TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN HOA LƯ Cán phản biện: KS TRẦN ĐÌNH DŨNG Sinh viên thực hiện: NGÔ DUY TIẾN Lớp: 54K1 KTĐK&TĐH NGHỆ AN - 2018 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG 1.1 Tổng quan bê tông 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Thành phần cấu tạo 1.1.3 Các đặc tính bê tông 10 1.1.4 Tỷ lệ pha trộn thành phần bê tông 11 1.2 Trạm trộn bê tông 12 1.2.1 Khái niệm chức 12 1.2.2 Cấu tạo chung 13 1.2.3 Phân loại trạm trộn bê tông 13 1.3 Hệ thống máy trộn 17 1.3.1 Hệ thống định lượng vật liệu 17 1.3.2 Xilô vit tải cấp xi măng 20 1.3.3 Hệ thống xe skip cấp liệu 22 1.3.4 Hệ thống máy nén khí 22 1.3.5 Hoạt động máy bơm nước 23 1.3.6 Động điện 23 1.4 Lựa chọn máy trộn 23 1.4.1 Máy trộn trục đứng kiểu rôto 24 1.4.2 Máy trộn trục đứng kiểu hành tinh 25 1.4.3 Máy trộn trục đứng có thùng trộn quay 26 1.4.4 Máy trộn trục ngang 27 1.4.5 Kết luận lựa chọn máy trộn 29 1.5 Lựa chọn hệ thống cấp liệu 29 1.5.1 Cấp liệu dùng băng gạt 29 1.5.2 Cấp liệu dùng băng gầu 30 1.5.3 Cấp liệu dùng xe skip 31 1.5.4 Kết luận lựa chọn hệ thống cấp liệu 32 1.6 Quy trình cơng nghệ trạm trộn bê tông 32 1.6.1 Yêu cầu chung 32 1.6.2 Quy trình trộn bê tơng 32 CHƯƠNG THIẾT KẾ, TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG TRẠM TRỘN BÊ TƠNG 34 2.1 Tính tốn, thiết kế tổng thể 34 2.1.1 Xác định cơng suất vít tải xi măng 34 2.1.2 Xác định công suất dẫn động xe skip 35 2.1.3 Xác định công suất băng tải chuyển cốt liệu 37 2.1.4 Xác định công suất máy trộn 39 2.2 Hệ thống điện phục vụ trạm trộn bê tông 45 2.2.1 Xây dựng mạch động lực trạm trộn 45 2.2.2 Xây dựng mạch điều khiển trạm trộn 47 2.3 Mô trạm trộn bê tông xi măng 47 2.3.1 Yêu cầu công nghệ 48 2.3.2 Sơ đồ thuật toán 49 2.3.3 Kết mô 50 KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC 54 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng thời gian vận chuyển cho phép bê tông (khơng có phụ gia) 11 Bảng 1.2 Thành phầ n đinh ̣ mức cấ p phố i 12 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Trạm trộn bê tơng Hương Kính (Hưng Thịnh, Hưng Nguyên, Nghệ An) 12 Hình 1.2 Trạm trộn bê tông cố định 15 Hình 1.3 Trạm trộn bê tông di động 16 Hình 1.4 Hình ảnh Loadcell 17 Hình 1.5 Mạch cầu Wheatstone 18 Hình 1.6 Một số thiết bị thị khối lượng 19 Hình 1.7 Xilo vít tải cấp xi măng 20 Hình 1.8 Cấu tạo vít tải cấp xi măng 21 Hình 1.9 Hệ thống xe skip cấp liệu 22 Hình 1.10 Máy trộn bê tông trục đứng kiểu rôto 24 Hình 1.11 Máy trộn trục đứng kiểu hành tinh 25 Hình 1.12 Máy trộn trục đứng có thùng trộn quay 27 Hình 1.13 Máy trộn trục ngang 28 Hình 1.14 Phương pháp dùng băng gạt để cấp liệu 29 Hình 1.15 Phương pháp dùng băng gầu để cấp liệu 30 Hình 1.16 Phương pháp dùng xe skip để cấp liệu 31 Hình 1.17 Sơ đồ trạm trộn bê tơng 33 Hình 2.1 Hệ thống vít tải xi măng 34 Hình 2.2 Mơ hình tính tốn lực tác dụng lên xe skip 35 Hình 2.3 Bố trí cánh trộn thùng trộn 40 Hình 2.4 Bàn tay trộn 41 Hình 2.5 Sơ đồ mạch động lực 46 Hình 2.6 Sơ đồ mạch điều khiển 47 Hình 2.7 Mạch điều khiển động vít tải xiên 47 Hình 2.8 Mạch điều khiển động kéo xe skip 48 Hình 