Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu sông cấm đi sâu tìm hiểu công đoạn phun hạt cát làm sạch tôn

LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng cơng nghiệp hố - đại hố đất nƣớc, ngành giao thơng vận tải có vai trị quan trọng kinh tế quốc dân, đem lại hiệu cao kinh tế cho đất nƣớc, đặc biệt giao thông vận tải biển Nƣớc ta với lợi có bờ biển dài, khí hậu ổn định tạo điều kiện thuận lợi cho ngành giao thông vận tải biển phát triển, tiền đề để ngành cơng nghiệp đóng tàu nƣớc ta phát triển mạnh mẽ Hiện nay, công nghệ đóng tàu Việt Nam có bƣớc tiến vƣợt bậc Chúng ta đóng đƣợc tàu cỡ lớn, trang thiết bị đại với chất lƣợng cao, đƣợc nhiều bạn hàng giới tin cậy đặt hàng Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng với đội ngũ giảng viên giỏi chuyên môn giàu kinh nghiệm giảng dạy, nơi đào tạo nên kỹ sƣ có tay nghề trình độ chun mơn cao, đảm bảo đáp ứng đƣợc yêu cầu nhà máy đóng sửa chữa tàu biển Qua gần năm học tập trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phịng, đƣợc dìu dắt dạy bảo nhiệt tình thầy cô giáo khoa Điện-Điện tử, với cố gắng học hỏi thân đƣợc giúp đỡ bạn lớp ĐC 1001 Sau ba tháng thực tập tốt nghiệp Công ty Đóng tàu Sơng Cấm, em đƣợc Ban Chủ nhiệm Khoa Điện-Điện tử Nhà trƣờng giao cho đề tài: “Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sơng Cấm Đi sâu tìm hiểu cơng đoạn phun hạt cát làm tôn” Trong thời gian ba tháng làm đồ án tốt nghiệp em đƣợc giúp đỡ nhiệt tình giáo hƣớng dẫn Ths Trần Thị Phƣơng Thảo, nhiều thầy giáo khác khoa với cố gắng tự giác thân để hoàn thành đồ án tốt nghiệp cách tốt Tuy nhiên, kinh nghiệm kiến thức thực tế trình độ có hạn, tài liệu tham khảo cịn nhiều hạn chế nên đồ án tốt nghiệp em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong đƣợc bảo thêm thầy giáo để đồ án em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Ths.Trần Thị Phƣơng Thảo thầy cô giáo khoa Điện-Điện tử Hải phòng 25 tháng 10 năm 20011 Sinh viên Đào Xuân Oanh CHƢƠNG 1: TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ DÂY CHUYỀN SƠ CHẾ TÔN CỦA NHÀ MÁY 1.1 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC SƠ CHẾ TƠN Trong cơng nghiệp đóng tàu, số lƣợng thép tấm, thép hình đƣợc sử dụng nhiều với chủng loại, kích thƣớc, vật liệu khác Trong trình vận chuyển sử dụng, vật liệu thép chịu ảnh hƣởng lớn mơi trƣờng Vì cần phải bảo vệ bề mặt thép để tăng tuổi thọ cho cơng trình sử dụng 1.1.1 Các phƣơng pháp sơ chế tôn Phƣơng pháp thủ công: Dùng dụng cụ cầm tay nhƣ búa gõ gỉ, bàn chải sắt, dũi, dao cạo vv số dụng cụ cầm tay đƣợc giới hóa nhƣ búa hơi, chổi thép Phƣơng pháp đơn giản, giá thành hạ, nhiên phƣơng pháp áp dụng để làm vỏ bao tàu vào sửa chữa áp dụng làm khu vực mà áp dụng đƣợc