đồ án PLC hệ thống trộn bê tông

i TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN 2 Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông NGUYỄN TUẤN HOÀNG hoang nt173919sis hust edu vn PHẠM THANH TÔNG tong pt174276sis hust edu vn Ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Chuyên ngành Tự động hóa công nghiệp Giảng viên hướng dẫn PGS TS Nguyễn Huy Phương Bộ môn Tự động hóa công nghiệp Viện Điện Chữ ký của GVHD mailto hoang nt173919sis hust edu vn ii HÀ NỘI, 22022 ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN 2 Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông Giáo viên hướng d.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN 2

Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông

NGUYỄN TUẤN HOÀNG

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Huy Phương

Chữ ký của GVHD

HÀ NỘI, 2/2022

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN 2 Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông

Giáo viên hướng dẫn

Ký và ghi rõ họ tên

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 7

1.1 Giới thiệu chung 7

1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trạm trộn bê tông 7

1.2.1 Cấu tạo 7

1.2.2 Quá trình chuẩn bị 8

1.3 Máy trộn 9

1.4 Thành phần vật liệu trộn bê tông 10

1.4.1 Xi măng 10

1.4.2 Cát 10

1.4.3 Đá dăm 10

1.4.4 Nước 10

1.4.5 Phụ gia 11

1.5 Tỷ lệ pha trộn các thành phần trong bê tông 11

CHƯƠNG 2 YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHỆ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 13

2.1 Yêu cầu công nghệ của cối trộn 13

2.2 Yêu cầu nghệ của xe skíp kéo liệu 13

2.3 Yêu cầu công nghệ của vít tải đứng 14

2.4 Yêu cầu công nghệ của vít tải xiên 14

2.5 Yêu cầu công nghệ của máy nén khí 14

2.6 Yêu cầu công nghệ của bơm nước 14

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU PLC MITSUBISHI, NGÔN NGỮ LADDER VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH GX WORK3 16

3.1 Giới thiệu chung về bộ điều khiển logic khả trình (PLC – Programmable Logic Controller) 16

3.2 Tổng quan về PLC Mitsubishi họ FX5U 17

3.3 Định nghĩa chương trình 19

3.4 Ngôn ngữ lập trình Ladder (ngôn ngữ bậc thang) 20

3.5 Kỹ thuật lập trình điều khiển trình tự cho trạm trộn bê tông 21

3.5.1 Xây dựng sơ đồ phối hợp thao tác công nghệ của hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông 21

3.5.2 Lập sơ đồ khối điều khiển trình tự 22

3.5.3 Chuẩn bị phần cứng và đặc tả tham số vào/ra 23

3.5.4 Lập trình 23

3.5.5 Chạy thử và hoàn chỉnh chương trình 23

3.6 Phần mềm GX WORK3 23

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 25

4.1 Sơ đồ công nghệ 25

4.2 Thiết kế điều khiển dùng phương pháp Grapcet 25

4.2.1 Xây dựng Grafcet I 26

4.2.2 Xây dựng Grafcet II 26

4.2.3 Hàm điều khiển 27

4.2.4 Sơ đồ role tiếp điểm 28

4.3 Thiết kế điều khiển dùng PLC 30

4.3.1 Chương trình Ladder 30

4.3.2 Lựa chọn PLC cho mô hình thiết kế điều khiển trạm trộn bê tông 31

4.3.3 Chương trình Ladder 32

4.3.4 Chương trình Ladder trong GX WORK3 32

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Tổng quan trạm trộn bê tông 7

