Đồ án tốt nghiệp Xây dựng mô hình hệ thống điều khiển quá trình sản xuất bê tông thương phẩm

Lời mở đầuTrong những năm gần đây, ở nước ta công cuộc xây dựng Công Nghiệp hóa & Tự Động hóa phát triển rất mạnh kéo theo tất cả các ngành công nghiệp khác phát triển theo.Trong các ngh

Lời mở đầu

Trong những năm gần đây, ở nước ta công cuộc xây dựng Công Nghiệp hóa & Tự Động hóa phát triển rất mạnh kéo theo tất cả các ngành công nghiệp khác phát triển theo.Trong các nghành công nghiệp đó thì công nghiệp Xây Dựng nhất là xây dựng cơ sở

hạ tầng đã và đang phát triển rất mạnh mẽ.Bê tông là một trong những vật liệu rất quan trọng trong công nghiệp xây dựng vì thế công nghệ sản xuất bê tông cũng phải phát triển

để theo kip sự phát triển của CN xây dưng

Với sự ra đời của các thiết bị điều khiển hiện đại và sự phát triển vượt bậc của ngành

tự động hóa thì dây chuyền sản xuất bê tông thương phẩm đã được tự động hoàn toàn từ công đoạn cân, trộn, cấp liệu, đến khi thành bê tông thương phẩm.

Được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Th.s Nguyễn Thanh Lịch, với đề tài: Xây dựng mô hình hệ thống điều khiển quá trình sản xuất bê tông thương phẩm ,em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này với hai phần chính

Phần I: Tìm hiểu công nghệ sản xuất bê tông thương phẩm.

Phần II: Tự động hóa dây chuyền sản xuất bằng PLC S7-200 của hãng Siemens Tuy nhiên, do trình độ thực tế còn nhiều hạn chế, thời gian thực tập còn ngắn nên đồ

án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót.Em rất mong được sự góp ý của thầy cô

Mục Lục Trang Lời nói đầu 1

CHƯƠNG I: Giới Thiệu Tổng Quan Về Công Ty TNHH Xuân Long Và Công Nghệ Sản Xuất Bê Tông Thương Phẩm Trạm Trộn Ngõ 183 Hoàng Văn Thái

1.1Giới Thệu Tổng Quan Về Công Ty TNHH Xuân Long 4

1.1.1.Tổng quan về công ty TNHH Xuân Long 4

1.1.2.Sơ đồ tổ chức công ty TNHH Xuân Long 5

1.1.3.Mô hình tổ chức của trạm trộn bê tông thương phẩm 5

1.1.4.Năng lực thiết bị và nguồn nhân lực 6

1.1.5.Lưu đồ sản xuất bê tông thương phẩm 7

1.2.Công Nghệ Sản Xuất Bê Tông thương Phẩm Của Trạm Trộn Ngõ 183 Hoàng Văn Thái 1.2.1 Giới thiệu chung 8

1.2.2 Các phương pháp trộn bê tông 9

1.2.3.Tổng quan về trạm trộn bê tông tự động 11

1 2.4.Hình ảnh và thông số của trạm trộn bê tông công ty TNHH Xuân Long 17

CHƯƠNG II: Giới Thiệu Về Các Thiết Bị Và Cảm Biến Dùng Trong Công Nghệ Sản Xuất Bê Tông Thương Phẩm 2.1 Các thiết trong hệ thống máy trộn bê tông 26

2.1 1 Các động cơ 26

2.2 Các phần tử đóng cắt, bảo vệ, đo lường liên động. 2.2.1 Thiết bị bảo vệ: 28

2.2.2 Khóa liên động 31

2.2.3 Thiết bị đo lường: 31

2.3 Các cảm biến sử dụng trong hệ thống 32

2.3.1 Cảm biến trọng lượng 32

2.3.2 Cảm biến mức 33

2.3.3 Cảm biến vị trí 33

Chương III:Giới Thiệu Chung Về PLC Và PLC-S7-200 Của Hãng Siemens 3.1 Giới Thiệu Về PLC và Ứng Dụng Của PLC 3.1.1 Khái niệm chung 34

3.1.2 Bộ nhớ PLC: gồm 3 vùng chính 35

3.1.3 Vòng quét chương trình 36

3.2 Các khái niệm cơ bản về PLC S7-200: 37

3.3 Tổng quan về họ PLC S7-200 của hãng Siemens:

37 CHƯƠNG IV:Lưu Đồ Thuật Toán Và Chương Trình Điều Khiển Công Nghệ Trộn

Bê Tông Thương Phẩm 4.1.Các phương án chọn thiết bị PLC để điều khiển dây chuyền sản xuất 39

4.2.Lưu đồ thuật toán của trạm trộn bê tông 41

4.2.1Chương trình chính 41

4.2.2.Chương trình trộn:

4.2.3.Chương trình dừng hệ thống: 46

4.2.4 Chương trình xử lý sự cố: 46

4.3.Bảng tín hiệu Input và Output của trạm trộn 47

4.4.Chương trình điều khiển 49

4.5.Giao diện giám sát bằng Protool 59

Kết luận 60

Tài liệu tham khảo 61

CHƯƠNG I Giới Thiệu Tổng Quan Về Công Ty TNHH Xuân Long Và Công Nghệ Sản Xuất Bê Tông Thương Phẩm Trạm Trộn Ngõ 183 Hoàng Văn Thái

