TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNGVÀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG
Tổng quan về bê tông
Bê tông, có nguồn gốc từ từ "béton" trong tiếng Pháp, là một loại đá nhân tạo được tạo ra bằng cách trộn các thành phần như cốt liệu thô, cốt liệu mịn và chất kết dính theo một tỷ lệ nhất định, được gọi là cấp phối bê tông.
Trong bê tông, chất kết dính bao gồm xi măng, nước, nhựa đường và phụ gia, có vai trò quan trọng trong việc kết nối các cốt liệu thô như đá và sỏi, cũng như cốt liệu mịn như cát và đá mạt Khi bê tông đóng rắn, các thành phần này kết hợp lại tạo thành một khối cứng chắc như đá.
1.1.2 Thành phần cấu tạo bê tông a Xi măng
Ximawng là thành phần thiết yếu trong bê tông, với nhiều loại xi măng khác nhau Xi măng có mác cao mang lại khả năng kết dính tốt hơn, nâng cao chất lượng thiết kế bê tông Tuy nhiên, giá thành của xi măng mác cao rất lớn, vì vậy khi lựa chọn, cần đảm bảo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà vẫn tối ưu hóa chi phí.
Cát sử dụng trong sản xuất bê tông có thể là cát thiên nhiên hoặc cát nhân tạo, với kích thước hạt từ 0.4 đến 5 mm Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, tạp chất và kích thước hạt Trong bê tông, cát chiếm khoảng 29% thành phần Đá dăm, với nhiều loại kích cỡ khác nhau, được chọn tùy thuộc vào kích thước của bê tông, và chiếm khoảng 52% trong thành phần bê tông.
Nước là yếu tố thiết yếu trong sản xuất bê tông, đóng vai trò quan trọng trong quá trình ninh kết Để đảm bảo chất lượng bê tông, nước sử dụng phải đạt tiêu chuẩn, không gây ảnh hưởng xấu đến khả năng ninh kết và khả năng chống ăn mòn của kim loại.
Phụ gia sử dụng thường có dạng bột, được chia ra 2 loại:
Phụ gia hoạt động bề mặt là loại phụ gia được sử dụng với liều lượng nhỏ, nhưng có khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tông và tăng cường nhiều đặc tính khác của bê tông.
Phụ gia rắn nhanh có khả năng rút ngắn thời gian rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên, đồng thời nâng cao cường độ cho bê tông.
Hiện nay trong công nghệ sản xuất bê tông người ta thường chọn sử dụng phụ gia đa chức năng
1.1.3 Các đặc tính của bê tông a độ cứng của bê tông: Độ cứng của bê tông là khả năng chống lại các lực tác động từ bên ngoài mà không bị phá hoại, nó phản ánh khả năng chịu lực của bê tông Độ cứng của bê tông phụ thuộc vào tính chất của xi măng, tỷ lệ nước và xi măng, phương pháp đổ bê tông và điều kiện đông cứng Để đặc trưng cho độ cứng của bê tông người ta đùng “mác bê tông” Mác của một loại bê tông (ký hiệu là M) là cường độ chịu lực nén (tính theo N/cm 2 ) của mẫu bê tông hình lập phương cạnh 15cm, tuổi 28 ngày được dưỡng hộ và thí nghiệm theo điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 20 o C ± 2 o C), độ ẩm không khí 90% đến 100% Mác
M là chỉ tiêu cơ bản nhất đối với mọi loại bê tông và mọi kết cấu
Tiêu chuẩn nhà nước quy định bê tông có các mác thiết kế sau:
- Bê tông nặng: M100, M150, M200, M250, M300, M350, M400, M500, M600 Bê tông nặng có khối lƣợng riêng khoảng 1800- 2500kg/m 3 cốt liệu sỏi đá đặc chắc
- Bê tông nhẹ: M50, M75, M100, M150, M200, M250, M300 Bê tông nhẹ có khối lƣợng riêng trong khoảng 800 – 1800kg/m 3 , cốt liệu là các loại đá có lỗ rỗng, keramzit, xỉ quặng,…
Trong kết cấu bê tông cốt thép chịu lực, mác bê tông không được thấp hơn M150 để đảm bảo độ bền cho công trình Độ cứng của bê tông tăng theo thời gian, giúp cho các công trình bê tông bền vững hơn so với những vật liệu như gạch, đá, gỗ và thép Ban đầu, độ cứng của bê tông tăng nhanh, nhưng sau đó tốc độ tăng giảm dần Trong môi trường thuận lợi về nhiệt độ và độ ẩm, sự gia tăng độ cứng có thể kéo dài nhiều năm, trong khi điều kiện khô hanh hoặc nhiệt độ thấp sẽ hạn chế sự tăng trưởng này.