Hình 3.1 Sơ đồ hệ điều khiển logic dùng PLC 17

Hình 3.2 Tổng quan về họ PLC FX5U 17

Hình 3.3 Các dạng lập trình cơ bản cho PLC Mitsubishi 19

Hình 3.4 Ngôn ngữ lập trình Ladder 20

Hình 3.5 Giao diện chọn thiết bị của GX WORK3 24

Hình 3.6 Giao diện lập trình của GX WORK3 24

Hình 4.1 Mô hình công nghệ trộn bê tông 25

Hình 4.2 Grafcet I 26

Hình 4.3 Grafcet II 27

Hình 4.4 Sơ đồ role tiếp điểm 29

Hình 4.5 PLC FX5U 32MR-ES 31

Hình 4.6 Chương trình Ladder 32

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng định mức cấp phối mác bê tông 150, 200, 250 theo Bộ xây dựng 12

Bảng 3.1 Bảng thông số kỹ thuật chung 18

Bảng 3.2 Diễn biến quá trình hoạt động trình tự của trạm trộn bê tông tự động 22

Bảng 4.1 Phân cổng vào ra cho PLC 30

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 1.1 Giới thiệu chung

Trạm trộn bê tông được chế tạo nhằm sản xuất ra bê tông với chất lượng tốt và đáp ứng nhanh nhu cầu về bê tông trong xây dựng Trạm trộn bê tông là hệ thống máy móc có mức độ tự động hóa cao thường được sử dụng phục vụ cho các công trình vừa và lớn hay cho một khu vực có nhiều công trình đang xây dựng

Hình 1.1 Tổng quan trạm trộn bê tông

Trước đây khi khoa học kĩ thuật chưa phát triển, máy móc còn nhiều lạc hậu thì việc

có được một khối lượng bê tông lớn chất lượng tốt là điều rất khó khăn

Chính vì vậy để thiết kế những dây chuyền bê tông tự động là điều cần thiết cho mỗi công trường cũng như ngành xây dựng trong nước

Vì những lý do trên cùng mong muốn góp phần vào việc nghiên cứu, áp dụng các giải pháp tự động hóa tiên tiến vào ngành xây dựng tại Việt Nam, chúng em quyết định

thực hiện đề tài: “Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông”

1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trạm trộn bê tông

1.2.1 Cấu tạo

1.2.1.1 Bãi chứa cốt liệu:

Từ bãi chứa cốt liệu cát và đá Vật liệu được đưa xuống 3 băng tải riêng biệt chờ để tiến hành cân

1.2.1.2 Bộ phận định lượng:

Phân phối liệu gồm 3 phễu: hai phễu đá và một phễu cát, định lượng có 3 quả cân điện tử (3 cảm biến trọng lượng) Việc đóng, mở các phễu được điều khiển bằng các xi lanh khí nén riêng biệt Phía dưới các phễu là một thùng đáy được mở nhờ

một xi lanh khí nén lần lượt các cửa xả xuống thùng cân, sau khi cân xong thì thùng liệu được trút xuống phễu trộn chung

1.2.1.3 Chuyển xi măng lên xi lô:

Xi măng được đưa lên xi lô chứa bằng cách bơm xi măng từ xe chở xi măng chuyên dụng lên xi lô

Xi măng được đưa lên miệng xi lô nhờ trục vít xoắn hướng trục với xi lô chứa Từ miệng xi lô chứa xi măng được vận chuyển tới cân định lượng rồi xả vào thùng trộn

1.2.1.4 Xe kíp

Dùng để vận chuyển cốt liệu từ 3 phễu riêng biệt lên các thùng cân

1.2.2 Quá trình chuẩn bị

Từ các nguyên vật liệu xây dựng để sản xuất ra sản phẩm cuối cùng là bê tông

ta cần thực hiện các công việc như sau:

Cốt liệu được để riêng biệt ở bãi chứa cốt liệu Cốt liệu được máy xúc lật đưa lên đầy các thùng phễu riêng rẽ, chờ xả xuống băng tải để vận chuyển lên các thùng cân cốt liệu, xi măng được đưa lên xi lô chứa xi măng trên cao Nước được bơm lên đầy các thùng chứa để chờ cân định lượng

