LẬP TRÌNH VÀ CÁC CHU TRÌNH CẤP NHỰA BÊ TÔNG NHỰA NÓNG

Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ o0o BÀI TẬP LỚN TBĐ HỆ THỐNG SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG GIAO THÔNG ĐỀ TÀI : LẬP TRÌNH VÀ CÁC CHU TRÌNH CẤP NHỰA BTNN Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghĩa SV thực hiện: Phạm Trọng Thuận Lớp: Trạng bị điện – K52 1 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện Mục Lục Đề số 3 Xây dựng chương trình cho chu trình Cấp nhựa đường bê tông nhựa nóng (BTNN) Yêu cầu: 1. Phân tích công nghệ 2. Phân tích mỗi quan hệ 3. Phân tích grafcet 2 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện 4. Phân tích liên khóa giữa các chu trình 5. Xây dựng các logic làm việc,liên khóa và bảo vệ 6. Viết chương trình cho S7- 200 hoặc S7 - 300 I) Trạm Trộn Bê Tông Nhựa Nóng 1. Giới thiệu + Trạm trộn bê tông nhựa nóng (BTNN) là một tổng thành gồm nhiều thiết bị và cụm thiết bị mà mỗi cụm thiết bị đều làm việc nhịp nhàng với nhau để trộn các hạt cát đá nóng, phụ gia với nhựa đường nóng đã được định lượng theo tỉ lệ quy định để tạo thành sản phẩm là bê tông nhựa nóng. + Tính chất và chất lượng của BTNN phụ thuộc vào thành phần cấp phối, cỡ hạt, cường độ hạt và tỉ lệ nhựa đường; đồng thời chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, chế độ trộn. 2. Phân loại trạm trộn Có nhiều cách phân loại trạm trộn BTNN, trên thực tế thường phân loại như sau: − Dựa vào tính cơ động của trạm chia ra: 3 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện + Trạm trộn di động + Trạm trộn cố định + Trạm có tính cơ động cao (trên móng nỗi). − Dựa vào nguyên tắc làm việc chia ra: + Trộn theo chu kỳ + Trộn liên tục − Dựa theo năng suất thường dùng của trạm trộn, chia làm 3 loại: + Loại trạm trộn năng suất lớn (từ 80 – 150(tấn/giờ)) + Loại trạm trộn năng suất vừa (từ 40 – 60(tấn/giờ)) + Loại trạm trộn có năng suất nhỏ (dưới 30(tấn/giờ) − Theo đường di chuyển của luồng vật liệu, chia thành: + Trạm trộn nằm ngang + Trạm bố trí theo kiểu hình tháp. II. Khảo Sát Công Nghệ 1. Hệ thống nồi nấu nhựa gián tiếp 4 7 4 5 6 1 2 3 Đến buồng trộn 9 8 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện Sơ đồ cấp nhựa nóng Các khối: 1. Đầu đốt dầu 6. Đường ống tuần hoàn 2. Két dầu 7. Van chữ T 3. Bơm dầu tuần hoàn 8. Buồng cân nhựa đường 4. Két nhựa đường 9. Bơm phun nhựa 5. Bơm nhựa đường Hệ thống nồi nấu nhựa gián tiếp gồm: Thùng sấy dầu môi chất (1), thùng nấu thô (2),thùng nấu tinh (3), các bơm dầu (4), bơm chuyển nhựa nóng (5), bơm nhựa nóng (6), bơm phun nhựa nóng (7), các đường ống dẫn 2 lớp nhựa nóng (8), thùng cân này được treo trên hệ thống đòn cân dao cân và đầu cân điện tử. Hệ thống nồi nấu này có chức năng cấp nhựa nóng từ 140 – 170*C (theo định lượng nó đặt trước cho từng mẻ bê tông nhựa nóng và nhiệt độ nhựa nóng được tự động điều chỉnh). Lưu ý: - Nồi gia nhiệt dầu luôn hoạt động trước đảm bảo dầu nóng truyền nhiệt để nấu nhựa. Quá trình bật và tắt dầu đốt tuỳ thuộc vào nhiệt độ nhựa trong thùng. - Nguồn cấp điện cho đầu đốt chỉ bật khi có chủ định dùng đầu đốt, không được bật sẵn tránh trường hợp dầu sấy quá nhiệt hơi làm cho đầu đốt khi sử dụng không phun