Đề tài PLC trạm trộn bê tông thương phẩm

Một trạm trộn gồm có 3 bộ phận chính: Bãi chứa cốt liệu, hệ thống máy trộn bê tông và hệ thống cung cấp điện.. Hệ thống máy trộn bê tông bao gồm hệ thống thùng chứa liên kết với hệthống

Chơng I: tổng quan về trạm trộn bê tông thơng phẩm.

I.1 Khái niệm và phân loại bê tông.

I.1.1 Khái niệm.

I.1.2 Phân loại

Bê tông có nhiều loại, có thể phân loại nh sau:

*Theo cờng độ ta có:

 Bê tông thờng có cờng độ từ 150 ữ 400 daN/cm2

 Bê tông chất lợng cao có cờng độ từ 500 ữ 1400 daN/ cm2

*Theo loại kết dính:

 Bê tông xi măng, bê tông silicát, bê tông thạch cao, bê tông polime, bê tông

đặc biệt

*Theo loại cốt liệu:

 Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt, bê tôngcốt kim loại

*Theo phạm vi sử dụng:

 Bê tông thờng đợc dùng trong kết cấu bê tông cốt thép (móng, cột, dầm,sàn) Bê tông thuỷ công dùng để xây đập Bê tông đặc biệt, bê tông chịunhiệt, bê tông chống phóng xạ

I.1.3 Vật liệu làm bê tông.

Để kết cấu đợc bê tông nhất thiết cần có các nguyên liệu sau:

I.1.3.1.Xi măng.

Xi măng kết hợp với nớc tạo thành hồ xi măng xen giữa các hạt cốt liệu,

đồng thời tạo ra tính linh động của bê tông (đợc đo bằng độ sụt nón) Mác của ximăng đợc chọn phải lớn hơn mác của bê tông cần sản xuất, sự phân bố giữa các hạtcốt liệu và tính chất của nó ảnh hởng lớn đến cờng độ của bêtông Bình thờng hồ ximăng lấp đầy phần rỗng giữa các hạt cốt liệu và đẩy chúng ra xa nhau một chút(với cự li bằng 243 lần đờng kính hạt xi măng)

Trong trờng hợp này phát huy đợc vai trò của cốt liệu nên cờng độ của bêtông khá cao và yêu cầu cốt liệu cao hơn cờng độ bê tông khoảng 1,5 lần Khi bêtông chá lợng hồ xi măng lớn, các hạt cốt liệu bị đẩy ra xa nhau hơn đến mứcchúng hầu nh không có tác dụng tơng hỗ nhau Khi đó cờng độ của đá, xi măng vàcờng độ của vùng tiếp xúc đóng vai trò quyết định đến cờng độ bê tông nên yêucầu cốt liệu thấp hơn

Tuỳ yêu cầu của loại bê tông có thể dùng các loại xi măng khác nhau, có thểdùng xi măng pô lăng, xi măng pô lăng bền sunfat, xi măng pôlăng xủ, xi măngpuzolan và các chất kết dính khác để thoả mãn yêu cầu của chơng trình

I.1.3.2 Cốt liệu nhỏ – cát cát

Cát để làm bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo cỡ hạt từ(0,14ữ5) mm theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), từ (0,15ữ4,75) mm theo tiêuchuẩn Mỹ, từ (0,08ữ5) mm TCVN Lợng cát khi trộn với xi măng và nớc, phụ giaphải đợc tính toán hợp lý, nếu nhiều cát quá thì tốn xi măng không kinh tế và ít cátquá thì cờng độ bê tông giảm

I.1.3.3 Cốt liệu lớn - đá dăm hoặc sỏi.

Sỏi có mặt tròn, nhẵn, độ rộng và diện tích mặt ngoaì nhỏ nên cần ít nớc, tốn

xi măng mà vẫn dễ đầm, dễ đổ nhng lực dính bám với vữa xi măng nhỏ nên cờng

độ bê tông sỏi thấp hơn bê tông đá dăm Ngợc lại đá dăm đợc đập vỡ có nhiều góccạnh, diện tích mặt ngoài lớn và không nhẵn nên lực dính bám với vữa xi măng lớntạo ra đợc bê tông có cờng độ cao hơn Tuy nhiên mác của xi măng đá dăm phảicao hơn hay bằng mác của bê tông tạo ra hay bê tông cần sản xuất

I.1.3.4 Nớc.

Nớc để trộn bê tông (rửa cốt liệu, nhào trộn vệ sinh buồng máy, bảo dỡng

bê tông) phải đảm bảo không ảnh hởng xấu đến thời gian đông kết và thời gian rắnchắc của xi măng và không ăn mòn thép Nớc sinh hoạt là nớc có thể dùng đợc

2

Lợng nớc nhào trộn là yếu tố quan trọng quyết định tính công tác của hỗnhợp bê tông Lợng nớc dùng trong nhào trộn bao gồm lợng nớc tạo hồ xi măng và l-ợng nớc do cốt liệu Lợng nớc trong bê tông xác định tính chất của hỗn hợp bêtông Khi lợng nớc quá ít, dới tác dụng của lực hút phân tử nớc chỉ hấp thụ trên bềmặt vật rắn mà cha tạo ra độ lu động của hỗn hợp, lợng nớc tăng đến một giới hạnnào đó sẽ xuất hiện nớc tự do, màng nớc trên mặt vật rắn dày thêm, nội ma sátgiảm xuống, độ lu động tăng thêm, lợng nớc ứng với lúc bê tông có độ lu động lớnnhất mà không bị phân tầng gọi là khả năng giữ nớc của hỗn hợp.

Nớc biển có thể dùng để chế tạo bê tông cho những kết cấu làm việc trongnớc bẩn nếu tổng các loại muối trong nớc không vợt quá 35g trong một lít nớc Tuynhiên cờng độ bê tông sẽ giảm và không đợc sử dụng trong bê tông cốt thép

I.1.3.5 Phụ gia:

Phụ gia là các chất vô cơ hoặc hoá học khi cho vào bê tông sẽ cải thiệntính chất của hỗn hợp bê tông hoặc bê tông cốt thép Có nhiều loại phụ gia cho bêtông để cải thiện tính dẻo, cờng độ, thời gian rắn chắc hoặc tăng độ chống thấm Thông thờng phụgia sử dụng có hai loại: Loại rắn nhanh và loại hoạtđộng bềmặt

Phụgia rắn nhanh thờng là loại muối gốc (CaCl2) hay muối Silic Do là chấtxúc tác và tăng nhanh quá trình thuỷ hoá của C3S và C2S mà phụ gia CaCl2 có khảnăng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên mà khônglàm giảm cờng độ bê tông ở tuổi 28 ngày

Hiện nay ngời ta sử dụng loại phụ gia đa chức năng, đó là hỗn hợp của phụgia rắn nhanh và phụ gia hoạt động bề mặt hoặc các phụ gia tăng độ bền nớc

I.2.Tổng quan về trạm trộn bê tông.

I.2.1 Khái niệm và chức năng của trạm trộn bê tông.

Trạm trộn bê tông đợc chế tạo nhằm sản xuất ra bê tông với chất lợng tốt

và đáp ứng nhanh nhu cầu về bê tông trong xây dựng Trạm trộn bê tông là hệthống máy móc có mức độ tự động hóa cao thờng đợc sử dụng phục vụ cho cáccông trình vừa và lớn hay cho một khu vực có nhiều công trình đang xây dựng Trớc đây khi khoa học kĩ thuật cha phát triển, máy móc còn nhiều lạchậu thì việc có đợc một khối lợng bê tông lớn chất lợng tốt là điều rất khó khăn Chính vì vậy để thiết kế những dây chuyền bê tông tự động là điều cầnthiết cho mỗi công trờng cũng nh ngành xây dựng trong nớc

*Một trạm trộn gồm có 3 bộ phận chính:

Bộ phận chứa vật liệu và nớc, bộ phận định lợng và máy trộn Giữa các bộ phận

có các thiết bị nâng, vận chuyển và các phễu chứa trung gian

Công nghệ sản xuất bê tông nói chung tơng tự nhau:

Vật liệu sau khi định lợng đợc đa vào trộn đều Trong trờng hợp kết hợp sảnxuất bê tông và vữa xây dựng trong một dây chuyền thì có thể giảm đợc 32% diệntích mặt bằng, từ 30%ữ50% công nhân, từ 8%ữ19% vốn đầu t thiết bị Một nhà máy

bê tông và vữa liên hiệp có hiệu quả cao khi lợng bê tông và vữa cung cấp khôngquá 300.000 m3 / năm

I.2.2 Cấu tạo chung của trạm trộn

Một trạm trộn gồm có 3 bộ phận chính: Bãi chứa cốt liệu, hệ thống máy trộn

bê tông và hệ thống cung cấp điện

I.2.2.1 Bãi chứa cốt liệu.

Bãi chứa cốt liệu là một khoảng đất trống dùng để chứa cốt liệu (cát, đá to

đá nhỏ) ở đây cát, đá to, đá nhỏ đợc chất thành các đống riêng biệt

Yêu cầu đối với bãi chứa cốt liệu phải rộng và thuận tiện cho việc chuyênchở cũng nh lấy cốt liệu đa lên máy trộn

I.2.2.2 Hệ thống máy trộn bê tông.

Hệ thống máy trộn bê tông bao gồm hệ thống thùng chứa liên kết với hệthống định lợng dùng để xác định chính xác tỉ lệ các loại nguyên vật liệu cấu tạonên bê tông Băng tải dùng để đa cốt liệu vào thùng trộn và gồm máy bơm nớc, máybơm phụ gia, xi lô chứa xi măng, vít tải xi măng, thùng trộn bê tông, hệ thống khínén

Giữa các bộ phận có các thiết bị nâng, vận chuyển và phễu chứa trung gian

I.2.2.3 Hệ thống cung cấp điện.

Trạm trộn bê tông sử dụng nhiều động cơ có công suất lớn vì vậy trạm trộn

bê tông cần có một hệ thống cung cấp điện phù hợp để cung cấp cho các động cơ vànhiều thiết bị khác

- Trạm trộn bê tông năng suất trung bình (30ữ60 m3 / h)

- Nhà máy sản xuất bê tông năng suất lớn (60ữ120 m3 / h)

Có 2 dạng trạm trộn:

I.3.1 Trạm cố định.

Trạm phục vụ cho công tác xây dựng một vùng lãnh thổ đồng thời cung cấp

bê tông phục vụ trong phạm vi bán kính làm việc hiệu quả Thiết bị của trạm đợc bốtrí theo dạng tháp, một công đoạn có ý nghĩa là vật liệu đợc đa lên cao một lần, thaotác công nghệ đợc tiến hành Thờng vật liệu đợc đa lên độ cao từ (18ữ20) m so vớimặt đất, chứa trong các phễu xi măng (chứa trong xi lô)

Trong quá trình dịch chuyển xuống chúng đợc đi qua cân định lợng sau đó đavào máy trộn Điểm cuối cùng của cửa xả bê tông phải cao hơn miệng cửa nhận củathiết bị nhận bê tông.Trong dây chuyền có thể lắp bất cứ loại máy trộn bê tông nàochỉ cần chúng đảm bảo mối tơng quan về năng suất với các thiết bị khác Để phục vụcho công tác bê tông yêu cầu khối lợng lớn, tập trung, đờng xá vận chuyển thuận lợi,

cự ly vận chuyển dới 30 km thì sử dụng trạm này là kinh tế nhất

Trong trờng hợp vừa có các công trình tập trung yêu cầu khối lợng lớn, vừa cócác điểm xây dựng phân tán đặc trng cho các đô thị Việt Nam cần sử dụng sơ đồhỗn hợp, vừa cấp hỗn hợp khô cho các công trình nhỏ, phân tán đờng xá lu thôngkém Nếu cung cấp bê tông thì phải dùng ôtô trộn còn cung cấp hỗn hợp khô thì việctrộn sẽ đợc tiến hành trên đờng vận chuyển hay tại nơi đổ bê tông

I.3.2 Trạm tháo lắp di chuyển đợc.

Dạng này có thể tháo lắp di chuyển dễ dàng, di động phục vụ một số vùnghay công trình lớn trong một thời gian nhất định Thiết bị công nghệ của trạm thờng

đợc bố trí dạng 2 hay nhiều công đoạn, nghĩa là vật liệu đợc đa lên cao nhờ các thiết

bị ít nhất là 2 lần Thờng trong giai đoạn này phần định lợng riêng và phần trộnriêng, giữa hai phần đợc nối với nhau bằng thiết bị vận chuyển (gầu vận chuyển,băng tải xe, xe vận chuyển)

Vật liệu đợc đa lên cao lần đầu nhờ máy xúc, gàu xúc băng chuyền vào cácphễu riêng biệt sau đó là quá trình định lợng Tiếp theo vật liệu đợc đa lên cao lầnnữa để cho vào máy trộn

Cũng nh dạng trên, trong dây chuyền có thể lắp bất cứ loại máy trộn nào miễn

là đảm bảo mối tơng quan về năng suất và chế độ làm việc của các thiết bị khác Cửaxả phải cao hơn cửa nhận bê tông của thiết bị vận chuyển (nếu tháp cao hơn phải đalên cao một lần nữa) So với dạng cố định loại trạm này có độ cao nhỏ hơn nhiều (từ7mữ10m) nhng lại chiếm mặt bằng khá lớn Phần diện tích dành cho khu vực định l-

ợng, phần diện tích dành cho trộn bê tông và phần nối giữa hai khu vực dành chovận chuyển Trên thực tế, tổng mặt bằng cho loại trạm này nhỏ hơn vì chúng có sảnlợng nhỏ hơn nên bãi chứa cũng nhỏ hơn.

Khi xây dựng các công trình phân tán, đờng xấu, lu thông xe không tốt thờng

sử dụng các trạm trộn di động hoặc cung cấp bê tông khô trên các ô tô trộn Việctrộn đợc tiến hành trên đờng vận chuyển hay tại nơi đổ bê tông

I.4 Máy trộn.

Có nhiệm vụ là tạo ra bê tông với những mác xác định

1.4.1 Cấu tạo chung của các máy trộn.

Nhìn chung các máy trộn bê tông có nhiều loại và có tính năng khác nhau nh

-ng cấu tạo chu-ng của chú-ng đều có các bộ phận:

- Bộ phận cấp liệu: Bao gồm máng cấp liệu và các thiết bị định lợngthành phần cốt liệu khô nh đá, cát, sỏi, xi măng

- Bộ phận thùng trộn: Thùng trộn

- Bộ phận dỡ sản phẩm

- Hệ thống cấp nớc

I.4.2 Phân loại máy trộn

I.4.2.1 Căn cứ theo phơng pháp trộn đợc chia thành hai nhóm: Nhóm máy trộn tự do và nhóm máy trộn cỡng bức.

*Nhóm máy trộn tự do:

Các cánh trộn đợc gắn trực tiếp vào thùng trộn, khi thùng trộn quay các cánhtrộn sẽ quay theo và nâng một phần các cốt liệu lên cao, sau đó để chúng rơi tự doxuống phía dới thùng trộn đều vơí nhau tạo thành hỗn hợp bê tông

Loại máy này có cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lợng ít nhng thời gian trộnlâu và chất lợng hỗn hợp bê tông không tốt bằng phơng pháp trộn cỡng bức

*Nhóm máy trộn cỡng bức.

Là loại máy có thùng trộn cố định còn trục trộn trên có gắn các cánh trộn,khi trục quay các cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bê tông

Loại máy này cho phép trộn nhanh, chất lợng đồng đều và tốt hơn máy trộn

tự do Nhợc điểm của nó là kết cấu phức tạp hơn, năng lợng điện tiêu hao lớn hơn

6

Thờng dùng các loại máy này để trộn hỗn hợp bê tông khô, mác cao hoặc các sảnphẩm yêu cầu chất lợng cao.

 Theo cấu tạo thì trong các máy trộn cỡng bức hiện nay đang sử dụng có hailoại: Máy trộn trụcđứng (còn gọi là máy trộn dạng Rôto) và máy trộn trụcnằm ngang, đễu là máy trộn có thùng trộn cố định

- Máy trộn trục đứng:

Đối với các máy trộn trục đứng – cát nh tên gọi – cát cánh trộn quay xung quanh cáctrục đứng hoặc một trục thẳng đứng đặt trong khoang trộn hình trụ tròn hoặc hìnhvành khăn Ngời ta gọi các máy trộn này theo hình dáng của thùng trộn là các

“máy trộn hình đĩa”

- Máy trộn trục nằm ngang:

Máy trộn bê tông có trục nằm ngang - giống nh hình dáng của nó – cát còn đợc đặttên là “máy trộn hình con rùa” Trong các loại máy này, cánh trộn chuyển độngtheo phơng vuông góc với trục, với cùng một bán kính Vì vậy sự hình thành dònghỗn hợp di chuyển theo phơng thức trục trộn la do các cánh trộn đặt nghiêng thực hiện (góc nghiêng của các cánh đó với phơng hớng kính thờng có giá trị (400 500)

 Theo nguyên lý hoạt động máy trộn cỡng bức có hai loại: Máy trộn cỡng bứcliên tục và máy trộn cỡng bức làm việc theo chu kỳ

- Máy trộn cỡng bức liên tục:

Quá trình nạp trộn và xả bê tông diễn ra đồng thời, loại máy này vật liệu vàoliên tục do các cánh trộn có hớng thích hợp nên vừa trộn vừa chuyển dịch về phíaxả, đợc dùng để sản xuất bê tông và vữa xây dựng có năng suất trộn từ 5 m3/ h ữ60m3 /h thậm chí 120 m3 / h Thờng các loại máy này đợc tổ hợp trong các trạmtrộn vì ở đó yêu cầu lợng bê tông và vữa lớn, số mác hạn chế

- Máy trộn cỡng bức làm việc theo chu kỳ:

Quá trình làm việc của máy diễn ra theo trình tự: Nạp liệu, trộn xả bê tông.Loại này dùng để sản xuất bê tông với thời gian trộn nhanh, chất lợng cao Thời gianhoàn thành một mẻ trộn không đến 90s Các máy này có dung tích nạp liệu từ 250 lít

ữ 600 lít, thích hợp cho các trạm trộn riêng lẻ, phục vụ nhiều loại công trình khácnhau

Trong thực tế khi nhu cầu trộn bê tông lớn hơn 90m3 hay 1500 m3 tháng thì phảithành lập trạm trộn bê tông trong nhà máy hay phân xởng

I.4.2.2.Căn cứ vào phơng pháp đổ bê tông xi măng ra khỏi thùng, chia thành 4 loại:

 Loại đổ bê tông bằng cách lật nghiêng thùng

 Loại đổ bê tông bằng máng dỡ liệu

 Loại đổ bê tông qua đáy thùng ( chỉ có loại máy trộn cỡng bức)

 Loại đổ bê tông bằng cách thùng quay ngợc lại

*Phơng pháp đổ bằng cách nghiêng lật thùng:

Chỉ thích hợp với các máy trộn kiểu tự do dung tích thùng nhỏ hơn 250 lít (đốivới loại lật thùng bằng lực quay tay) và nhỏ hơn 350 lít (loại lật thùng nhờ lực c ỡngbức)

*Phơng pháp đổ bằng máng:

Khi muốn lấy bê tông xi măng ra ta đa máng vào, thùng trộn quay sẽ đổ bêtông vào máng để chảy ra ngoài Phơng pháp này đổ chậm và không triệt để, thờng

áp dụng với các máy trộn kiểu tự do hình trụ có dung tích thùng từ 450 lít ữ1000 lít

*Phơng pháp dỡ liệu bê tông xi măng qua đáy thùng:

Dới đáy thùng có cửa dỡ liệu Khi lấy bê tông xi măng ra ta quay cửa tấm dỡliệu bê tông sẽ tự chảy ra Việc đóng, mở các cửa dỡ liệu thờng do các xi lanh thuỷlực hoặc hơi ép điều khiển Phơng pháp này thờng áp dụng cho các máy trộn chu kỳkiểu cỡng bức

*Phơng pháp dỡ bê tông xi măng nhờ quay thùng ngợc lại với chiều quay ban đầu:

Cánh trộn sẽ đẩy bê tông ra khỏi thùng, phơng pháp này thờng áp dụng ở các

xe vận chuyển bê tông xi măng chuyên dùng

8

I.5 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trạm trộn bê tông (hình I.1) đợc trình bày nh sau:

I.5.1.Cấu tạo:

 Bãi chứa cốt liệu: Từ bãi chứa cốt liệu cát và đá Vật liệu đợc đa xuống

3 băng tải riêng biệt chờ để tiến hành cân

 Bộ phận định lợng:

Phân phối liệu gồm 3 phễu: hai phễu đá và một phễu cát, định lợng có 3quả cân điện tử (3 cảm biến trọng lợng) Việc đóng, mở các phễu đợc điềukhiển bằng các xi lanh khí nén riêng biệt Phía dới các phễu là một thùng

đáy đợc mở nhờ một xi lanh khí nén lần lợt các cửa xả xuống thùng cân,sau khi cân xong thì thùng liệu đợc trút xuống phễu trộn chung

 Chuyển xi măng lên xi lô:

Xi măng đợc đa lên xi lô chứa bằng cách bơm xi măng từ xe chở xi măngchuyên dụng lên xi lô

Xi măng đợc đa lên miệng xi lô nhờ trục vít xoắn hớng trục với xi lô chứa

Từ miệng xi lô chứa xi măng đợc vận chuyển tới cân định lợng rồi xả vàothùng trộn

cát

đá1

đá2

xi lô

xi măng

 Băng tải: Băng tải có 3 chiếc vận chuyển cốt liệu từ 3 phễu riêng biệt lêncác thùng cân Ba băng tải đợc kéo bởi 3 động cơ không đồng bộ rô tolồng sóc có đổi nối sao – cát tam giác để hạn chế dòng khởi động.

I.5.2 Quá trình chuẩn bị.

Từ các nguyên vật liệu xây dựng để sản xuất ra sản phẩm cuối cùng là bêtông ta cần thực hiện các công việc nh sau:

Cốt liệu đợc để riêng biệt ở bãi chứa cốt liệu Cốt liệu đợc máy xúc lật đalên đầy các thùng phễu riêng rẽ, chờ xả xuống băng tải để vận chuyển lên các thùngcân cốt liệu, xi măng đợc đa lên xi lô chứa xi măng trên cao Nớc đợc bơm lên đầycác thùng chứa để chờ cân định lợng

I.5.2.1 Kiểm tra các điều kiện làm việc.

Để bắt đầu một quá trình hoạt động mới, tránh trờng hợp có quá trình hoạt

động trớc đó (chẳng hạn nh sự cố) Trong thùng cân nớc, cân phụ gia, cân xi măng,thùng trộn vẫn cha xả hết nguyên liệu Tại bàn điều khiển ngời vận hành ấn nútReset để:

o Mở cửa xả bê tông

o Mở cửa xả thùng cân cát

o Mở cửa xả thùng cân đá1, đá 2

o Mở cửa xả thùng cân xi măng

o Mở cửa xả thùng cân nớc, phụ gia

Lúc này mới cho phép hệ thống làm việc (điều kiện làm việc “=1” )

Sau khi quá trình chuẩn bị xong Từ máy tính ngời vận hành nhập các thông

số của mác bê tông nh: khối lợng cát, đá1, đá2, xi măng, nớc, phụ gia, số mẻ và cácdữ liệu quản lý hành chính nh tên lái xe, biển số xe, ngày, giờ xuất hành

Sau đó tới tủ điều khiển ngời vận hành chọn chế độ hoạt động cho máy là tự

động hay bằng tay

Nếu là chế độ tự động ngời vận hành nhấn nút AUTO, nếu là chế độ bằng taythì nhấn nút MANUAL

I.5.2.2 Chế độ điều khiển tự động.

ở chế độ điều khiển tự động ngời vận hành chỉ cần nhấn nút Start trên bàn

điều khiển Động cơ trộn bê tông cho chạy ở chế độ không tải Máy sẽ tự động cân

đo các khối lợng nguyên vật liệu, ở đây thực hiện phơng pháp cân riêng lẻ

10

Mở van xả cát, cát đợc xả xuống băng tải để đa lên thùng cân Đồng thời

đá1 cũng xả để đa lên thùng cân Khi đá1 đủ, băng tải 1 dừng đồng thời băng tải 2chạy, đá2 đợc đa lên thùng cân Khi đá2 đủ thì băng tải 2 dừng Tại thùng cân đáquá trình cân đợc thực hiện theo nguyên tắc cân cộng dồn:

MĐá = MĐá1+ MĐá2

Trong quá trình cân cốt liệu đồng thời cân luôn xi măng ,nớc và phụ gia Xi măng

từ xi lô chứa đa vào thùng cân nhờ vít tải, khi khối lợng xi măng bằng khối lợng đặtthì dừng động cơ vít tải Nớc, phụ gia đợc bơm lên đa vào thùng cân cho đến khibằng khối lợng đặt thì dừng động cơ bơm nớc và phụ gia

Khi điều kiện thùng trộn “rỗng’, cửa xả thùng trộn “đóng”, thì cốt liệu và ximăng đợc đa đổ vào thùng trộn bê tông bắt đầu quá trình trộn khô Sau thời gian trộnkhô là 15s thì xả nớc và phụ gia vào trộn, bắt đầu thời gian trộn ớt là 10s (Thời giantrộn một mẻ khoảng 25s) thì cửa xả thùng trộn mở ra, bê tông đợc xả vào xe chuyêndụng Sau thời gian xả khoảng 10s, đóng cửa xả bê tông lại Kết thúc một mẻ trộn Để chuẩn bị cho một mẻ trộn mới thì trong quá trình trộn bê tông và sau khixả nguyên liệu: cát, đá1, đá2, nớc, xi măng và phụ gia tiếp tục đợc vận chuyển lênthùng cân nghĩa là:

Khi số mẻ trộn cha bằng số mẻ đặt thì sau khi xả cốt liệu và xi măng xong

sẽ tiếp tục quay lại thực hiện cân cốt liệu và xi măng Khi xả nớc và phụ gia xongcũng tự động quay lại cân nớc, phụ gia Khi cân đủ thì dừng lại chờ mẻ tiếp theo Khi số mẻ bằng số mẻ đặt thì dừng hết quá trình cân lại

I.5.2.3 Chế độ điều khiển bằng tay.

ở chế độ điều khiển bằng tay,ngời vận hành gạt công tắc cân vật liệu xuốngOFF, quan sát số liệu cân bằng thiết bị hiển thị trên bàn điều khiển hoặc quan sáttrên màn hình phần mềm

đá2 Khi cốt liệu đã đợc cấp đủ đa chúng vào thùng trộn Lúc này nhấn nút xả cốtliệu đồng thời nhấn nút xả xi măng Do động cơ trộn luôn chạy trong quá trình hoạt

động nên sau khi xả xong cốt liệu, xi măng coi nh máy đang trôn bê tông khô, thời

gian trộn ớt đợc bắt đầu tính khi xả nớc và phụ gia Sau khi trộn ớt mẻ bê tông đã

đ-ợc hoàn thành, ngời vận hành chỉ việc nhấn nút xả bê tông

Không để chuyển mạch đóng mở cửa xả ở vị trí “tự động” vì khi đó có thể bêtông sẽ bị xả theo chế độ tự động trong khi cha cân đủ nớc hoặc đủ xi măng

12

I.6 Thành phần vật liệu của bê tông.

Thành phần vật liệu của bê tông đóng vai trò quyết định đến chất lợng hayquyết định đến cờng độ chịu lực cũng nh mác của bê tông.Từ thực nghiệm ngời ta đãxác định đợc mác của bê ông ứng với từng loại vật liệu nhất định với một tỉ lệ xác

định, ngợc lại từ mác của bê tông ngời ta dễ dàng tra đợc tỉ lệ thành phần trong bêtông

Sau đây là một trong số mác bê tông do trạm bê tông thơng phẩm Tây Mỗ – cátCông ty cổ phần cơ giới lắp máy và xây dựng (VIMECO) cấp mẫu

Bảng thành phần cấp phối bê tông

Cơ quan cấp mẫu : Trạm bê tông thơng phẩm Tây Mỗ (VIMECO)

 Loaị bê tông mác 150 độ sụt 60 20 mm tại công trờng

Đá

kg

Nớckg

Phụ giaFDN 2002A

Độ sụtmm

Dung trọngKg/ m3

Bảng thành phần cấp phối theo thể tích tuyệt đối

Thành phần vật liệu Nguồn gốc Khối lợng riêng(kg/m3) Thể tích(m3)

- Phô gia FDN 2002A (0.40/100 kg xi m¨ng)

B¶ng thµnh phÇn cÊp phèi theo träng lîng

§¸

kg

Níckg

Phô giaFDN 2002 A

§é sôtmm

Dung trängKg/ m3

14

Bảng thành phần cấp phối theo thể tích tuyệt đối:

Thành phần vật liệu Nguồn gốc Khối lợng riêng(kg/m3) Thể tích(m3)

Bộ phận quan trọng nhất của một trạm trộn là bộ phận định lợng nguyên liệu

Để có đợc bê tông theo đúng mác yêu cầu ta phải đảm bảo độ chính xác về tỷ lệ cácthành phần xi măng, nớc, cát và phụ gia

Việc định lợng vật liệu trớc đây dùng dây cơ khí, hiện tại thờng đợc thực hiệnchủ yếu trên các cân băng tải hay các cân có bộ cảm biến trọng lợng Loadcell

Qua thời gian đợc thực tập tại trạm bê tông Tây Mỗ, ở đây việc định lợng vậtliệu nhờ hệ thống cân điện tử và cảm biến trọng lợng Loadcell

Để giảm chi phí đầu t ban đầu cũng nh tận dụng đợc các thiết bị sẵn có emxin trình bày phơng án định lợng vật liệu bằng hệ thống cân cơ khí nh sau:

Các vật liệu cát, đá1, đá2, đuợc đa vào các phễu chứa khác nhau, băng tải cónhiệm vụ vận chuyển cốt liệu lên thùng cân.Trên các thùng cân có các cân cơ khí,mức cân có thể thay đổi đợc Bằng chế độ hoạt động tự động với các giá trị đặt trớcthích hợp ta có thể định lợng đợc các vật liệu trớc khi cho vào thùng trộn

I.8 Hoạt động của máy nén khí.

Máy nén khí dùng để cấp khí nén điều khiển các cửa đóng mở cân, cấp đá,cát, xi măng, nớc, phụ gia và xả bê tông Máy nén khí là một máy đã đợc chu hoádùng điện một pha tự động ổn định áp lực thông qua rơ le, tự động ngắt, tự độngbảo vệ

*Theo cấu tạo các máy khí nén đợc phân thành: Máy nén khí pittông, máy nén khírôto, máy nén khí ly tâm, máy nén khí hớng trục và máy nén khí kiểu phun

Ví dụ:

 Máy nén khí pittông:

Máy nén khí pittông đơn giản nhất gồm xi lanh hở, đầu kia đợc đậy nắp.Trong nắp có đặt van nạp và xả Pittông chuyển động tịnh tiến qua lại trong xi lanhnhờ đợc nối với cơ cấu thanh truyền – cát tay quay.

Khi pittông rút về bên phải, van nạp tự động mở, khí đợc nạp vào xi lanh.Khi pittông chuyển động ngợc lại, áp suất trong xi lanh tăng lên đến khi nào lớnhơn áp suất trong đờng ống nạp thì van nạp tự động đóng lại Pittông tiếp tụcchuyển động về bên trái, khí trong xi lanh bị nén đến khi nào áp suất của nó lớnhơn áp suất khí trong đờng ống xả van xả mở ra, khí nén sẽ đợc đẩy vào bình chứa,các quá trình mô tả tiếp tục lặp lại

Máy nén khí pittông kể trên là loại một chiều Ngoài ra còn có loại máy nénkhí pittông hai chiều, trong đó cả hai đầu xi lanh đều đợc làm kín và đều có đặt vannạp, xả Khi chuyển động pittông đồng thời thực hiện 2 quá trình: nạp khí ở phần

xi lanh này và nén, xả khí ở xi lanh khác

Ưu điểm: Kết cấu gọn gàng, trọng lợng máy trên một đơn vị năng suất nhỏ,chiếm diện tích lắp đặt không nhiều, tiện lợi khi tháo lắp các cụm và chi tiết máy,

độ tin cậy cao

Nhợc điểm: khó khăn chế tạo đợc máy có khả năng cân bằng tốt, không thể

đạt đợc tốc độ cao, làm việc còn khá ổn và rung động

Phạm vi sử dụng:rất rộng, chúng tạo ra áp suất khí nén từ (2ữ1000) kG/cm2

và lớn hơn nữa

 Máy nén khí rôto- trục vít:

Máy nén khí rôto - trục vít gồm 2 trục vít lắp song song với nhau trong cùngmột vỏ Đầu hai trục có 2 bánh răng ăn khớp với nhau để truyền chuyển động quay

từ trục chủ động sang trục bị động Trong quá trình rôto quay khi đợc nạp vàokhông gian giới hạn bởi các bề mặt của vỏ và bề mặt của các răng vít Sau đó đ ợccác vít đẩy di chuyển dọc trục Trong khi di chuyển dọc trục, do cấu tạo của các rô

to, thể tích chứa hết chiều dài rôto, khí nén đợc đẩy ra cửa xả vào ống dẫn tới nơitiêu thụ hoặc tới bình chứa

Ưu điểm: +Do không có các khối lợng chuyển động tịnh tiến qua lại nênmáy có thể làm việc với tốc độ cao mà vẫn bảo đảm khả năng cân bằng, ổn định, cóthể nối máy trực tiếp với động cơ điện

+Các quá trình nạp và xả diễn ra liên tục

+Có độ tin cậy cao

*Theo năng suất các máy nén khí đợc phân thành: Máy nén khí năng suất thấp, cónăng suất từ 0,04ữ10m3/ph; máy nén khí năng suất trung bình có năng suất từ

10ữ100m3/ph; máy nén khí năng suất cao, có năng suất lớn hơn 100m3/ph

16

*Theo nguyên lý nén khí chúng đợc chia thành hai nhóm:

- Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc biến đổi động năng trong đókhông khí đợc truyền với một tốc độ lớn và đợc nén nhờ sự biến đổi

động năng của dòng khi chuyển động thành công nén (máy nén khí lytâm, hớng trục thuộc nhóm này)

- Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc giảm thể tích chứa khí trong

đó khí lấy từ không gian có áp suất thấp đa vào một không gian kín(không gian công tác) sau đó đợc nén và tăng áp suất do giảm thể tíchkhông gian kín (các loại máy nén khí pittông, rôto, thuộc nhóm này)

I.9 Hoạt động của máy bơm nớc.

Máy bơm là máy thuỷ lực dùng để hút và đẩy chất lỏng từ nơi này đến nơikhác Chất lỏng dịch chuyển trong đờng ống nên bơm phải tăng áp suất chất lỏng ở

đầu đờng ống để thắng trở lực trên đờng ống và thắng hiệu áp suất ở 2 đầu đờngống Năng lợng bơm cấp cho chất lỏng lấy từ động cơ điện hoặc từ các nguồn độnglực khác

Điều kiện làm việc của máy bơm rất khác nhau (trong nhà, ngoài trời, độ ẩm,nhiệt độ ) và bơm phải chịu đợc tính chất lý, hoá của chất lỏng cần vận chuyển

Kết luận:

Chơng I cho ta hiểu đợc cấu tạo và thành phần chính của bê tông một cách

hệ thống, các nguyên vật liệu làm ra nó và những nguyên nhân làm giảm chất ợng của bê tông Đây là một điều quan trọng vì muốn thiết kế ra hệ thống trạmtrộn bê tông tự động trớc tiên ta phải hiểu đợc cấu tạo thành phần chính của bêtông

l-Chơng này cũng cho ta một cái nhìn tổng quan về trạm trộn bê tông trong thực tế, nguyên tắc hoạt động để tạo ra đợc một mẻ bê tông từ các loại nguyên vật liệu cơ bản

21

Kiểm tra trạm trộn bê tông trớc sản xuất

 Bật Aptomat cấp nguồn cho phòng điều khiển và tụ điện

 Bật công tắc AUTO-MAN về vị trí “1_MAN” Các màn hiển thị, máy cân

WT, máy tính bắt đầu hoạt động

 Sau 5-10 phút, để kiểm tra sự hoạt động có ổn định hay không của màn hiểnthị các máy cân WT và máy tính

 ấn nút “CấP NGUồN – cát SUPPLY” (cấp nguồn cho điện động lực và điện

điều khiển) lúc này máy nén khí bắt đầu hoạt động

 Căn cứ vào chiều quay của motor máy nén khí ta sẽ kiểm tra đợc nguồn cấp

380 V cho toàn trạm có bị đảo pha hay không:

- Nếu không đúng chiều quay của động cơ máy nén khí (động cơ

ba pha) thì phải tắt nguồn điện cấp cho tủ điện phòng điều khiển vàthực hiện đảo pha nguồn

- Nếu đúng chiều quay của động cơ máy nén khí thì sau 5 phútmáy sẽ cấp hơi đủ cho trạm Lúc này toàn bộ trạm mới đợc phép kiểmtra các bứơc tiếp theo

 ấn nút “CHạY BĂNG” chạy thử băng tải, đồng thời ấn nút “ĐầMRUNG”chạy thử đầm rung thùng cân cốt liệu Đèn LED sáng báo hiệu cốtliệu đang xả xuống xe bê tông

 ấn nút “ChạY” của thùng trộn, chạy thử các cánh trộn bê tông trong thùngtrộn, đèn LED sáng

 ấn nút “ĐóNG” cửa xả bê tông, đèn LED sáng báo cửa xả bê tông đã đợc

Từ trên máy tính mác của bê tông (tỷ lệ khối lợng các loại nguyên vật liệu)

đợc truyền xuống PLC, cùng với các thông số: Số mẻ trộn, bảng số liệu về thờigian xả các loại nguyên vật liệu và bê tông, số liệu hiệu chỉnh sai số khối lợng khicân Dựa vào các số liệu đợc chuyển xuống từ chơng trình điều khiển trên máy tính,chơng trình từ PLC điều khiển trực tiếp hoạt động của trạm trộn ở các chế độ sau:

 Chế độ điều khiển bằng tay (MANUAL).

Bật công tắc AUTO - MAN về vị trí “1_MAN” Sau 5-10 phút, để kiểm tra

sự hoạt động có ổn định hay không của màn hình hiển thị các máy cân WT, máytính ấn nút “CấP NGUồN-SUPPLY” (cấp nguồn cho điện động lực và điện điềukhiển) lúc này máy nén khí bắt đầu hoạt động

Ngời vận hành trạm ra lệnh nạp cốt liệu, xi măng, nớc bằng cách ấn các nútliên quan và kiểm tra khối lợng đợc hiển thị trên máy cân tại tủ điều khiển

ấn nút “chạy” thùng trộn

Sau khi cân xong nhấn nút xả cốt liệu đồng thời nhấn nút xả xi măng Do

động cơ trộn luôn chạy trong quá trình hoạt động nên sau khi xả xong cốt liệu và ximăng coi nh máy đang chạy bê tông khô Sau khoảng thời gian trộn khô ngời vậnhành nhấn nút xả nớc, phụ gia bắt đầu quá trình trộn ớt Sau thời gian trộn ớt để xả

bê tông ấn nút “Mở” cửa xả Xả xong ấn nút “Đóng” để đóng cửa xả Đóng tất cảcác van lại trớc khi bắt đầu một chu trình mới

 Chế độ điều khiển tự động (AUTOMATIC).

Bật công tắc AUTO-MAN về vị trí “0_AUTO” Bật nguồnđiện

Mẻ cân có thể đợc bắt đầu từ máy tính PC bằng cách lựa chọn số mẻ, mãcân Bắt đầu chu trình từ bàn phím PC PC kiểm tra lại công thức đã đ ợc lập trình,phễu cân tự động đợc trừ bì và các van đợc đóng lại Trạm bắt đầu tự động nạp cốtliệu, nớc, xi măng, phụ gia vào các phễu cân theo nguyên tắc sau: PLC thực hiệntrừ bì, mở van cho sản phẩm đầu tiên, khi giá trị đặt trừ đi giá trị rơi mà đợc đạt tớithì PLC ra lệnh đóng van sản phẩm đó, sau khi trễ một khoảng thời gian đợc đặt tr-

ớc thì PLC chuyển sang sản phẩm tiếp theo Trong khi đang cân nếu một sản phẩm

bị hết sẽ xuất hiện một thông báo, thông báo sẽ tự động tắt khi khối lợng sản phẩm

đó tăng lại Nếu nhiều hơn một mẻ, hệ sẽ chạy tự động liên tục

Máy trộn sẽ ngừng hoạt động khi đã trộn đủ số mẻ (đợc nhập vào từ máytính), còi báo đủ mẻ sẽ kéo lên trong một thời gian quy định

Với chế độ hoạt động tự động bằng tay hệ thống ở trạng thái mở, ta có thểchỉ cấp cát, xi măng, nớc để tạo thành vữa chát xây dựng hay chỉ cần trộn khô cấpcát, xi măng, nứơc và đổ vào thùng xe chở để xe trộn ớt trên đờng vận chuyểnnhằm giảm thời gian trộn và đảm bảo chất lợng bê tông tới công trình.

Trong khi trộn, ngời vận hành có thể tạm dừng trộn để xử lý, sửa chữa khi hệthống xảy ra sự cố Khi tạm dừng trộn, lợng nớc đặt có thể đợc thay đổi bằng cách

ấn nút Đặt nớc trên màn hình giám sát (chú ý: lợng nớc đặt ở đây tơng ứng với ợng nớc trong 1m3)

l-II.3 Hệ thống máy tính giám sát trung tâm.

Hệ thống máy tính giám sát trung tâm với phần mềm điều khiển giám sát cócác chức năng:

 Nhập và truyền các lợng đặt về khối lợng xuống PLC

 Nhập và truyền các lợng đặt về thời gian xuống PLC

 Nhập và quản lý các thông tin về khách hàng, in hoá đơn thanh toán

 Giám sát các quá trình hoạt động của trạm bằng tín hiệu đèn báo

 Giám sát hệ thống định lợng của máy

Máytính (PC) giám sát truyền thông với PLC điều khiển trực tiếp bằng giaothức PC/PPI qua cáp PC/PPI

Phần mềm phát triển Microwin là một phần mềm lập trình cho PLC của hãngSiemen chạy trong hệ điều hành Windows với những tính năng linh hoạt, đồ hoạtrực quan và dễ sử dụng Chơng trình này cho phép lập trình PLC bằng ngôn ngữbậc thang Ladder Diagram hoặc dòng lệnh Statement List với rất nhiều tính năng

và công cụ phụ trợ khác

Nhờ đó ta có thể truyền thông dễ dàng giữa Máy tính và PLC Yêu cầu tốithiểu về cấu hình của máy tính tốc độ 300KHz, bộ nhớ RAM 32Mb

Ngoài giám sát bằng máy tính ta có thể theo dõi hoạt động của máy tính nhờ

hệ thống đèn báo Led thờng đợc gắn trên tủ điều khiển

II.4 Hệ thống điều khiển trực tiếp cho trạm trộn.

Để điều khiển trạm trộn bê tông máy tính có thể hoàn toàn đảm nhiệm chứcnăng này, tuy nhiên nhợc điểm của máy tính này là độ an toàn thấp Ngày nay với

sự ra đời và phát triển của thiết bị điều khiển Logic khả trình PLC Hoạt động tincậy và thích hợp trong môi trờng công nghiệp, khắc phục đợc các nhợc điểm củamáy tính, do đó việc trình bày hệ thống hoàn toàn cho phép ta lựa chọn giải phápkết hợp khả năng của máy tính và PLC điều khiển chi phí thấp nà chất lợng hệthống đợc nâng cao rõ rệt

Trong hệ thống, nhiệm vụ điều khiển hoạt động các cơ cấu chấp hành tậptrung tại PLC Vì thế cho phép hệ thống hoạt động độc lập khi máy tính gặp sự cố.Máy tính và PLC có thể trao đổi dữ liệu để hệ thống vận hành đúng yêu cầu củatừng loại Mác bê tông

II.5 Hệ thống cung cấp điện cho trạm trộn bê tông.

Trạm trộn bê tông là một hệ thống máy điện có công suất đặt khá lớn khoảng

200 KVA, có thiết bị dùng 1 pha, có thiết bị dùng 3 pha Ta cần thiết kế trạm biến

áp riêng cho hệ thống sao cho phải đủ năng lợng để cung cấp cho trạm hoạt động

và độ an toàn phải cao.Để đảm bảo tính liên tục khi làm việc thì ta thiết kế thêmmột máy phát dự phòng tránh trờng hợp khi mất điện không làm ảnh hởng đến quátrình sản xuất

II.5.1 Tính toán cung cấp điện cho hệ thống trạm trộn.

Điện áp đa vào trạm trộn đợc lấy từ lới điện trung áp cấp cho nhà máy quatrạm phân phối trung tâm đợc đa tới trạm biến áp của trạm bằng cáp ngầm, điện áp

từ lới trung áp là 35KV sau khi qua trạm biến áp hệ thống đợc giảm xuống 0,4KV

Khi làm việc nhiệt sai  tăng lên nhng cha tới ổn định Thời gian nghỉ 

giảm nhng cha tới 0

Đối với chế độ ngắn hạn lặp lại ngời ta dùng khái niệm hệ số đóng điện εε%(Hệ số tiếp điện)

25

ε% = 100 %

nghi lv

lv

t t

tc.kỳ= tlv+ tnghỉ : là thời gian của một chu kỳ

Ngời ta đã chế tạo chuẩn:  %  15 %; 25 % : 40 %; 60 %

 Ngắn hạn lặp lại tải thay đổi:

Khi ε% = εε%chuẩn ta tính theo công thức:

i

i dt

t

t Mi M

t

t P P

tt P P

 Ngắn hạn lặp lại tải không đổi:

Đối với ngắn hạn lặp lại tải không đổi thì chọn công suất định mức Pđm lớnhơn hoặc bằng công suất yêu cầu Pyc (Pđm ≥ εPy c) phù hợp giữa ε%tải và εε%chuẩn, tốc

độ thích hợp

Khi ε% ≠ εε%chuẩn thì ta phải tính:

chuan

tai yc

tt P P

35 KV

DCL

6A

Động cơ đầm cát, xi măng

băng tải

Độngcơ vít tải

Động cơ bơm

n ớc

6A

Động cơ bơm phụ gia

60 A

Động cơ nén khí

6A

Độngcơ đầm

đá1, đá2

600 A

MF dự phòng

600AG

27

Stt = (Pđộng cơ trộn + Pđộng cơ băng tải + Pvít tải + Pnén khí +Pbơm nớc +Pbơm phụ gia +Pđầm cát

+Pđầm xi + Pđầm đá1 + Pđầm đá 2 )/ 0,8 = ( 55 + 15*3 + 3,7+ 15 + 3,7 + 0,4 + 0,15 +0,15 + 0,25 + 0,25)/ 0,8 = 154,6 KVA

Trong đó: 0,8 là hệ số cos tính chung cho toàn bộ động cơ

Do sử dụng một máy biến áp nên ta chọn công suất của máy biến áp SđmB lớnhơn hoặc bằng công suất tính toán Stt (SđmB Stt)

Ta chọn công suất máy biến áp là: SđmB=200 KVA 35 KV/ 0,4KV Do máybiến áp này đợc chế tạo trong nớc nên ta không phải tính toán đến hệ số hiệu chỉnhnhiệt độ

Để trạm trộn hoạt động liên tục, khi xảy ra mất điện thì trạm đã lắp một máyphát điện dự phòng Máy này đợc đấu song song với máy biến áp Khi xảy ra mất

điện thì ngay lập tức máy phát sẽ cấp điện trở lại cho hệ thống đợc tiếp tục làmviệc

II.5.1.3 Lựa chọn máy cắt điện.

 Dòng điện cỡng bức qua máy cắt:

Icb=

Udm

dmB S

=

35

200

=5,7 A6ATrong đó: Uđm là điện áp định mức của lới điện trung áp

Đờng dây dẫn điện dài 6 Km tiết diện 150 mm2 từ trạm trung áp về trạmbiến áp của hệ thống, trên thực tế tại trạm Tây Mỗ:

Rdây = 1,26 , X dây = 2,22

Trong đó: Rday là điện trở dây dẫn

Xdây là điện kháng dây dẫn

 Dòng điện ngắn mạch qua máy cắt:

X R

U

day day

22 , 2 26 , 1 3

Trong đó: Utb là điện áp trung bình của mạng trung áp

ixk là dòng điện xung kích khi ngắn mạch ba pha

kxk gọi là hệ số xung kích, hệ số này có thể tra theo đờng cong ởhình 7.21 -Theo [TL- 3]

 Bảng thông số của máy cắt:

Loại Điện áp định

mức

Dòng điện làm việc

Giới hạn dòng

điện cắt

Dòng điện xung kích

PB – cát

35/400

Từ các thông số của quá trình chọn thông số máy cắt ta có thể chọn đợc cầuchì cao áp Cầu chì cao áp ta chọn loại của hãng SIMENS chế tạo các thông số ởbảng dới đây:

đóng, cắt cho các động cơ phụ tải

Aptômat trong tủ động lực sử dụng aptômát của hãng Merlin Gerin của Phápchế tạo Các aptômát đợc đặt trong vỏ tủ tự tạo

Cụ thể chọn các aptômat nh sau:

3 4 , 0

55





A I

I ngat  ( 2 , 25  2 , 5 ) dm  160

 Chọn aptômat cho động cơ băng tải:

I dm 21 , 6A

3 4 , 0

15





29

I ngat 2 , 25  2 , 5I dm  50A

 Chọn aptômat cho động cơ vít tải:

I dm 5A

3 4 , 0

7 , 3

7 , 3

4 , 0

15 , 0

25 , 0

II.5.2 Các phần tử đóng cắt, bảo vệ, đo lờng liên động.

II.5.2.1 Thiết bị bảo vệ :

Các thiết bị bảo vệ khác nhau sẵn sàng bảo vệ máy phát, máy biến áp đờngdâyvà thiết bị tiêu thụ lới điện

Mục đích của các thiết bị này là phát hiện sự cố cách ly chúng khỏi lới mộtcách chọn lọc và nhanh chóng sao cho có thể hạn chế đợc nhiều nhất hậu quả của

sự cố Vì vậy các rơ le bảo vệ cần phải tác động nhanh với độ tin cậy cao và khảnăng sẵn sàng đáp ứng cao nhất có thể đợc

 Cầu chì: dùng để bảo vệ cho thiết bị điện và lới điện tránh khỏi dòng điện

ngắn mạch Cầu chảy có bộ phận chủ yếu là dây chảy Trị số mà dòng

điện mà dây chảy bị chảy đứt đợc gọi là dòng điện giới hạn (Igh) Rõ ràng,cần có dòng điện giới hạn lớn hơn dòng điện định mức (Igh >Iđm) để dâychảy không bị đứt khi làm việc với dòng điện định mức Thông thờng, đốivới dây chảy cầu chì thì: Igh= (1,25ữ1,45)Iđm

Nhợc điểm: Khi xảy ra sự cố ngắn mạch, dây chảy đứt, ngời vận hành phải thay dây chảy cầu chì do đó ảnh hởng đến năng suất làm việc của máy

Việc để cho ngời vận hành thay dây chảy cầu chì là tạo cho

ng-ời vận hành chấp hành không đúng dẫn đến làm sai

 Rơ le nhiệt:dùng để bảo vệ các thiết bị điện (động cơ) khỏi bị quá tải

Rơ le nhiệt có dòng điện làm việc tới vài trăm Ampe, ở lới điện một chiều 440V và xoay chiều tới 500V, tần số 50Hz

Trong thực tế sử dụng, dòng điện định mức của rơle nhiệt thờng đợc chọn bằng dòng điện định mức của động cơ điện cần đợc bảo vệ quá tải, sau đó chỉnh giá trị của dòng điện tác động là:

Sử dụng công tắc hành trình kiểu gạt có cần gạt với bánh xe ở đầu cần Khi

bị gạt, cần gạt sẽ gạt sang trái hoặc sang phải và từ đó đóng hoặc ngắt tiếp

điểm bên trong công tắc

31

 Nút ấn:

Dùng để đóng- cắt mạch ở lới điện hạ áp Nút ấn thờng đợc dùng để điều khiển các rơ le, công tắc tơ, chuyển đổi mạch tín hiệu, bảo vệ Sử dụng phổ biến nhất là dùng nút ấn trong mạch điều khiển động cơ để mở máy, dừng và

đảo chiều quay

Nút ấn cũng có kiểu hở và kiểu đợc bảo vệ kín để chống bụi, nớc, chống nổ

và có loại có cả đèn báo để trạng thái của nút ấn

 Aptomat (máy ngắt tự động): Là khí cụ điện đóng mạch bằng tay và cắt

mạch tự động khi có sự cố nh: quá tải, ngắn mạch, sụt áp

Kết cấu các aptomat rất đa dạng và đợc chia theo chức năng bảo vệ: aptomat dòng điện cực đại, aptomat dòng điện cực tiểu, aptomat điện áp thấp

Aptomat dòng điện cực đại đợc dùng để bảo vệ mạch điện khi quá tải và ngắn mạch

Aptomat điện áp thấp dùng để bảo vệ mạch điện khi điện áp tụt thấp không

đủ điều kiện làm việc hoặc khi mất điện áp

Các aptomat có thể kết hợp nhiều nguyên lý làm việc thành các aptomat vạn năng: vừa bảo vệ quá dòng hay ngắn mạch, vừa bảo vệ điện áp thấp, vừa bảo

vệ quá tải

 Các rơle:

Rơle là loại khí cụ điện tự động dùng để đóng- cắt mạch điện điều khiển hoặc mạch bảo vệ để liên kết giữa các khối điều khiển khác nhau, thực hiện các thao tác logic theo một quá trình công nghệ

 Rơle điện từ : là loại rơle đơn giản nhất và dùng rộng rãi nhất, làm việc dựa trên nguyên lý điện từ và về kết cấu nó tơng tự nh công tắc tơ nhng chiều đóng- cắt mach điện điệu khiển, không trực tiếp dùng trong mạch lực

 Rơ le trung gian : khuyếch đại các tín hiệu điều khiển, nó nằm ở vị trí giữahai rơle khác nhau Số lợng tiếp điểm (tiếp điểm thờng đóng, tiếp điểm thờng mở, tiếp điểm chuyển đổi có cực động chung) của rơle trung gian thờng nhiều hơn các loại rơle khác

 Rơle dòng điện : bảo vệ mạch điện khi dòng điện trong mạch vợt quá hay giảm dới một trị số nào đó đã đợc chỉnh định trong rơle

 Rơle điện áp : bảo vệ các thiết bị điện khi điện áp đặt vào thiết bị tăng quáhoặc giảm quá mức qui định.Cuộn điện áp đợc mắc song song với mạch

điện của thiết bị điện cần bảo vệ

Rơle điện áp chia ra 2 loại theo nhiệm vụ bảo vệ:

Rơle điện áp cực đại: nắp từ động không quay ở điện áp bình thờng Khi

điện áp tăng quá mức, lực từ thắng lực cản lò xo, nắp từ động sẽ quay và rơletác động

Rơle điện áp cực tiểu: nắp từ động sẽ quay ở điện áp bình thờng Khi điện áp giảm quá mức, lực lò xo thắng lực từ, nắp từ động sẽ quay ngợc và rơle tác

động

 Rơle thời gian : Là loại rơ le tạo trễ đầu ra nghĩa là khi đầu vào có tín hiệu

điều khiển thì sau một khoảng thời gian nào đó đầu ra mới tác động (tiếp

điểm rơle mới đóng hoặc mới mở)

Thời gian trễ có thể từ vài phần giây đến hàng giờ hoặc hơn nhiều

II.5.2.2 Khóa liên động.

Để đảm bảo điều khiển tin cậy các thiết bị đóng cắt cao áp trong mỗi khoang

và ở mức cao hơn trong toàn bộ hệ thống đợc khoá liên động với nhau

Các điều khiển khoá liên động phụ thuộc vào cấu hình mạch khoá liên động

và trạng thái của hệ thống ở thời điểm đã cho

Khoá liên động đặc biệt ngăn ngừa bộ cách li hoạt động trong khi có tải Các

điều kiện khoá liên động phải đợc xác định theo sơ đồ trạm

II.5.2.3 Thiết bị đo lờng:

Trong quá trình vận hành đóng cắt cần đo đạc ghi chép và đánh giá nhiều đạilợng nh dòng điện, điện áp, công suất

Để làm đợc việc này hệ thống sơ cấp phải có các máy biến dòng, máy biến

điện áp chúng có thể đặt trên thanh góp hoặc các nhánh, tủ điều khiển hoặc bàn

II.6 Hệ thống an toàn của trạm.

Để đảm bảo cho hệ thống đặc biệt là đảm bảo an toàn cho ngời vận hành, sửachữa Trạm phải đợc thiết kế với độ tin cậy cao

Ví dụ :

33

Khi ngời công nhân vào thùng trộn để vệ sinh bê tông thì ở phần lắp thùng có

đặt 1 hệ thống an toàn đó là mở lắp ra thì sẽ ngắt toàn bộ điện cho trạm Lúc đó nếu

ai đó có ấn nút start thì hệ thống cũng không làm việc Đảm bảo khi ngời ra khỏithùng trộn và đậy lắp lại rồi mới hoạt động

Trong khi trộn, ngời vận hành có thể huỷ bỏ mẻ trộn Sau khi huỷ bỏ, mẻ

đang trộn hiện tại sẽ không đợc lu vào cơ sở dữ liệu Các tỷ lệ đặt và trạng thái của

bộ điều khiển sẽ đợc xoá

II.7 Mạch lực.

H ệ điều khiển trạm trộn bê tông không yêu cầu điều chỉnh tốc độ động cơ

do vậy để tiết kiệm chi phí và tăng độ tin cậy cho hệ thống ta dùng động cơ không

đồng bộ rô to lồng sóc

Trong toàn bộ hệ thống điện có 12 động cơ công suất từ nhỏ đến lớn, đềudùng nguồn 3 pha Với các động cơ công suất nhỏ nh: động cơ bơm nớc, động cơbơm phụ gia, động cơ đầm rung ta có thể khởi động trực tiếp mà không cần dùng rơ

le nhiệt bảo vệ Các động cơ còn lại có công suất lớn hơn ta phải có biện pháp giảmdòng khởi động và phải có rơle nhiệt bảovệ quá tải

II.7.1 Các biện pháp khởi động động cơ:

*Mở máy trực tiếp:

Đây là phơng pháp đơn giản nhất, chỉ việc đóng trực tiếp động cơ vào lới

điện Khuyết điểm của phơng pháp này là dòng điện mở máy lớn, làm tụt điện ápmạng điện rất nhiều Nếu quán tính máy lớn, thời gian mở máy sẽ rất lâu, có thể tác

động đến hệ thống bảo vệ Vì thế phơng pháp này dùng đợc khi công suất mạng

điện lớn hơn công suất động cơ rất nhiều

*Giảm điện áp Stato khi mở máy:

Khi mở máy ta giảm điện áp đặt vào động cơ, để giảm dòng điện mở máy.Khuyết điểm của phơng pháp này là mô men mở máy sẽ giảm đi rất nhiều

Các biện pháp giảm điện áp đặt vào Stato của động cơ:

+Dùng điện kháng nối vào mạch Stato: Lúc mở máy ta đa điện khángvào mạch Stato, điện áp rơi trên địên kháng giúp làm giám điện áp đặttrực tiếp vào động cơ đi k lần, song Mômen giảm đi k2 lần

+Dùng máy biến áp tự ngẫu: Điện áp mạng đặt vào sơ cấp máy biến

áp , điện áp thứ cấp đa vào động, thay đổi vị trí con chạy để cho lúc

mở máy điện áp đặt vào động cơ nhỏ, sau đó tăng dần lên định mức

Điện áp pha mở máy động cơ là:

dc dc

Z k

U Z

U I

Zn k

U k

Zn k

U I

*Đổi nối Sao- Tam giác (Y/Δ)

Phơng pháp này áp dụng cho động cơ lúc làm việc bình thờng dây quấn Stato

đấu tam giác, khi mở máy động cơ đấu sao (Y) để điện áp đặt vào mỗi pha giảm đi

3lần

Sau khi mở máy động cơ lại đổi nối tam giác nh vậy dòng điện mở máygiảm đi 3lần, song mô men giảm đi 3 lần Tuy nhiên phơng pháp này kinh tế hơnphơng pháp trên

Với đặc điểm của động cơ trong hệ trạm trộn bê tông lúc khởi động khôngtải nhỏ, không cần mô men khởi động lớn và để kinh tế ta dùng phơng pháp đổi

nối sao – cát tam giác (Y/Δ).