2.9 Lưu đồ thuật tốn trạm trộn bê tông 49 Hình 2.10 Phân cơng địa vào/ra 50 Hình 2.11 Chương trình điều khiển PLC S7-300 50 Hình 2.12 Bảng quy định tagbit 51 Hình 2.13 Kết mơ phần mềm WinCC 51 MỞ ĐẦU Ngày nay, phát triển khoa học kĩ thuật, người đòi hỏi trình độ tự động hóa ngày phát triển để đáp ứng nhu cầu Tự động hóa ngày phát triển mạnh mẽ lĩnh vực kinh tế, đời sống xã hội, tự động hóa trở thành mũi nhọn cho phát triển giới nói chung cơng nghiệp nói riêng Trình độ tự động hóa quốc gia đánh giá phát triển kinh tế quốc gia Vì lẽ mà việc phát triển tự động hóa việc cần thiết Bên cạnh đó, đất nước ta giai đoạn phát triển mạnh, đặc biệt xây dựng Rất nhiều công trình có quy mơ lớn thi cơng Điều địi hỏi số lượng lớn trang thiết bị phục vụ cho việc xây dựng công trình, có trạm trộn bê tơng xi măng Các trạm trộn bê tông xi măng sử dụng nước ta đa dạng phong phú chủng loại, kích cỡ xuất sứ, có nhiều trạm Việt Nam chế tạo Từ thực tế trên, em lựa chọn đề tài “Điều khiển giám sát trạm trộn bê tông xi măng” để làm đồ án tốt nghiệp Nội dung đề tài gồm chương: ➢ Chương 1: Tổng quan trạm trộn bê tông xi măng ➢ Chương 2: Thiết kế, tính tốn mô trạm trộn bê tông Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Hoa Lư hướng dẫn nhiệt tình để em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất thầy cô Viện Kỹ Thuật Công Nghệ, trường Đại học Vinh tận tình hướng dẫn truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian theo học trường Do thời gian kiến thức hạn chế nên đồ án tốt nghiệp khơng tránh khỏi sai lầm thiếu sót em mong nhận đánh giá phê bình thầy để em rút kinh nghiệm bổ sung kiến thức cho Em xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, Tháng 05 năm 2018 Người thực Ngô Duy Tiến TĨM TẮT Đồ án nêu lên tính cấp thiết đề tài, từ đưa giải pháp xây dựng hệ thống điều khiển cho trạm trộn bê tông, hệ thống mô phần mềm mô PLC S7-300 WinCC, qua điều khiển giám sát quy trình hoạt động trạm trộn bê tơng Qua q trình nghiên cứu, thiết kế tính tốn hệ thống trạm trộn bê tơng xây dựng mơ hình thuật tốn mơ quy trình hoạt động trạm trộn theo hệ thống thực tế Tuy nhiên đề tài dừng lại việc mơ phần mềm, qua sở để phát triển mơ hình cho hệ thống trạm trộn bê tông ABSTRACT The project has identified the urgency of the project, thereby introducing a solution to build a control system for the concrete batching plant, simulated on PLC S7-300 and WinCC software Control and monitor the operation of the concrete batching plant Throughout the research, design and calculation of the concrete batching plant, the algorithm model has been developed and simulation of the operation of the mixing plant according to the actual system However, the topic has just stopped in software simulation, which is the basis for developing the model for the concrete batching plant CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG 1.1 Tổng quan bê tông 1.1.1 Khái niệm Bê tông (gốc từ béton tiếng Pháp) loại đá nhân tạo, hình thành việc trộn thành phần: Cốt liệu thơ, cốt liệu mịn, chất kết dính theo tỷ lệ định (được gọi cấp phối bê tông) Bê tông