được dầu. - Sau mỗi ca làm việc phải rửa vòi phun, lau sạch điện cực và mắt thần, tán gió. - Nếu bồn nhựa lọt nhiều nước mưa hoặc nhựa lẫn nhiều nước thì quá trình nấu nhựa sẽ kéo dài vô ích và có nguy cơ sủi bọt nguy hiểm. Do đó trước khi nấu phải kiểm tra mặt thoáng nhựa, nếu có nước phải dùng dẻ lau thấm hết nước trên bề mặt nhựa đưa ra ngoài sau đó mới nấu. 5 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện 2. Hệ thống bơm cấp nhựa Hệ thống bơm nhựa gồm 2 bơm chuyên dùng 2 lớp vỏ: bơm cấp, bơm phun. - Hệ thống các van của đường sấy dầu truyền nhiệt phải mở để dầu truyền nhiệt tuần hoàn. - Bơm nhựa hoạt động có mục đích tuần hoàn khi nấu nhựa và cung cấp đủ nhựa cho thùng trộn. - Nhiệt độ tối thiểu chạy máy bơm nhựa với mục đích đảo nhựa là T = 1200C. - Trước khi chạy bơm nhựa phải kiểm tra các yêu cầu sau: + Vỏ bơm nóng 1000C đảm bảo bơm đã được xông dầu truyền nhiệt + Bơm nhựa vần trục bơm quay nhẹ nhàng. + Đường ống đã được sấy nóng + Các van nhựa ở thùng nhựa chỉ được mở theo chủ định giai đoạn. - Hiện tượng tắc nhựa là thường có ở các van đóng mở do có nhựa nguội, để phát hiện kịp thời sau khi khởi động máy 3  5 phút phải quan sát đường nhựa hồi để xử lý bằng đèn khò. 3. Hệ thống cân nhựa - Hệ thống treo đảm bảo cân bằng, nhạy, chính xác. Đáy thùng có xi lanh đóng mở cửa và các van xả nhựa đã cân xuống thùng chứa và nhựa tiếp tục được bơm phun sang sào phun nhựa của thùng trộn. - Thùng cân nhựa phải thường xuyên kiểm tra hệ thống treo đầu cân đảm bảo cân bằng, nhạy, tránh xô lệch ngẫu nhiên gây sai số cân và lỗi chương trình tự động.Không để vật nặng hoặc người dẫm đạp lên hệ cân gây quá tải hỏng đầu cân và xô lệch hệ thống cân mất chính xác. 6 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện 4. Quy trình thực hiện - Sử dụng phương pháp điều khiển tự động cho trạm trộn BTNN. Việc định lượng vật liệu,tính thời gian trộn,quá trình xả đều được thực hiện tự động. Chế độ hoạt động tự động của trạm có thể thực hiện từ máy tính hoặc từ màn hình điều khiển HMI hoặc bán tự động khi sử dụng bàn điều khiển. - Chuẩn bị trước khi vận hành: + Kiểm tra các yếu tố an toàn về điện,về cơ cấu quy định an toàn. + Kiểm tra lại mức nguyên liệu như dầu FO + Kiểm tra các bơm nhựa quay trơn,các van nhựa xem đã thông và xoay nhẹ tay + Cho bơm nhựa chạy tuần hoàn 10 phút trước khi chạy chính thức. + Ôtô chở thảm nóng đã chuẩn bị,tất cả công nhân vào vị trí làm việc. + Chạy thử không tải toàn hệ thống 10 phút,đảm bảo các cơ cấu cơ khí hoạt động bình thường. - Khởi động toàn trạm: Sau khi công tác chuẩn bị đã tiến hành xong mới thực hiện việc khởi động toàn trạm. 1. Bấm chuông báo hiệu khở động 2. Khởi động sẵn sàng 3. Khởi động quạt gió 4. Khởi động bằng gầu nóng 5. Khởi động tang sấy 6. Khởi động đầu đốt và chính thức,tang sấy. 7. Khởi động băng gầu nguội 8. Khởi động băng tải cao su 9. Khởi động máy khí nén 10. Khởi động thùng trộn 11. Khởi động băng gầu phụ gia và các vít xoắn. 7 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện 12. Khởi động bơm nhựa 13. Khởi động bơm nước lọc ẩm 14. Cấp vật liệu vào tang Trước khi tiến hành trộn chính thức phải trộn vệ sinh làm nóng buồng trộn bằng vật liệu