Thiết kế và giám sát mô phỏng mô hình trạm trộn bê tông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT MƠ PHỎNG MƠ HÌNH TRẠM TRỘN BÊ TƠNG Trình độ đào tạo : Đại học Hệ đạo tạo : Chính quy Ngành : Cơng nghệ kỹ thuật Điện – Điện Tử Chuyên ngành : Điện công nghiệp dân dụng Khóa học : 2019 – 2023 Lớp : DH19DC Giảng viên hướng dẫn : Ths PHẠM NGỌC HIỆP Sinh viên thực : Hoàng Minh Nhật MSSV : 19034648 Bà Rịa – Vũng Tàu , tháng năm 2023 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp MỤC LỤC CHƯƠNG I : TỔNG QUANG VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 1.1 Tổng quan trạm trộn bê tông theo khối lượng 1.2 Yêu cầu chung trạm trộn bê tông 1.3 Ưu điểm trạm trộn bê tơng nhóm thiết kế 1.4 Giới thiệu bê tông 1.5 Mác bê tông 1.6 Thành phần cốt liệu bê tông 1.7 Thành phần tỉ lệ cốt nguyên liệu theo mác trộn .9 CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 10 2.1 Nguyên lý thiết kế trạm trộn bê tông 10 2.2 Lựa chọn phương án thiết kế 12 2.3 Giới thiệu thông số trạm trộn bê tông .12 2.4 Đánh giá hệ thống thiết kế .13 2.5 Nguyên lý hoạt động hệ thống .13 2.6 Phương án thiết kế silo chứa xi măng 14 PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN CẤP VÀ VẬN CHUYỂN XI MĂNG .14 2.7 Phương án cấp nguyên liệu đá cát lê boong ke .14 2.8 Phương án lựa chọn , thiết kế máy trộn bê tông 18 CHƯƠNG III : TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM TRỘN .23 3.1 Mạch động lực toàn hệ thống điện 23 3.2 Tính tốn dộng kéo băng tải 23 3.3 Tính tốn động khuấy cho bồn trộn động bơm nước 24 DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng Trang - - SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp 3.4 Thiết bị đóng cắt hệ thống 23 3.5 Hệ thống xy lanh khí nén .28 3.6 Xy lanh khí nén 29 3.7 Tính tốn xy lanh khí nén cho hệ thống .31 3.8 Van phân phối khí nén 5/2 32 3.9 Bộ điều khiển PLC .33 3.10 Loadcell khuếch đại 35 3.11 Relay trung gian 38 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG THUẬT TỐN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 39 4.1 u cầu toán 39 4.2 Lưu đồ thuật toán 39 4.3 Bảng điều khiển địa PLC 41 4.4 Chương trình điều khiển .42 CHƯƠNG V : MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG 44 5.1 Giao diện thiết kế WINCC 44 5.2 Thành phần nguyên liệu mác .44 5.3 Mô kiểm chứng 44 5.4 Đánh giá chung .46 5.5 Hướng phát triển 47 5.6 Kết luận 47 LỜI CẢM ƠN .49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng Trang - - SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp LỜI MỞ ĐẦU Trong công đổi phát triển khoa học kỹ thuật ngày trọng Do cơng nghiệp hóa đại hố quan tâm hàng đầu Nhằm giảm sức lao động người tăng cao suất hiệu kinh tế cao nhờ có dây chuyền hệ thống tự động ngày hoàn thiện, từ đơn giản đến phức tạp, từ tự động hố phần đến tồn dây chuyền nhờ phát triển vượt bậc linh kiện điện tử gọn nhẹ đa làm việc ổn định độ tin cậy lớn giúp nhà thiết kế chế tạo sản phẩm với chất lượng cao giá thành hạ Được hỗ trợ phát triển mạnh công nghệ thông tin Bộ vi xử lý đời trở thành công cụ hoàn hảo để phục vụ cho hệ thống tự động hố q trình sản xuất Để trợ giúp người điều khiển cách tối ưu trình sản xuất với hiệu cao Để hiểu rõ tính tự động hoá dây chuyển sản xuất, em chọn đề tài "Thiết kế, mô trạm trộn bê