ỨNG DỤNG PLC S7300 ĐỂ TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG TÔI BI ĐẠN NGHIỀN

2.2) Hệ thống Tôi Bi đạn nghiền của công ty 2.2.1) Yêu cầu kỹ thuật: Nhiệt luyện đạt độ cứng 58 đến 62 (HRS). Tổ chức tế vi là các bít nhỏ mịn phân tán đều trên mactensit. Bi không bị nứt, không bị quá nhiệt. 2.2.2Công nghệ lò Tôi bi: 2.2.2.1 Sơ đồ công nghệ lò Tôi bi: Giải thích sơ đồ công nghệ lò Tôi bi: Đầu tiên, đưa khay bi không tới vị trí nhận bi. Sau đó, van thùng chứa bi tự động mở đổ bi xuống khay bi. Khi lượng bi đã đủ khối lượng(bi Ф = 40 đến 80 mm chất 420 Kgkhay), cảm biến cân phát tín hiệu về bộ điều khiển. Bộ điều khiển tác động vào cửa trước và cửa sau mở lên. Kết thúc hành trình của hai cửa, xy lanh 1 tiến hành đẩy khay bi vào lò nhiệt. Sau đó xy lanh rút về trạng thái ban đâù và hai cửa đóng lại. Gàu nhận khay bi ở cuối lò nhiệt nhận bi và đổ bi xuống hầm dầu làm mát. Sau đó sàng bắt đầu lắc đảo cho bi đều. Khi đã đạt tới thời gian quy định, sàng nâng bi lên và đổ bi vào khay chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo. Sau đó sàng quay về vị trí ban đầu và quy trình lại được lặp lại. 2.2.2.2 Đánh giá hệ thống tự động trong quá trình Tôi bi của công ty: Hệ thống tự động trông quá trình Tôi bi của công ty được tự động 60% trong toàn bộ quá trình vận hành hệ thống như tự động đẩy khay bi ra vào, các cửa buồng lò tự động đóng mở, gàu đổ bi tự động đổ bi và sàng lắc tự động đảo bi. Giai đoạn nhận bi thô của các khay đang làm thủ công bởi công nhân khiến tốn kém về mặt nhân lực và tiền bạc.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

KHOA CƠ ĐIỆN

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XÍ NGHIỆP MỎ VÀ DẦU KHÍ -***** -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài :

ỨNG DỤNG PLC S7-300 ĐỂ TỰ ĐỘNG HÓA

HỆ THỐNG TÔI BI ĐẠN NGHIỀN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH HUỲNH VĂN PHƯƠNG

Hà Nội 06/2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

KHOA CƠ ĐIỆN

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XÍ NGHIỆP MỎ VÀ DẦU KHÍ -***** -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Sinh viên thực hiện : HUỲNH VĂN PHƯƠNG Ngày sinh : 25/03/1993

Mã số sinh viên : 1221011056 Khóa : 57 Hệ đào tạo : Chính quyChuyên ngành : Tự Động Hóa

LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại hiện nay, song song với việc phát triển xã hội, quá trình công nghiệp

hóa – hiện đại hóa cũng phát triển mạnh mẽ và không ngừng đòi hỏi mức độ tự động hóa ngày càng cao

Với sự phát triển của khoa học kỹ như vậy thì việc ứng dụng thiết bị logic khả trình PLC để tự động hóa quá trình sản xuất , nhằm mục tiêu tăng năng suất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm là một vấn đề rất cần thiết

Đồ án với đề tài : “ Ứng Dụng PLC S7-300 Tự Động Hóa Hệ Thống Tôi Bi Đạn Nghiền” – Tại Nhà Máy Nhiệt Luyện – Công Ty Cổ Phần Cơ Khí Đông Anh LiCoGi nhằm mục đích hiểu biết ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong sản xuất Đối tượng được đề cập đến là “ Hệ thống Điều khiển thủy lực trong quá trình Tôi bi ” và “ Hệ thống tự động ổn định nhiệt độ trong các lò nhiệt ”