1.2.2.5 Kiểm tra các điều kiện làm việc[

Để bắt đầu một quá trình hoạt động mới, tránh trường hợp có quá trình hoạt động trước đó (chẳng hạn như sự cố) Trong thùng cân nước, cân phụ gia, cân xi măng, thùng trộn vẫn chưa xả hết nguyên liệu Tại bàn điều khiển người vận hành ấn nút Reset để:

• Mở cửa xả bê tông

• Mở cửa xả thùng cân cát

• Mở cửa xả thùng cân đá

• Mở cửa xả thùng cân xi măng

• Mở cửa xả thùng cân nước, phụ gia

Lúc này mới cho phép hệ thống làm việc Sau khi quá trình chuẩn bị xong Từ máy tính người vận hành nhập các thông

số của mác bê tông như: khối lượng cát, đá1, đá2, xi măng, nước, phụ gia, số mẻ và các dữ liệu quản lý hành chính như tên lái xe, biển số xe, ngày, giờ xuất hành

Sau đó tới tủ điều khiển người vận hành chọn chế độ hoạt động cho máy là

Mở van xả cát, cát được xả xuống băng tải để đưa lên thùng cân Đồng thời

đá cũng xả để đưa lên thùng cân

Trong quá trình cân cốt liệu đồng thời cân luôn xi măng ,nước và phụ gia Xi măng từ xi lô chứa đưa vào thùng cân nhờ vít tải, khi khối lượng xi măng bằng khối lượng đặt thì dừng động cơ vít tải Nước, phụ gia được bơm lên đưa vào thùng cân cho đến khi bằng khối lượng đặt thì dừng động cơ bơm nước và phụ gia

Khi điều kiện thùng trộn “rỗng’, cửa xả thùng trộn “đóng”, thì cốt liệu và xi măng được đưa đổ vào thùng trộn bê tông bắt đầu quá trình trộn khô Sau thời gian trộn khô là 30s thì xả nước và phụ gia vào trộn, bắt đầu thời gian trộn ướt là 30s (Thời gian trộn một mẻ khoảng 60s) thì cửa xả thùng trộn mở ra, bê tông được xả vào xe chuyên dụng Sau thời gian xả khoảng 10s, đóng cửa xả bê tông lại Kết thúc một mẻ trộn

Để chuẩn bị cho một mẻ trộn mới thì trong quá trình trộn bê tông và sau khi

xả nguyên liệu: cát, đá, nước, xi măng và phụ gia tiếp tục được vận chuyển lên thùng cân nghĩa là:

Khi số mẻ trộn chưa bằng số mẻ đặt thì sau khi xả cốt liệu và xi măng xong sẽ tiếp tục quay lại thực hiện cân cốt liệu và xi măng Khi xả nước và phụ gia xong cũng

tự động quay lại cân nước, phụ gia Khi cân đủ thì dừng lại chờ mẻ tiếp theo

Khi số mẻ bằng số mẻ đặt thì dừng hết quá trình cân lại

1.2.2.7 Chế độ điều khiển bằng tay

Ở chế độ điều khiển bằng tay,người vận hành gạt công tắc cân vật liệu xuống OFF, quan sát số liệu cân bằng thiết bị hiển thị trên bàn điều khiển hoặc quan sát trên màn hình phần mềm

Nhấn nút chạy động cơ trộn

Đưa tay gạt sang chế độ hoạt động bằng tay, gạt chuyển mạch đóng mở cửa

xả sang vị trí “Stop”, khi cần điểu khiển, gạt chuyển mạch sang vị trí đóng hoặc mở cửa xả để đóng, mở cửa xả

Nhấn nút cấp cát,đá, đồng thời cấp luôn xi măng, nước, phụ gia Người vận hành theo dõi số cân hiển thị trên máy tính, khi đủ nhấn vào một lần nữa các nút để dừng quá trình cấp Khi cốt liệu đã được cấp đủ đưa chúng vào thùng trộn Lúc này nhấn nút xả cốt liệu đồng thời nhấn nút xả xi măng Do động cơ trộn luôn chạy trong quá trình hoạt động nên sau khi xả xong cốt liệu, xi măng coi như máy đang trôn

bê tông khô, thời gian trộn ướt được bắt đầu tính khi xả nước và phụ gia Sau khi trộn ướt mẻ bê tông đã được hoàn thành, người vận hành chỉ việc nhấn nút xả bê tông