1.1 Giới Thiệu Tổng Quan Về Công Ty TNHH Xuân Long

1.1.1.Tổng quan về công ty TNHH Xuân Long

Công ty TNHH Xuân Long là đơn vị sản xuất gia công, lắp đặt xuất khập khẩucác thiết bị và thi công xây dựng phục vụ cho ngành công nghiệp như khai thác đá, khaithác khoáng sản, xây dựng và một số ngành công nghiệp khác Công ty được thành lậpnăm 2003, trong bẩy năm qua công ty không ngừng phát triển và mỏ rộng Hiện nay công

ty đã mở rộng và có nhiều uy tín trong các ngành nghề đang hoạt động Với cái nhìn chiếnlược của mình ban đại diện công ty TNHH Xuân Long đang từng bước gây và khẳng địnhthương hiệu, giữ vững niềm tin với khách hàng.Hiện nay do nền kinh tế thị trường thayđổi không ngừng, các doanh nghiệp gặp rất nhiều khó khăn Công ty TNHH Xuân Long

đã kịp thời nắm bắt và vượt qua khó khăn chung của nền kinh tế Công ty đã đầu tư và mởrộng hơn nữa nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường trong nước, không ngừng đổi mới sảnphẩm, chất lượng dịch vụ và nâng cao trình độ kỹ thuật cho công nhân viên trong công ty.Không chỉ có vậy ngay từ khi đi vào hoạt động, công ty luôn luôn tuân thu các nguyên tắcnhằm mang lại cho khách hàng sự thoải mái, tin tưởng nhất, vì thế công ty luôn có thươnghiệu trên thị trường Công ty TNHH Xuân Long có đội ngũ kỹ thuật được đào tạo chuyênsâu luôn luôn tận tâm và nhận thức rõ tầm quan trọng ‘‘khách hàng là sự sống còn củaCông ty’’ TNHH Xuân Long luôn khẳng định chất lượng, giá cả, chế độ ưu đãi và chế độbảo hàng tốt nhất để khách hàng yên tâm khi sử dụng Công ty có ba cơ sở đang hoạtđộng trong phạm vi Hà Nội, hiện nay công ty đang cố gắng làm tốt nhiệm vụ của mỗi cơ

sở để đàm bảo được chất lượng một cách có hiệu quả nhất đem lại cho đối tác Với sựkhông ngừng phát triển của công ty nên việc cải thiện các công nghệ để làm cho có hiệuquả cao nhất mà công ty có thể đem lại cho đối tác và bên cạnh đó cũng nângcao tầm hiểubiết của công nhân trong công ty để có thể hoàn thành được những mác bê tông có đượcchất lượng là việc rất cần thiết

1.1.2 Sơ đồ tổ chức công ty TNHH Xuân Long

1.1.3 Mô hình tổ chức của trạm trộn bê tông thương phẩm.

1.1.4 Năng lực thiết bị và

SV: Lưu Đưc Duy Lớp: LT_Tự Động Hóa k35

GIÁM ĐỐCPHÓ GIÁM ĐÔC

Cụm trạm trộn BTTP số 1( Khu đô thị Bắc QL32 – TT Trôi)

Phòng kinh doanh Phòng Kế hoạch Phòng quản lý

thiết bị cơ giới Phòng kế toán tổng hợp

TT TRÌNH ĐỘ CHUYÊN MÔN SỐ LƯỢNG

(NGƯỜI)

GHI CHÚ

3 Kỹ sư quản lý công nghiệp- ĐHBKHN 01

10 Nhân viên vận hành máy trộn 09

11 Nhân viên vân hành xe bơm bê tông 09

Bảng nguồn nhân lực của công ty TNHH Xuân Long

1.2.Công Nghệ Sản Xuất Bê Tông thương Phẩm Của Trạm Trộn Ngõ 183 Hoàng Văn Thái.

1.2.1 Giới thiệu chung

Bê tông là vật liệu đá nhân tạo, nhân tạo bằng cách đổ khuôn và làm rắn chắcmột khối hỗn hợp, hợp lý bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu(cát, sỏi, xi măng hay đádăm) và phụ gia Thành phần hỗn hợp bê tông phải đảm bảo sao cho sau một thời gian thìphải rắn chắc và đạt được những tính chất cho trước như là: cường độ, độ chống thấm … Hỗn hợp nguyên liệu mới được nhào trộn với nhau thì hình thành lên hỗn hợp bêtông hay còn gọi là bê tông tươi sau khi cứng rắn thi được gọi là bê tông Trong bê tông

cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực Hồ chất kết dính bao bọc xung quanh hạt cốtliệu, chúng là chất bôi trơn, đồng thời lấp đày khoảng trống và liên kết giữa các hạt cốtliệu Sau khi cứng rắn, hồ chất kết dính gắn kết các hạt cốt liệu thành một khối tương đốiđồng nhất và được gọi là bê tông.