Trong quá trình tiến hành làm đồ án, mặc dù được sự chỉ dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn PGS.TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH và bản thân cũng đã tham khảo thêm nhiều tài liệu và tỉm hiểu thực tế ở công ty nhưng do thời gian và năng lực còn hạn chế nên

đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và nhận xét đánh giá của các Thầy Cô để em có thể hoàn thiện được đồ án tốt hơn cũng như cho em có thêm kiến thức để làm hành trang cho tương lai sau này.Qua đây, Em xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy Cô trong trường Đại Học Mỏ Địa Chất, Thầy Cô khoa Cơ Điện và đặc biệt là Thầy Cô trong bộ môn Tự Động Hóa

đã tạo mọi điều kiện để cho em được học tập , được tiếp thu những kiến thức chuyên môn cũng như là kiến thức trong đời sống

Và một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của giáoviên hướng dẫn PGS.TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH đã giúp đỡ em rất nhiều để em có thể hoàn thành đồ án

Cuối cùng, em xin kính chúc tất cả quý Thầy Cô hạnh phúc trong cuộc sống, luôn dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp trồng người

Em xin chân thành cảm ơn !

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ KHÍ ĐÔNG ANH 1.1) Giới thiệu chung về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh.

1.1.1) Thông tin về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh.

Công ty Cổ Phần Cơ Khí ĐÔNG ANH

 Tên tiếng Việt : CTTNHH NHÀ NƯỚC MỘT THÀNH VIÊN CƠ KHÍĐÔNG ANH

 Tên công ty : CTTNHH NHÀ NƯỚC MỘT THÀNH VIÊN CƠ KHÍ ĐÔNGANH

 Tên giao dịch : DONG ANH MECHANICAL COMPNY

 Tên viết tắt : DAMCO CO.,LTD

 Địa chỉ trụ sở chính : Thị trấn Đông Anh, huyện Đông Anh, thành phố HàNội

 Tên giám đốc : Lại Văn Đàm

 Tên chủ sở hữu : TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG VÀ PHÁT TRIỂN HẠTẦNG

 Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số : 0106000699, cấp ngày02/10/1996, do sở kế hoạch đầu tư Hà Nội

 Địa chỉ trụ sở chính : đường Nguyễn Trãi, phường Thanh Xuân Nam, quậnThanh Xuân, Hà Nội

 logo:



1.1.2) Quá trình hình thành và phát triển của công ty.

Công ty Cơ khí Đông Anh (CKĐA) – một doanh nghiệp Nhà nước thuộc TổngCông ty Xây dựng và phát triển hạ tầng – Bộ Xây dựng Ngày 26 tháng 6 năm 1963,theo quyết định số 955/BKT của Bộ Kiến trúc, nhà máy cơ khí Kiến trúc Đông Anhđược thành lập trên cơ sở thống nhất xưởng sửa chữa Công ty thi công cơ giới, bán cơgiới và tổ chức sản xuất một số phụ tùng thay thế để phục vụ cho việc sửa chữa

Năm 1978, Nhà máy cơ khí Kiến trúc Đông Anh được đổi tên thành Nhà máy cơkhí Xây dựng Đông Anh

Ngày 05 tháng 12 năm 1989, theo quyết định số 1010/BXD – TCLĐ của Bộ Xâydựng, Nhà máy cơ khí Xây dựng Đông Anh được đổi tên thành nhà máy cơ khí và đại

tu ô tô máy kéo Đông Anh thuộc liên hiệp các xí nghiệp thi công cơ giới, Bộ Xâydựng

Ngày 20 tháng 01 năm 1995 theo quyết định số 998/BXD-TCLĐ của Bộ Xây dựng,nhà máy cơ khí và đại tu ô tô máy kéo được đổi tên thành Công ty Cơ khí Đông Anh.Tháng 8 năm 2004 Công ty thành lập ra Nhà máy nhôm Đông Anh, và đi vào hoạtđộng từ tháng 4 năm 2005, nhằm cung cấp nhiều chủng loại, vật liệu nhôm định hìnhcho xây dựng

- Phân xưởng Nhiệt luyện.