Không để chuyển mạch đóng mở cửa xả ở vị trí “tự động” vì khi đó có thể bê tông sẽ bị xả theo chế độ tự động trong khi chưa cân đủ nước hoặc đủ xi măng

1.3 Máy trộn

Nhìn chung các máy trộn bê tông có nhiều loại và có tính năng khác nhau nhưng cấu tạo chung của chúng đều có các bộ phận:

- Bộ phận cấp liệu: Bao gồm máng cấp liệu và các thiết bị định lượng thành phần cốt liệu khô như đá, cát, sỏi, xi măng

- Bộ phận thùng trộn: Thùng trộn

- Bộ phận dỡ sản phẩm

- Hệ thống cấp nước

1.4 Thành phần vật liệu trộn bê tông

Để kết cấu được bê tông nhất thiết cần có các nguyên liệu sau:

1.4.1 Xi măng

Xi măng kết hợp với nước tạo thành hồ xi măng xen giữa các hạt cốt liệu, đồng thời tạo ra tính linh động của bê tông (được đo bằng độ sụt nón) Mác của xi măng được chọn phải lớn hơn mác của bê tông cần sản xuất, sự phân bố giữa các hạt cốt liệu và tính chất của nó ảnh hưởng lớn đến cường độ của bêtông Bình thường

hồ xi măng lấp đầy phần rỗng giữa các hạt cốt liệu và đẩy chúng ra xa nhau một chút (với cự li bằng 243 lần đường kính hạt xi măng)

Trong trường hợp này phát huy được vai trò của cốt liệu nên cường độ của

bê tông khá cao và yêu cầu cốt liệu cao hơn cường độ bê tông khoảng 1,5 lần Khi

bê tông chưá lượng hồ xi măng lớn, các hạt cốt liệu bị đẩy ra xa nhau hơn đến mức chúng hầu như không có tác dụng tương hỗ nhau Khi đó cường độ của đá, xi măng và cường độ của vùng tiếp xúc đóng vai trò quyết định đến cường độ bê tông nên yêu cầu cốt liệu thấp hơn

Tuỳ yêu cầu của loại bê tông có thể dùng các loại xi măng khác nhau, có thể dùng xi măng pô lăng, xi măng pô lăng bền sunfat, xi măng pôlăng xủ, xi măng puzolan và các chất kết dính khác để thoả mãn yêu cầu của chương trình

1.4.3 Đá dăm

Sỏi có mặt tròn, nhẵn, độ rộng và diện tích mặt ngoaì nhỏ nên cần ít nước, tốn xi măng mà vẫn dễ đầm, dễ đổ nhưng lực dính bám với vữa xi măng nhỏ nên cường độ bê tông sỏi thấp hơn bê tông đá dăm Ngược lại đá dăm được đập vỡ có nhiều góc cạnh, diện tích mặt ngoài lớn và không nhẵn nên lực dính bám với vữa xi măng lớn tạo ra được bê tông có cường độ cao hơn Tuy nhiên mác của xi măng đá dăm phải cao hơn hay bằng mác của bê tông tạo ra hay bê tông cần sản xuất