cát,đá trước không cho nhựa ngay,sau đó mới trộn chính thức. - Tắt máy toàn trạm trước khi dừng công việc Tắt máy dừng công việc khi có hiệu lệnh của người chỉ huy trưởng. Thao tác thực hiện ngược lại với lúc khởi động. Trong quá trình chờ tắt nốt các bộ phận khác vẫn tiếp tục trộn vật liệu nóng trên phiếu chứa. Khi nào không đủ trộn nữa thì tiếp tục tắt: + Dừng bơm tuần hoàn toàn nhựa,hút nhựa về thùng bằng cách đảo ngược chiều quay của của bơm sau đó 5-6 phút dừng hẳn bơm và đổ dầu ngâm bơm sau đó khóa van nhựa lại. + Tắt băng gầu phụ gia và các vít xoắn. + Xả phối liệu xuống thùng trộn để làm vệ sinh buồng trộn, cho oto chở thảm ra phía ngoài ra mới xả hỗn hợp vệ sinh thùng trộn xuống. + Tắt buồng trộn sau khi về sinh xong. + Tắt máy nén khí,tắt toàn bộ trạm ,đóng của cabin. II. Phân Tích Mối Quan Hệ Các Chu Trình  Bê tông nhựa nóng được sản xuất tâp trung ở các trạm trộn bê tông nhựa nóng. Để có được sản phẩm bê tông nhựa nóng,thì các dòng vật liệu được vận chuyển lên và cân đong bằng hệ thống cân điện tử đảm bảo chính xác,sai số nhỏ. Sau đó tất cả các loại vật liệu được đưa vào buồng trộn, ở đó các loại vật liệu như đá lớn,đá vừa,đá nhỏ,cát,chất phụ gia được trộn khô với nhau. Sau khoảng 20s nhựa đường được phun vào ở dạng sương mù trộn lẫn với các loại vật liệu 8 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện khác,các cánh trộn trong buồng trộn tiếp tục khuấy trộn trong thời gian khoảng 25-30s thì được xả xuống qua cửa xả liệu của buồng trộn.  Chu trình hệ thống gồm các khâu: + Cân cốt liệu + Cân phụ gia + Cân nhựa đường + Trộn và xả sản phẩm tại buồng trộn. Mỗi chu trình cân sẽ kiểm soát các cửa nạp liệu vào buồng cân và cửa xả liệu từ buồng cân vào buồng trộn. Các chu trình hoạt động độc lập và liên khóa với các chu trình khác bởi 2 điều kiện cho phép cân và cho phép xả. Chu trình buồng trộn thực hiện việc trộn và xả sản phẩm. Trước khi trộn sản phẩm,buồng trộn phải được nạp liệu. Trong trạng thái này, các buồng cân sẽ được phép nạp cốt liệu vào buồng trộn. Sau khi trộn xong,buồng trộn sẽ xả sản phẩm xuống xe chở sản phẩm. III. Phân Tích Grafcet 9 Chu trình bột đá Chu trình cốt liệu Chu trình buồng trộn Chu trình Asphal TT0 Start TT1 TT3 TT2 Bơm nhựa nóng vào bình cân nhựa Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện Grafcet chu trình cân nhựa Địa chỉ hóa chu trình cân nhựa Kí hiệu Địa chỉ Ghi chú TT0 M0.0 Bắt đầu TT1 M2.1 Cân nhựa TT2 M2.2 Chờ xả nhựa TT3 M2.3 Xả nhựa TT4 M2.4 Nghỉ cân nhựa Bơm nhựa nóng Q1.2 Bơm nhựa nóng vào buồng cân Cân xong nhựa Cho phép xả nhựa(S34) M3.2 Buồng trộn tưới nhựa Bơm phun nhựa nóng Q1.3 Phun nhựa nóng vào buồng trộn Xả nhựa xong PIW104 ≤ 0 T5 Thời gian nghỉ 5s Start T0.0 Nút ấn start Giải thích Grafcet: 10 Cân xong nhựa Chờ xả nhựa Cho phép xả nhựa Bơm phun nhựa nóng vào buồng trộn Xả nhựa nóng Nghỉ TT4 T5 [...]... 