hỗn hợp tạo thành từ cát, đá, xi măng, nước Trong cát, đá chiếm 80% ÷ 85%, xi măng chiếm 8% ÷ 15%, cịn lại khối lượng nước Ngồi cịn có thêm phụ gia vào để thỏa mãn u cầu đặt Trong bê tơng, chất kết dính (xi măng + nước, phụ gia ) làm vai trò liên kết cốt liệu thô (đá, sỏi, sử dụng vật liệu tổng hợp bê tông nhẹ) cốt liệu mịn (thường cát, đá mạt, đá xay, ) đóng rắn, làm cho tất thành khối cứng đá Hỗn hợp bê tơng phải có độ dẻo định, tạo hình dầm chặt dễ dàng Cốt liệu có vai trị khung chịu lực, vữa xi măng nước bao bọc xung quanh đóng vai trị chất kết dính, đồng thời lấp đầy khoảng trống cốt liệu Khi rắn chắc, hồ xi măng kết dính cốt liệu thành khối gọi bê tông 1.1.2 Thành phần cấu tạo ❖ Xi măng Xi măng thành phần đặc biệt quan trọng bê tông Xi măng có nhiều loại khác nhau, xi măng mác cao khả kết dính tốt làm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên Tuy nhiên giá thành xi măng mác cao lớn Vì lựa chọn loại xi măng, ta vừa phải đảm bảo chất yêu cầu kĩ thuật, vừa phải giải tốt toán kinh tế ❖ Cốt liệu nhỏ - cát Cát dùng sản xuất bê tơng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo, kích thước hạt cát từ (0.14 ÷ 5) mm theo tiêu chuẩn Việt Nam Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt Lượng cát trộn với xi măng, nước phụ gia phải tính tốn hợp lý, cát nhiều tốn xi măng dẫn tới tốn kinh tế cát q cường độ bê tông giảm Trong thành phần bê tông cát chiếm khoảng 29% ❖ Cốt liệu lớn - đá dăm sỏi Sỏi có mặt trịn, nhẵn, độ rộng diện tích mặt ngo nhỏ nên cần nước, tốn xi măng mà dễ đầm, dễ đổ lực dính bám với vữa xi măng nhỏ nên cường độ bê tông sỏi thấp bê tông đá dăm Ngược lại đá dăm đập vỡ có nhiều góc cạnh, diện tích mặt ngồi lớn khơng nhẵn nên lực dính bám với vữa xi măng lớn tạo bê tơng có cường độ cao Trong thành phần bê tông đá dăm, sỏi chiếm khoảng 52% ❖ Nước Nước thành phần quan trọng thiếu sản xuất bê tông, nước dùng để rửa cốt liệu, nhào trộn vệ sinh buồng máy, bảo dưỡng bê tông Nước dùng sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh hưởng xấu đến khả dính kết bê tơng chống ăn mòn kim loại Lượng nước nhào trộn yếu tố quan trọng định tính cơng tác hỗn hợp bê tông Lượng nước dùng nhào trộn bao gồm lượng nước tạo hồ xi măng lượng nước cốt liệu Lượng nước bê tông xác định tính chất hỗn hợp bê tơng Khi lượng nước ít, tác dụng lực hút phân tử nước hấp thụ bề mặt vật rắn mà chưa tạo độ lưu động hỗn hợp, lượng nước tăng đến giới hạn xuất nước tự do, màng nước mặt vật rắn dày thêm, nội ma sát giảm xuống, độ lưu động tăng thêm, lượng nước ứng với lúc bê tơng có độ lưu động lớn mà không bị phân tầng gọi khả giữ nước hỗn hợp ❖ Chất phụ gia Phụ gia chất vô hố học cho vào bê tơng cải thiện tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng cốt thép Phụ gia sử dụng thường có dạng bột, chia loại: - Loại phụ gia hoạt động bề mặt: sử dụng lượng nhỏ có khả cải thiện đáng kể tính chất hỗn hợp bê tơng tăng cường nhiều tính chất khác bê tông - Loại phụ gia rắn nhanh: thường loại muối gốc (CaCl2) hay muối Silic Do chất xúc tác tăng nhanh trình thuỷ hố C3S C2S mà phụ gia CaCl2 có khả rút ngắn q