1.4.4 Nước

Nước để trộn bê tông (rửa cốt liệu, nhào trộn vệ sinh buồng máy, bảo dưỡng

bê tông) phải đảm bảo không ảnh hưởng xấu đến thời gian đông kết và thời gian rắn

chắc của xi măng và không ăn mòn thép Nước sinh hoạt là nước có thể dùng được

Lượng nước nhào trộn là yếu tố quan trọng quyết định tính công tác của hỗn hợp bê tông Lượng nước dùng trong nhào trộn bao gồm lượng nước tạo hồ xi măng và lượng nước do cốt liệu Lượng nước trong bê tông xác định tính chất của hỗn hợp

bê tông Khi lượng nước quá ít, dưới tác dụng của lực hút phân tử nước chỉ hấp thụ trên bề mặt vật rắn mà chưa tạo ra độ lưu động của hỗn hợp, lượng nước tăng đến một giới hạn nào đó sẽ xuất hiện nước tự do, màng nước trên mặt vật rắn dày thêm, nội ma sát giảm xuống, độ lưu động tăng thêm, lượng nước ứng với lúc bê tông có

độ lưu động lớn nhất mà không bị phân tầng gọi là khả năng giữ nước của hỗn hợp

Nước biển có thể dùng để chế tạo bê tông cho những kết cấu làm việc trong nước bẩn nếu tổng các loại muối trong nước không vượt quá 35g trong một lít nước Tuy nhiên cường độ bê tông sẽ giảm và không được sử dụng trong bê tông cốt thép

1.4.5 Phụ gia

Phụ gia là các chất vô cơ hoặc hoá học khi cho vào bê tông sẽ cải thiện tính chất của hỗn hợp bê tông hoặc bê tông cốt thép Có nhiều loại phụ gia cho bê tông để cải

thiện tính dẻo, cường độ, thời gian rắn chắc hoặc tăng độ chống thấm

Thông thường phụ gia sử dụng có hai loại: Loại rắn nhanh và loại hoạtđộng

bề mặt

Phụ gia rắn nhanh thường là loại muối gốc (CaCl2) hay muối Silic Do là chất xúc tác và tăng nhanh quá trình thuỷ hoá của C3S và C2S mà phụ gia CaCl2 có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên mà không làm giảm cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày

Hiện nay người ta sử dụng loại phụ gia đa chức năng, đó là hỗn hợp của phụ gia rắn nhanh và phụ gia hoạt động bề mặt hoặc các phụ gia tăng độ bền nước

Thành phần vật liệu của bê tông đóng vai trò quyết định đến chất lượng hay quyết định đến cường độ chịu lực cũng như mác của bê tông.Từ thực nghiệm người

ta đã xác định được mác của bê ông ứng với từng loại vật liệu nhất định với một tỉ

lệ xác định, ngược lại từ mác của bê tông người ta dễ dàng tra được tỉ lệ thành phần trong bê tông

1.5 Tỷ lệ pha trộn các thành phần trong bê tông

Khái niệm mác bê tông: Khi nói đến mác bê tông là nói đến khả năng chịu nén của mẫu bê tông Theo tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam (TCVN 3105:1993, TCVN 4453:1995), mẫu dùng để đo cường độ là một mẫu bê tông hình lập phương có kích thước

150 mm × 150 mm × 150 mm, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn quy định trong TCVN 3105:1993, trong thời gian 28 ngày sau khi bê tông ninh kết Sau đó được đưa vào máy nén để đo ứng suất nén phá hủy mẫu (qua đó xác định được cường độ chịu nén của bê tông), đơn vị tính bằng MPa (N/mm²) hoặc daN/cm² (kg/cm²)

Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn, kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông Do đó, người ta thường lấy cường

độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi là mác bê tông Mác bê tông được phân loại từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 và 600 Khi nói rằng mác bê tông 200 chính là nói tới ứng suất nén phá hủy của mẫu bê tông kích thước tiêu chuẩn, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, được nén ở tuổi 28 ngày, đạt 200 kG/cm² Còn cường độ chịu nén tính toán của bê tông mác 200 chỉ là 90 kG/cm² (được lấy

để tính toán thiết kế kết cấu bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất)

Ngày nay người ta có thể chế tạo bê tông có cường độ rất cao lên đến 1000 kg/cm²

Độ sụt bê tông : Độ sụt hay độ lưu động của vữa bê tông, dùng để đánh giá khả năng

dể chảy của hỗn hợp bê tông dưới tác dụng của trọng lượng bản thân hoặc rung động