Bê tông có những ưu điểm như: cường độ chịu lực cao, có thể chế tạo ra các loại

bê tông có cường độ, hình dáng và tính chất khác nhau Giá thành rẻ, khá bền vững và ổnđịnh đối với mưa nắng, nhiệt độ, độ ẩm

1.2.2 Các phương pháp trộn bê tông

Hiện nay trong điều kiện kinh tế, điều kiện sản xuất ở Việt Nam thì có rất nhiềuphương pháp trộn bê tông

- Với quy mô nhỏ có thể trộn bằng tay, trộn bằng máy trộn nhỏ có dung tíchthùng trộn nhỏ hơn hoặc bằng 1000 lít

- Với quy mô trung bình, trộn bê tông cho công trình nhà dân, các công trình nhỏkhác có thể dùng máy trộn di động với thùng trộn nhỏ hơn 4000 lít

- Với quy mô lớn, sử dụng cho việc xây dựng cầu, đường, các nhà cao ốc, nhàtrung cư thì phai dùng máy trộn bê tông Đây tất cả các quy trình cấp liệu, cân

đo đều sử dụng máy nên công suất rất lớn và tạo được nhiều loại mác bê tôngkhác nhau, chất lượng cao

1.2.2.1 Trộn bê tông bằng tay

Để được mác bê tông cao hay thấp đều do trực quan, kinh nghiệm của người côngnhân Người công nhân đong cát, đá, xi măng bằng xô, thùng rồi đổ vào một đống, sau đótrộn đều với nhau Khi hỗn hợp vật liệu tương đối đều người công nhân bắt đầu đổ nướcvào và bắt đầu trộn ướt Họ trộn cho đến khi đều hết các thành phần trong hỗn hợp mớimang đi đổ vào khuôn cốp pha

- Ưu điểm: Linh động thích hợp cho sản xuất nhỏ

- Nhược điểm:Bê tông không đều, công suất thấp, chi phí trộn cho một khối bê

về mác) người công nhân phải làm việc trực tiếp trong môi trường độc hại.

1.2.2.2 Trộn bê tông bằng máy trộn công suất nhỏ.

Với phương pháp này việc cần đo vật liệu vẫn dùng sức người Người công nhândùng xô, thùng, hộc đong vật liệu theo tỷ lệ rồi đổ vào thùng trộn Bên trong thùng trộn cóhàn các cánh trộn Khi thùng quay cánh trộn và vật liệu di chuyển theo Khi lên đến điểmcao nhất mà vật liệu có thể rơi được vật liệu bắt đầu rơi Khi rơi do cấu tạo của cánh trộnvật liệu sẽ rơi theo dòng đan chéo nhau, vật liệu được trộn đều Khi tương đối đều ngườicông nhân sẽ cấp nước vào thùng trộn bắt đầu trộn ướt cho đến khi bê tông thật đều.Muốn xả bê tông thì người công nhân điều khiển cho cửa thùng trộn quay ngược lại Cáccánh trộn sẽ kéo đầy bê tông ra ngoài

- Ưu điểm: Trộn bê tông nhanh hơn trộn bằng tay, chất lượng bê tông đều hơn,

cơ động, thích hợp cho những nơi có địa hình chật hẹp

- Nhược điểm: Chưa kiểm soát được mác bê tông, cần nhiều người phục vụ(đóngvật liệu), năng suất còn thấp, điều kiện làm việc của người công nhân còn độchại

1.2.2.3 Trộn bê tông bằng trạm cưỡng bức.

Phương pháp này cho ta bê tông rất đều, kiểm soát được mác bê tông và giá thànhtrộn bê tông trên một đơn vị thể tích là ít nhất

Cát, đá, sỏi, xi măng và nước cấp vào thùng trộn cưỡng bức đều dùng máy, việc cân đothì ding cân điện tử Khi trộn dùng phương pháp trộn cưỡng bức nghĩa là khi vật liệu đổvào thùng trộn, thùng trộn đứng im, cánh trộn quay cưỡng bức đảo đều vật liệu trongthùng trộn Khi trộn xong bê tông được đổ vào ôtô chuyên dụng trở đến công trường

- Ưu điểm: Ngoài những ưu điểm nêu trên, trộn bê tông bằng trạm trộn cho tanăng suất rất cao, cần ít người vận hành

- Nhược điểm: Chỉ thích hợp cho sản xuất lớn, cần nhiều diện tích mặt bằng, hệ

thống máy phức tạp, cần người kỹ sư có hiểu biết khi sửa chữa, vận hành hệthống

1.2.3 Tổng quan về trạm trộn bê tông tự động

1.2.3.1 Khái niệm và chức năng của trạm trộn bê tông.

Trạm trộn bê tông được chế tạo nhằm sản xuất ra bê tông với chất lượng tốt và đápứng nhanh nhu cầu về bê tông trong xây dựng Trạm trộn bê tông là hệ thống máy móc cómức độ tự động hoá cao thường được sử dụng phục vụ cho các công trình vừa và lớn haycho một khu vực có nhiều công trình đang xây dựng Trước đây khi khoa học kĩ thuậtchưa phát triển, máy móc còn nhiều lạc hậu thì việc có được một khối lượng bê tông lớn,chất lượng cao là điều rất khó khăn Chính vì vậy để thiết kế những dây chuyền bê tông tựđộng là điều cần thiết cho mỗi công trường cũng như ngành xây dựng trong nước