phƣơng pháp làm giới suất thấp (khoảng 0,9 đến 3,5 m2/giờ công dụng cụ đơn giản khoảng 8m2/giờ công dụng cụ giới) Phƣơng pháp giới: + Phun nƣớc áp lực cao: sử dụng dịng nƣớc có áp lực cao để làm tôn Áp lực cao đƣợc tạo máy khí nén Phƣơng pháp thƣờng sử dụng để làm phân, tổng đoạn hoàn thiện tập kết bãi cạnh triền đà + Làm máy quay văng, sợi cáp + Phƣơng pháp phun cát: phƣơng pháp đƣợc sử dụng q trình đóng q trình sửa chữa tàu Cát dùng để phun loại cát cát vàng có đƣờng kính hạt khoảng 1,2 mm, độ tinh khiết 95% đƣợc phun qua vòi phun có đƣờng kính lỗ - mm dƣới áp suất (4-5) at Góc phun cát lên mặt tơn (45-60) khoảng cách từ vịi phun đến bề mặt (120 – 150) mm Khi phun phải phun tay, không đƣợc phun ngắt quãng dừng lâu chỗ đƣợc phun Nhƣợc điểm phƣơng pháp phun cát khô bụi miệng phun chóng bị mịn Để khắc phục nhƣợc điểm ngƣời ta thực phƣơng pháp phun hỗn hợp cát-nƣớc (khoảng 30 - 40% cát 60 - 70% nƣớc) dùng vòi phun cải tiến có tia nƣớc xung quanh (hình 2.1) + Phƣơng pháp phun hạt mài: Hiện Cơng ty có nhà xƣởng để làm phƣơng pháp phun hạt mài Ngƣời ta thay hạt cát hạt thép để phun lên bề mặt tôn Các hạt mẩu thép, mẩu gang mẩu dây thép cắt có đƣờng kính (0,5 - 0,8) mm Các mẩu thép phun đƣợc tăng tốc phận gia tốc cánh quạt (hình 3.2) Tốc độ hạt phun phút đạt tới (155 – 170) m/giây khối lƣợng hạt đƣợc phun phút đạt tới 140 kg, suất làm (100 – 200) m3/giờ, tốc độ dịch chuyển thép (1,2 - 3,6) m/phút Phƣơng pháp phun hạt thép không đƣợc sử dụng để làm có chiều dày dƣới 10 mm kết cấu mỏng dƣới mm + Làm thiết bị giới khác: Công việc sơn tàu khơng cố định khơng có quy trình cụ thể cho tàu Sơn tàu phụ thuộc vào khả chủ tàu việc lựa chọn loại sơn hãng sơn khác Các hãng sơn đƣa yêu cầu sơn hãng nhƣ bề mặt tôn thời gian sơn Nếu bề mặt không đƣợc làm sạch, cịn tạp chất bám bẩn lớp sơn nhanh chóng bị bong, tróc, khơng đảm bảo chất lƣợng Điều kiện khí hậu nhƣ nhiệt độ, độ ẩm…và thời gian sơn lớp ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng sơn Trƣớc sơn cần làm tơn Hiện Cơng ty có cấp làm sạch: SA1, SA 1 , SA2, SA 2 , SA3 (là cấp cao nhất) + Ngoài ngày có nhiều hãng sản xuất thiết bị làm sơn lót nhƣ hệ thống đồng bộ, tự động từ khâu đầu vào đến khâu đầu vật liệu làm nhƣ: Dây chuyền LAMIVER 3200 hãng CARLOBANFI Italia, dây chuyền Rooller Conveyor Machine RRB Đức, dây chuyền RB 2100 SCHLICK phịng thiết kế cơng nghiệp tàu thủy Ba lan chế tạo Hiện nhà máy đóng tàu Nam Triệu sử dụng dây chuyền LAMIVER 3200 1.1.2 Dây chuyền sơ chế tôn LAMIVER 3200 1.1.2.1 Dây chuyền sơ chế tơn Hình 2.3: Các phận dây chuyền Máy cán chuyên dùng để khử độ cong vênh nhƣ khử ứng xuất dƣ thép Băng chuyền đầu vào: hệ thống băng tải lăn dùng để đƣa thép vào khối gia nhiệt phận dây chuyền sơ chế tôn Khối gia nhiệt: Khi thép đƣợc nung nóng đến 40 C làm cháy hết dầu mỡ, nƣớc nƣớc bám bề mặt thép Khối làm sạch: Gồm máy phun hạt để phun cát, hạt kim loại phun bi tùy theo công nghệ chủng loại vật liệu Buồng phun sơn: buồng kín, có bố trí đầu phun sơn di động buồng để đảm bảo cho vật đƣợc sơn đồng đều, ngồi buồng sơn cịn có hệ thống lọc hút bụi Buồng làm khô sơn: Thƣờng sử dụng lị buồng tuylen để đẩy nhanh việc sấy khơ Năng lƣợng để sấy dùng than, điện khí gas Ngồi dây chuyền cịn có thiết bị phụ trợ khác nhƣ máy nén khí, băng gầu tải vận chuyển cáp bi kim loại để phun, hệ thống giảm chấn để đảm bảo độ ồn dƣới mức cho phép… phục vụ cho hoạt động dây chuyền 1.1.2.2 Nguyên lý hoạt động Tôn đƣợc cẩu qua hệ thống cẩu từ đặt lên giàn lăn đầu vào Giàn lăn có tác dụng di chuyển tôn vào hệ thống buồng sấy để sấy tôn nhiệt độ định, tôn sau khỏi buồng sấy cảm biến đầu vào buồng phun nhận đƣợc tín hiệu báo PLC sau khoảng cách 6m, hệ thống bắn hạt mài bắt đầu hoạt động sau tơn đƣợc làm đồng thời di chuyển giàn lăn để đƣa tơn ngồi buồng phun Tôn đầu buồng phun tác động có cảm biến đầu buồng phun lúc tôn đầu vào buồng phun tiếp tục đƣa vào đến cảm biến đầu vào tác động hệ thống giàn lăn tiếp tục làm việc, tôn đầu buồng phun di chuyển qua 32 cảm biến quang để nhận biết đƣợc độ rộng, dài, cao, dày tơn Các tín hiệu đƣợc báo PLC đồng thời lúc động truyền động cho xe sơn bắt đầu khởi động di chuyển súng phun di chuyển qua lại liên tục ( có súng phun, có súng phun súng phun dƣới) Bộ phun đƣợc gắn với đếm Encorder dùng để đếm 32 vạch tƣơng ứng với 32 cảm biến quang chƣơng trình PLC đƣợc đặt thời gian trễ 3s Sau khoảng cách 3m súng phun bắt đầu mở để bắt đầu phun, đếm đƣợc kết hợp với cảm biến quang để nhận biết độ rộng sơn, tôn đƣợc sơn đến chiều dài tơn di chuyển khỏi 32 cảm biến chƣơng trình PLC đặt khoảng thời gian trễ phun 3s, sau thời gian 3s sensor bắt đầu dừng lại Lúc tôn đƣợc di chuyển qua buồng sấy làm khơ sơn sau đƣa giàn lăn ngồi cùng, đến tơn chạm vào cảm biến giàn lăn ngồi giàn lăn bị dừng lại dùng cẩu để cẩu tôn vừa làm bãi Khi tơn đƣợc cẩu cảm biến trở lại trạng thái ban đầu, lúc hệ thống giàn lăn di chuyển để nhận tôn đƣa vào hoạt động nhƣ lúc ban đầu 1.2 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ TRANG THIẾT BỊ DÂY CHUYỀN PHUN HẠT MÀI 1.2.1 Sơ đồ công nghệ dây chuyền Hình 1.4 Sơ đồ dây chuyền phun hạt mài Trong : : Hệ thống lăn đầu vào : Buồng gia nhiệt : Buồng phun bi : Buồng làm : Hệ thống lọc bụi : Hệ thống lăn đầu Sơ lƣợc tính : Xử lý trƣớc bề mặt thép bƣớc xử lý trừ gỉ, tăng cứng bề mặt phun sơn chống gỉ trƣớc tiến hành bƣớc công nghệ gia công Xử lý trƣớc bề mặt thép có ƣu điểm sau : - Nâng cao khả chống ăn mịn sản phẩm máy móc nguyên