Thành phần định mức cấp phối vật liệu cho 1 m3 bê tông

Bảng 1.1 Bảng định mức cấp phối mác bê tông 150, 200, 250 theo Bộ xây dựng

Xi măng (kg)

Cát (𝐦𝟑)

Đá

(𝐦𝟑)

Nước (Lit)

CHƯƠNG 2 YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHỆ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 2.1 Yêu cầu công nghệ của cối trộn

Khi động cơ trộn quay, qua hộp giảm tốc nó kéo trục trính cối trộn quay Trên trục chính có gắn các cánh trộn, các cánh trộn quay trong cối trộn sẽ đảo đều vật liệu trong cối trộn Thời gian trộn có thể kéo dài từ 30 đến 60 giây tuỳ theo người vận hành đặt

Yêu cầu chiều quay cánh trộn

• Đây là chuyển động quay theo một chiều,

• Không cần ổn định tốc độ

• Mômen quay lớn

• Làm việc liên tục trong cả ca sản xuất

Yêu cầu đối với động cơ kéo cánh trộn

• Làm việc trong chế độ dài hạn

• Không cần ổn định tốc độ

• Động cơ trộn có các thông số : P =22 KW , n = 1000 v/ph

Yêu cầu điều khiển :

Khi khởi động trạm trộn, động cơ trộn hoạt động đầu tiên, ta phải chắc chắn các thiết bị khác trong trạm sẵn sàng hoạt động, các cửa xả sẵn sàng( khí nén đủ ), nguyên vật liệu đủ, se skíp ở vị trí hứng liệu, cửa xả bê tông ở vị trí đóng, nguồn điện cấp cho các thiết bị khác đã có đủ, các yêu cầu về mác bê tông, số lượng bê tông cần trộn rõ ràng

2.2 Yêu cầu nghệ của xe skíp kéo liệu

Cấu tạo là một thùng rỗng có miệng đễ hứng cốt liệu , có cửa xả cốt liệu, di chuyển lên- xuống trên 2 thanh ray và được một tời kéo liệu kéo

Hoạt động: ở đầu chu kỳ hoạy động xe skíp nằm ở vị trí chờ cốt liệu từ bong ke rơi xuống, khi khối lượng vật liệu đã đủ nó được tời kéo liệu kéo lên vị trí đổ cốt liệu vào cối trộn nếu lúc đó cửa xả bê tông đã đóng, động cơ trộn còn đang làm việc và số mẻ trộn còn tiếp tục Nếu trong quá trình kéo lên tói gần vị trí đổ cốt liệu mà chu kì trộn của mẻ trước chưa kết thúc ( Trong cối trộn vật liệu vẫn còn, bê tông chưa xả hết hoạc cửa xả chưa đóng lại ) thì xe skíp phải dừng lại cho đén khi chu kì hoạt động của mẻ trước kết thúc mới được phép đi lên đổ cốt liệu vào cối trộn Sau khi đổ hết cốt liệu nó laị đi xuống vị trí chờ đổ cốt liệu

Yêu cầu chuyển động:

• Dừng khi: Đợi xả cốt liệu từ bong ke, chờ kết thúc chu kì trộn của mẻ trước, chờ

đổ hết cốt liệu cào cối trộn

• Đi lên khi: Không có lệnh dừng để đợi, trọng lượng cốt liệu trong thùng đã đủ

• Đi xuống khi: Đã đổ hết cốt liệu vào cối trộn

Yêu cầu về động cơ

• Làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

• Có đảo chiều quay

• Khởi động trong chế độ đầy tải

• Không cần ổn định tốc độ trong xuốt quá trình làm việc

• Động cơ có P = 7,5 KW, n = 1450 v/ph

2.3 Yêu cầu công nghệ của vít tải đứng

Cấu tạo: Gồm một trục vít vô tận lằm trong một ống bằng kim loại Nó được kéo quay bằng động cơ KĐB Khi quay nó kéo vật liệu kằm trong các khoang trống đi theo Vít tải đứng chỉ làm việc khi ta cấp xi măng cho silô chứa