Vật liệu sau khi định lượng được đưa vào trộn đều Trong trường hợp kết hợp sảnxuất bê tông và vữa xây dựng trong một dây chuyền thì có thể giảm được 32% diện tíchmặt bằng, từ 30% - 50% công nhân, từ 8% - 19% vôn đầu tư thiết bị Một nhà máy bêtông và vữa liên hiệp có hiệu quả cao khi lượng bê tông và vữa cung cấp không quá300.000 m2/năm

1.2.3.2 Cấu tạo chung của trạm trộn.

Một trạm trộn gồm có 3 bộ phận chính: Bãi chứa cốt liệu, hệ thống máy trộn bê tông

và hệ thống cung cấp điện

1.2.3.2.1 Bãi chứa cốt liệu.

Bãi chứa cốt liệu là một khoảng đất trống dùng để chứa cốt liệu(cát, đá, xi măng) ởđây cát đá nhỏ được chất thành các đống riêng biết

Yêu cầu đối với bãi chứa cốt liệu phải rộng và thuận tiện cho việc chuyên chở cũngnhư lấy cốt liệu đưa lên máy trộn

1 2.3.2.2 Hệ thống máy trộn bê tông

Hệ thống máy trộn bê tông bao gồm hệ thống chứa liên kết với hệ thống định lượngdùng để xác định chính xác tỉ lệ các loại nguyên vật liệu cấu tạo nên bê tông Thùng skipdùng để đưa cốt liệu vào thùng trộn, máy bơm nước, máy bơm phụ gia, xi lô chứa ximăng, thùng trộn bê tông, hệ thống khí nén Ngoài ra giữa các bộ phận có các thiết bị vậnchuyển, phễu trung gian

a Cấu tạo chung của các máy trộn

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

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

xi măng, nước, cát và phụ gia

Việc định lượng vật liệu trước đây dùng cơ khí, hiện tại thường được thực hiện chủ yếutrên các cân băng tải hay các cân có bộ cảm biến trọng lượng Load Cell

 Hoạt động của máy nén khí

Máy nén khí dùng để cấp khí nén điều khiển các cửa đóng mở cân, cấp đá, cát, xi măng,nước, phụ gia và xả bê tông Máy nén khí dùng điện 3 pha tự động ổn định áp lực thôngqua rơ le, tự động ngắt, tự động bảo vệ

 Hoạt động của máy bơm nước

Máy bơm hoạt động ở chế độ tự động, được bơm lên bể chứa, hệ thống điều khiển là cảmbiến mức

Máy bơm là loại máy thuỷ lực dùng để hút và đẩy chất lỏng từ nơi này đến nơi khác.Chất lỏng dịch chuyển trong đường ống và thắng hiệu áp suất chất lỏng ở đầu đường ống

để thắng trở lực trên đường ống và thắng hiệu áp suất ở 2 đầu đường ống Năng lượngbơm cấp chất lỏng lấy từ động cơ điện hoặc từ các nguồn động lực khác

 Thùng skip

Thùng skip là thiết bị vận tải liên tục dùng để chuyên chở hàng dạng hạt, cục theo phươngmặt phẳng nghiêng Động cơ kéo thùng skip là loại động cơ không đồng bộ ba pha rotolồng sóc có đảo chiều

b Phân loại máy trộn

Căn cứ theo phương pháp trộn được chia thành 2 nhóm: Nhóm máy trộn tự do vànhóm máy trộn cưỡng bức

 Nhóm máy trộn tự do:

Các cánh trộn được gắn trực tiếp vào thùng trộn, khi thùng trộn quay các cánh trộn sẽquay tự theo và nâng một phần cốt nhiên liệu lên cao, sau đó để chúng rơi tự do xuốngphía dưới thùng và được trộn đều với nhau thành hỗn hợp bê tông Loại máy này có cấutạo đơn giản, tiêu hóa năng lượng ít nhưng thời gian trộn lâu và chất lượng hỗn hợp bêtông không tốt bằng nhóm máy trộn cưỡng bức

 Nhóm máy trộn cưỡng bức

Là loại máy có thùng trộn cố định còn trục trộn trên có gắn các cánh trộn, khi trụcquay các cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bê tông Loại máy này cho phép trộn nhanh hơn,chất lượng đồng đều và tốt hơn máy trộn tự do Nhược điểm của nó là kết cấu phức tậphơn, năng lượng điện tiêu hao lớn hơn Thường dùng các loại máy này để trộn hỗn hợp bêtông khô, mác cao hoặc các sản phẩm yêu cầu chất lượng cao

Theo cấu tạo thì trong các máy trộn cưỡng bức hiện nay đang sử dụng có hai loại : máytrộn trục đứng (còn gọi là máy trộn dạng Rôto) và máy trộn trục nằm ngang, đều là máytrộn có thùng trộn cố định

- Máy trộn trục đứng:

Đối với máy trộn trục đứng thì cánh trộn quay xung quanh các trục đứng hoặc mộttrục thẳng đứng đặt trong khoang trộn hình trụ tròn hoặc hình vằnh khăn Người ta gọi cácmáy trộn này theo hình dáng của thùng trộn là các máy trộn hình đĩa