vật liệu kim loại - Nâng cao khả chịu tải vật liệu thép, kéo dài tuổi thọ sử dụng vật liệu - Đối với thép ngành đóng tàu, có lợi cho việc bảo quản đƣa nguyên liệu xác lên máy cắt điều khiển số - Làm tăng độ nhẵn bóng bề mặt - Nâng cao hiệu suất làm - Giảm cƣờng độ lao động công việc làm - Giảm ô nhiễm môi trƣờng 1.2.2 Kết cấu tính phận a Hệ thống lăn vận chuyển Hệ thống lăn vận chuyển đƣợc cấu thành bởi: hệ thống lăn vận chuyển vào, hệ thống lăn buồng phun bi, hệ thống lăn vận chuyển Hệ thống lăn vận chuyển vào – dùng ống thép đúc liền làm băng thép cacbon chất lƣợng tốt hàn nối lên hai đầu trục thép tơi Sau đƣợc đƣa qua gia công tinh đẩm bảo chịu tải 1,5 ~ tấn/m đảm bảo độ đồng trục cao ( làm việc êm ) Hình 1.5 Hệ thống lăn đầu Hệ thống lăn buồng phun bi phải chịu bắn phá, nên đƣợc bao phủ bề lớp vật liệu 40Cr để bảo vệ tăng tuổi thọ ( tuổi thọ lớp bảo vệ 6000 ) thay dễ dàng Kích thƣớc lăn thống Ф 120 mm Thiết bị truyền động đƣợc lắp với động điện điều khiển tốc độ biến tần, cho phép truyền động đồng dây chuyền b Bộ phận buồng gia nhiệt: Đây phận làm tơn ban đầu , thời tiết lạnh hay vật liệu cần làm bị ẩm ƣớt nên đƣợc nung nhiệt độ thích hợp tuỳ vào loại vật liệu( nhiệt độ đƣợc điều chỉnh đƣợc ) nhờ hệ thống gồm động gia nhiệt( dây phát nhiệt) động quạt gió để giúp nhiệt độ tồn bề mặt tôn c Hệ thống phun bi li tâm làm sạch, trừ gỉ : Hệ thống phun bi làm sạch, trừ gỉ phận sau cấu thành: buồng bảo vệ trƣớc, buồng phun bi, buồng cách ly trung gian, buồng quét sạch, buồng bảo vệ sau, hệ thống tuần hoàn vật liệu bi hệ thống lọc bụi buồng phun bi 10 C¶M BIÕN BUåNG PHUN BI = S Đ KĐ ĐộNG CƠ PHÂN LY kđ ĐộNG CƠ NÂNG GầU kđ ĐộNG CƠ VíT NGANG kđ ĐộNG CƠ VíT DọC kđ ĐộNG CƠ phun bi số 1, 2, 3, 4, 5, TắT ĐộNG CƠ PH¢N LY Më van cÊp bi sè 1, 2, 3, 4, 5, TắT ĐộNG CƠ VíT NGANG TắT ĐộNG CƠ NÂNG GầU TắT ĐộNG CƠ VíT DọC tắt ĐộNG C¥ phun bi sè 1, 2, 3, 4, 5, t¾t van cÊp bi sè 1, 2, 3, 4, 5, tắt MáY VậN CHUYểN XOắN ốC THU VIÊN kđ MáY VậN CHUYểN XOắN ốC THU VIÊN DừNG CON LĂN BUồNG PHUN kđ CON LĂN BUồNG PHUN BI CảM BIếN BUồNG LàM SạCH = S Đ kđ ĐộNG CƠ BàN CHảI DừNG ĐộNG CƠ BàN CHảI kđ CON LĂN §ÇU RA DõNG CON L¡N §ÇU RA kt Hình 3.9 Lƣu đồ thuật tốn 64 3.4 CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ( phụ lục ) 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 3.5 CHẠY THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Chƣơng trình sau lập trình xong đƣợc chạy thử phần mềm mô PLC SIM Mặc dù em cố gắng tìm hiểu tham khảo thầy bạn bè cách lập trình PLC S7 – 300 nhƣng thời gian trình độ cịn hạn chế nên chƣơng trình chạy theo u cầu cơng nghệ nhƣng cịn thiếu sót Chƣơng trình mang tính chất tham khảo 75 KẾT LUẬN Trong trình làm đồ án em nhận đƣợc hƣớng dẫn nhiệt