HỆ THỐNG PHA màu tự ĐỘNG

Mô hình này có thể sử dụng trong hệ thống trộn bêtông và một số lĩnh vực khác như pha chế hoá chất, thực phẩm, … THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH MÁY PHA MÀU TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-200 I.. GIỚI

HỆ THỐNG PHA MÀU TỰ ĐỘNG



TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

I ĐẶT VẤN ĐỀ:

Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hóa, để quá trình này phát triển nhanh chúng ta cần tập trung đầu tư vào các dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suất lao động và cho ra sản phẩm có chất lượng cao Một trong những phương án đầu tư vào tự động hoá là việc ứng dụng PLC vào các dây chuyền sản xuất

Đối với những tính năng tiện ích của hệ thống PLC nên hiện nay bộ điều khiển này đang được sử dung rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau

Một trong những ngành đang phát triển mạnh mẽ nhất hiện nay đó là ngành xây dựng, và việc ứng dụng PLC vào trong ngành xây dựng là một việc làm sẽ đem lại hiệu quả cao và rất phù hợp, đặc biệt là trong công đoạn pha chế sơn

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

Sơn là một trong những nguy ên vật liệu chủ yếu trong ngành xây dựng,chủ yếu là sơn phủ bề mặt nhằm bảo vệ bề mặt đối tượng sử dụng đồng thời cũng là hình thức trang trí thẩm mỹ,chính vì vậy màu sắc của sơn

là một yếu tố quan tâm hàng.Đa số việc pha Pha màu hiện nay trên thị trư ờng đều được thực hiện trên phương pháp thủ công (tức theo kinh nghiệm) Chính vì vậy độ chính xác không cao, sản phẩm sản xuất ra đôi khi không theo mong muốn, tỷ lệ phế phẩm nhiều, năng suất thấp, lãng phí sức lao động, thời gian, …

Để loại bỏ những nhược điểm trên Cũng như để tạo ra những sản

phẩm theo mong muốn, chỉ bằng một thao tác đơn giản, đưa bộ điểu khiển

lập trình PLC vào để thực hiện cụ thể là một dây chuyền sản xuất tự động:

“Hệ Thống Pha màu Tự Động”

Mô hình này có thể sử dụng trong hệ thống trộn bêtông và một số

lĩnh vực khác như pha chế hoá chất, thực phẩm, …

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH MÁY PHA MÀU TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-200

I GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ TRONG MÔ HÌNH :

Tủ điện điều khiển mô hình pha màu tự động đươc sử dụng các thiết

bị sau:

1 CPU 224 AC-DC-Relay của PLC siemens S7-200

Trong mô hình này CPU 224 được lập trình để điều khiển các thiết

bị :valve solenoid,dộng cơ trộn,các cảm biến

2 Module Analog EM 235 của PLC siemens S7-200

Module Analog EM 235 dùng để nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất chuyển đổi tín hiệu đưa về PLC để xử lý

3 Cầu dao điện

CB bảo vệ là khí cụ điện dùng để đóng mạch điện động lực và các

thiết bị phụ tải có công suất lớn,trong mô hình này dùng để đóng điện cho

hệ thống hoạt động

Thông số kỉ thuật:

Điện áp cung cấp 220 VAC/50Hz

Cường độ dòng điện định mức :20A

4 Relay trung gian

Relay trung gian là một khí cụ điện được dùng trong lĩnh vực điều

khiển tự động.Đây là một loại relay điện áp ,nguyên lý hoạt động tương

tự như contactor, nhưng điểm khác biệt giữa Contactor và relay trung gian như sau:

Relay trung gian chỉ có một loại tiếp điểm cho các dòng điện

có cường độ nhỏ đi qua,không có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ

Trong relay trung gian cũng có những tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm thường mở nhưng không có bộ phận dập hồ quang điện