tông" Trong trình tham khảo, tìm tài liệu nghiên cứu thực tế dây chuyền trạm trộn bê tông tươi Do thời gian có hạn kinh nghiệm chưa có, nên đồ án tốt nghiệp cịn có nhiều thiếu sót Nhưng giúp đỡ bạn bè lớp đặc biệt hướng dẫn tận tình ThS Phạm Ngọc Hiệp giúp đỡ sửa chữa để em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng Trang - - SVTH: Hồng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 1.1 Tổng quan trạm trộn bê tơng theo khối lượng Hình 1.1 Trạm trộn bê tông Trạm trộn bê tông tự động thiết bị dùng xây dựng ứng dụng khoa học kỹ thuật đại Vì suất hiệu lao động trạm trộn bê tông cao, có đủ lực để cung cấp cho cơng trình lớn lớn với lượng bê tơng trộn tỉ lệ đồng chất lượng Trạm trộn bê tông thường dùng cho cơng trình xây dựng cỡ vừa lớn với nhiều ưu điểm bật: • Do sử dụng cơng nghệ tiên tiến, đại nên trạm trộn bê tông cho sản phẩm bê tông đồng nhanh Một ngày, trạm trộn cho 75 đến 80m3 bê tơng • Do sử dụng van bướm thay van bi nên thời gian cân xả nước trạm trộn bê tông nhanh mà không tốn thêm bơm xả nước bơm cấp nước, giúp tiết kiệm nước điện Ngoài ra, bị hỏng bơm cấp nước Có khả dự trữ nước cho 1-2 mẻ trộn bơm cấp nước có gặp phải cố • Bin chứa cốt liệu trạm trộn bê tông lớn, khoang chứa trạm rộng nên cấp liệu xúc lật, cát không bị tràn lẫn sang khoang • Do sử dụng gối trung gian dùng bạc đồng nên vít tải xiên hoạt động ổn định DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng Trang - - SVTH: Hồng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp • Hệ thống nén khí chống tạo vịm Silơ xi măng cân xi măng trạm trộn bê tông hoạt động hiệu với công suất lớn nên xi măng xuống mà khơng cần dùng búa gõ • Khung cố định trạm trộn bê tơng vơ chắn • Hệ thống lọc trạm trộn bê tơng có túi lọc để lọc bụi xi măng, tránh thải mơi trường gây nhiễm nghiêm trọng • Giảm bớt số lượng nhân viên kỹ thuật vận hành máy, cường độ lao động, chi phí quản lý xây dựng, khó khăn kỹ thuật rủi ro 1.2 Yêu cầu chung trạm trộn bê tơng • Đảm bảo trộn cung cấp nhiều mác bê tông với thời gian điều chỉnh nhỏ • Cho phép sản xuất hai loại hỗn hợp bê tơng khơ ướt • Hỗn hợp bê tông không bị tách nước hay bị phân tầng vận chuyển • Trạm làm việc ổn định, khơng ồn, khơng gây nhiễm mơi trường • Lắp đặt sửa chữa đơn giản • Có thể làm việc hai chế độ tự động tay 1.3 Ưu điểm trạm trộn bê tơng nhóm thiết kế Có thể nói so sánh với phương pháp trộn bê tông thủ công máy trộn bê tông cơng suất nhỏ, trạm trộn bê tơng bước tiến đại tiện nghi hỗ trợ đắc lực cơng việc xây dựng nói chung • Trộn đồng thành phần hỗn hợp, hàm lượng khơng khí hổn hợp chiếm tỷ lệ nhỏ, vật liệu không bị tách nước, phân tầng vận chuyển • Độ xác thành phần cốt liệu theo yêu cầu sai số 0,1% • Thời gian trộn nhỏ • Có thể trộn xi măng khơ, vữa xây dựng, vật liệu cấp phối … • Điều khiển đơn giản, nhẹ nhàng Có thể làm việc nhiều chế độ: Tự động, bán tự động, tay • Lắp dựng, bảo dưỡng, sửa chữa, di chuyển đơn giản • Có tính thẩm mỹ cao khơng gây nhiễm mơi trường xung quanh • Có kết cấu nhỏ gọn, phù hợp với không gian, đặc biệt với doanh nghiệp sản xuất bê tơng có mặt nhỏ hẹp • Có thể bố trí Si lô nhiều hướng phù hợp với mặt trạm trộn bê tơng DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng Trang - - SVTH: Hồng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp • Do sử dụng công nghệ tiên tiến, đại nên trạm trộn bê tơng đồng nhanh • Do sử dụng van bướm thay van bi nên thời gian cân xả nước nhanh, không tốn thêm thời gian bơm xả nước bị hỏng bơm cấp nước Có khả dự trữ nước cho 1-2 mẻ trộn bơm cấp nước gặp cố • Bin chứa cốt liệu trạm trộn bê tông lớn, khoang chứa trạm rộng nên cấp liệu xúc lật, cát khơng bị tràn lẫn sang khoang • Vít tải xiên hoạt động ổn định, sử dụng gối trung gian dùng bạc đồng • Hệ thống nén khí chống tạo vịm Si lơ xi măng cân xi măng trạm trộn bê tông hoạt động hiệu quả, hoạt động với công suất lớn nên xi măng xuống đều, khơng cần búa gõ • Khung cố định trạm vơ chắn • Hệ thống lọc trạm có túi lọc, lọc bụi xi măng tránh thải môi trường gây ô nhiễm mơi trường nghiêm trọng • Tiết kiệm số lượng kỹ thuật vận hành máy, giảm cường độ lao động, giảm chi phí quản lý xây dựng, giảm khó khăn kỹ thuật rủi ro • Rút ngắn thời gian xây dựng cải thiện tốc độ xây dựng 1.4 Giới thiệu bê tông Bê tông hỗn hợp tạo thành từ cát, đá, xi măng, nước chất phụ gia Trong cát đá chiếm 80% – 85%, xi măng chiếm 8% – 15%, lại khối lượng nước chất phụ gia Hỗn hợp vật liệu nhào trộn tạo nên hỗn hợp bê tông Hỗn hợp bê tông phải có độ dẻo định, phù hợp với mục đích sử dụng Có nhiều loại bê tơng tùy thuộc vào thành phần hỗn hợp Tỉ lệ thành phần cát, đá, xi măng,… khác tạo loại bê tông khác Để phân biệt loại bê tông, người ta sử dụng khái niệm “mác bê tơng” 1.5 Mác bê tơng Khi nói đến mác bê tơng nói đến khả chịu nén mẫu bê tông Theo tiêu chuẩn xây dựng cũ Việt Nam (TCVN 3105:1993, TCVN 4453:1995), mẫu dùng để đo cường độ mẫu bê tơng hình lập phương có kích thước 150 mm × 150 mm × 150 mm, dưỡng hộ điều kiện tiêu chuẩn quy định TCVN 3105:1993, thời gian 28 ngày sau bê tơng ninh kết Sau đưa vào máy DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng Trang - - SVTH: Hồng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp nén để đo ứng suất nén phá hủy mẫu (qua xác định cường độ chịu nén bê tơng), đơn vị tính MPa (N/mm²) daN/cm² (kG/cm²) Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn, kéo, trượt, chịu nén ưu lớn bê tơng Do đó, người ta thường lấy cường độ chịu nén tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi “Mác bê tông” Mác bê tông phân loại từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 600 Khi nói “mác bê tơng 200” nói tới ứng suất nén phá hủy mẫu bê tơng kích thước tiêu chuẩn, dưỡng hộ điều kiện tiêu chuẩn, nén tuổi 28 ngày, đạt 200 kG/cm² Còn cường độ chịu nén tính tốn bê tơng mác 200 90 kG/cm² (được lấy để tính tốn thiết kế kết cấu bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất) 1.6 Thành phần cốt liệu bê tông Xi măng: Việc lựa chọn xi măng đặc biệt quan trọng việc sản xuất bê tơng, có nhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác cao khả kết dính tốt làm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên, nhiên giá thành xi măng mác cao lớn Vì vậy, thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo chất lượng yêu cầu kỹ thuật vừa phải giải toán kinh tế Cát Cát dùng sản xuất bê tơng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo, kích thước hạt cát từ 0,4 – 0,5 mm Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt… Trong thành phần bê tông, cát