- Phân xưởng Nhôm

1.1.4 Sơ đồ cơ cấu tổ chức:

1.2) Sản phẩm của công ty:

1.2.1) Nhóm sản phẩm hợp kim đúc (từ 1989):

Sản phẩm xuất khẩu chính là bi nghiền, phụ tùng máy nghiền bi, máy nghiền đứng,

lò nung trong các nhà máy xi măng; thân valve cho công nghiệp dầu khí; phụ tùng củamáy xây dựng

Thị trường xuất khẩu chính là Hàn Quốc; Nhật Bản; Mỹ; Canada; Italy; Anh Quốc;TháiLan, UAE, Úc

1.2.2) Nhóm sản phẩm Giàn không gian và Kết cấu thép (từ 2001):

Giàn không gian Kết cấu thép

Phục vụ cho việc xây dựng các các công trình công cộng và nhà công nghiệp đòihỏi khẩu độ lớn, không gian sử dụng thoáng, không vướng cột như các khu liên hợpthể thao, sân vận động, chợ, siêu thị, nhà máy

Công ty hiện là doanh nghiệp duy nhất của Việt Nam đã đầu tư thiết bị đồng bộ,hiện đại của CHLB Ðức để sản xuất, chế tạo 100% các chi tiết của giàn không giantại Việt Nam theo tiêu chuẩn Châu Âu

Công ty hiện chiếm khoảng 90% tổng thị phần trong nước và bước đầu khẳng địnhthương hiệu tại thị trường quốc tế Năm 2010, CKDA đã xuất khẩu những đơn hanggiàn không gian đầu tiên sang thị trường UAE và Namibia và đang trong quá trìnhthương thảo 1 số dự án khác tại thị trường Trung đông và Châu Phi

1.2.3) Nhóm sản phẩm nhôm hợp kim định hình (từ 2005)

Cửa sổ Cửa lùa

Được sử dụng trong kiến trúc cho các toà nhà cao tầng hay hộ gia đình, làm đồ nộithất và phụ tùng, phụ kiện của các ngành công nghiệp đóng tàu, sản xuất ôtô và cácngành công nghiệp khác Sản phẩm này được chế tạo bằng dây chuyền công nghệ ,thiết bị hiện đại như dây chuyền thiết bị đùn ép của UBE Nhật bản - hãng sản xuấtmáy ép hàng đầu thế giới và hệ thống dây chuyền anốt hoá, phủ bóng E.D, sơn tĩnhđiện, phủ film của Italia Sản phẩm có chất lượng cao và đạt tiêu chuẩn Châu Âu.

Công ty cơ khí Đông Anh với hơn 40 năm xây dựng và phát triển đã có bề dày

kinh nghiệm thực tế,sự hiểu biết và khã năng tích lũy được đang là một công ty được tín nhiệm trên thị trường.Sản phẩm truyền thống của công ty như bi đạn,giàn không gian,nhôm,…chiếm 90% thị trường trong nước

Hơn nữa công ty cơ khí Đông Anh trực thuộc tổng công ty xây dựng và phát triển

hạ tầng LICOGI, là một tổng công ty có uy tín nên được các chủ đầu tư trong nước và ngoài nước tin tưởng Mặt khác,công ty cơ khí Đông Anh so với các công ty thành viên khác trong Tổng công ty là một công ty phát triển mạnh và tranh thủ được sự giúp

đỡ và quan tâm nhiều hơn của Tổng công ty và các ban ngành liên quan

Ngoài ra công ty cơ khí Đông Anh có được ban giám đốc có năng lực, trình độ, năng động và sang tạo Đặc biệt giám đốc công ty Lại Văn Đàm được vinh dự nhận danh hiệu là “Doanh nhân Việt Nam” Công ty được nhận danh hiệu đợn vị anh hung trong thời kì đổi mới.