tình giáo Ths Trần Thị Phƣơng Thảo thầy giáo khoa Điện Điện tử giúp đỡ bạn lớp ĐC 1001, em hoàn thành luận văn theo yêu cầu đề tài là: “Trang bị điện tử dây chuyền sơ chế tôn nhà máy đóng tàu Sơng Cấm Đi sâu vào tìm hiểu cơng đoạn phun hạt mài làm tôn” Trong luận văn em trình bày đƣợc số vấn đề sau: - Trong phần chƣơng em giới thiệu qua số trang thiết bị điện có nhà máy đóng tàu Sơng Cấm - Trong phần trang thiết bị điện dây chuyền phun hạt mài em giới thiệu đƣợc nét hệ thống: hệ thống lăn, hệ thống phun hạt mài, hệ thống làm sạch, hệ thống lọc bụi Ở hệ thống em nêu đƣợc phần tử, nguyên lý hoạt động báo động bảo vệ hệ thống - Trong phần sâu nghiên cứu thiết kế hệ thống kiểm tra báo động PLC em nêu đƣợc giới thiệu chung hệ thống tự động kiểm tra báo động, giới thiệu PLC thiết kế chƣơng trình lập trình Trong q trình thực kiến thức thực tế cịn hạn chế nên luận văn tránh khỏi thiếu sót, em mong đƣợc góp ý bổ sung thêm thầy cô giáo để em có thêm kiến thức phục vụ cho cơng việc chun môn sau Một lần em xin chân thành cảm ơn cô giáo Ths Trần Thị Phƣơng Thảo hƣớng dẫn bảo tận tình em trình làm đồ án đồng thời em chân thành cảm ơn thầy giáo khoa tận tình dạy dỗ chúng em khoá học vừa qua 76 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ DÂY CHUYỀN SƠ CHẾ TÔN CỦA NHÀ MÁY 1.1 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC SƠ CHẾ TÔN 1.1.1 Các phƣơng pháp sơ chế tôn 1.1.2 Dây chuyền sơ chế tôn LAMIVER 3200 1.1.2.1 Công nghệ sơ chế tôn 1.1.2.2 Nguyên lý hoạt động 1.2 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ TRANG THIẾT BỊ DÂY CHUYỀN PHUN HẠT MÀI 1.2.1 Sơ đồ công nghệ dây chuyền 1.2.2 Kết cấu tính phận 1.2.3 Chỉ tiêu thông số kĩ thuật chủ yếu 22 1.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 27 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 27 1.3.2 Giới thiệu phần tử 32 1.3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống 39 1.3.4 Các bảo vệ hệ thống 41 CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ LẬP TRÌNH PLC VÀ NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH S7 - 300 43 2.1 GIỚI THIỆU VỀ S7 – 300 : 43 2.1.1 Các module PLC S7-300: 43 2.1.2 Vịng qt chƣơng trình : 44 2.1.3 Cấu trúc chƣơng trình: 46 2.1.4 Trao đổi liệu CPU module mở rộng: 48 77 2.1.5 Giới thiệu ngơn ngữ lập trình PLC: 49 CHƢƠNG 3: ĐI SÂU CẢI HOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG PLC S7 – 300 CỦA SIEMEN 54 3.1 CHỌN CẤU HÌNH PLC VÀ LẬP BẢNG LIỆT KÊ TÍN HIỆU VÀO RA 54 3.2 GÁN ĐỊA CHỈ CHO TỪNG MODULE 59 3.3 LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN 63 3.4 CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ( phụ lục ) 65 3.5 CHẠY THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 75 KẾT LUẬN 76 78