chiếm khoảng 29% Đá dăm: Đá dăm có nhiều loại tùy thuộc vào kích thước đá, tùy thuộc vào kích cỡ bê tơng mà ta chọn kích thước đá phù hợp Trong thành phần bê tông, đá dăm chiếm khoảng 52% Nước: Nước dùng sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh hưởng đến khả đông kết bê tông chống ăn mòn kim loại Các chất phụ gia: Phụ gia sử dụng có dạng bột, thường có loại phụ gia: Loại phụ gia hoạt động bề mặt: loại phụ gia sử dụng lượng nhỏ có khả cải thiện đáng kể tính chất hỗn hợp bê tơng tăng cường nhiều tính chất khác bê tông DATN: Thiết kế, giám sát mô hình trạm trộn bê tơng Trang - - SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Loại phụ gia rắn nhanh: loại phụ gia có khả rút ngắn q trình rắn bê tơng điều kiện tự nhiên nâng cao cường độ bê tông Hiện công nghệ sản xuất bê tơng người ta cịn sử dụng phụ gia đa chức 1.7 Thành phần tỉ lệ cốt nguyên liệu theo mác bê tông Mác (M) Xi măng (Kg) Cát (m3) Đá (m3) Nước (lít) 150 244 0.498 0.856 195 200 293 0.479 0.846 195 250 341 0.461 0.835 195 300 390 0.438 0.829 195 350 450 0.406 0.846 200 400 465 0.419 0.819 186 DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng Trang - - SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 2.1 Nguyên lý thiết kế trạm trộn bê tông Sơ đồ nguyên lý thiết kế 1: Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý thiết kế Ưu điểm: • Dùng van khí nén đóng mở cấp xi măng phương pháp mang lại ổn định cao ảnh hưởng đến mơi trường dùng phổ biến công ty sản xuất bê tông thương phẩm • Hệ thống cấp điện băng tải cao su băng tải mà vật liệu vận chuyển liên tục giảm dùng trạm có suất lớn địi hỏi lượng bê tơng nhiều • Ngày người có xu hướng sử dụng phương pháp để thiết kế trạm trộn nhà có tính thẩm mỹ cao khả đáp ứng suất cao sử dụng siro để chứa xi măng vừa đáp ứng nhu cầu xi măng nhiều hoạt động liền không gây ô nhiễm môi trường DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 10 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp – Công suất định mức: giá trị khối lượng lớn mà Loadcell đo – Dải bù nhiệt độ: khoảng nhiệt độ mà đầu Loadcell bù vào, nằm khoảng này, đầu không đảm bảo thực theo chi tiết kĩ thuật đưa – Cấp bảo vệ: đánh giá theo thang đo IP (IP65: chống độ ẩm bụi) – Điện áp: giá trị điện áp làm việc Loadcell (thông thường đưa giá trị lớn giá trị nhỏ – 15 V) – Độ trễ: tượng trễ hiển thị kết dẫn tới sai số kết Thường đưa dạng % tải trọng – Trở kháng đầu vào: trở kháng xác định thông qua S- S+ Loadcell chưa kết nối vào hệ thống chế độ không tải – Điện trở cách điện: thơng thường đo dịng DC 50V Giá trị cách điện lớp vỏ kim loại củaLoadcell thiết bị kết nối dòng điện – Phá hủy học: giá trị tải trọng mà Loadcell bị phá vỡ biến dạng – Giá trị ra: kết đo (mV) – Trở kháng đầu ra: cho dạng trở kháng đo Ex+ EX- điều kiện load cell chưa kết nối hoạt động chế độ không tải – Q tải an tồn: cơng suất mà Loadcell vượt (125% công suất) – Hệ số tác động nhiệt độ: Đại lượng đo chế độ có tải, thay đổi cơng suất củaLoadcell thay đổi nhiệt độ – Hệ số tác động nhiệt độ điểm 0: giống đo chế độ không tải Bộ khuếch đại loadcell: Các hãng chế tạo loadcell thường tích hợp ln đầu đọc loadcell để hiển thị giá trị cân đo Tuy nhiên vấn đề phát sinh muốn lấy tín hiệu từ loadcell đưa PLC PLC nhận tín