- Máy trộn trục nằm ngang:

Là loại máy có cánh trộn chuyển động theo phương vuông góc với trục, với cùng một bánkính Vì vậy sự hình thành dòng hỗn hợp di chuyển theo phương thức trục trộn là do cáccánh trộn đặt nghiêng thực hiện(góc nghiêng của cánh đố với phương hứng kính thường

có giá trị 400 - 500)

Theo nguyên lý làm việc của máy trộn cưỡng bức thì có hai loại :Máy trộn cưỡng bức làm việc liên tục và máy trộn làm việc theo chu kỳ

 Máy trộn cưỡng bức làm việc liên tục :

Quá trình nạp và xả bê tông diễn ra đồng thời, loại máy này vật liệu vào liên tục docác cánh trộn có hướng thích hợp nên vừa trộn vừa chuyển dịch về phía xả, được dùng đểsản xuất bê tông và vữa xây dựng có năng suất trộn từ 5 m3/h - 60 m3/h Thường các loạimáy này được tổ hợp trong các trạm trộn vì ở đó yêu cầu lượng bê tông và vữa lớn, sốmác hạn chế

 Máy trộn cưỡng bức làm việc theo chu kỳ: Quá trình làm việc của máy diễn ratheo trình tự : Nạp nguyên liệu, trộn rồi xả bê tông Loại này dùng để sản xuất bêtông theo thời gian trộn nhanh, chất lượng cao Thời gian hoàn thành một mẻ trộnkhông quá 90s Các máy này có dung tích nạp liệu từ 250 lít – 600 lít, thích hợpcho các trạm trộn riêng lẻ, phục vụ nhiều loại công trình khác nhau

Trong thực tế khi nhu cầu trộn bê tông lớn hơn 900m3 – 1500m3/tháng thì phải thànhlập trạm trộn bê tông trong nhà máy hay phân xưởng

Căn cứ vào phương pháp đổ bê tông xi măng ra khỏi thùng thì có 3 loại:

- Loại đổ bê tông bằng cách lật nghiêng thùng

- Loại đổ bê tông qua đáy thùng (chỉ có ở loại máy trộn cưỡng bức)

- Loại đổ bê tông bằng cách thùng quay ngược lại

1.2.3.3 Phân loại trạm trộn:

Dựa theo năng suất của trạm người ta có thể phân loại các trạm thành 3 loại trạmnhư sau:

- Trạm bê tông năng suất nhỏ (10 – 30) m3/h

- Trạm trộn bê tông năng suất trung bình (30 – 60) m3/h

- Nhà máy sản xuất bê tông năng suất lớn (60 - 120) m3/h

Có hai dạng trạm trộn :

1.2.3.3.1 Trạm cố định :

Trạm phục vụ cho công tác xây dựng một vùng lãnh thổ đồng thời cung cấp bêtông phục vụ trong phạm vi bán kính làm việc hiệu quả Thiết bị của trạm được bố trí theodạng tháp, một công đoạn có ý nghĩa là vật liệu được đưa cao lên một lần, thao tác côngnghệ được tiến hành Thường vật liệu được đưa lên cao khoảng (18 - 20) m so với mặtđất, được chứa trong các phễu, xi măng được chứa trong xi lô

Trong quá trình dịch chuyển xuống chúng được đi qua cân định lượng sau đó đưavào máy trộn Điểm cuối cùng của cửa xả bê tông phải cao hơn miệng cửa nhận bê tông.Trong dây chuyền có thể lắp bất cứ loại máy trộn bê tông nào chỉ cần đảm bảo mối tươngquan về năng suất với các thiết bị khác Để phục vụ cho công tác bê tông yêu cầu khốilượng lớn, tập trung, đường xá vận chuyển thuận lợi, cự ly vận chuyển dưới 30 km thì sựdụng trạm này là kinh tế nhất

Trong trường hợp vừa có các công trình tập trung yêu cầu khối lượng lớn, vừa cóđiểm xây dựng phân tán đặc trưng cho các khu độ thị ở Việt Nam thì cần sử dụng sơ đồhỗn hợp, vừa cấp hỗn hợp khô cho các công trình nhỏ, phân tán, đường xá lưu thông kém.Nếu cung cấp hỗn hợp khô thì việc trộn sẽ được tiến hành trên đường vận chuyển hay tạinơi đổ bê tông

1.2.3.3.2 Trạm tháo lắp di chuyển được:

Trạm này phục vụ rất thuận lợi những nơi có diện tích thi công rộng lớn, các côngtrình lớn và thi công trong một thời gian dài Thiết bị công nghệ của trạm thường được bốtrí dạng hai hay nhiều công đoạn, nghĩa là vật liệu được đưa lên cao nhờ các thiết bị ítnhất 2 lần Thường trong giai đoạn này thì phần định lượng và phần trộn là riêng nhau,

mà được nối với nhau bằng thiết bị vận chuyển (gầu vận chuyển, băng tải xe, xe vậnchuyển)

