ỨNG DỤNG PLC S7300 ĐỂ TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG TÔI BI ĐẠN NGHIỀN

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ KHÍ ĐÔNG ANH 5 1.1) Giới thiệu chung về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh. 5 1.1.1) Thông tin về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh. 5 1.1.3) Cơ cấu tổ chức: 6 1.1.4) Sơ đồ cơ cấu tổ chức: 7 1.2) Sản phẩm của công ty: 8 1.2.1) Nhóm sản phẩm hợp kim đúc (từ 1989): 8 1.2.2) Nhóm sản phẩm Giàn không gian và Kết cấu thép (từ 2001): 9 1.2.3) Nhóm sản phẩm nhôm hợp kim định hình (từ 2005) 10 1.2.4) Nhóm sản phẩm thương mại: 10 1.3) Thuận lợi và khó khăn: 11 1.3.1) Thuận lợi: 11 1.3.2) Khó khăn : 11 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT BI ĐẠN NGHIỀN 13 2.1) Khái quát chung về hệ thống sản xuất bi nghiền 13 2.2) Hệ thống Tôi Bi đạn nghiền của công ty 15 2.2.1) Yêu cầu kỹ thuật: 15 2.2.2 Công nghệ lò Tôi bi: 15 2.2.3) Sơ đồ nguyên lý lò tôi bi: 17 2.2.4) Các thiết bị trong lò Tôi bi: 17 2.2.5) Quy trình vận hành hệ thống: 21 2.2.6) Chế độ nhiệt của các buồng lò: 22 CHƯƠNG III) THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ GIÁM SÁT LÒ TÔI BI ĐẠN NGHIỀN 23 3.1) Cải tiến thêm hệ thống tự động: 23 3.2) Thiết kế sơ đồ công nghệ đáp ứng yêu cầu công nghệ trên: 23 3.3) Sơ đồ nguyên lý: 24 3.4) Lựa chọn các thiết bị: 25 3.4.1) Thiết bị điều khiển: 25 3.4.2) Cân định lượng Loadcell SBA. 26 3.4.3) Van điện từ 32 Airtac 3V31008 27 3.4.4) Máy thủy lực JP 2010F21LH(RH): 28 3.4.5) Động cơ điện 3 pha 28 3.4.6) Can nhiệt: 29 3.5) Mạch lực và mạch điều khiển của hệ thống: 30 3.5.1) Mạch lực của hệ thống: 30 3.5.2) Mạch điều khiển của hệ thống 31 3.6) Thiết kế hệ thống điều khiển tự động: 37 3.6.1) Lưu đồ thuật toán hệ thống: 37 3.6.2) Chương trình thực hiện yêu cầu tự động trên: 42 3.6.3) Thiết kế mô phỏng, giám sát hệ thống 60 PHỤ LỤC: 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 LỜI KẾT 76

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

KHOA CƠ ĐIỆN

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XÍ NGHIỆP MỎ VÀ DẦU KHÍ

-***** -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài :

ỨNG DỤNG PLC S7-300 ĐỂ TỰ ĐỘNG HÓA

HỆ THỐNG TÔI BI ĐẠN NGHIỀN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH HUỲNH VĂN PHƯƠNG

Hà Nội 06/2017

KHOA CƠ ĐIỆN

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XÍ NGHIỆP MỎ VÀ DẦU KHÍ

-***** -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Sinh viên thực hiện : HUỲNH VĂN PHƯƠNG Ngày sinh : 25/03/1993

Mã số sinh viên : 1221011056 Khóa : 57 Hệ đào tạo : Chính quyChuyên ngành : Tự Động Hóa

Đề tài :

ỨNG DỤNG PLC S7-300 ĐỂ TỰ ĐỘNG HÓA

HỆ THỐNG TÔI BI ĐẠN NGHIỀN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN : PGS.TS.NGUYỄN ĐỨC KHOÁT

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH

HÀ NỘI 06/2017

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại hiện nay, song song với việc phát triển xã hội, quá trình côngnghiệp hóa – hiện đại hóa cũng phát triển mạnh mẽ và không ngừng đòi hỏi mức độ

tự động hóa ngày càng cao

Với sự phát triển của khoa học kỹ như vậy thì việc ứng dụng thiết bị logic khảtrình PLC để tự động hóa quá trình sản xuất , nhằm mục tiêu tăng năng suất laođộng, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm là một vấn đề rất cần thiết

