khắc phục kịp thời. Nếu một nhà điều hành phản hồi cảnh báo SMS, nó sẽ ngăn tin nhắn được gửi đến các nhà điều hành còn lại trong danh sách, nhằm tránh tình trạng trùng lặp khi cố gắng khắc phục sự cố. Các thông báo lỗi cũng xuất hiện trên màn hình HMI; thông báo cảnh báo trên HMI này và cảnh báo SMS là như nhau và được lấy từ một nguồn thư viện, có nghĩa là EPS cần thiết lập hai tin nhắn khác nhau.

EPS có thể sử dụng nguồn cung cấp điện liên tục hoặc UPS để có thể duy trì nguồn cho PLC và I/O của Vision1040 trong trường hợp mất điện. Các sản phẩm của Unitronics chạy trên nguồn điện 24 Vdc, trong khi phần còn lại của hệ thống lò hơi sử dụng 230 Vac. Việc sử dụng UPS 24 Vdc giúp hệ thống an toàn hơn vì sẽ không có nguồn 230 Vac khi nguồn điện chính bị ngắt.

Tham khảo:

Vision1040: Bộ lập trình PLC + Màn hình HMI 10.4 inch

Thông tin bổ sung

Lò hơi là gì?

Nồi hơi (lò hơi) công nghiệp – với tên tiếng anh là “Steam Boiler”. Nồi hơi công nghiệp là thiết bị cung cấp nhiệt, hơi nước nóng cho hoạt động của các cơ sở kinh doanh, xí nghiệp, công ty,… thậm chí là cả khu công nghiệp lớn.

Lò hơi công nghiệp thường được dùng để phục vụ các ngành công nghiệp thường xuyên phải sử dụng đến nhiệt như: dệt , nhuộm, may mặc, giặt là, sấy, hóa chất, chế biến thực phẩm,… Ngoài ra, hệ thống nồi hơi còn được lắp đặt ở các khu nghỉ dưỡng, resort, chuyên cung cấp nhiệt cho phòng xông hơi, massage,…

Cấu tạo của lò hơi

Hệ thống lò hơi công nghiệp là hệ thống làm nóng nước độc lập, có nhiều loại khác nhau. Tuy vậy, nhìn chung một nồi hơi thì thường có những bộ phận như sau:

  • Đầu đốt – đầu đốt là khu vực mà không khí trộn lẫn với nguồn nhiên liệu cháy
  • Buồng đốt – đây là buồng đốt nhiên liệu. Trong quá trình đốt nóng, nhiệt độ sẽ được truyền đến bộ trao đổi nhiệt. Buồng đốt có thể đạt đến nhiệt độ vài trăm độ.
  • Bộ trao đổi nhiệt – bộ trao đổi nhiệt cho phép nhiệt từ buồng đốt chuyển đến để làm nóng và đun sôi nước.
  • Aquastats – Đây là bộ phận cảm biến. Nó sẽ cảm nhận được nhiệt độ trong lò hơi và báo cho đầu đốt biết khi nào bắt đầu đốt hoặc dừng lại.
  • Bể mở rộng – bể mở rộng là bể nằm bên ngoài lò hơi cho nhiệm vụ bảo vệ hệ thống lò hơi tránh bị áp lực quá mức
  • Van chảy ngược – đây là thiết bị an toàn, chỉ cho phép nước chảy theo một hướng nhất định
  • Bơm tuần hoàn – Bơm tuần hoàn có tác dụng đẩy nước nóng qua đường ống và đến các bộ phận khác nhau trong lò hơi.
  • Đường cung – đường cung là đường ống dẫn nước nóng hoặc hơi đến các điểm phân phối.
  • Các dòng trở lại – Khi nước hoặc hơi nước nguội đi, đường ống này sẽ đẩy nước nguội về lò hơi để làm nóng lại.

Nguyên lý hoạt động chung của lò hơi

Nhìn qua lò hơi rất phức tạp, có nhiều bộ phận nhưng nguyên lý làm việc của nó lại khá đơn giản. Mọi hoạt động của lò hơi đều có chung mục đích đó là làm nước nóng, tạo nhiệt phục vụ cho các nhu cầu trong công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi là khi nước cấp được bơm hút tuần hoàn vào bể chứa và nồi hơi. Bộ phận cung cấp nhiệt sẽ đốt nhiên liệu cho tới khi nguồn nhiệt đạt tới khoảng 2000 độ C mới dừng lại. Lúc này, nước bốc hơi tạo thành hơi nóng và được đưa qua các đường ống để cung cấp nhiệt cho các thiết bị. Sau giai đoạn này, hơi nóng sẽ biến mất và ngưng tụ thành nước. Nước sẽ được đưa quay trở về bể chứa nước cấp lò hơi.