trình rắn bê tông điều kiện tự nhiên mà không làm giảm cường độ bê tông Hiện công nghệ sản xuất bê tơng người ta cịn sử dụng phụ gia đa chức 1.1.3 Các đặc tính bê tông ❖ Độ cứng bê tông Độ cứng bê tông khả chống lại lực tác động từ bên ngồi mà khơng bị phá hoại, phản ánh khả chịu lực bê tơng Độ cứng bê tơng phụ thuộc vào tính chất xi măng, tỷ lệ nước xi măng, phương pháp đổ bê tông điều kiện đông cứng Để đặc trưng cho độ cứng bê tông người ta dùng “mác bê tông” Mác loại bê tông (ký hiệu M) cường độ chịu lực nén (tính theo N/cm2) mẫu bê tơng hình lập phương cạnh 15cm, tuổi 28 ngày dưỡng hộ thí nghiệm theo điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 20oC ± 2oC), độ ẩm khơng khí 90% đến 100% Mác M tiêu loại bê tông kết cấu Tiêu chuẩn nhà nước quy định bê tơng có mác thiết kế sau: - Bê tông nặng: M100, M150, M200, M250, M300, M350, M400, M500, M600 Bê tơng nặng có khối lượng riêng khoảng 1800 - 2500kg/m3 cốt liệu sỏi đá đặc - Bê tông nhẹ: M50, M75, M100, M150, M200, M250, M300 Bê tơng nhẹ có khối lượng riêng khoảng 800 -1800kg/m3, cốt liệu loại đá có lỗ rỗng, keramzit, xỉ quặng Trong kết cấu bê tông cốt thép chịu lực phải dùng mác không thấp M150 Độ cứng bê tông tăng theo thời gian, tính chất đáng q bê tơng, đảm bảo cho cơng trình làm bê tơng bền lâu cơng trình làm gạch, đá, gỗ, thép ❖ Độ giãn nở bê tơng Trong q trình rắn chắc, bê tông thường phát sinh biến dạng thể tích, nở nước co lại khơng khí Về giá trị tuyệt đối độ co lớn độ nở 10 lần 10 Sơ đồ bố trí cánh trộn hình Các cánh tay trộn quay kiểu rơto đặt cách 600, cịn ba cánh trộn quay kiểu hành tinh đặt cách 1200 Hình 2.3 Bố trí cánh trộn thùng trộn Chú thích: 1- Bộ truyền hành tinh, 2- Bàn tay trộn quay kiểu rôto, 3- Cánh tay trộn, 4- Bàn tay trộn quay kiểu hành tinh, 5- Bàn tay trộn làm bê tơng thành ngồi, 6- Bàn tay trộn làm bê tông thành ➢ Xác định kích thước bàn tay trộn Kích thước hình học bàn tay trộn phụ thuộc vào chiều cao lớp hỗn hợp trộn H thùng Khi tính tốn thường sử dụng công thức kinh nghiệm thực tế, ta có: 40 - Đối với bàn tay trộn quay kiểu rôto: + Chiều cao cánh trộn: hr = (0,15  0,8).H = (0,15  0,8) 0,28 = 0,042  0,64 (m) Lấy hr = 0,08 (m) + Chiều rộng cánh trộn: br = (1,3 1,8).hr = (1,3  1,8).0,08 = 0,104  0,144 (m) Lấy br = 0,12 (m) - Đối với bàn tay trộn làm bê tông thành bên: + Chiều cao cánh trộn: hs = (1,2  1,4) H = (1,2  1,4).0,28 = 0,336  0,392 (m) Lấy hs = 0,35 (m) + Chiều rộng cánh trộn: bs = (0,3  0,5) hs = (0,3  0,5) 0,35 = 0,105  0,175 (m) Lấy bs = 0,14 (m) - Đối với bàn tay trộn quay kiểu hành tinh + Chiều cao cánh trộn: hh = (0,5  0,7) H = (0,5  0,7) 0,28 = 0,14  0,196 (m) Lấy hh = 0,17 (m) + Chiều rộng cánh trộn: bh = (1,0  1,6) hh = (1,0  1,6).0,17 = 0,17  0,272 (m) Lấy bh = 0,2 (m) ➢ Góc nghiêng bàn tay trộn: Hình 2.4 Bàn tay trộn 41 Các góc nghiêng ,  bàn tay trộn thường lấy theo kinh nghiệm sau: - Đối với bàn tay trộn quay kiểu rôto: r =  150   450 Lấy r = 250 r = 50  400 Lấy r = 250 - Đối với bàn tay trộn làm bê tông thành bên: s = 450  600 Lấy s = 450 s = 00 - Đối với bàn tay trộn quay kiểu hành tinh: h = 00  300 Lấy