Đội ngũ cán bộ nhân viên được đào tạo bài bản, có kinh ngiệm và tay nghề cao, rất nhiệt tình tham gia vào các hoạt động sản xuất của công ty

Công ty cơ khí Đông Anh có vốn khá ổn định, được sự hỗ trợ của tổng công ty LICOGI nên khả năng huy động vốn khi sản xuất kinh doanh khá ổn định, công ty cònnhận được sự hỗ trợ của các Ngân hàng thương mại và các tổ chức tín dụng khác ( Quỹ HTPT ) với các chế độ cho vay ưu đãi nên công ty đã đầu tư dàn máy móc trang thiết bị hiện đại phục vụ cho sản xuất làm tăng năng suất lao động giảm tiêu hoa vật tư, giảm chi phí khấu hao

1.3.2) Khó khăn :

Thực hiện nhiệm vụ kế hoạch sản xuất kinh doanh,công ty cơ khí Đông Anh vừa

phải duy trì nhịp độ tăng trưởng của việc sản xuất kinh doanh những mặt hang truyền thống vừa phải nhanh chóng để những sản phẩm nhôm hợp kim định hình chất lượng cao của công ty có một chỗ đứng trên thị trường, có uy tín với người tiêu dùng Để đạt được những mục tiêu trên lãnh đạo công ty đã đề ra những kế hoạch, định hướng cụ thể và phát huy triệt để nội lực sẵn có trong công ty nhằm vượt qua những khó khăn của nền kinh tế nói chung và ngành cơ khí,xây dựng nói riêng

Thị trường trong nước và ngoài nước có nhiều biến động, đồng tiền sử dụng trong kinh doanh tiền tệ trở nên khan hiếm, cung nhỏ hơn cầu làm cho việc vay vốn tín dụngtrong nước gặp nhiều khó khăn Lãi xuất tiền vay tín dụng tăng, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh doanh của doanh nghiệp Giá vật tư trong nước như billet,xăng,dầu,… tăng gây ảnh hưởng tới giá đầu vào của sản phẩm đồng thời làm cho sản phẩm bị chững lại.Ngoài ra nhôm là một sản phẩm mới khả năng bán và thu hồi lại chưa cao trong khichi phí đầu tư cho sản xuất lại lớn đã làm cho tổng chi phí tăng lên

Mặt khác thị trường cạnh tranh ngày càng khốc liệt, các công ty cơ khí đã và đang hình thành là đối thủ của công ty cơ khí Đông Anh Đó cũng vừa là khó khăn vừa là động lực cho sự phát triển của công ty.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT BI ĐẠN NGHIỀN 2.1) Khái quát chung về hệ thống sản xuất bi nghiền

Bi nghiền xi măng được sản xuất thông qua hai quy trình:

- Quy trình Đúc ra các viên bi thô

- Quy trình Nhiệt luyện để tạo độ cứng chuẩn cho viên bi

+ Quy trình TôI bi: Sau khi có sản phẩm bi thô, bi được đưa vào bốn buồng nhiệt

để tiến hành quá trình tôi bi thông qua một dây chuyền tự động , sau đó được làm mát bằng dầu

+ Quy trình Ram bi: Sau khi được làm mát, bi được vận chuyển qua lò Ram gồm hai buồng nhiệt, sau khi được làm mát, bi được đưa đi kiểm tra chất lượng và đóng gói

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất bi nghiền

Giải thích sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất bi nghiền:

- Cát tươi, đất sét, bột than sẽ được sẽ được xả lần lượt qua van của từng thùng tới

cân định lượng Đầu tiên lượng cát đã được cân xong sẽ được chuyển tới thùng chứa hỗn hộp (cát +đất sét+bột than) và sau đó đóng van lại, rồi tiếp đó van xả đất sét sẻ mở

và cũng được cân xong rồi đưa tới thùng chứa hỗn hợp (cát +đất sét + bột than )