Trong mô hình sử dụng 05 relay trung gian

4 Relay trung gian loại 24 VDC /5A dùng cấp nguồn 24VDC

cho 04 cuộn coil của vavle solenoid

1 Relay trung gian loại 24 VDC /5A dùng để cấp nguồn 220 VAC cho

1 động cơ trộn hoạt động

Nhằm bảo vệ cho CPU tránh những rủi ro từ nguồn điện 220VAC làm hư hỏng PLC, nên tránh cấp nguồn 220VAC trực tiếp vào các tiếp điểm của PLC,vì thế phải dùng relay trung gian loại 24 VDC để đóng cắt các tiếp điểm của valve solenoid

Thông số kỉ thuật :

Loại 02 tiếp điểm thường đóng 02 tiếp điểm thường hở

Điện áp cuộn dây:24 VDC /5A

Cường độ dòng điện định mức :5A / 28VDC hoặc 220VAC

5 Valve solenoid

Valve solenoid là một khí cụ điện được dùng trong lĩnh vực điều khiển sự đóng ngắt các valve bằng cách cấp nguồn cho các cuộn coil bên trong valve

Thông số kĩ thuật :

Điện áp cuộn dây:24 VDC /5A

Cường độ dòng điện định mức :5A / 28 VDC

6 Bộ nguồn 24VDC

Đây là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện 220 VAC thành 24VDC ,để tạo nguồn 24 VDC cung cấp cho các thiết bị điện trong hệ thống

Thông số kỉ thuật :

Điện áp cung cấp :220 VAC /5A

Cường độ dòng điện định mức :5A / 240 VAC

Điện áp ngõ ra :24 VDC /0.6A

7 Động cơ trộn

Sử dụng động cơ của máy quạt, đây là thiết bị dùng để trộn đều các thành phần màu trong hỗn hợp để có được một màu sơn chuẩn

Thông số kỉ thuật :

Điện áp cung cấp :220 VAC /5A

Cường độ dòng điện định mức :5A / 240 VAC

8 Cảm biến áp suất (Pressure Transmitter)

Bộ Pressure Transmitter được sử dụng để đo thể tích cũng như khối lượng của mực chất lỏng, bộ Pressure Transmitter chuyển đổi áp suất của cột nước trong bồn thành giá trị dòng điện

Thông số kỉ thuật :

Điện áp cung cấp :24 VDC /5A

Cường độ dòng điện định mức :5A / 28 VDC

Tín hiệu trả về : 4mA -20 mA

II: SƠ ĐỒ ĐIỆN VÀ CÁC QUY ƯỚC TRONG MÔ HÌNH

1. Sơ đồ điện

2. Mạch động lực

3. Yêu cầu kĩ thuật

a.Phương pháp pha chế các màu sơn

Để pha trộn được một màu sơn nào đó chúng ta phải tìm hiểu kỹ thuật về pha chế màu,tức phải nắm bắt được tỷ lệ giữa các màu cơ bản là bao nhiêu %

Do vậy yêu cầu :

 các sơn phải có màu chuẩn

Hỗn hợp phải được khuấy trộn đều đặn

Do có hạn chế về việc sử dụng các thiết bị trong mô hình mà người thiết kế chỉ đưa vào 3 màu cơ bản để sản suất ra một màu nhất định tương ứng với khối lượng được nhập vào từ giao diện trên bảng điều khiển

 Một số thành phần các màu cơ bản:

Sản phẩm

Tỷlệ (%)

Trước khi chuẩn bị pha màu cần xem kỹ màu mẫu mà đối chiếu để tăng hoặc giảm một màu thứ màu chính nào đó cho đạt tiêu chuẩn Các màu pha lẫn phải khuấy thật đều với nhau cho các màu sơn tan hoàn toàn Pha chế màu sơn phải theo công thức tỷ lệ phần trăm như bảng hướng dẫn.Tuy nhiên cần phải linh hoạt tăng hoặc giảm để đạt được màu sắc thích hợp và đẹp mắt,vì ngay trong một thùng sơn cùng màu thùng sơn đặc thì màu sắc đậm hơn thùng sơn loãng

Khi pha chế màu sơn cần chú ý không được pha lẫn màu sơn gốc dầu với sơn gốc nhựa tổng hợp,vì thành ph ần hóa học của hai loại sơn này khác nhau về cơ bản