hiệu Analog 4-20mA 0-10V khơng phải mv/v Hình 4.4: Bộ khuếch đại loadcell DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 38 SVTH: Hồng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Trong trường hợp cần tìm khuếch đại loadcell để khuếch đại tín hiệu mV/v thành tín hiệu Analog 4-20mA / 0-10V Tính chọn loadcell khuếch đại Model SQB KELB Độ phân giải 3mV Sai số tuyệt đối 0.03% Cân điểm 1% Điện trở vào 400 Ôm Điện trở 325 Ôm Điện trở cách ly 5000M ôm Quá tải an toàn 150% Quá tải phá hủy loadcell 200% Điện áp hoạt động 12- 30VDC Thông số kỹ thuật khuếch đại loadcell: Model OMX380T Ngõ vào 3mV Ngõ 4-20mA Sai số 0.025% Nhiệt độ làm việc -20 đến 60 độ C Cách ly chống nhiễu 2500VAC Điện trở cách ly 5000M ôm Quá tải an toàn 150% Quá tải phá hủy loadcell 200% Điện áp hoạt động 12- 30VDC DATN: Thiết kế, giám sát mô hình trạm trộn bê tơng - Trang - 39 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp 3.11 Relay trung gian Relay trung gian loại mạch điện tử, chức tương tự với công tắc điện nhà bạn dạng on/off Relay trung gian đóng vai trị truyền tải điện, chuyển tín hiệu từ thiết bị có công suất nhỏ sang thiết bị công suất cao sơ đồ điện Hình 4.5: Relay trung gian Nguyên lý hoạt động Relay trung gian: Khi dòng điện chạy qua rơ le trung gian, tới cuộn dây nam châm điện, tạo thành từ trường hút Từ trường tác động để đóng mở tiếp điểm điện Từ làm thay đổi trạng thái đóng mở rơ le trung gian Tùy vào thiết kế mà số tiếp điểm điện thay đổi khác Tính chọn relay trung gian: Thông số relay omron: Điện áp cuộn dây 24vDC Tiếp điểm đóng cắt 5A,250VAC/30vDC Thời gian tác động 20ms Tần số hoạt động 18000 lần/giờ Nhiệt độ làm việc Từ -50 đến 70oC Số cặp tiếp điểm cặp Chọn nút nhấn đèn báo Loại CML LA39 Nút nhấn Dạng nhấn nhả,có đèn báo Tiếp điểm 1NC+1NO Công suất tiếp điểm Ui AC=660V,Ith=10A Điện áp đèn 220VAC Hình 4.6: Nút nhấn đèn báo CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG THUẬT TỐN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 4.1 u cầu mơ hình Với u cầu đồ án thiết kế trạm trộn bê tông tươi với công suất 60m3/h Từ cơng suất nhóm em thiết kế trộn mẻ Mỗi mẻ tương ứng với công suất 20m3 DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 40 SVTH: Hồng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Hệ thống định lượng máy trộn bê tông bắt đầu hoạt động thực đồng thời thao tác cân cốt liệu, cân xi măng, cân nước chất phụ gia - Cân cốt liệu thực đồng thời để tiết kiệm thời gian: Mở cửa xả boongke chứa đá chứa cát sau cân đủ số đá đóng cửa xả đồng thời mở boongke cát đá, khởi động băng tải để vận chuyển cát đá đến bồn trộn Khi boong ke xả hết - Cân xi măng: Mở cửa xả đáy Silo chứa xi măng, xi măng theo vít tải vận chuyển đổ vào thùng cân Khi cân đủ xi măng vít tải dừng lại - Cân nước phụ gia: Nước bơm vào thùng cân nước phụ gia Sau định lượng xong, động trộn quaytrong thời gian đặt trước Khi trộn xong mở van xả cốt liệu đưa hỗn hợp bê tông vào xe chuyên chở Khi xả hết cối trộn đóng lại hệ thống điều khiển tiếp tục thực mẻ trộn 4.2 Xây dựng lưu đồ thuật toán DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 41 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Lưu đồ thuật tốn q trình cân nhiên liệu DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 