Trong quá trình rắn chắc, bê tông phát sinh biến dạng thể tích, nở ra trong nước và co lại trong không khí Độ co lớn hơn độ nở gấp 10 lần, và khi độ nở có thể cải thiện cấu trúc bê tông, thì hiện tượng co ngót lại gây ra hậu quả tiêu cực.
Bê tông co ngót do nhiều nguyên nhân, chủ yếu là do mất nước hoặc xi măng và quá trình cacbon hóa hydroxit trong xi măng Hiện tượng này dẫn đến giảm thể tích của hệ xi măng – nước, gây ra nứt, giảm cường độ, và ảnh hưởng đến khả năng chống thấm cũng như độ ổn định của bê tông và bê tông cốt thép trong môi trường xâm thực Để ngăn ngừa nứt cho các công trình dài, việc phân đoạn và tạo khe co dãn là cần thiết.
Tính chống thấm của bê tông được xác định bởi độ thẩm thấu của nước qua cấu trúc bê tông, trong đó độ chặt của bê tông đóng vai trò quyết định Để nâng cao tính chống thấm, cần tăng cường độ chặt bằng cách đầm kỹ, lựa chọn thành phần cấp phối hạt cốt liệu hợp lý và giảm tỷ lệ nước so với xi măng ở mức tối thiểu Ngoài ra, việc trộn bê tông với các chất phụ gia cũng giúp cải thiện tính chống thấm Quá trình đông cứng của bê tông và các biện pháp bảo quản cũng rất quan trọng trong việc duy trì tính năng này.
Quá trình đông cứng của bê tông phụ thuộc vào thời gian đông kết của xi măng, bắt đầu không sớm hơn 45 phút Do đó, sau khi trộn bê tông, cần đổ ngay để tránh hiện tượng đông cứng trước khi đổ Thời gian từ khi bê tông ra khỏi máy trộn đến khi hoàn thành đổ một lớp bê tông (không tính phụ gia) không nên vượt quá 90 phút Thời gian vận chuyển bê tông từ khi ra khỏi máy trộn đến khi đổ vào khuôn cũng cần được kiểm soát để tránh hiện tượng phân tầng của vữa bê tông.
Bảng 1.1 Bảng thời gian vận chuyển cho phép của bê tông ( không có phụ gia )
Nhiệt độ ( o C ) Thời gian vận chuyển ( phút)
Trạm trộn bê tông
Hình 1.1 Trạm trộn bê tông công suất nhỏ
Hiện nay trên thị trường có 2 loại trạm trộn bê tông thường gặp: Trạm trộn bê tông nhựa nóng và trạm trộn bê tông xi măng
Trạm trộn bê tông nhựa nóng là thiết bị chuyên dụng để sản xuất bê tông từ hỗn hợp nhựa đường, đá và các chất phụ gia Thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng đường xá, công trình giao thông, cầu cống và cảng biển, nơi bê tông nhựa nóng được rải lên bề mặt để tạo độ bền và ổn định cho các công trình.
Trạm trộn bê tông xi măng hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng, nơi mà bê tông được sản xuất từ hỗn hợp cát, đá, xi măng, nước và phụ gia.