Vật liệu được đưa lên cao lần đầu nhờ máy xúc, gầu xúc, băng chuyền ….vào cácphễu riêng biệt sau đó là quá trình định lượng Tiếp theo vật được đưa lên cao lần nữa đểcho vào máy trộn Cũng như dạng trên, trong dây chuyền có thể lắp bất cứ loại máy trộnnào miễn là đảm bảo mối tương quan về năng suất và chế độ làm việc của các thiết bịkhác Cửa xả phải cao hơn cửa nhận bê tông của thiết bị vận chuyển (nếu tháp cao hơn thìphải đưa lên cao một lần nữa)

1.2.4.Hình ảnh và thông số của trạm trộn bê tông công ty TNHH Xuân Long

1.2.4.1 Sơ đồ mô hình trạm trộn bê tông

Hình1.1.Mô hình trạm trộn bê tông

1.2.4.2 Sơ đồ công nghệ của trạm trộn bê tông

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ của trạm bê tông

Từ các nguyên vật liệu xây dựng để sản xuất ra sản phẩm cuối cùng là bê tông tacần thực hiện các công việc như sau:

Nạp liệu, trộn bê tông, lưu số

Cốt liệu được để riêng biệt ở kho bãi chứa cốt liệu Cốt liệu được máy xúc đưa lênđầy các thùng phễu riêng rẽ, xi măng được đưa lên xi lô chứa xi măng trên cao Nướcđược bơm lên đầy các thùng chứa để chờ cân định lượng.

Động cơ trộn bê tông chạy ở chế độ không tải với điều kiện cân bằng thì hệ thốngthực hiện quá trình cân cốt liệu, nước và phụ gia, ở đây thực hiện phương pháp cân riênglẻ

Quá trình cân cốt liệu được thực hiện theo phương pháp cân riêng biệt

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 bằng vít tải, khi khối lượng xi măng bằng khối lượng đặtthì dừng động cơ vít tải Nước và phụ gia được bơm lên đưa vào thùng chứa và được cânbằng cảm biến mức

Khi điều kiện thùng trộn rỗng, cửa xả thùng trộn đóng, thì cốt liệu và xi măngđược đổ vào thùng trộn bê tông và bắt đầu quá trình trộn khô Sau một thời gian trộn khô100s thì nước và phụ gia được đổ vào thùng trộn và bắt đầu quá trình trộn ướt trong thờigian là 60s Khi hết thời gian trên thì động cơ trộn dừng, đồng thời cửa xả bê tông cũngđược mở ra, bê tông được xả vào xe chuyên dụng Sau thời gian xả khoảng 10s thì cửa xả

bê tông được đóng lại Như vậy là kết thúc một mẻ trộn

Để chuẩn bị cho mẻ trộn tiếp theo thì trong quá trình trộn bê tông và sau khi xảnguyên liệu: cát, đá, nước, xi măng và phụ gia tiếp tục được vận chuyển lên thùng cânnghĩa là:

Khi mẻ trộn chưa bằng số mẻ đặt thì sau khi xả cốt liệu và xi măng xong thì sẽ tiếptục quay lại cân cốt nguyên liệu và xi măng Khi xả nước và phụ gia xong thì cũng tựđộng quay lại thực hiện cân nước và phụ gia Khi cân đủ thì dừng lại chờ mẻ tiếp theo

Khi số mẻ trộn bằng với số mẻ đặt thì dừng hết quá trình lại

Ta có thể chia một chu kỳ làm việc của máy thành các giai đoạn sau:

- Giai đoạn cấp liệu

- Giai đoạn trộn

Cả hai giai đoạn nay cùng tiến hành song song trong cùng một khoảng thời gian

1.2.4.3 Các phương pháp điều khiển

1.2.4.3.1 Chế độ điều khiển tự động.

Ở chế độ điều khiển tự động người vận hành chỉ cần nhấn nút Start trên bàn điều

khiển Động cơ trộn bê tông cho chạy ở chế độ không tải Máy sẽ tự động cân đo các khối

lượng nguyên vật liệu, ở đây thực hiện phương pháp cân riêng lẻ

Mở van xả cát, cát được xả xuống thùng cân Khi cân xong thì van xả thùng câncát mở ra lúc nay thùng skip ở vị trí van xả, cát được vận chuyển lên thùng trộn.Trongquá trình thùng skip đi lên đổ tải thì đá 1 được cân chờ thùng skip quay trở về Trongkhoảng thời gian 30s thùng skip quay trở về ,van xả thùng cân đá 1 mở ra đổ vào thùngskip Đá 1 được vận chuyển lên thùng trộn.Quá trình cân đá 2 được thực hiên tương tựnhư quá trình cân đá 1

Trong quá trình cân cốt liệu đồng thời cân luôn xi măng, nước và phụ gia Xi măng từ xi lôchứa đưa vào thùng cân nhờ vít tải, khi khối lượng xi măng bằng khối lượng đặt thì dừngđộng cơ vít tải Nước, phụ gia được bơm lên đưa vào thùng cân cho đến khi bằng khốilượng 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 măngđược đưa đổ vào thùng trộn bê tông bắt đầu quá trình trộn khô Sau thời gian trộn khô là100s thì xả nước và phụ gia vào trộn, bắt đầu thời gian trộn ướt là 60s (Thời gian trộn một

mẻ khoảng 160s) thì cửa xả thùng trộn mở ra, bê tông được xả vào xe chuyên dụng Sauthời 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 xảnguyên liệu: cát, đá1, đá2, nước, xi măng và phụ gia tiếp tục được vận chuyển lên thùngcân nghĩa là:Khi số mẻ trộn chưa bằng số mẻ đặt thì sau khi xả cốt liệu và xi măng xong sẽtiếp tục quay lại thực hiện cân cốt liệu và xi măng Khi xả nước và phụ gia xong cũng tựđộng 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.