Tương tự quy trình cân bột than cũng giống như cân cát và đất sét Sau khi lượng cát, đất sét và bột than đã được cân đủ theo tỉ lệ đã đặt trước thì ở thùng chữa hỗn hợp sẽ được xả van đưa tới máy trộn Lúc này hỗn hợp này sẽ được trộn đều với nước theo tỉ

lệ và thời gian đặt trước Sau khi nguyên liệu đã được trộn đều sẽ được đưa tới thùng đựng nguyên liệu Thùng đựng nguyên liệu đưa nguyên liệu tới máy làm khuôn thông qua một van xả khác Van xả này sẽ được đóng mở phù hợp sao cho lượng nguyên liệuđưa tới máy là phù hợp, vừa đủ số khuôn Khi các khuôn được tạo thành sẽ có một máy tự động rót phế liệu lên đó.Ở đây thì phế liệu (sắt, thép ) đã được đun sôi nóng chảy Các khuôn được băng tải đưa tới máy tách khuôn và sản phẩm để lấy sản phẩm phôi Trước khi đưa vào máy này, ta cần quan tâm tới nhiệt độ của khuôn và phế liệu

đã đạt yêu cầu chưa Lượng hỗn hợp cát + đất sét + bột than trong máy tách sản phẩm

sẽ được đưa tới máy sàng nhằm lấy lượng nguyên liệu có thể tái chế được đưa về thùng cát hồi để có thể tận dụng cho mẻ sau Lượng cát khứ hồi này cũng có một cân định lượng để đong đếm xem tổng hỗn hợp còn thiếu là bao nhiêu thì cho thêm khối lượng cát, đất sét, bột than đúng bằng lượng thiếu Ta vẫn phải đảm bảo tỷ lệ của chúng Hệ thống làm việc tuần hoàn theo chu trình trên Mỗi khi thùng nguyên liệu đã được đưa hết đến máy làm khuôn, lượng cát, đất sét, bột than lại được cấp theo tỉ lệ và công nghệ như trên

- Sau khi các viên bi thô được hình thành, chúng được đưa đi làm sạch và chuyển sang công đoạn Nhiệt luyện để tạo độ cứng cho bi Sau công đoạn này sản phẩm qua khâu kiểm tra chất lượng và đóng gói

2.2) Hệ thống Tôi Bi đạn nghiền của công ty

2.2.1) Yêu cầu kỹ thuật:

- Nhiệt luyện đạt độ cứng 58 đến 62 (HRS)

- Tổ chức tế vi là các bít nhỏ mịn phân tán đều trên mactensit

- Bi không bị nứt, không bị quá nhiệt

2.2.2 Công nghệ lò Tôi bi:

2.2.2.1 Sơ đồ công nghệ lò Tôi bi:

Giải thích sơ đồ công nghệ lò Tôi bi:

Đầu tiên, đưa khay bi không tới vị trí nhận bi Sau đó, van thùng chứa bi tự động

mở đổ bi xuống khay bi Khi lượng bi đã đủ khối lượng (bi Ф = 40 đến 80 mm chất

420 Kg/khay), cảm biến cân phát tín hiệu về bộ điều khiển Bộ điều khiển tác động vào cửa trước và cửa sau mở lên Kết thúc hành trình của hai cửa, xy lanh 1 tiến hành đẩy khay bi vào lò nhiệt Sau đó xy lanh rút về trạng thái ban đâù và hai cửa đóng lại Gàu nhận khay bi ở cuối lò nhiệt nhận bi và đổ bi xuống hầm dầu làm mát Sau đó sàng bắt đầu lắc đảo cho bi đều Khi đã đạt tới thời gian quy định, sàng nâng bi lên và