1.2.2 Quy trình công nghệ a) yêu cầu chung:
Trạm trộn bê tông xi măng là một hệ thống phức hợp bao gồm nhiều cụm và thiết bị, cần phối hợp nhịp nhàng để trộn các thành phần như cát, đá, nước, phụ gia và xi măng thành hỗn hợp bê tông xi măng Một trạm bê tông phải đáp ứng các yêu cầu chung nhất định để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
- Đảm bảo trộn và cung cấp đƣợc nhiều mác bê tông với thời gian điều chỉnh nhỏ nhất
- Cho phép sản xuất đƣợc sản xuất đƣợc hai loại hỗn hợp bê tông khô hoặc ƣớt
- Hỗn hợp bê tông không bị tách nước hay bị phân tầng khi vận chuyển
- Trạm làm việc êm không ồn, không gây ô nhiểm môi trường
- Lắp dựng, sửa chữa đơn giản
- Có thể làm việc ở hai chế độ là tự động hoặc bằng tay b) Quy trình trộn bê tông :
Quy trình chung của 1 trạm trộn đó là: Tập kết vật liệu → Định lƣợng vật liệu
→ Đƣa vào máy trộn → Trộn bê tông → Thu đƣợc bê tông thành phẩm, đƣa đến công trường
Ví dụ ở đây ta có quy trình trộn bê tông xi măng của trạm trộn bê tông cƣỡng bức dạng tháp loại công suất nhỏ :
Hình 1.2 Trạm trộn bê tông cƣỡng bức dạng tháp
1 Phễu chứa và định lƣợng sơ bộ
9 Thiết bị cân đong cát đá nóng và bột đá
Vật liệu được vận chuyển từ hộp cấp liệu đến tang sấy để giảm độ ẩm, loại bỏ tạp chất và tăng nhiệt độ của cốt liệu Sau khi sấy khô, vật liệu được chuyển theo phương đứng bằng băng tải gầu đến thiết bị sàng để phân loại và định lượng Cuối cùng, vật liệu được đưa vào máy trộn cùng với bi tum và bột khoáng, hoàn thành quá trình trộn để thu được xi măng thành phẩm.
Quy trình dạnh lưu đồ :
Hình 1.3 Quy trình hoạt động của trạm trộn bê tông xi măng
1.2.3 Bài toán điều khiển trạm trộn
Trạm trộn bê tông hoạt động theo chu trình với các bước lặp lại hữu hạn, điều này cho thấy sự cần thiết trong việc thiết kế hệ thống điều khiển tự động cho các nhà máy Đáp ứng nhu cầu công nghiệp hóa và hiện đại hóa nền kinh tế, việc tự động hóa quy trình trộn bê tông trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.
Báo cáo này trình bày thiết kế hệ thống tự động hóa cho trạm trộn bê tông có công suất nhỏ từ 10-30 m3/h, sử dụng thiết bị điều khiển logic khả trình PLC để nâng cao hiệu quả và tính chính xác trong quá trình sản xuất bê tông.
Xi lô Xi măng Bể chứa nước Xi lô Xi măng Bãi chứa cát
Vít tải xiên Máy bơm nước Xi lô chứa đá Xi lô chứa cát
Phễu cân nước Phễu cân cát và đá
Băng tải hoặc gầu tải liệu
Xe bồn chở bê tông
GIỚI THIỆU PLC S7-300 VÀ CÁC THIẾT
Giới thiệu về PLC S7-300 của siemens
PLC (viết tắt của Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình được, cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển logic một cách linh hoạt thông qua ngôn ngữ lập trình.
Người sử dụng có khả năng lập trình PLC để thực hiện một chuỗi các sự kiện, được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (ngõ vào) hoặc qua các hoạt động có độ trễ như thời gian định thì và sự kiện đếm PLC đóng vai trò thay thế cho các mạch relay trong thực tế, mang lại hiệu quả và độ chính xác cao hơn trong quá trình điều khiển.
PLC hoạt động bằng cách quét trạng thái đầu vào và đầu ra, với sự thay đổi ở đầu vào dẫn đến thay đổi tương ứng ở đầu ra Ngôn ngữ lập trình PLC thường sử dụng là Ladder hoặc State Logic Hiện nay, nhiều hãng sản xuất PLC nổi tiếng như Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric, Omron và Honeywell.
Khi sự kiện được kích hoạt, thiết bị điều khiển bên ngoài, hay còn gọi là thiết bị vật lý, sẽ chuyển đổi trạng thái ON hoặc OFF Bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục thực hiện chu trình theo chương trình do người sử dụng thiết lập, chờ nhận tín hiệu ở đầu vào và xuất tín hiệu ở đầu ra vào những thời điểm đã được lập trình sẵn.
Trong bài toán này, với đối tƣợng là một trạm trộn bê tông xi măng, ta sẽ dùng PLC để điều khiển nó
2.1.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC a Cấu trúc :
Tất cả các PLC đều bao gồm ba thành phần chính: một bộ nhớ chương trình RAM bên trong, có thể mở rộng thêm bộ nhớ ngoài EPROM; một bộ vi xử lý với cổng giao tiếp để kết nối với PLC; và các mô-đun vào/ra.
Một bộ PLC hoàn chỉnh thường đi kèm với một đơn vị lập trình, có thể là bằng tay hoặc máy tính Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều được trang bị đủ RAM để lưu trữ chương trình dưới dạng hoàn thiện hoặc bổ sung.
RAM trong PLC thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi chương trình được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì mới được truyền sang bộ nhớ PLC Đối với các PLC lớn, việc lập trình thường được thực hiện trên máy tính để hỗ trợ viết, đọc và kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình kết nối với PLC qua các cổng như RS232, RS422, RS485.
CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC bằng cách đọc và kiểm tra chương trình trong bộ nhớ Sau đó, nó thực hiện từng lệnh theo thứ tự, đóng hoặc ngắt các đầu ra Các trạng thái đầu ra này được gửi đến các thiết bị liên kết để thực thi, và toàn bộ hoạt động này phụ thuộc vào chương trình điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ.
Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song:
Bus địa chỉ là một thành phần quan trọng trong việc truyền tải địa chỉ đến các mô-đun vào ra thông qua Data Bus Với 8 đường truyền, Address Bus và Data Bus cho phép truyền đồng thời 8 bit của 1 byte, giúp nâng cao hiệu suất xử lý dữ liệu.
Khi một modul đầu vào nhận địa chỉ trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất cả trạng thái đầu vào vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận dữ liệu từ Data Bus Control Bus sẽ truyền các tín hiệu điều khiển để theo dõi chu trình hoạt động của PLC, và các địa chỉ cùng số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một khoảng thời gian hạn chế.
Hệ thống Bus đóng vai trò quan trọng trong việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và các thiết bị I/O CPU nhận được xung Clock với tần số từ 1 đến 8 MHz, điều này không chỉ xác định tốc độ hoạt động của PLC mà còn cung cấp các yếu tố liên quan đến định thời và đồng hồ của hệ thống.
Ứng dụng của PLC
Với sự tiến bộ của phần cứng và phần mềm, PLC ngày càng sở hữu nhiều tính năng và lợi ích trong công nghiệp Kích thước của PLC đã được thu nhỏ, cho phép tăng cường số lượng I/O và bộ nhớ, đồng thời nâng cao khả năng ứng dụng, giúp người dùng giải quyết hiệu quả các vấn đề phức tạp trong việc điều khiển hệ thống.
Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần, bao gồm sơ đồ hệ thống, đường dây và tín hiệu tại các ngõ vào/ra, giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho việc thay thế hay bảo trì.