5s hệ thống chuyển về trạng thái TT1 Kết thúc quá trình cấp liệu của 1 mẻ nhựa IV Phân tích liên khóa giữa các chu trình Liên khóa trong lập trình Để đảm bảo an toàn trong lập trình thì phải có liên khóa giữa các chu trình Nguyên tắc liên khóa: trạng thái của chu trình này là điều kiện để chuyển trạng thái của chu trình khác và ngược lại  Logic làm việc : Bao gồm logic chuyển trạng thái và logic điều... trạng thái bắt đầu,khi nhấn nút Start sẽ chuyển sang TT1 động cơ chạy và bơm nhựa nóng vào bình cân nhựa để cân nhựa - Khi TT1 dưới tác động của việc cân xong nhựa sẽ chuyển sang TT2 là trạng thái chờ xả nhựa - Nếu có điều kiện cho phép xả nhựa thì nhựa nóng đang chờ ở TT2 sẽ chuyển sang TT3 là xả nhựa, bơm phun nhựa nóng vào buồng trộn - Sau khi xả nhựa nóng xong thì chuyển sang trạng thái TT4 là trạng... cố:Trong quá trình làm việc không tránh khỏi những sự cố, logic sự cố nhằm phát hiện những hư hỏng xuất phát từ bên trong hệ thống và hạn chế tối đa các hỏng hóc phát sinh Thông thường khi hệ thống đã ở trạng thái sự cố, khó có thể kiểm soát được thiết bị nào còn hoạt động bình thường, do đó để an toàn ta nên nhanh chóng đưa hệ thống trở về trạng thái dừng Liên khóa giữa chu trình nạp cốt liệu và chu trình. .. chương trình làm việc đúng tính năng thiết kế Để đảm bảo tính chính xác cho chương trình, cần đảm bảo các quy tắc sau: - Mỗi trạng thái chỉ có duy nhất một netword chuyển trạng thái, bao gồm bắt đầu từ logic xác định trạng thái, logic chuyển trạng thái.Khi đảm bảo điều kiện chuyển trạng thái thì set trạng thái mới và reset trạng thái cũ 11 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện Logic chuyển... Ngược lại khi hệ 12 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện thống chuyển sang trạng thái dừng (bất thường , người sử dụng yêu cầu…) cần chuyển hệ thống về trạng thái dừng an toàn *) Bảo vệ: Các trạng thái không bình thường hoặc mất an toàn phải được kiểm tra và loại trừ V Lập Trình Trên PLC S7-300 Khai báo: Chương trình: 13 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện 14 Đại Học Giao Thông... Chỉ khi buồng trộn ở trạng thái sẵn sàng thì buồng cân cốt liệu mới chuyển sang trạng thái xả + Chỉ khi buồng cân cốt liệu ở trạng thái chờ xả thì buồng trộn mới chuyển sang trạng thái nạp cốt liệu +Khởi động , dừng: Khi khởi động hệ thống cần đưa các thiết bị vào trạng thái làm việc.Do đó cần có logic để khởi tạo trạng thái ban đầu cho các thiết bị.Do vậy cần có những logic khởi tạo trạng thái ban đầu... thái cũ 11 Đại Học Giao Thông Vận Tải Bộ Môn: Trang Bị Điện Logic chuyển trạng thái - Khi có tín hiệu ĐKn thì chuyển sang trạng thái mới Sn+1 đồng thời reset trạng thái củ Sn Mỗi đầu ra chỉ có duy nhất một netword điều khiển đầu ra Đầu ra chỉ được tích cực khi chu trình đang ở một hoặc một số các trạng thái tương ứng Logic điều khiển đầu ra  Logic liên khóa đầu ra : Logic liên khóa đảm bảo tính chắc . Quan Hệ Các Chu Trình  Bê tông nhựa nóng được sản xuất tâp trung ở các trạm trộn bê tông nhựa nóng. Để có được sản phẩm bê tông nhựa nóng, thì các dòng vật liệu được vận chuyển lên và cân đong. giữa các chu trình 5. Xây dựng các logic làm việc,liên khóa và bảo vệ 6. Viết chương trình cho S7- 200 hoặc S7 - 300 I) Trạm Trộn Bê Tông Nhựa Nóng 1. Giới thiệu + Trạm trộn bê tông nhựa nóng. từ buồng cân vào buồng trộn. Các chu trình hoạt động độc lập và liên khóa với các chu trình khác bởi 2 điều kiện cho phép cân và cho phép xả. Chu trình buồng trộn thực hiện việc trộn và xả sản phẩm.