42 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp zLưu đồ qua trình trộn nguyên liệu 4.3 Bảng địa vào PLC Input: I0.0: Start I0.1: Stop DATN: Thiết kế, giám sát mô hình trạm trộn bê tơng - Trang - 43 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp I0.2: Cảm biến cạn silo cát I0.3: Cảm biến cạn silo đá I0.4: Cảm biến cạn silo phụ gia I0.5: Cảm biến cạn silo nước I0.6: Cảm biến cạn silo xi măng I0.7: Cảm biến cạn bồn trộn Đầu vào analog: AI1: Cảm biến cân cát AI2: Cảm biến cân đá AI3: Cảm biến cân xi măng AI4: Cảm biến cân nước AI5: Cảm biến cân phụ gia Đầu ra: Q0.1: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng van đá Q0.2: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng van xi măng Q0.3: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng van phụ gia Q0.4: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng bơm nước Q0.5: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng băng tải cát Q0.6: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng băng tải đá Q0.7: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng van cát Q1.0: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng van đá Q1.1: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng van xi măng Q2.0: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng van phụ gia Q2.1: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng van mở nước Q2.2: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng động trộn Q2.3: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng động trộn Q2.4: Relay cấp điện cho cuộn hút contactor đóng van xả hỗn hợp 4.4 Chương trình điều khiển (Main OB): DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 44 SVTH: Hoàng Minh Nhật DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Trang - 45 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp CHƯƠNG V: MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG 5.1 Giao diện thiết kế WinCC 5.2 Thành phần nguyên liệu mác Mác Xi măng (kg) Cát (m3) Đá (m3) Nước (lít) Phụ gia (kg) 200 293 0.479 0.846 195 58.6 250 341 0.461 0.835 195 68.2 300 390 0.438 0.829 195 78 400 465 0.419 0.819 186 93 5.3 Mô kiểm chứng Với Mác bê tông = 250 Bước 1: Ban đầu mở van cát 1, van đá 1, van nước 1, van PG van xi măng để xả nguyên liệu vào boong ke silo Khi cân xong số liệu nguyên liệu lên wincc DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 46 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Bước 2: Sau cân xong tiến hành xả nguyên liệu cát đá xuống băng tải để vận chuyển đến bồn trộn việc mở van nước, van phụ gia 2, van xi măng để xả xuống bồn trộn Bước 3: Sau xả đủ nguyên liệu vào bồn trộn tiến hành trộn hỗn hợp vòng phút DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 47 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Bước 4: Sau trộn xong mở van xả hỗn hợp bê tông trộn xong vào xe chứa Sau cảm biến báo cạn tác động dừng hệ thống DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 48 SVTH: Hồng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp 5.4 Đánh giá chung Sau tìm hiểu thiết kế chương trình mơ đồ án tốt nghiệp đáp ứng mục tiêu sau: - Xây dựng thành cơng mơ khí đầy đủ chức năng, nhỏ, gọn - Hệ thống điều khiển trung tâm PLC, điều khiển hoạt động ổn định với đề đặt - Các van khí nén, relay điện, nút ấn, cơng tắc bố trí khoa học, hợp lý - Hệ thống làm việc liên tục ổn định Tuy nhiên, đồ án cịn số hạn chế như: - Kết cấu mơ đơn giản so với hệ thống phân loại sản phẩm thực tế chưa có mơ hình cụ thể - Kết cấu khí van máy cịn chưa đảm bảo độ vững 5.5 Hướng phát triển Do thời gian thực đề tài không nhiều lượng kiến thức hạn chế nên đề tài đáp ứng phần nhỏ hệ thống hoàn chỉnh Vì vậy, để đề tài mang tính thực tế, có khả ứng dụng cao, em đề xuất đưa yêu cầu sau: - Thiết kế, tối ưu chương trình điều khiển - Cần hướng đến mơ hình, ngun liệu thành phẩm cách cụ thể để tối ưu trình thiết kế thi công, nhằm mang lại suất hoạt động cao cho hệ thống - Kết hợp cảm biến khác loadcell để tăng độ xác cho hệ thống 5.6 Kết luận Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp, hướng dẫn tận tình thầy ThS.Phạm Ngọc Hiệp, đến em hoàn thành đồ án Trong qua trình làm đồ án giúp nâng cao kiến thức, hiểu rõ hệ thống sản xuất linh hoạt, cấu tạo hoạt động mơ hình mơ Đề tài trình bày theo dạng mơ nên q trình thực đồ án khơng tránh khỏi sai sót, mong đề tài thầy cô bạn sinh viên khóa sau tiếp tục nghiên cứu khắc phục hạn chế đề tài tạo sản phẩm tối ưu phục vụ cho sản xuất đời sống xã hội Nội dung đồ án bao gồm: - Tìm hiểu tổng quan hệ thống trạm trộn bê tơng DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 49 SVTH: Hồng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp - Tìm hiểu điều khiển lập trình PLC S7-1200 - Tìm hiểu hệ thống xy lanh khí nén - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động cách lựa chọn thiết bị điện - Tìm hiểu phần mềm TIA Portal V16, lập trình chương trình PLC - Mơ mơ hình đánh giá kết DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 50 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp LỜI CẢM ƠN Lời cho phép chúng em gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường đại học Bà Rịa – Vũng Tàu quý thầy cô khoa Kỹ thuật – cơng nghệ tạo điều khiển thuận lợi để em học tập sáng tạo môi trường tốt Em cảm ơn quý thầy cô ngành Công nghệ Kỹ thuật điện - điện tử người dìu dắt tận tình, truyền đạt cho em kiến thức, kỹ học quý giá suốt thời gian chúng em theo học trường Em xin gửi cảm ơn sâu sắc đến thầy ThS Phạm Ngọc Hiệp giảng viên trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn bảo hướng dẫn tận tình thầy suất trình thực Khi em bắt tay vào thực kiến thức hiểu biết lĩnh vực hạn chế Với kiến thức nhiệt tình thầy dìu dắt em đến bước cuối đề tài Trong suốt trình làm đề tài xảy nhiều khó khăn thử thách thầy góp ý động viên Xin cảm ơn đến tất bạn bè, đặc biệt bạn lớp DH19DC gắn bó học tập giúp đỡ năm qua suốt trình thực đồ án Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình động viên, giúp đỡ ủng hộ nhiều mặt góp phần tạo nên thành cơng đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 51 SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) https://youtu.be/3CqFibdnLh0 (2) https://youtu.be/zAEaE2xFwbI (3) https://youtu.be/lKMnYleCegs (4) https://www.vietmatic.com/2021/08/huong-dan-wincc-v16-tia-portal-cho.html (5) Phan Xuân Minh, Nguyễn Dỗn Phước (2006), Tự động hóa với S7-200, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội DATN: Thiết kế, giám sát mơ hình trạm trộn bê tơng - Trang - 52