h = 150 h = 00  200 Lấy h = 100 ➢ Số vòng quay tốc độ góc: - Với cánh trộn rơto: n1 = (15  40) (vòng/ phút) Lấy n1 = 25 (vòng/ phút) - Với cánh trộn hành tinh: n2 = (3  6).n1 Lấy n1 = 4.n1 = 4.25 = 100 (vịng/ phút) - Tốc độ góc cánh trộn rôto là: w1 =  n1 3,14.25 = = 2, 62(1/ s) 30 30 - Tốc độ góc cánh trộn hành tinh: w2 =  n2 3,14.100 = = 10, 47(1/ s) 30 30 2.1.4.2 Công suất dẫn động cánh trộn rôto Công suất cần thiết P1 để dẫn động cánh trộn quay kiểu rơto tính theo công thức sau: n P1 =  K h b r  i =1 i i i o 1000. Trong đó: n số cánh trộn, n = K hệ số cản trộn riêng hỗn hợp, (N/m2) 42 h hình chiếu chiều cao cánh trộn lên phương trộn, (m) b hình chiếu bề rộng cánh trộn lên phương trộn, (m) ro khoảng cách từ lực tác dụng lên cánh trộn đến trục quay, (m)  tốc độ góc cánh trộn, (1/s)  hiệu suất truyền động Trong thùng trộn có cánh trộn rơto đặt vị trí khác nhau, cánh trộn đặt xa trục quay cơng suất dẫn động cho lớn Khi tính tốn ta coi cơng suất dẫn động cánh trộn công suất dẫn động cánh trộn đặt khoang trộn Vậy P1 tính sau: P1 = n.K h b.ro  1000. Trong giá trị cơng thức lấy sau: Số cánh trộn n = Hệ số cản trộn riêng cánh trộn rô to: K = Kr = 108758 (N/m2) Tốc độ góc cánh trộn rôto:  = 1 = 2,62 (1/s) Hiệu suất truyền động:  = 0,9 h = hr cosr = 0,08 cos250 = 0,073 (m) b = br cosr = 0,12 cos250 = 0,109 (m) ro = r + 0,5.(R - r) = 0,38 + 0,5 (1,28 - 0,38) = 0,83 (m) Thay giá trị vào cơng thức tính P1 ta có: P1 = n.K.h b.ro  1000. P1 = 4.108758.0, 073.0,109.0,83.2, 62 1000.0,9 P1 = 8, 4(kW ) 2.1.4.3 Công suất dẫn động cánh trộn làm bê tông Công suất cần thiết P2 để dẫn động cánh trộn làm bê tông thành bên tính theo cơng thức: n P2 =  K h b r  i =1 i i i 1000. oi = K1.h1 b1 ro1  + K h b ro  1000. 43 Trong đó: Số cánh trộn n = Hệ số cản trộn riêng cánh trộn làm bê tông thành bên: K1 = Ks1 = 14563 (N/m2); K2 = KS2 = 23225 (N/m2) Tốc độ góc cánh trộn làm sạch:  = 1 = 2,62 (1/s) Hiệu suất truyền động  = 0,9 Các hình chiếu kích thước cánh trộn tính: h1 = h2 = hs coss = 0,35.cos00 = 0,35 (m) b1 = b2 = bs coss = 0,14.cos450 = 0,10 (m) Các bán kính ro tính sau: r01 = r + bs 0,14 = 0,38 + = 0,45(m) 2 r02 = R − bs 0,14 = 1,28 − = 1,21(m) 2 Thay giá trị vào cơng thức P2, ta có: P2 = K1.h1 b1 ro1  + K h b ro  1000. P2 = 14563.0,35.0,1.0, 45.2, 62 + 23225.0,35.0,1.1, 21.2, 62 1000.0,9 P2 = 3,5(kW ) 2.1.4.4 Công suất dẫn động cánh trộn hành tinh Công suất cần thiết P3 để dẫn động cánh trộn quay kiểu hành tinh đựơc tính theo cơng thức: P3 = n.K.h A 1000..T Trong đó: n số cạnh trộn hành tinh, n = K hệ số cản trộn riêng cánh trộn hành tinh, K = Kh = 81426 (N/m2) h hình chiếu chiều cao cánh trộn lên phương trộn: h = hh cosh = 0,17 cos100 = 0,167 (m) 44  hiệu suất truyền động,  = 0,9 T thời gian vòng quay cánh trộn: T = 2 1 = 2.3,14 = 2,4( s ) 2,62 A diện tích tiếp xúc cánh trộn sau ngày vịng quay Diện tích A tính theo công thức: A = 2.ro bh cosh (a-1). (m2) Trong đó: r0 bán kính quay cánh trộn hành tinh quay xung quanh trục riêng nó, ro = 0,4.