1.2.4.3.2 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 hìnhphần mềm.Nhấn nút chạy động cơ trộn.Đưa tay gạt sang chế độ hoạt động bằng tay(MAN), gạt chuyển mạch đóng mở cửa xả sang vị trí “STOP”, khi cần điểu khiển, gạtchuyển mạch sang vị trí đóng hoặc mở cửa xả để đóng, mở cửa xả.Nhấn nút cấp cát, đồngthời cấp luôn xi măng, nước, phụ gia Người vận hành theo dõi số cân hiển thị trên máytính, khi đủ nhấn vào một lần nữa các nút để dừng quá trình cấp Trong quá trình cấp cốtliệu riêng đá thì cấp xong đá1 mới được cấp đá2 Khi cốt liệu đã được cấp đủ đưa chúngvào thùng trộn Lúc này nhấn nút xả cốt liệu đồng thời nhấn nút xả xi măng Do động cơtrộn luôn chạy trong quá trình hoạt động nên sau khi xả xong cốt liệu, xi măng coi nhưmáy 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 bêtông

1.2.4.4.Sơ đồ cung cấp điện của trạm trộn

Hình 1.5: Sơ đồ mạch lực cho động cơ vít tải xi măng, động cơ trộn,

Hình1.6: Sơ đồ mạch lực cho động cơ bơm nước, khí nén và phụ gia

Nguyên lý mạch điều khiển động cơ đấu sao - tam giác đối với động cơ trộn, động cơ víttải xi măng và động cơ kéo thùng skip nuw sau :

Ở chế độ điều khiển tự động hoặc điều khiển bằng tay, muốn động cơ trộn khởiđộng sao – tam giác ta phải cấp điện cho công tắc tơ K1.Khi công tắc tơ K1 có điện, cáctiếp điểm K1 đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K2.Khi công tắc tơ K2 có điện, các tiếpđiểm K2 đóng lại cấp điện cho rơ le thời gian 1Rth đồng thời cuộn dây stato của động cơ

được đấu sao (động cơ khởi động Y).Sau khoảng thời gian khởi động sao đặt trước, các

tiếp điểm thường đóng mở chậm mở ra, ngắt công tắc tơ K2 ra khỏi nguồn điện đồng thờitiếp điểm thường mở đóng chậm đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K1, cuộn dây stato củađộng cơ đấu Động cơ làm việc đấu

Hình 1.7.Mạch điều khiển đổi nối sao / tam giác

Nguyên lý đảo chiều của động cơ kéo thùng skip :

Hình 1.8 Mạch đảo chiều động cơ kéo thùng skip

1.2.4.5.Sơ đồ mạch điều khiển van khí nén

Hình1.9 Sơ đồ mạch điều khiển van khí nén

Hình 1.10.Sơ đồ mạch điều khiển các van xả của các xilo chứa đá 1 ,2 , cát

Auto-man auto 24vdc

R1

Auto-man auto

R2

Auto-man auto

R3

M4 R4

Auto-man auto 24vdc

R4

Auto-man auto

R5

Van xả xilo chứa xi măng Van xả thùng cân cát

Auto-man auto

R5

PLC

Auto-man auto

R5 PLC

R6

Auto-man auto

R7

Van xả thùng cân nước Van xả bê tông

Auto-man auto

R6 PLC

CHƯƠNG II Giới Thiệu Về Các Thiết Bị Và Cảm Biến Dùng Trong Công Nghệ Sản Xuất Bê

Tông Thương Phẩm 2.1 Các thiết trong hệ thống máy trộn bê tông.

2.1.1 Các động cơ chính

STT TÊN THIẾT

BỊ THÔNG SỐ KỸ THUẬT

NHÀ SẢN XUẤT

S.L (cái)