Việc thay đổi kết cấu của hệ thống điều khiển không chỉ giảm thiểu chi phí lắp đặt khi thay đổi thứ tự điều khiển, mà còn nâng cao khả năng chuyển đổi giữa các hệ thống điều khiển, như giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu và điều khiển lẫn nhau Điều này mang lại sự linh hoạt hơn cho hệ thống, giúp cải thiện hiệu suất và tối ưu hóa quy trình vận hành.
PLC có ưu điểm vượt trội so với các hệ thống cũ nhờ vào kích thước nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và khả năng điều khiển nhanh chóng, hiệu quả hơn Điều này đặc biệt hữu ích cho các hệ thống điều khiển lớn và phức tạp, giúp tiết kiệm thời gian trong quá trình lắp đặt so với các hệ thống khác.
Người sử dụng có thể dễ dàng nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC thông qua giao diện trên màn hình máy tính Một số PLC thế hệ mới còn có khả năng tự động phát hiện hỏng hóc và thông báo cho người dùng, giúp việc sửa chữa trở nên thuận lợi hơn.
Hiện nay, PLC được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất, từ công nghiệp đến dân dụng Các ứng dụng của PLC bao gồm việc điều khiển các hệ thống đơn giản với chức năng ON/OFF cho đến những ứng dụng phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao và áp dụng các thuật toán trong quy trình sản xuất.
Một số lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC nhƣ sau:
- Hóa học và dầu khí: định áp suất, bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn…
- Chế tạo máy và sản xuất: tự động hóa trong chế tạo máy, điều khiển nhiệt độ lò nhiệt luyện kim…
- Công nghiệp giấy, xi măng: Tự động hóa trong qua trình sản xuất nghiền bột giấy, bột đá, trộn hỗn hợp…
- Thực phẩm, sản xuất bia, rƣợu, thuốc lá: đóng gói sản phẩm, phân loại,…
- Kim loại: Điều khiển qua trình luyện, cán thép,…
2.2.1 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7-300 của siemens a Cấu hình phần cứng :
PLC S7-300 là một thiết bị điều khiển logic khả trình nhỏ gọn của Siemens, Đức, được thiết kế để tăng tính linh hoạt trong các ứng dụng thực tế Với khả năng xử lý nhiều loại tín hiệu đầu vào và đầu ra khác nhau, PLC S7-300 giúp đáp ứng nhu cầu điều khiển đa dạng mà không bị giới hạn bởi cấu hình cứng nhắc.
Hệ thống được cấu hình thành 11 module, trong đó có một module chính là module CPU Số lượng module sử dụng có thể thay đổi tùy theo từng bài toán, nhưng luôn cần ít nhất một module chính Các module còn lại bao gồm những module nhận/truyền tín hiệu cho đối tượng điều khiển và các module chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ, được gọi là module mở rộng Tất cả các module này được lắp đặt trên các thanh ray (Rack).
Hình 2.1 Mô hình PLC S7-300 lắp đặt trên rack
Module CPU là một thành phần quan trọng, bao gồm bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, bộ thời gian, bộ đếm và cổng truyền thông (TS485), cùng với một số cổng vào ra số Các cổng vào ra này được gọi là cổng vào ra onboard, giúp kết nối và giao tiếp hiệu quả trong hệ thống.
Trong họ PLC S7-300, có nhiều loại module CPU khác nhau, được đặt tên dựa trên bộ vi xử lý tích hợp, chẳng hạn như module CPU312, CPU314 và CPU315.
Các module sử dụng cùng một loại bộ vi xử lý nhưng khác nhau về cổng vào ra onboard và các khối hàm đặc biệt tích hợp trong thư viện hệ điều hành Chúng được phân biệt bằng cụm chữ IFM (Integrated Function Module) trong tên gọi, ví dụ như module CPU312 IFM, module CPU 324 IFM.
Các loại module CPU hiện có hai cổng truyền thông, trong đó cổng thứ hai chủ yếu phục vụ kết nối mạng phân tán Cổng truyền thông này đi kèm với các phần mềm tiện ích đã được cài sẵn trong hệ điều hành Để phân biệt với các module CPU khác, những module này được đánh dấu bằng cụm từ DP (Distributed Port) trong tên gọi, chẳng hạn như module CPU 315-DP.
Các module mở rộng thường được chia làm 5 loại chính:
- PS( Power Supply): Module nguồn nuôi Có 3 loại 2A, 5A, và 10A
- SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào ra, bao gồm:
DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số Số các cổng vào số mở rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tùy thuộc vào từng loại module
DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số
DI/DO: Module mở rộng các cổng vào/ ra số
Module fAI (Analog Input) là một giải pháp mở rộng cho các cổng vào tương tự, hoạt động như các bộ chuyển đổi tương tự sang số 12 bits (AD) Mỗi tín hiệu tương tự được chuyển đổi thành tín hiệu số nguyên có độ dài 12 bít Số lượng cổng vào ra tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8, tùy thuộc vào từng loại module.
AO (Analog Output): Module mở rộng các cổng ra tương tự Chúng là những bộ chuyển đổi số-tương tự (DA)
AI/AO : Module mở rộng cổng vào ra tương tự
Module ghép nối (IM) là một thành phần quan trọng trong hệ thống tự động hóa, có chức năng kết nối các module mở rộng thành một khối thống nhất, được quản lý bởi module CPU Các module mở rộng thường được lắp đặt trên một thanh đỡ, với tối đa 8 module mở rộng có thể được gắn trên mỗi rack, không tính module CPU và module nguồn Một module CPU S7-300 có khả năng điều khiển trực tiếp tối đa 4 rack, và các rack này cần phải được kết nối thông qua module IM để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
FM (Function Module) là một module có chức năng điều khiển riêng biệt, chẳng hạn như module điều khiển động cơ bước, động cơ servo, PID và điều khiển vòng kín.
- CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính
Hình 2.2 PLC S7-300 với các Module b Cấu trúc bộ nhớ của CPU:
Bộ nhớ của S7-300 đƣợc chia làm ba vùng nhớ chính:
- Vùng nhớ chương trình ứng dụng Vùng nhớ chương trình được chia thành miền:
OB (Organisation block): Miền chứa chương trình tổ chức
FC (Funcion block): miền chứa chương trình con được tỏ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó
Thiết bị khí nén
Hoạt động bằng khí nén, dựa trên áp suất của khí nén để thu đƣợc chuyển động tịnh tiến
Hình 2.11 Xylanh CDJ2D10-50-B của SMC Thông số kỹ thuật: Áp suất làm việc 0.06-0.7 Mpa
Kiểu tác động Hai tác động, 1 trục
Nhiệt độ lưu chất và môi trường 10~60 o C
Tùy chọn vòng từ Có vòng từ
Có tác dụng đóng ngắt khí nén để điều khiển hoạt động của các thiết bị khác
Hình 2.12 Van điện từ 4V110-06 Thông số kỹ thuật van:
Kiểu van Van điện từ 5/2 Áp suất làm việc 0.15-0.8Mpa
Kiểu điều khiển Một đầu cuộn dây
Nhiệt độ làm việc cho phép -20~70 o C
Kiểu chuyển động Dẫn hướng bên trong Điện áp làm việc 24VDC
Kết nối Đầu dây ra để kết nối
Hệ thống xylanh và van điều khiển này dùng để điều khiển đóng, mở các cửa xả của xi lô chứa liệu
2.5 Một số thiết bị khác
2.5.1 Động cơ Động cơ điện đƣợc sử dụng rộng rãi trên các máy cố định hoặc di chuyển ngắn theo quỹ đạo nhất định nhƣ: băng tải, máy trộn bê tông, máy nghiền đá Động cơ điện có nhiều chủng loại công suất và chia ra làm 2 loại: động cơ điện 1 chiều và động cơ điện xoay chiều Động cơ điện xoay chiều lại chia ra: loại không đồng bộ và loại đồng bộ
Trong trạm trộn bê tông, động cơ không đồng bộ với roto lồng sóc được ưa chuộng nhờ vào cấu tạo đơn giản, chi phí thấp và dễ bảo trì Loại động cơ này hoạt động tin cậy, có thể kết nối trực tiếp với lưới điện 2 pha mà không cần biến đổi dòng điện, đồng thời mang lại hiệu suất cao và khả năng chịu quá tải tốt Đặc biệt, nó cho phép thay đổi chiều quay và khởi động nhanh, dễ dàng tự động hóa Hơn nữa, động cơ này cũng đảm bảo điều kiện vệ sinh công nghiệp tốt và ít gây ô nhiễm môi trường.
Nhược điểm: Cos của máy thường không cao lắm và đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt
2.5.2 Nút ấn và đèn báo Đƣợc sử dụng để điều khiển và hiển thị trên tủ điều khiển
Hình 2.13 Bảng nút ấn điều khiển
GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM WINCC
Tổng quan về phần mềm thiết kế WinCC
WinCC (Windows Control Center) là một phần mềm cung cấp công cụ để thiết lập giao diện điều khiển trên các hệ điều hành của Microsoft như Windows NT và Windows 2000 Là một sản phẩm trong dòng thiết kế giao diện cho vận hành và giám sát, WinCC thuộc hạng SCADA với những chức năng hiệu quả cho việc điều khiển.
WinCC nổi bật với đặc tính mở, cho phép tích hợp dễ dàng với phần mềm chuẩn và phần mềm tùy chỉnh của người dùng Điều này giúp tạo ra giao diện người-máy linh hoạt, đáp ứng chính xác nhu cầu thực tế của người sử dụng Các nhà cung cấp hệ thống có thể tận dụng lợi thế này để nâng cao hiệu quả hoạt động.
32 thống có thể phát triển ứng dụng của họ thông qua giao diện mở của WinCC nhƣ một nền tảng để mở rộng hệ thống
Hình 3.1 Đặc tính mở của phần mềm WinCC
WinCC là sản phẩm kết hợp giữa Siemens, công ty hàng đầu trong lĩnh vực tự động hóa quá trình, và Microsoft, đơn vị tiên phong trong phát triển phần mềm cho máy tính cá nhân.
WinCC không chỉ linh hoạt trong việc xây dựng các hệ thống quy mô lớn và nhỏ, mà còn dễ dàng tích hợp với các ứng dụng toàn công ty, đặc biệt là hệ thống MES (Manufacturing Execution System).
WinCC, a production execution management system, integrates seamlessly with ERP (Enterprise Resource Planning) solutions It benefits from Siemens' global support network, enabling its use on an international scale.
3.1.2 Các đặc điểm chính a Sử dụng công nghệ phần mềm tiên tiến
WinCC áp dụng công nghệ phần mềm tiên tiến nhất nhờ sự hợp tác giữa Siemens và Microsoft, mang lại cho người dùng sự an tâm về sự phát triển của công nghệ Hệ thống khách chủ của WinCC cung cấp các chức năng SCADA hiệu quả, đáp ứng nhu cầu quản lý và giám sát hệ thống.
Hệ thống WinCC cung cấp đầy đủ chức năng cho phép người dùng khởi động các yêu cầu hiển thị phức tạp, bao gồm việc dễ dàng thiết lập hình ảnh, cảnh báo, đồ thị trạng thái và báo cáo.
Có thể nâng cấp mở rộng dễ dàng từ đơn giản đến phức tạp:
WinCC là một module trong hệ thống tự động hóa, cho phép mở rộng linh hoạt từ hệ thống đơn giản với một máy tính giám sát đến hệ thống phức tạp hơn với nhiều máy giám sát hoặc cấu trúc phân tán với nhiều máy chủ.
Có thể tùy chỉnh phát triển theo từng lĩnh vực công nghiệp hoặc yêu cầu công nghệ cụ thể Đã có sẵn một loạt các module phần mềm mở rộng, được thiết kế hướng đến từng loại ứng dụng, để người dùng dễ dàng lựa chọn khi cần.
Cơ sở dữ liệu ODBC/SQL đã đƣợc tích hợp sẵn:
Cơ sở dữ liệu Sybase SQL được tích hợp sẵn trong WinCC, lưu trữ tất cả dữ liệu cấu hình hệ thống và quá trình điều khiển Người dùng có thể dễ dàng truy cập cơ sở dữ liệu này thông qua SQL (Structured Query Language) hoặc ODBC (Open Database Connectivity), cho phép chia sẻ dữ liệu với các ứng dụng và cơ sở dữ liệu khác trên nền tảng Windows.
Các giao thức chuẩn mạnh (DDE, OLE, ActiveX, OPC):
WinCC features standard interfaces like DDE and OLE for data transfer between Windows-based applications Additionally, it comes with integrated functionalities such as ActiveX control and OPC server and client capabilities.
WinCC đƣợc phát triển dùng ngôn ngữ lập trình chuẩn ANSI-C Giao diện lập trình API mở cho việc truy cập tới các hàm của WinCC và dữ liệu:
Tất cả các module của WinCC đều cung cấp giao diện lập trình mở bằng ngôn ngữ C (C programming interface, C-API), cho phép người dùng tích hợp cấu hình và các hàm thực hiện (runtime) vào chương trình của riêng họ.
Cài đặt phần mềm với khả năng lựa chọn ngôn ngữ:
Phần mềm WinCC hỗ trợ nhiều ngôn ngữ, cho phép người dùng lựa chọn giữa tiếng Anh, Pháp, Đức và các ngôn ngữ châu Á Người dùng cũng có thể thay đổi ngôn ngữ sử dụng trực tuyến một cách dễ dàng.
Giao tiếp với hầu hết PLC:
WinCC hỗ trợ nhiều kênh truyền thông để kết nối với các loại PLC của Siemens, bao gồm SIMATIC S5, S7 và 505, cùng với các giao thức phổ biến như PROFIBUS DP, DDE và OPC Ngoài ra, còn có nhiều chuẩn thông tin khác để người dùng lựa chọn và bổ sung.
3.1.2 WinCC nhƣ một phần tử của hệ thống Tự động hoá tích hợp toàn diện (Totally Integrated Automation-TIA):
WinCC là phần mềm quản lý và giám sát, đóng vai trò như cửa sổ hệ thống và là thành phần trung tâm trong hệ thống Nó cũng là yếu tố SCADA quan trọng trong hệ thống PCS 7 của Siemens.
Các cấu hình hệ thống cơ bàn:
WinCC có thể hỗ trợ các cấu hình hệ thống từ thấp đến cao, ví dụ nhƣ trong các cấu hình nhƣ sau:
- Hệ thống điều khiển dùng một máy tính (Sing-user system)
- Hệ thống điều khiển dùng nhiều máy tính (Multi-user system)
- Cấu trúc Client/Server có dự phòng
- Cấu trúc hệ thống phân tán với nhiều trạm chủ (server)
3.1.3 Các bước lập trình trên WinCC a Khởi tạo một dự án:
Khởi động WinCC: Để khởi động WinCC ta kích chuột vào Start trên thanh Taskbar Chọn Simatic\WinCC\Windows Control Center
Tạo một dự án mới: Để tạo một dự án mới ta chọn File\New Một hộp thoại sẽ mở ra cho phép xây dựng một Project mới
- Chọn Single-User Project\OK: tạo một dự án đơn người sử dụng
- Chọn Multi-User Project\OK: tạo một dự án đa người sử dụng
- Chọn Multi-Client Project\OK: tạo một dự án nhiều khách Đặt tên Project nhấn Create Khi đó màn hình WinCC hiện ra nhƣ hình:
Hình 3.2 Màn hình giao diện chính của WinCC