Yêu cầu về chuyển động

• Không đảo chiều quay

• Không ổn định tốc độ

• Chỉ hoạt động khi cấp xi măng lên silô chứa

• Hoạt động trong chế độ dài hạn

Yêu cầu về động cơ

• Động cơ có công suất P = 7,5 KW, n = 1450 vòng / phút

• Hoạt động ở chế độ dài hạn

• Không đảo chiều quay

• Không ổn định tốc độ trong quá trình làm việc

2.4 Yêu cầu công nghệ của vít tải xiên

Cấu tạo giống vít tải đứng

Hoạt động: Khi có lệnh điều khiển, động cơ quay kéo vít tải quay, nó xẽ đưa dần xi măng lên thùng cân Đây là chuyển động không đảo chiều quay, không cần ổn định tốc độ, dừng chính sác

Yêu cầu đối với động cơ kéo vít tải xiên

• Động cơ có công suất P =11 Kw, n= 1450 v/ph

• Hoạt động ở chế độ ngắn hạn lặp lại

• Không đảo chiều quay

• Không ổn định tốc độ trong quá trình làm việc

2.5 Yêu cầu công nghệ của máy nén khí

Máy nén khí tạo ra nguồn khí có áp suất cao cấp cho các pitông đóng mở cửa xả cốt liệu, xả nước, xả ximăng và bê tông Trong trạm trộn máy nén khí còn phải làm việc trước

cả cối trộn Máy sẽ tự dừng hoạt động khi áp suất trong bình đạt yêu cầu

Yêu cầu về động cơ kéo máy nén khí

• Không ổn định tốc độ

• Chỉ quay theo một chiều

• Làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

• Động cơ có thông số P = 2 KW, n = 1450 v/ph

2.6 Yêu cầu công nghệ của bơm nước

Bơm nước cấp nước từ bể chứa lên thùng cân nước Đây là hoạt động không đảo chiều quay và có dừng chính xác

Yêu cầu về động cơ kéo máy bơm nước

• Không ổn định tốc độ

• Chỉ quay theo một chiều

• Làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

• Động cơ có thông số P = 3 KW, n = 1450 v/ph

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU PLC MITSUBISHI, NGÔN NGỮ LADDER VÀ PHẦN

MỀM LẬP TRÌNH GX WORK3 3.1 Giới thiệu chung về bộ điều khiển logic khả trình (PLC – Programmable Logic Controller)

Bộ điều khiển logic khả trình PLC là thiết bị điện tử bán dẫn thực hiện các hàm điều khiển logic bằng chương trình thay thế cho các mạch logic kiểu rơ le (tiếp điểm và phi tiếp điểm)

Về bản chất, PLC là hệ vi xử lý được thiết kế tương tự máy tính số, với ngôn ngữ lập trình riêng gần gũi với người xử dụng, được ứng dụng trong các bài toán điều khiển logic Hạt nhân của hệ là bộ vi xử lý thực hiện các phép tính số học và logic cùng với các thành phần cấu thành hệ như bộ nhớ, các cổng vào / ra,

Về phạm vi ứng dụng, PLC là thiết bị đặt tại dây chuyền sản xuất, tích hợp với các thành phần của hệ thống điều khiển để thực hiện điều khiển trực tiếp công nghệ một quá trình kỹ thuật PLC thường làm việc trong môi trườn rất khắc nghiệt (nhiệt độ cao, độ ẩm lớn, thời gian hoạt động liên tục) và gắn liền với người vận hành trực tiếp thiết bị Vì vậy, PLC được thiết kế và chế tạo với các tiêu chuẩn đặc biệt về độ bền, tính module hóa cao, ngôn ngữ lập trình phù hợp và thân thiện với trình độ người sử dụng

