vuong
CHƯƠNG 2 CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC THIẾT BỊ CHẤP HÀNH DÙNG TRONG ĐỀ TÀI KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG Ngày nay khoa học phát triển các nghành công nghiệp hóa được áp dụng kỹ thuật tiên tiến,đáp ứng được nhu cầu của thời đại,vì vậy yêu cầu của trạ trộn bê tông tươi là phải đáp ứng nhanh và đủ lượng bê tông cũng như phải có khả năng linh hoạt tạo ra nhiều mác bê tông đáp ứng nhu cầu cho khách hàng. 2.1 CẢM BIẾN VÀ CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH. Giới thiệu về cảm biến loadcell : Cảm biến lực dùng trong việc đo khối lượng được sử dụng phổ biến là loadcell. Đây là một kiểu cảm biến lực biến dạng. Lực chưa biết tác động vào một bộ phận đàn hồi, lượng di động của bộ phận đàn hồi biến đổi thành tín hiệu điện tỉ lệ với lực chưa biết. Sau đây là giới thiệu về loại cảm biến này. Bộ phận chính của loadcell là những tấm điện trở mỏng loại dán. Tấm điện trở là một phương tiện để biến đổi một biến dạng nhỏ thành sự thay đổi tương ứng trong điện trở. Một mạch đo dùng các miếng biến dạng sẽ cho phép thu được một tín hiệu điện tỉ lệ với mức độ thay đổi của điện trở. Mạch thông dụng nhất sử dụng trong loadcell là cầu Wheatstone. Cầu Wheatstone là mạch được chọn dùng nhiều nhất cho việc đo những biến thiên điện trở nhỏ .Có nhiều kiểu hình dạng loadcell cho những ứng dụng khác nhau. Do đó cách kết nối loadcell vào hệ thống cũng khác nhau trong từng trường hợp. Giới thiệu về công tắc hành trình được sử dụng trong đồ án: Phân loại: Công tắc hành trình tự động cảm biến và công tắc hành trình cơ khí Loại công tắc này có thể được sử dụng để cho biết sự hiện diện của chi tiết gia công trên bàn máy, do đó chi tiết ép vào công tắc làm cho công tắc đóng. Sự vắng mặt của chi tiết gia công được chỉ thị bằng công tắc mở và sự hiện hữu của chi tiết được biểu thị bằng công tắc đóng. Điện áp nguồn PLC Kênh nhập a) Điện áp nguồn PLC Kênh nhập b) Hình 1: Các bộ cảm biến công tắc Công tắc cơ tạo ra tín hiệu đóng, mở, hoặc các tín hiệu là kết quả của tác động cơ học làm công tắc mở hoặc đóng. Ưu điểm: tính linh hoạt và chịu áp lực trong công việc cao, giá thành rẻ, tiện dụng, dễ dàng xác định vị trí của đối tượng. 2.2. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN KHÁC: 2.2.1. Bộ ghép nối quang (Optocoupler): Bộ ghép nối quang bao gồm một thiết bị phát sáng và một thiết bị nhạy sáng. Một kiểu đơn giản nhất bao gồm một diode phát quang (LED) và một transistor quang được ghép chung trong cùng một vỏ. Môi trường hẹp nằm giữa hai linh kiện này là môi trường truyền ánh sáng. Khi có dòng điện chạy qua LED, LED sẽ phát quang. Ánh sáng này truyền qua môi trường truyền sáng và tác dụng lên transistor quang, khiến transistor dẫn: dòng collector thay đổi theo sự tăng giảm của cường độ ánh sáng. Như vậy thay đổi dòng điện vào của OPTRON sẽ điều khiển được dòng collector của transistor quang, gọi là dòng ra của OPTRON. OPTRON có thể làm việc như