(R - r) = 0,4 (1,28 - 0,38) = 0,36 (m) a tỷ số vòng quay a =  10,47 = =4 1 2,62 Các giá trị: bh = 0,2 m; h = 150 Vậy ta có: A = ro bh cosh (a-1)  A = 0,36 0,2 cos150 (4-1) 3,14 = 1,31 (m2) Thay giá trị vào cơng thức tính cơng suất P3 ta có: P3 = n.K.h A 1000..T P3 = 3.81426.0,167.1,31 1000.0,9.2, P3 = 24, 7(kW ) 2.1.4.5 Công suất dẫn động tồn máy trộn Vậy cơng suất tồn để dẫn động máy trộn là: P = P1 + P2 + P3 = 8,4 + 3,5 + 24,7 = 36,6 (kW) 2.2 Hệ thống điện phục vụ trạm trộn bê tông 2.2.1 Xây dựng mạch động lực trạm trộn Hệ thống mạch động lực trạm trộn bê tơng bao gồm: - Động vít tải xiên: chiều quay - Động quay thùng trộn: chiều quay - Động băng tải cốt liệu: chiều quay 45 - Động kéo xe skip: chiều quay Từ ta xây dựng mạch động lực sau: Hình 2.5 Sơ đồ mạch động lực Trong đó: Q: Aptomat K: Khởi động từ C: Cầu chì X: Các tiếp điểm F: Rơle nhiệt M1: Động vít tải xiên M2: Động quay thùng trộn M3: Động băng tải cốt liệu M4: Động kéo xe skip 46 2.2.2 Xây dựng mạch điều khiển trạm trộn Hình 2.6 Sơ đồ mạch điều khiển Nguyên lý làm việc: ➢ Đối với động vít tải xiên, động quay thùng trộn động băng tải cốt liệu có ngun lý làm việc sau: Hình 2.7 Mạch điều khiển động vít tải xiên Khi ta đóng khóa S9 cung cấp điện cho hệ thống, đèn FULL1 sáng Để động làm việc ta đóng khóa S1 lúc cuộn hút khởi động từ 1K1 hút tiếp điểm vào nhau, mạch điện đóng, đèn báo H1 sáng, động hoạt động dẫn động cấu làm việc Khi có cố qua nhiệt role nhiệt F1 mở, động dừng hoạt động Muốn dừng động ta mở khóa S9 47 ➢ Đối với động kéo xe skip có nguyên lý làm việc sau: Hình 2.8 Mạch điều khiển động kéo xe skip Để mạch hoạt động ta đóng khóa S6 Khi đóng khóa S4, lúc cuộn hút khởi động từ 1K4 hút tiếp điểm vào nhau, mạch điện đóng, đèn báo H4 sáng, động quay theo chiều thuận kéo xe skip lên bồn trộn Khi đóng khóa S5, lúc cuộn hút khởi động từ 1K5 hút tiếp điểm vào nhau, mạch điện đóng, đèn báo H5 sáng, đồng thời ngắt điện qu khởi động từ 1K4 động quay theo chiều nghịch kéo xe skip vị trí ban đầu Muốn dừng động ta mở khóa S6 2.3 Mô trạm trộn bê tông xi măng Hệ thống trạm trộn bê tơng hồn thành dựa kết hợp chương trình sử dụng ngơn ngữ lập trình PLC S7-300 phần mềm mơ WinCC S7-300 để tạo thao tác vận hành quy luật hoạt động điều khiển hệ thống 2.3.1 Yêu cầu công nghệ Để tiến hành trộn bê tông, nguyên liệu cần thiết cho trạm trộn bê tông xi măng như: xi măng, cát, đá, nước phụ gia cung cấp đầy vào thùng chứa nguyên liệu tương ứng Khi ấn START hệ thống khởi động, van từ bồn chứa cát, đá, phụ gia nước mở Các nguyên liệu đưa vào bồn định lượng tương ứng Đồng thời động vít tải xiên hoạt động chuyển xi măng từ xilo vào bồn định lượng Các bồn định lượng xác định khối lượng nguyên liệu theo tỷ lệ định đặt trước, đạt yêu cầu hệ thống khóa van bồn nguyên liệu động tải xi măng dừng hoạt động Sau đó, động kéo băng tải hoạt động van từ bồn định lượng cát, đá mở xả nguyên liệu xuống băng tải, từ băng tải cát đá đưa vào gầu Khi 48 cát, đá từ bồn định lượng xả hết van đóng lại, động băng tải dừng hoạt động động kéo gầu hoạt động Gầu cát, đá kéo lên thùng trộn Khi cảm biến phát gầu tải tới vị trí cát đá xả vào thùng trộn, sau trở vị trí ban đầu dừng động cơ, đồng thời van bồn định lượng xi măng mở xả xi măng vào thùng trộn, sau xả hết đóng lại Khi van bồn định lượng xi măng đóng lại động trộn bật để tiến hành trộn khơ vịng 30s Sau 30s động trộn dừng, van bồn định lượng nước chất phụ gia mở xả nước chất phụ gia vào thùng trộn, sau van đóng lại động trộn tiếp tục bật để trộn ướt 30s sau dừng lại Kết thúc q trình trộn bê tơng xả vào xe bồn Khi ấn STOP hệ thống dừng hoạt động Ở đây, ta đặt trước tỷ lệ nguyên liệu phù hợp để tạo bê tông xi măng số mẻ bên tông cần trộn 2.3.2 Sơ đồ thuật tốn Hình 2.9 Sơ đồ thuật tốn trạm trộn bê tông 49 2.3.3 Kết mô ➢ Chương trình điều khiển phần mềm PLC S7-300 Hình 2.10 Phân cơng địa vào/ra Hình 2.11 Chương trình điều khiển PLC S7-300 50 ➢ Chương trình điều khiển phần mềm WinCC Hình 2.12 Bảng quy định tagbit Hình 2.13 Kết mơ phần mềm WinCC 51 KẾT LUẬN Trạm trộn bê tông xi măng cụm máy sản xuất vật liệu xây dựng lớn, có cấu tạo, cách thức điều khiển phức tạp Đồ án tốt nghiệp “Điều khiển giám sát trạm trộn bê tông xi măng” em thực vấn đề sau: - Tìm hiểu trạm trộn bê tông xi măng sử dụng Việt Nam Quy trình vận hành, cấu tạo, nguyên lý làm việc ưu nhược điểm loại trạm - Cơ sở thiết bị điều khiển giám sát PLC S7-300 WinCC - Tính toán thiết kế số chi tiết máy trạm - Xây dựng chương trình điều khiển giám sát phần mềm PLC S7-300 WinCC Đồ án tốt nghiệp tìm hiểu phần nhỏ trạm trộn bê tông xi măng, kết thu mang tính chất tương đối, đáp ứng phần yêu cầu điều khiển đặt Quá trình thực đồ án tốt nghiệp hướng dẫn tận tình PGS.TS Nguyễn Hoa Lư cố gắng nỗ lực thân, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong trình thực em củng cố học hỏi thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm cho thân Với kiến thức thời gian có hạn nên đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi sai sót Do em mong nhận góp ý đánh giá quý thầy cô để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Quang Quý, Nguyễn Văn Vịnh, Nguyễn Bính, Máy thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng, Nhà xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 2001 [2] Phạm Duy Hữu, Ngô Xuân Quảng, Vật liệu xây dựng, Nhà xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội, 2004 [3] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà, Tự động hóa với SIMATIC S7-300, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 [4] Trần Thu Hà, Phạm Quang Huy, Tự động hóa công nghiệp với Wincc, Nhà xuất Hồng Đức [5] Siemens - Manual PLC S7 - 300, SIEMENS [6] Siemens - WinCC V 7.4, SIEMENS 53 PHỤ LỤC 54 ... ? ?Điều khiển giám sát trạm trộn bê tông xi măng? ?? để làm đồ án tốt nghiệp Nội dung đề tài gồm chương: ➢ Chương 1: Tổng quan trạm trộn bê tông xi măng ➢ Chương 2: Thiết kế, tính tốn mơ trạm trộn bê tông. .. bê tông Độ cứng bê tông phụ thuộc vào tính chất xi măng, tỷ lệ nước xi măng, phương pháp đổ bê tông điều kiện đông cứng Để đặc trưng cho độ cứng bê tông người ta dùng “mác bê tông? ?? Mác loại bê. .. thống điện phục vụ trạm trộn bê tông 45 2.2.1 Xây dựng mạch động lực trạm trộn 45 2.2.2 Xây dựng mạch điều khiển trạm trộn 47 2.3 Mô trạm trộn bê tông xi măng 47 2.3.1