II.8 Pittông đóng mở cửa xả và máy nén khí

35

Cơ cấu đóng mở cửa cấp liệu, cửa xả thông dụng và hợp lý là dùng pittông

điện – cátkhí nén, hệ thống khí nén bao gồm một máy nén khí cấp nguồn cho cácpittông có khả năng tự động khi cần và van điện khí nén sẽ điều khiển pittông đónghoặc mở Van điện – cátkhí nén dùng loại tự phục hồi ở trạng thái “0” tức là ở trạngthái không có nguồn điện cấp cho van thì pittông đang ở trạng thái đóng các cửacấp và cửa xả

* Các pittông cấp vật liệu gồm:

Một pittông đóng mở cửa xả thùng trộn bê tông, 3 pittông đóng mở cửa xảthùng chứa cát, đá1, đá2 Một pittông đóng mở cửa xả thùng cân cốt liệu, 2 pittông

Khống chế tự động một hệ truyền động băng tải phải theo yêu cầu côngnghệ của đối tợng mà băng tải phục vụ

Các nguyên tắc chính khi thiết kế hệ thống khống chế băng

1 Thứ tự khởi động các băng tải ngợc chiều với dòng chuyển dịch vật liệu.

2 Dừng băng tải bất kỳ nào đó chỉ đợc phép khi băng tải trớc nó đã dừng.

3 Phải có cảm biến về tốc độ của mỗi băng tải và các cảm biến báo có tải trên

băng hoặc trong các thùng chứa

7

10

89

51

Hình II.1: Kết cấu của một băng tải cố định

II.10 Hệ thống bơm nớc.

1 Phân loại:

Phân loại bơm có nhiều cách:

a/ Theo nguyên lý làm việc hay cách cấp năng lợng, có 2 loại bơm:

Bơm thể tích:Bơm loại này khi làm việc thì thể tích không gian làm việc thay

đổi nhờ chuyển động tịnh tiến của pittông (bơm pittông) hay nhờ chuyển động quay

của rôto (bơm roto) Kết quả, thế năng và áp suất chất lỏng tăng lên nghĩa là bơmcung cấp áp năng cho chất lỏng

Bơm động học: Chất lỏng đợc cung cấp động năng từ bơm và áp suất tănglên Chất lỏng qua bơm, thu đợc động lợng nhờ va đập của các cánh quạt (bơm lytâm, bơm hớng trục) hoặc nhờ ma sát của tác nhân làm việc hoặc nhờ tác dụng củatrờng điện từ (bơm điện từ) hay các trờng lực khác

b/Phân loại theo cấu tạo:

 Bơm cánh quạt: Bơm ly tâm chiếm đa số và thờng gặp nhất (bơm nớc)

 Bơm pittông: Bơm nớc, bơm dầu

 Bơm roto: Bơm dầu, hoá chất, bùn

37

2/Sơ đồ các phần tử của một hệ thống bơm:

1- Động cơ kéo bơm (bơm động cơ điện, máy nổ ); 2-Bơm

3- Lới chắn rác lắp ởđầu ống hút Bên trong lới chắn rác thờng có van một chiều

để chất lỏng chỉ có thể từ bên ngoài bể hút vào ống hút

4-Bể hút; 5-ống hút; 6- Van ống hút; 7-Van ống đẩy; 8-ống đẩy; 9- Bể chứa 10- Van và đờng ống phân phối tới nơi tiêu dùng

11- Chân không kế lắp ở đầu vào bơm, đo áp suất chân không do bơm tạo ra trong chất lỏng

12- áp kế lắp ở đầu ra của bơm, đo áp suất d của chất lỏng ra khỏi bơm

Kết luận:

Chơng 2 giới thiệu chung về yêu cầu điều khiển, trang thiết bị tự động đặcbiệt là hệ cung cấp điện Hiểu rõ vấn đề này giúp ngời điều khiển biết rõ về thiết bị

tự động của trạm, để kịp thời điều chỉnh hay sửa chữa khi có sự cố Nó cũng giúp

hệ thống đợc toàn bộ yêu cầu của một trạm chất lợng cao

3

p

2

p 1

Hình II.2: Sơ đồ một hệ thống bơm

Thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ điện:

Từ lới điện trung áp 35 KV qua máy biến áp 35/ 0,4 KV đợc cung cấp chotoàn bộ hệ thống lới điện của trạm trộn bê tông, đợc trình bầy hình II.5

Yêu cầu của trạm không cần điều chỉnh tốc độ nên toàn bộ các động cơ đợc

sử dụng trong trạm là động cơ 3 pha không đồng bộ rô to lồng sóc

Đối với động cơ có công suất lớn ta thực hiện đổi nối sao – cát tam giác để hạnchế dòng điện khởi động

Động cơ trộn có công suất P= 55 KW và các động cơ băng tải cát, băng tải

đá1, băng tải đá 2 có công suất P= 15 KW đợc đổi nối Y– cát Δ (hình II.3, II.4) Các

động cơ khác thì dùng phơng pháp mở máy trực tiếp

*Nguyên lý hoạt động của mạch đổi nối sao - tam giác (Y– cátΔ).).

Nguyên lý mạch điều khiển ở các động cơ đấu sao tam giác là nh nhau Vìvậy em xin trình bầy nguyên lý hoạt động của động cơ trộn đợc trình bày ở hìnhII.3 nh sau:

39

ở chế độ điều khiển tự động hoặc điều khiển bằng tay, muốn động cơ trộnkhởi động Y– cát Δ εta phải cấp điện cho công tắc tơ K1.

Khi công tắc tơ K1 có điện, các tiếp điểm K1 đóng lại cấp điện cho công tắctơ K1S

Khi công tắc tơ K1S có điện, các tiếp điểm K1S đóng lại cấp điện cho rơ le thời gian 1Rth đồng thời cuộn dây stato của động cơ đợc đấu sao (động cơ khởi

động Y).

Sau khoảng thời gian khởi động sao đặt trớc, các tiếp điểm thờng đóng mở chậm mở ra, ngắt công tắc tơ K1S ra khỏi nguồn điện đồng thời tiếp điểm thờng

mở đóng chậm đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K1T, cuộn dây stato của động cơ

đấu Δ Động cơ làm việc đấu Δ

đổi nối sao – cát tam giác cho động cơ trộn bê tông

đổi nối sao – cát tam giác cho động cơ băng tải đá2

đổi nối sao – cát tam giác cho động cơ băng tải đá2

Hình II.4 Mạch điều khiển bằng tay

*Nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch lực:

Đóng aptomat tổng (AT), sau đó lần lợt đóng các aptomat từ AT1 ữ AT13

của mạch lực và mạch điều khỉên cho toàn bộ hệ thống của trạm

Khi ấn nút start (cả 2 chế độ) các công tắc tơ K1, K2, K3, K4,K6, K7 có điện

đóng các tiếp điểm K1, K2, K3, K4, K6, K7 ở mạch lực, thực hiện các quá trìnhcân cốt liệu, cân nớc và cân phụ gia (đợc trình bày ở hình II.6, II.7, II.8)

Khi cân đủ đá1 thì công tắc tơ K5 có điện đóng tiếp đỉêm K5 ở mạch lực lạithực hiện quá trình cân đá2 Các quá trình hoạt động tiếp tục theo hệ thống điềukhiển đã định trớc

Các công tắc tơ K9, K10, K11, K12 có điện, đóng các tiếp điểm K9, K10,K11, K12 ở mạch lực lại cấp điện cho các động cơ đầm rung phễu cát, động cơ

đầm rung phễu đá1, đá 2 và động cơ đầm rung xi lô xi măng (đợc trình bày ở hìnhII.8)

47