Các loại lò hơi công nghiệp phổ biến

Lò hơi công nghiệp điện

Trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa như hiện nay, có một số nhà máy, xí nghiệp đã thay thế lò hơi đốt than, củi, trấu bằng lò hơi điện công nghiệp nhằm đáp ứng đủ nhu cầu lượng nhiệt cho các hoạt động trong công ty. Không giống như các loại lò hơi thông thường, lò hơi điện công nghiệp sử dụng 100% nguyên liệu là điện, do đó nó đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường, an toàn sức khỏe cho người lao động. Lò hơi điện công nghiệp luôn là sự lựa chọng hàng đầu của nhiều doanh nghiệp, nhà máy sản xuất. Đặc biệt là những nhà máy sản xuất bánh gạo, bia rượu, quần áo, thực phẩm,…

Lò hơi công nghiệp tầng sôi

Lò hơi tầng sôi hoạt động nhờ quá trình nhiên liệu được đưa vào trong lớp sôi, gặp nhiệt độ cao và tự bốc cháy. Lớp sôi là lớp vật liệu bao gồm: Cát, đá, xỉ chuyển động lên xuống do gió tạo thành. Gió không chỉ có tác dụng di chuyển lớp vật liệu mà còn có chức năng cung cấp oxi cho quá trình cháy.

Lò hơi tầng sôi được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp. Đặc biệt tại các công ty có xu hướng bảo về môi trường vì lò hơi tần sôi vừa tiết kiệm chi phí sản xuất, vừa không gây hại cho môi trường.

Lò hơi đốt củi

Lò hơi đốt củi là thiết bị dùng củi, gỗ để đun sôi nước và tạo ra hơi nhiệt phục vụ cho mọi nhu cầu trong công nghiệp. Đây là thiết bị đốt củi nên nó sẽ được trang bị đầy đủ hệ thống lọc bụi cũng như bộ lọc dạng túi và bộ lọc tĩnh điện. Nhằm đảm bảo hạn chế tối đa khói thải ra môi trường.

Lò hơi đốt củi hiện vẫn được khá nhiều nhà máy sử dụng bởi nó thích hợp với nhiều loại nhiên liệu mà các nguồn nhiên liệu này cũng rất rẻ, dễ tìm. Ngoài ra, hiệu suất của lò hơi đốt củi có thể đạt đến 90%, luôn đảm bảo cung cấp hơi và nhiệt ổn định cho mọi hoạt động của nhà máy.

Lò hơi đốt than

Với nguyên liệu chính là than cục, lò hơi đốt than được rất nhiều nhà máy, xí nghiệp sử dụng. Đặc biệt là những nhà máy cần sử dụng nhiều hơi như sấy, nhuộm, dệt may, thực phẩm, nước giải khát, thủy sản,…

Ngoài những ứng dụng trong công nghiệp, lò hơi đốt than còn được ứng dụng trong những dịch vụ, thương mại như bể bơi bón mùa, hệ thống nước nóng cho khu vui chơi và nhà hàng, khách sạn, trường học, hệ thống xông hơi, massage,…

Ngoài những loại lò hơi bên trên, bên ngoài thị trường còn rất nhiều loại nồi hơi công nghiệp như: Lò hơi đốt dầu, lò hơi đốt trấu, lò hơi đốt vải vụn, lò hơi đốt gas,…

Nhiên liệu lò hơi sử dụng

Đốt cháy là quá trình vô cùng quan trọng để tạo ra nguồn nhiệt. Để có nhiệt, chúng ta cần sử dụng những nguyên liệu, vật liệu đốt. Nhiều lò hơi công nghiệp được thiết kế để đốt cháy một loại nhiên liệu cụ thể, cũng có nhiều loại lò hơi có thể dùng nhiều nguyên liệu khác nhau.

Dưới đây sẽ là một số nguyên liệu được dùng trong lò hơi:

  1. Than: Than là nguồn nhiên liệu phổ biến hiện nay. Trong quá trình đốt nồi hơi công nghiệp, than sẽ được nghiền thành bột và sau  đó đốt trong lò hơi. Nhiệt độ trong lò hơi sẽ giúp nước chuyển đổi thành hơi nước, rồi hơi nước được sử dụng để quay tuabin và làm hoạt động các hệ thống trong công ty.
  2. Điện: điện có thể sử dụng như một nguồn nhiệt, bằng cách dùng các cuộn dây điện trở hoặc đơn vị điện cực. Điện trong lò hơi thường được sử dụng trong mục đích thương mại. Tuy nhiên, dùng điện trong lò hơi có yêu cầu cực cao về chất lượng nguồn nước và độ dẫn điện.
  3. Khí đốt: Một số hệ thống lò hơi, nồi hơi công nghiệp cũng sử dụng một trong hai loại Propan hoặc các khí thiên nhiên.

Ngoài các nguyên liệu đốt lò hơi bên trên, các bạn có thể sử dụng than củi, trấu, giấy vụn, xăng dầu,..

Ứng dụng lò hơi công nghiệp

Nồi hơi là một trong những thiết bị không thế thiếu trong mỗi nhà máy, xí nghiệp sản xuất. Nồi hơi được dùng trong hế thống bếp nấu công nghiệp bằng hơi. Để nấu cơm cho hàng nghìn người trong một nhà máy, người ta phải nhờ đến sự hỗ trợ của các loại hồi hơi cho hệ thống công nghiệp.

Nồi hơi phục vụ cho mọi nhu cầu trong các ngành công nhiệp như sấy, dệt may, chế biến thực phẩm, sản xuất nước giải khát, rượu bia, chế biến thủy hải sản,…

Mặt khác, nồi hơi còn làm nhiệm vụ cung cấp nhiệt cho một số thiết bị máy móc cần lượng nhiệt lớn để vận hành.

Ngoài ra, nồi hơi còn được ứng dụng trong hệ thống trị liệu, phục hồi chức năng cho người bệnh bị mất cảm giác vận động,…

0 0 votes
Article Rating
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x