01 Động cơ trộn

Model : 3Pn250m4

Công suất :50KWTốc độ động cơ : 2930 v/phútĐiện áp : 380/660V

Hiệu suất :89

Hệ số công suất:89%

Tỷ số mômen cực đại :3,0

Tỷ số mômen khởi động:2,6Cấp cách điện: F

Hiệu suất :89

Hệ số công suất:93%

Tỷ số mômen cực đại :2,2

Tỷ số mômen khởi động:1,4Cấp cách điện: F

tải xi măng

Công suất :11KWTốc độ động cơ : 2940 v/phútĐiện áp : 220/380V

Hiệu suất :89

Hệ số công suất:94%

Tỷ số mômen cực đại :3,0

Tỷ số mômen khởi động:2,6Cấp cách điện: F

04 Động cơ bơm

nước

Model : 4K80A2

Công suất :1,5KWTốc độ động cơ : 2850 v/phútĐiện áp : 220/380V

Hiệu suất :81

Hệ số công suất:86%

Tỷ số mômen cực đại :2,2

Tỷ số mômen khởi động:2,0Cấp cách điện: F

Hiệu suất :77

Hệ số công suất:87%

Tỷ số mômen cực đại :2,2

Tỷ số mômen khởi động:2,0Cấp cách điện: F

nén khí

Công suất :3KWTốc độ động cơ : 2940 v/phútĐiện áp : 220/380V

Hiệu suất :80

Hệ số công suất:89%

Tỷ số mômen cực đại :2,2

Tỷ số mômen khởi động:1,4Cấp cách điện: F

2.2 Các phần tử đóng cắt, bảo vệ, đo lường liên động.

2.2.1 Thiết bị bảo vệ

a.Rơle nhiệt

Dùng để bảo vệ các thiết bị điện khỏi bị quá tải.Rơ le nhiệt có dòng điện làm việctới vài trăm Ampe, ở lưới điện một chiều 440V và xoay chiều tới 500V, tần số50Hz.Trong thực tế sử dụng, dòng điện định mức của rơle nhiệt thường được chọn bằngdòng điện định mức của động cơ điện cần được bảo vệ quá tải, sau đó chỉnh giá trị củadòng điện tác động là:Itđ= (1,2 đến 1,3)Iđm

Dùng để đóng- cắt mạch ở lưới điện hạ áp Nút ấn thường được dùng để điều khiểncác rơ le, công tắc tơ, chuyển đổi mạch tín hiệu, bảo vệ Sử dụng phổ biến nhất là dùngnút ấn trong mạch điều khiển động cơ để mở máy, dừng và đảo chiều quay.

Nút ấn cũng có kiểu hở và kiểu được bảo vệ kín để chống bụi, nước, chống nổ và

có loại có cả đèn báo để trạng thái của nút ấn

c.Aptomat (máy ngắt tự động):

Là khí cụ điện đóng mạch bằng tay và cắt mạch tự động khi có sự cố như: quá tải,ngắn mạch, sụt áp.Kết cấu các aptomat rất đa dạng và được chia theo chức năng bảo vệ:aptomat dòng điện cực đại, aptomat dòng điện cực tiểu, aptomat điện áp thấp.Aptomatdòng điện cực đại được dùng để bảo vệ mạch điện khi quá tải và ngắn mạch.Aptomat điện

áp thấp dùng để bảo vệ mạch điện khi điện áp tụt thấp không đủ điều kiện làm việc hoặckhi mất điện áp.Các aptomat có thể kết hợp nhiều nguyên lý làm việc thành các aptomatvạn năng: vừa bảo vệ quá dòng hay ngắn mạch, vừa bảo vệ điện áp thấp, vừa bảo vệ quátải

d.Các rơle:

Rơle là loại khí cụ điện tự động dùng để đóng- cắt mạch điện điều khiển hoặc mạchbảo vệ để liên kết giữa các khối điều khiển khác nhau, thực hiện các thao tác logic theomột quá trình công nghệ.

- Rơle điện từ :

Là loại rơle đơn giản nhất và dùng rộng rãi nhất, làm việc dựa trên nguyên lý điện từ

và về kết cấu nó tương tự như công tắc tơ nhưng chiều đóng- cắt mach điện điệu khiển,không trực tiếp dùng trong mạch lực

- Rơ le trung gian :

Khuyếch đại các tín hiệu điều khiển, nó nằm ở vị trí giữa hai rơle khác nhau Số lượngtiếp điểm (tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở, tiếp điểm chuyển đổi có cựcđộng chung) của rơle trung gian thường nhiều hơn các loại rơle khác

Rơle thời gian: Rơle điện áp:

2.2.3 Thiết bị đo lường:Trong quá trình vận hành đóng cắt cần đo đạc ghi chép và đánh

giá nhiều đại lượng như dòng điện, điện áp, công suất

Để làm được việc này hệ thống sơ cấp phải có các máy biến dòng, máy biến điện

áp chúng có thể đặt trên thanh góp hoặc các nhánh, tủ điều khiển hoặc bàn điều khiển

Việc lắp các thiết bị đo lường này nhằm mục đích người vận hành có thể quan sátđược các hiển thị trên tủ điều khiển tại buồng điều khiển tại chỗ hoặc trung tâm điềukhiển, trên các đồng hồ đo như: Đồng hồ đo dòng (Ampemet), đồng hồ đo áp(Volmet) để tránh các sự cố xảy ra như hiện tượng quá dòng, quá áp và hạn chế mức tối

đa do sự cố gây ra

Trong khi trộn, người vận hành có thể huỷ bỏ mẻ trộn Sau khi huỷ bỏ, mẻ đangtrộn hiện tại sẽ không được lưu vào cơ sở dữ liệu Các tỷ lệ đặt và trạng thái của bộ điềukhiển sẽ được xoá

2.3 Các cảm biến sử dụng trong hệ thống.

2.3.1 Cảm biến trọng lượng

Nhiệt độ tác động đến tín hiệu ra %R.O/°C ± 0.002

Nhiệt độ tác động làm thay đổi điểm %R.O/°C ± 0.002

2.3.2 Cảm biến mức,áp suất

Cảm biến E8AA-M10 0-1000 2M (Ngõ ra tuyến tính 4 ~ 20 mA)

2.3.3 Cảm biến vị trí