một khóa điện tử ở chế độ xung: Khi chưa có xung dòng điện tác động lên ngõ vào, cả LED và transistor đều khóa, không có dòng điện chạy ra tải. Khi có xung dòng điện vào, LED và transistor dẫn, tương ứng có xung dòng điện ra tải. Nó cũng có thể làm việc ở chế độ ngẫu hợp tuyến tính: Ban đầu LED được phân cực với một dòng thích hợp. Sau đó thông qua một tụ điện tín hiệu được đưa đến hai ngõ vào, điều biến cường độ phát sáng của LED và do đó dòng collector của transistor sẽ biến thiên theo quy luật của tín hiệu vào. 2.2.2 .đầu cân BDI Thiết bị chỉ thị khối lượng (đầu cân) có nhiều loại, do nhiều hãng sản xuất khác nhau. Tuỳ mỗi loại và yêu cầu cho từng công việc mà đầu cân có nhiều chức năng khác nhau. Tuy nhiên các chức năng cơ bản của một đầu cân vẫn là lấy tín hiệu điện áp từ loadcell, biến đổi A/D, xử lý và hiển thị khối lượng cân được ra đèn Led 7 đoạn hoặc màn hình tinh thể lỏng, có thể truyền dữ liệu về máy tính hoặc ra máy in. 2.3. HỆ THỐNG KHÍ NÉN: 2.3.1. Cấu trúc hệ thống truyền động bằng khí nén: Các thành phần trong hệ thống truyền động bằng khí nén dù đơn giản hay phức tạp đều có thể chia thành 4 nhóm cơ bản sau: - Nhóm cung cấp năng lượng, gồm các thiết bị cung cấp khí nén như máy nén, bình chứa, bộ điều tiết áp suất và các thiết bị xử lý khí nén. - Nhóm các phần tử nhập gồm: van điều khiển hướng, chuyển mạch giới hạn, nút nhấn. - Nhóm các phần tử xử lý gồm: van điều khiển hướng, phần tử logic, van điều khiển áp suất… - Nhóm các phần tử sau cùng gồm: xi lanh tác động, động cơ khí nén, các phần tử chỉ báo… 2.3.2. Các van khí nén: 2.3.2.1. Các van điều khiển hướng (solenoide): Các van điều khiển hướng là các thiết bị tác động đến đường dẫn các dòng khí. Tác động có thể là: cho phép khí lưu thông đến các đường ống dẫn khí, ngắt các dòng không khí khi cần thiết bằng cách đóng các đường dẫn hoặc phóng thích không khí vào trong khí quyển thông qua cổng thoát. 2.3.2.2. Van chắn: Van chắn là loại van chỉ cho dòng khí nén chảy theo một chiều, chiều ngược lại dòng khí nén sẽ bị khoá lại. Áp suất ở phía sau van theo chiều dòng chảy, sẽ tác động lên cơ cấu đóng cửa thông khí của van. 2.3.2.3. Van tiết lưu: Van tiết lưu là van điều tiết lưu lượng khí nén theo cả hai chiều. Nếu lắp một van tiết lưu cùng với van chắn sẽ cho van tiết lưu một chiều. 2.3.2.4. Van áp suất: Van áp suất là các van tác động chủ yếu đến áp suất hoặc được điều khiển bởi độ lớn của áp suất. Chúng được chia thành 3 nhóm: Van điều tiết áp suất, van giới hạn áp suất,van trình tự. 2.3.2.5 Các bộ phận dẫn động: Bộ phận dẫn động là thiết bị ở đầu ra dùng để chuyển đổi nguồn năng lượng khí nén cung cấp thành cơ năng. Tín hiệu ngõ ra được điều khiển bởi hệ thống điều khiển và các bộ phận dẫn động sẽ đáp ứng theo tín hiệu điều khiển thông qua các phần tử điều khiển sau cùng. Các bộ phận dẫn động khí nén được chia làm 2 nhóm dựa theo chuyển động của chúng: - Nhóm chuyển động thẳng gồm: Xi lanh tác dụng đơn, xi lanh tác dụng