Về cơ bản, PLC là thiết bị điều khiển ở hiện trường sản xuất, sát các thiết bị và cơ cấu chấp hành Tuy nhiện hiện nay các họ PLC hiện đại được tích hợp các tính năng xử lý thông minh, quản lý dữ liệu và mở rộng các chức năng xử lý ngắt Ngoài chức năng điều khiển, PLC còn đóng vai trò là khâu thu nhập và xử lý dữ liệu trong các hệ SCADA và là một nút trong các hệ điều khiển phân tán (DCS) Vì vậy, với quan điểm hệ thống, PLC là thành phần cơ bản cấu thành hệ điều khiển

Như mọi thiết bị tính, PLC gồm phần cứng và phần mềm Phần cứng là các thiết bị vật lý cấu thành hệ gồm: nguồn cung cấp, CPU, module vào/ra và các thiết bị phụ trợ Các thiết bị vật lý được lắp ghép với nhau tạo thành một cấu hình vật lý của hệ thống Phền mềm bao gồm hệ điều hành và chương trình ứng dụng Hệ điều hành do nhà sản xuất cung cấp được cài sẵn trong bộ nhớ cảu PLC Chương trình ứng dụng do người sử dụng lập bằng ngôn ngữ lập trình của PLC để thực hiện một thuật toán (algorithm) điều khiển xác định Giữa phần cứng và phần mềm có mối liên hệ chặt chẽ với nhau Một chương trình ứng dụng chỉ được thiết lập trên cơ sở một cấu hình vật lý cụ thể Ngược lại, một hệ thống chỉ có thể thực hiện được đúng thuật toán điều khiển nếu chương trình đó được thiết kế phù hợp với cấu hình của nó

Hình 3.1 Sơ đồ hệ điều khiển logic dùng PLC

3.2 Tổng quan về PLC Mitsubishi họ FX5U

Dòng FX5U là thế hệ mới nhất của dòng PLC Mitsubishi Chúng được tích hợp nhiều chức năng hơn dòng FX3U trước đấy

Hình 3.2 Tổng quan về họ PLC FX5U

Thông số kỹ thuật chung của PLC Mitsubishi FX5U

Bảng 3.1 Bảng thông số kỹ thuật chung

Control Scale Từ 32 đến 256 điểm; tối đa 512 điểm bao gồm cả CC – Link,

Any WireALINK Program memory 64000 bước (step)

Có khe cắm SD card Tối đa 4GB

Cổng Ethernet có sẵn + Kết nối trực tiếp với các PLC khác

+ Ghi/Đọc chương trình dùng GX Work3 qua cổng VPN + Ghi/Đọc các dữ liệu (data) từ PLC

Cổng RS–485 có sẵn + Thích ứng cả hai chuẩn RS–485 và RS-422

+ Ứng dụng cho truyền thông với biến tần (chiều dài lớn nhất 50m, tối đa nối được 16 thiết bị

+ Truyền thông kiểu MODBUS cho phép kết nối với 32 thiết

bị bao gồm các PLC khác, các cảm biến, các bộ điều chỉnh nhiệt độ

I/O chức năng chuyên

dụng

Điều khiển vị trí 4 trục với xung tần số 200kHz

Bộ đếm tốc độ cao: tối đa 8 kênh với xung đầu vào 200kHz

Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển PLC có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, một bộ nhớ để lưu giữ chương trình, dữ liệu và tất nhiên phải có cổng vào ra để giao tiếp với thiết bị điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó, nhằm phục vụ các bài toán điều khiển số, PLC còn có thêm các khối chức năng đặc biệt như: Bộ đếm, bộ thời gian và những khối hàn chuyên dụng

Phần cứng của một bộ điều khiển khả trình PLC được cấu tạo thành những module cho thấy sơ đồ các modul phần cứng của một bộ PLC

Bộ PLC FX5U có những Module sau: