BÀI tập lớn đề tài THIẾT kế mô HÌNH TRẠM TRỘN bê TÔNG NHỰA NÓNG ASPHALT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ====o0o==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH TRẠM TRỘN BÊ TƠNG NHỰA NĨNG ASPHALT Giảng viên hướng dẫn : TS.Lê Thị Thúy Nga Sinh viên thực : Nguyễn Minh Tú Lớp : TĐH3-K59 MSSV :181603042 Hà nội, 06/2022 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH i DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC LƯU ĐỒ v LỜI NÓI ĐẦU .1 Tổng quan trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt 1.1 Các khái niệm chung công nghệ sản xuất bê tơng nhựa nóng 1.1.1 Bê tơng nhựa nóng 1.1.2 Trạm trộn bê tông nhựa nóng .3 1.2 Ngun lí hoạt động trạm trộn bê tơng nhựa nóng 1.3 Cấu tạo, ngun lí hoạt động cụm cấu thành Trạm trộn Thiết kế mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt 19 2.1 Mục tiêu đề tài 19 2.2 Lựa chọn thiết bị sử dụng mô hình 21 2.2.1 Van điện nước 21 2.2.2 Đầu cân (loadcell) 21 2.2.3 PLC S7 1200 25 2.2.4 Động khuấy trộn 28 2.2.5 Tính chọn động băng tải 29 Xây dựng hệ thống điều khiển mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng 43 3.1 Lưu đồ điều khiển 43 3.2 Mạch lực điều khiển 44 3.3 Cấu hình phần cứng cho PLC S7-1200 1212C AC/DC/RLY 50 3.4 Lập trình chương trình điều khiển 54 3.4.1 Các chế độ điều khiển mơ hình Trạm trộn bê tơng nhựa nóng 54 3.4.2 Các tín hiệu vào module PLC 55 3.4.3 Danh sách ý nghĩa nhớ dùng chương trình 59 3.4.4 Các khối chương trình project 62 3.5 Thiết kế giao diện người dùng HMI 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 3.5.1 Giới thiệu phần mềm 63 3.5.2 Thiết kế giao diện HMI cho Hệ thống điều khiển mơ hình Trạm trộn 63 : Vận hành kiểm nghiệm đánh giá hệ thống 67 4.1 Vận hành thực tế để kiểm nghiệm mơ hình 67 4.2 Đánh giá kết đạt 80 KẾT LUẬN 80 PHỤ LỤC 81 1.1 Khối OB1 81 1.2 Khối OB100 82 1.3 Khối hàm FC_AUTO 82 1.4 Khối hàm FC_DOC_VE_LOADCELL 85 1.5 Khối hàm FC_MANU 85 1.6 Khối hàm FC_OUTPUT 87 1.7 Khối hàm FC_SIMULATION 89 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Lời nói đầu LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, với cách mạng công nghệ, hệ thống điều khiển tự động ngày phổ biến Nhờ tự động hoá làm giảm sức lao động người, hệ thống máy móc tự động đem lại hiệu kinh tế rõ rệt, nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng suất lao động, hạ giá thành, sử dụng nguyên liệu tiết kiệm v.v Trong lĩnh vực cầu đường, việc ứng dụng tự động hóa q trình sản xuất Bê tơng Asphalt trạm trộn bê tơng nhựa nóng thực mang lại hiệu suất, chất lượng lớn cho trình sản xuất Nhận thấy công nghệ thiết thực vận dụng kiến thức học vào thực tế, em chọn đề tài: “Thiết kế Mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt” Trong suốt thời gian thực đề tài, em củng cố học hỏi thêm nhiều kiến thức điện tử Dưới hướng dẫn, bảo nhiệt tình Lê Thị Thúy Nga với cố gắng thân, em hoàn thành đề tài thời gian cho phép Do thời gian ngắn, hiểu biết hạn chế nên đề tài em khơng tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn, em mong có thêm bảo, hướng dẫn thầy cô để em phát triển hồn thiện thêm đề tài TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 1: Tổng quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt Tổng quan trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt 1.1 Các khái niệm chung công nghệ sản xuất bê tơng nhựa nóng 1.1.1 Bê tơng nhựa nóng a Bê tơng nhựa nóng Bê tơng nhựa nóng (BTNN) hỗn hợp cấp phối gồm: đá, cát, bột khoáng (phụ gia) nhựa đường, sử dụng chủ yếu làm kết cấu mặt đường mềm.Tính chất chất lượng BTNN phụ thuộc vào thành phần cấp phối, cỡ hạt, cường độ hạt tỷ lệ nhựa đường; đồng thời chịu ảnh hưởng trực tiếp nhiệt độ, chế độ trộn b Phân loại Bê tơng nhựa nóng Bê tơng nhựa có nhiều loại phân loại sau: • Căn vào loại nhựa nhiệt độ lúc rải chia thành loại rải nóng 0 dùng nhựa đặc có độ kim lún 60/90, 40/60 rải nhiệt độ 120 C-140 C, BTNN Loại rải ấm dùng nhựa có độ kim lún 200/300, 130/200, loại rải nguội dùng nhựa lỏng nguội hay nhũ tương • Căn vào độ chặt lu lèn chia thành loại có độ chặt lớn – có độ rỗng 35% rải thảm lớp bề mặt; loại có độ chặt nhỏ có độ rỗng 5-10% dùng cho lớp • Theo hàm lượng đá dăm có cỡ hạt >5 (mm), chia thành loại nhiều đá dam (50%-60%), loại vừa ( 30-50%), loại ( 20-25%) • Theo kích cỡ lớn viên đá chia thành: ▪ Loại hạt thô dùng cho lớp lót lớp bù vênh có dmax hạt < 40(mm) ▪ Loại hạt vừa (hạt trung) có dmax < 20 (25) (mm) ▪ Loại bê tông hạt mịn dung cho lớp mặt có cỡ hạt lớp 5(mm) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 1: Tổng quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt 1.1.2 Trạm trộn bê tơng nhựa nóng a Trạm bê tơng nhựa nóng Trạm trộn bê tơng nhựa nóng(TTBTNN) tổng thành gồm nhiều thiết bị cụm thiết bị mà cụm thiết bị phối hợp làm việc nhịp nhàng với để trộn hạt cát đá nóng, phụ gia với nhựa đường nóng định lượng theo tỷ lệ quy định để tạo thành sản phẩm bê tông nhựa nóng b Phân loại Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Có nhiều cách phân loại trạm trộn bê tơng nhựa nóng, thực tế thường phân loại sau: • Dựa vào tính động trạm chia ra: Trạm trộn di động, trạm trộn cố định, trạm có tính động cao (trên móng nổi) • Dựa vào nguyên tắc làm việc chia ra: Trộn theo chu kỳ trộn liên tục • Dựa theo suất thường dùng trạm trộn, chia làm loại: Loại trạm trộn suất lớn (từ 80 - 150 (tấn/giờ)); Loại trạm trộn suất vừa (40 - 60 (tấn/ giờ)) loại trạm trộn có suất nhỏ (dưới 30 (tấn/ giờ)) Loại lớn từ 200- 400 (tấn/ giờ) dùng • Dựa theo đường di chuyển luồng vật liệu, chia thành: Trạm trộn nằm ngang, trạm bố trí theo kiểu hình tháp c Ưu nhược điểm loại trạm trộn bê tơng nhựa nóng • Trạm trộn BTNN cố định: bố trí móng bê tơng cố định có mặt tương đơi rộng, để sản xuất với khối lượng bê tông nhựa lớn Do trạm phải đặt móng bê tơng tương đối kiên cố, lần di chuyển trạm thường khó khăn, tốn đáng kể (cho nên nghĩ tới di chuyển trạm) Trạm loại thưịng có suất lớn lớn • Trạm BTNN kiểu động: thường bố trí số kết cấu kiểu rơmoóc, kéo Loại phù hợp với trạm có suất nhỏ 30 (T/h) Tuy loại động Việt Nam, tính động trở nên trình di chuyển thực cồng kềnh phải dùng đầu kéo TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 1: Tổng quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt • Trạm BTNN kiểu đặt móng nổi: thích hợp cho tất trạm có suất từ 30 đến 120 (T/h) lên tới 150 (T/h) Loại có tính động cao, hiệu kinh tế lớn lần Việt Nam đưa vào sử dụng năm 1993 • Trạm trộn BTNN làm việc theo chu kỳ: tức vật liệu đưa vào trộn lấy sản phẩm khỏi thùng trộn theo mẻ Thơng thường thùng trộn trạm có kết cấu gồm cánh trộn khuấy lắp trục quay ngược chiều Vật liệu đưa vào trộn gồm có cát, đá nóng chất phụ gia,sau định lượng xác theo yêu cầu mác thảm xả vào thùng trộn để trộn với nhựa đường nóng Nhựa đường phun vào thùng trộn nhờ bơm nhựa ống phun Nhựa phun dạng sương bao bọc lấy hạt vật liệu Sau thời gian hoà trộn, hỗn hợp xả xuống lần qua cửa mở đáy thùng trộn đưa vào phương tiện vận chuyển Ưu điểm loại trạm trộn khả khuấy trộn đều, dễ dàng thay đổi thành phần % loại vật liệu đem trộn, khả định lượng xác Nhược điểm là, lượng chi phí cho việc trộn tổn hao lớn • Trạm trộn BTNN liên tục: sản phẩm sau trộn đưa liên tục qua cửa thùng trộn Thùng trộn cua loại trạm có cửa Một cửa vật liệu cấp vào liên tục gồm cát đá nóng chất phụ gia Ống phun nhựa đường bố trí thùng trộn phun liên tục Một cửa đầu thùng trộn mở thường xuyên để sản phẩm liên tục đổ phương tiện vận chuyển Ưu điểm trạm trộn BTNN liên tục suất cao Năng lượng chi phí cho việc trộn khối thảm nhỏ Nhược điểm là: hỗn hợp trộn đồng khả nâng định lượng cốt liệu khơng xác trộn chu kỷ: chất lượng sản phẩm khơng cao • Trạm trộn bê tơng nhựa bố trí mặt bằng: với loại trạm trộn cụm máy bố trí mặt bằng, khơng có cụm nằm cụm máy Ưu điểm: việc lắp ráp dễ dàng, chiều cao trạm thấp, việc sửa chữa, điều chỉnh thuận lợi Nhược điểm: mặt rộng cồng kềnh • Trạm trộn BTNN bố trí theo kiểu tháp: với loại trạm trộn này, số cụm máy bố trí chồng lên theo kiểu tháp cụm thiết bị sàng chứa vật liệu nóng bố trí thiết bị cân, thiết bị cân thiết bị trộn Ưu điểm TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 1: Tổng quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt cách bố trí là: mặt băng thu gọn máy làm việc liên hoàn từ xuống Nhược điểm: chiều cao trạm lớn công việc lắp đặt phức tạp, sửa chữa bảo dưỡng khó, móng cho khối tháp phải đảm bảo độ ổn định làm việc có gió bão d Các yêu cầu đặt cho trạm trộn • Độ trộn mà suất cao • Nhiệt độ phận gia nhiệt sấy vật liệu, nấu nhựa khống chê tự động có điều khiển từ xa • Hệ thống cân đong tự động hố hồn tồn có số thiết bị điện tử đảm bảo độ xác cao thành phần cốt liệu trộn • Kết cấu trạm gọn, nhẹ, động, tiêu hao nhiên liệu • Ngồi ra, trạm trộn BTNN đại cịn bảo đảm tránh gây ô nhiễm môi trường xung quanh Khả thu bụi đạt được> 95% hạt bụi có kích thước nhỏ micrơmet TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 1: Tổng quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt 1.2 Ngun lí hoạt động trạm trộn bê tơng nhựa nóng Sau tìm hiểu loại trạm trộn phổ biến Việt Nam nhà sản xuất SPECO (Hàn Quốc), Vinabima (Việt Nam), Nhà máy Cơ khí Cơng trình (Việt Nam), chúng em thấy Trạm trộn bê tơng nhựa nóng làm việc theo chu kì loại trạm dùng cơng trình khắp nước ta Vì đồ án chúng em định tìm hiểu, xây dựng mơ theo cơng nghệ loại trạm • Sơ đồ công nghệ trạm BTNN kiểu chu kỳ Kho phụ gia Máy xúc Băng gầu Tháp tách + ống khói Bơm dầu Băng tải tiếp liệu Bể nước Thùng nấu dầu mơi chất Bồn chứa Băng tải dài Vít tải Tháp tưới nước Bơm nhựa nóng Băng gầu nguội Băng gầu phụ gia Tang sấy Phễu trung gian Bụi lớn Vít tải Cân phụ gia Quạt gió hút Xi lơ lắng bụi Cân nhựa nóng Băng gầu nóng Sàng phân loại Tưới nhựa Các chứa vật liệu nóng Phễu cân cát đá Buồng trộn Xả thảm Biểu đồ 1.1 Sơ đồ công nghệ trạm trộn BTNN kiểu chu kỳ TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 4: Vận