Trong khi pha chế màu sơn nếu gặp trường hợp sơn đặc không đủ độ nhớt theo tiêu chuẩn thì cần pha dung môi và dầu sơn theo từng loại sơn

để đảm bảo độ nhớt sau đó mới pha chế màu sơn

Sau khi đã pha chế màu xong cần phải xem thử để kiểm tra màu sơn trước khi đưa vào sơn hàng loạt sản phẩm

b Cơ sở quá trình trộn

Khái niệm và công dụng của quá trình trộn

Máy trộn được dùng để đạt được các mục đích sau đây:

Tạo thành hỗn hợp đồng nhất của hai hay nhiều chất rắn hoặc lỏng lại với nhau

Trong công nghiệp hoá chất,công nghiệp thực phẩm quá trình trộn được ứng dụng nhiều để tạo ra các sản phẩm đồng nhất

c Mức độ đồng đều của sản phẩm

Khi trộn một khối lượng a của chất A với khối lượng b của chất B

để tạo thành một hỗn hộp đồng nhất thì thành phần của chất A và chất B trong hỗn hợp lý tưởng sẽ là :

Đối với chất A:

CA=a/a+b (1)

Đối với chất B:

CA=b/a+b (2)

Ta có:CA+CB=1

Các thành phần này sẽ như nhau ở mọi thành phần thể tích của hỗn hợp.Những hỗn hợp lí tưởng này chỉ đạt được khi thời gian trộn tiến tới

vô hạn.Thực tế,không thể đạt được hỗn hợp lí tưởng và thời gian trộn không tiến tới vô hạn được

Bởi vậy trong hỗn hợp thực thì thành phần của các chất A và B ở các phần thể tích khác nhau của hỗn hợp sẽ khác nhau.sự khác nhau này càng

ít thì hỗn hợp càng gần với hỗn hợp lí tưởng

Bộ phận chính của phần trộn gồm:

Thùng trộn,có thể đặt đứng hoặc đặt nằm ngang,nó có thể đứng yên hoặc chuyển động

Cách trộn là bộ phận chủ yếu để trộn vật liệu;cách trộn có thể được đặt đứng hoặc nằm nằm ngang,nó có thể quay tròn hoặc chuyển động tịnh tiến

Trong mô hình này cách trộn chỉ mang tính chất mô phỏng

III: ĐIỀU KHIỂN MÁY TRỘN MÀU SƠN DÙNG PLC S7-200

1. Quá trình sử lý điều khiển

Thiết bị nhập: là các nút nhấn trên bảng điều khiển tại giao diện người sử dụng

PLC:có nhiệm vụ xử lý thông tin từ thiết bị nhập

Các lệnh bị chấp hành: có nhiệm vụ thực thi các lệnh của PLC phát ra

2. Kí hiệu các chức năng của thiết bị

QUY ĐỊNH NGÕ RA NGÕ VÀO

Địa

chỉ

Thiết bị ngoài máy

thống

thống

thống đang mở nguồn

PLC Sử Lý Giao Diện Máy

Tính

Nhập Dữ Liệu

Các thiết bị chấp hành

Cơ Sở Dữ Liệu

thống đang tắt nguồn

thống đang hoạt động

theo tỷ lệ đã đặt trước

theo tỷ lệ đã đặt trước

theo tỷ lệ đã đặt trước

trộn đều

các màu sơn

thời

trộn đều hỗn hợp

3 Mô hình hệ thống pha màu tự động:

Mô hình hệ thống pha màu tự động là một hệ thống hoàn toàn tự động được điều khiển bởi bộ điều khiển lập trình PLC siemens S7 -200 CPU 224

a. Các bồn chứa các màu cơ bản

b. Các valve xả của các màu thành phần

c. Bồn định lượng

Xác định khối lượng theo đúng tỉ lệ đã đặt trước do cảm biến áp suất điều khiển

d. Cảm biến áp suất và van xả hỗn hợp

Cảm biến áp suất điều khiển quá trình hoạt động

f. Tủ điều khiển hệ thống