kép - Nhóm chuyển động quay gồm: Động cơ khí nén, các dẫn động có chuyển động quay khác 2.3.2.6. Xi lanh tác dụng đơn, xi lanh tác động kép: Trong xi lanh tác dụng đơn không khí nén chỉ tác dụng vào một phía của piston, phía còn lại thông với khí quyển. Xi lanh chỉ tạo ra công theo một chiều. Chuyển động trở lại của piston là do tác động của lò xo nén hay của ngoại lực. Nguyên tắc cấu tạo của xi lanh tác dụng kép tương tự như xi lanh tác dụng đơn. Tuy nhiên trong xi lanh tác dụng kép không có lò xo trở về và hai cổng của xi lanh vừa có chức năng là cổng nạp vừa có chức năng là cổng xả 2.3.2.7 Vít tải xiên: Chuyên dùng để vận chuyển vật liệu rời, tơi, xốp, dẻo như xi măng, cát, bột theo phương ngang hay nghiêng . Với cự ly chuyển tới 30 - 40m có năng suất đến 20 - 40m 3 /h. Vít tải có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn, vật liệu được che kín nên không thất thoát và gây ô nhiễm môi trường. 2.3.2.8 Cối trộn (Thùng trộn chính): Trạm trộn bê tông được lắp đặt loại cối trộn cưỡng bức làm thêm việc theo chu kỳ. Dung tích bê tông đã trộn xong của cối trộn cưỡng bức làm việc theo chu kỳ của máy, tiêu chuẩn là 3000 lít, công suất: 30, 45, 60m 3 /h. 2.3.2.9 Tời điện đảo chiều: Tời điện đảo chiều có động cơ điện thường dùng là loại động cơ không đồng bộ 3 pha với roto dây cuốn hoặc roto lồng sóc. Việc đảo chiều quay của tang được thực hiện bằng cách đảo chiều quay của động cơ điện. 2.3.2.10 Động cơ điện: Động cơ điện được sử dụng rộng rãi trên các máy cố định hoặc di chuyển ngắn theo quỹ đạo nhất định như: băng tải, máy trộn bê tông, máy nghiền đá . Trong trạm trộn bê tông ta chọn loại động cơ không đồng bộ với roto lồng sóc vì nó có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp vào lưới điện 2 pha không cần biến đổi dòng điện, hiệu suất cao, chịu vượt tải tương đối tốt, thay đổi chiều quay và khởi động nhanh, dễ tự động hoá. Điều kiện vệ sinh công nghiệp tốt, ít gây ô nhiễm môi trường. NHẬN XÉT : Với Các thiết bị điều khiển và các thiết bị chấp hành được giới thiệu ở trên chúng ta có thể sử dụng để thiết kế trạm trộn bê tông cho hiệu suất làm việc cao và đạt được các yêu cầu: + Trạm trộn bê tông xi măng có khả năng tự động trộn những mẻ bê tông hoàn chỉnh gồm các nguyên liệu: Đá, cát, xi măng, nước theo những công thức được yêu cầu. Các công thức này có thể được thay đổi ở bất cứ mẻ nào mà ta cần. + Trạm trộn bê tông hoàn toàn tự động từ khâu nguyên liệu, cân nguyên liệu, trộn và xả nguyên liệu ra cho các phương tiện vận chuyển chở đến công trình.Việc trộn các mẻ bê tông có thể lặp đi lặp lại cho thành phẩm liên tục hay ta có thể điều khiển để trộn một số mẻ khi cần. . th ng đến các đư ng ng dẫn khí, ng t các d ng kh ng khí khi cần thiết b ng c ch đ ng các đư ng dẫn hoặc ph ng th ch kh ng khí vào trong khí quyển th ng. khí quyển th ng qua c ng thoát. 2. 3 .2. 2. Van ch n: Van ch n là loại van ch cho d ng khí nén ch y theo một chiều, chiều ng ợc lại d ng khí nén sẽ bị khoá