hành kiểm nghiệm đánh giá hệ thống Hình 4.3 Xả đá cát sau cân xong Hình 4.4 Bắt đầu giai đoạn trộn khơ 77 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 4: Vận hành kiểm nghiệm đánh giá hệ thống Hình 4.5 Xả nhựa phụ gia vào thùng trộn sau trộn khơ Hình 4.6 Giai đoạn trộn ướt 78 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 4: Vận hành kiểm nghiệm đánh giá hệ thống Hình 4.7 Kết thúc mẻ cơng việc xả thảm Hình 4.8 Kết trình trộn 79 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 4.2 Đánh giá kết đạt Như vậy, sau trình thiết kế, chế tạo, lập trình vận hành thực tế mơ hình, em đánh giá kết đạt sau: • Hệ thống điều khiển cấu chấp hành hoạt động xác chế độ: o Thủ công: điều khiển thủ công cấu chấp hành không cần thông qua PLC o Bán thủ công: điều khiển thủ công cấu chấp hành thông qua PLC giao diện HMI o Tự động: điều khiển tự động cấu chấp hành hoạt động theo sơ đồ công nghệ thơng qua PLC giao diện HMI • Chương trình logic lập trình cho PLC hoạt động ổn định • Chương trình logic lập trình để tối ưu thời gian trộn mẻ từ giúp tiết kiệm thời gian chi phí cho q trình trộn • Giao diện người dùng HMI thiết kế đơn giản, dễ hiểu đầy đủ chức cho người sử dụng • HMI có đầy đủ chức năng: Giám sát, mô hoạt động hệ thống dây chuyền vận hành KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu, em hồn thành đề tài“Thiết kế Mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt” Em thu kết sau : - Có thêm hiểu biết cấu tạo, nguyên lý hoạt động loại trạm bê tông nhựa nóng asphalt - Tìm hiểu thêm cách thiết kế, chế tạo sản phẩm khí - Tìm hiểu cách xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát - Biết cách hoạt động cách cấu hình, lập trình cho PLC S7-1200 - Tìm hiểu cách xây dựng hình giao diện 80 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục PHỤ LỤC Chương trình lập trình cho PLC 1.Khối OB1 81 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 2.Khối OB100 3.Khối FC_AUTO 82 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 83 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 84 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 4.Khối FC_DOC_VE_LOADCELL 5.Khối FC_MANU 85 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 86 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 6.Khối FC_OUTPUT 87 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 88 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 7.Khối FC_SIMULATION 89 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 90 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phụ lục 91 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ... Thiết kế Mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt Thiết kế mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt 1.1 Cấu tạo mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt Như tìm hiểu chương trước, Trạm trộn. .. quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt 1.1.2 Trạm trộn bê tơng nhựa nóng a Trạm bê tơng nhựa nóng Trạm trộn bê tơng nhựa nóng( TTBTNN) tổng thành gồm nhiều thiết bị cụm thiết bị mà cụm thiết. .. quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt Tổng quan trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt 1.1 Các khái niệm chung công nghệ sản xuất bê tông nhựa nóng 1.1.1 Bê tơng nhựa nóng a Bê tơng nhựa nóng Bê