đổ bi vào khay chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo Sau đó sàng quay về vị trí ban đầu vàquy trình lại được lặp lại

2.2.2.2 Đánh giá hệ thống tự động trong quá trình Tôi bi của công ty:

- Hệ thống tự động trông quá trình Tôi bi của công ty được tự động 60% trong toàn

bộ quá trình vận hành hệ thống như tự động đẩy khay bi ra vào, các cửa buồng lò tự động đóng mở, gàu đổ bi tự động đổ bi và sàng lắc tự động đảo bi

- Giai đoạn nhận bi thô của các khay đang làm thủ công bởi công nhân khiến tốn kém về mặt nhân lực và tiền bạc

2.2.3) Sơ đồ nguyên lý lò tôi bi:

Hình 2.8 Sơ đồ công nghệ lò

tôi bi

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý lò Tôi bi liên tục.

Giải thích sơ đồ nguyên lý lò Tôi bi:

Lò tôi bi liên tục gồm hai bộ phận chính gồm: Bộ điều khiển nhiệt độ và bộ điều khiển thủy lực

- Bộ điều khiển thủy lực: Khi bắt đầu vận hành hệ thống, bộ điều khiển là PLC cùng với các công tắc hành trình điều khieẻn các cơ cấu của lò Tôi như các xy lanh đẩy khay bi, cửa lò, gàu đổ bi, sàng lắc và băng tải

- Bộ điều khiển nhiệt độ: Gồm bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ cùng với tín hiệu nhiệt

từ các lò được phản hồi về thông qua can nhiệt

Hai bộ điều khiển này độc lập nhau để cùng vận hành hệ thống lò Tôi đáp ứng đượccác yêu cầu chất lượng của các viên bi nghiền

2.2.4) Các thiết bị trong lò Tôi bi:

2.2.4.1) Bộ điều khiển PLC mitsubishi:

Hình 2.2 Thiết bị điều khiển PLC.

Tuổi thọ 30.000.000 hoạt

động phútKiểu tác động 15 Kiểu

2.2.4.3 Máy thủy lực piston đẩy

Hình 2.4 Phía trước lò Tôi

Thông số hoạt động máy thủy lực:

Hình 2.5 Bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ-R3T

Cửa trước lò nhiệt

Máy thủy lực

Đường dẫn dầu của máy thủy

lực

Khay bi Hộp piston

Bước 1: Bật chế độ khởi động trên bảng điều khiển đồng thời khay bi được công

nhân chất lên vị trí ban đầu ( trước của vào của lò)

- Trong bước này, nhiệt độ trong 4 lò được ổn định tự động thông qua việc đóng ngắtdòng tự động thông qua tín hiệu nhiệt chuyển về từ can nhiệt với giá trị đặt theonguyên lý: Khi bắt đầu đóng điện và cấp dòng cho dây gia nhiệt làm dây gia nhiệtnóng lên Khi nhiệt độ đạt tới giá trị đặt thì tự động cắt điện Sau khi nhiệt độ được cannhiệt đo và truyền tín hiệu về bằng giá trị nhiệt độ thấp nhất cho phép thì tự động đốngđiện, cấp dòng trở lại và nhiệt độ trong lò lại tăng lên giá trị đặt thì tự động cắt điện

Bước 2: Chọn chế độ tự động.

- Bộ điều khiển tự động tác động theo tuần tự:

+Nâng cửa trước và cửa sau lò lên tới khi tác động vào cực hạn, công tắc hành trìnhtác động và cửa được dừng lại đồng thời piston được tác động đẩy khay bi vào lò + Sau khi tới cực hạn, piston tự động lùi về tới vị trí an toàn thì cửa trước và sau sậpxuống giữ nhiệt trong lò, sau khi piston lùi tới cực hạn cuối thì dừng lại Kết thúc hànhtrình trên, khay bi cuối cùng được đẩy xuống gàu ở vị trí cuối lò