Đồ án với đề tài : “ Ứng Dụng PLC S7-300 Tự Động Hóa Hệ Thống Tôi Bi ĐạnNghiền” – Tại Nhà Máy Nhiệt Luyện – Công Ty Cổ Phần Cơ Khí Đông AnhLiCoGi nhằm mục đích hiểu biết ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong sản xuất.Đối tượng được đề cập đến là “ Hệ thống Điều khiển thủy lực trong quá trình Tôi bi

” và “ Hệ thống tự động ổn định nhiệt độ trong các lò nhiệt ”

Trong quá trình tiến hành làm đồ án, mặc dù được sự chỉ dẫn tận tình của giáoviên hướng dẫn PGS.TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH và bản thân cũng đã tham khảothêm nhiều tài liệu và tỉm hiểu thực tế ở công ty nhưng do thời gian và năng lực cònhạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận đượcnhững ý kiến đóng góp và nhận xét đánh giá của các Thầy Cô để em có thể hoànthiện được đồ án tốt hơn cũng như cho em có thêm kiến thức để làm hành trang chotương lai sau này

Qua đây, Em xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy Cô trong trường Đại Học

Mỏ Địa Chất, Thầy Cô khoa Cơ Điện và đặc biệt là Thầy Cô trong bộ môn TựĐộng Hóa đã tạo mọi điều kiện để cho em được học tập , được tiếp thu những kiếnthức chuyên môn cũng như là kiến thức trong đời sống

Và một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình, chu đáo củagiáo viên hướng dẫn PGS.TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH đã giúp đỡ em rất nhiều để em

có thể hoàn thành đồ án

Cuối cùng, em xin kính chúc tất cả quý Thầy Cô hạnh phúc trong cuộc sống,luôn dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp trồng người

Em xin chân thành cảm ơn !

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ KHÍ ĐÔNG ANH 5

1.1) Giới thiệu chung về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh 5

1.1.1) Thông tin về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh 5

1.1.3) Cơ cấu tổ chức: 6

1.1.4) Sơ đồ cơ cấu tổ chức: 7

1.2) Sản phẩm của công ty: 8

1.2.1)  Nhóm sản phẩm hợp kim đúc (từ 1989): 8

1.2.2)   Nhóm sản phẩm Giàn không gian và Kết cấu thép (từ 2001): 9

1.2.3)  Nhóm sản phẩm nhôm hợp kim định hình (từ 2005) 10

1.2.4)   Nhóm sản phẩm thương mại: 10

1.3) Thuận lợi và khó khăn: 11

1.3.1) Thuận lợi: 11

1.3.2) Khó khăn : 11

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT BI ĐẠN NGHIỀN 13

2.1) Khái quát chung về hệ thống sản xuất bi nghiền 13

2.2) Hệ thống Tôi Bi đạn nghiền của công ty 15

2.2.1) Yêu cầu kỹ thuật: 15

2.2.2 Công nghệ lò Tôi bi: 15

2.2.3) Sơ đồ nguyên lý lò tôi bi: 17

2.2.4) Các thiết bị trong lò Tôi bi: 17

2.2.5) Quy trình vận hành hệ thống: 21

2.2.6) Chế độ nhiệt của các buồng lò: 22

CHƯƠNG III) THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ

GIÁM SÁT LÒ TÔI BI ĐẠN NGHIỀN 23

3.1) Cải tiến thêm hệ thống tự động: 23

3.2) Thiết kế sơ đồ công nghệ đáp ứng yêu cầu công nghệ trên: 23

3.3) Sơ đồ nguyên lý: 24

3.4) Lựa chọn các thiết bị: 25

3.4.1) Thiết bị điều khiển: 25

3.4.2) Cân định lượng Loadcell SBA 26

3.4.3) Van điện từ 3/2 Airtac 3V310-08 27

3.4.4) Máy thủy lực JP 20/10/F21/LH(RH): 28

3.4.5) Động cơ điện 3 pha 28

3.4.6) Can nhiệt: 29

3.5) Mạch lực và mạch điều khiển của hệ thống: 30

3.5.1) Mạch lực của hệ thống: 30

3.5.2) Mạch điều khiển của hệ thống 31

3.6) Thiết kế hệ thống điều khiển tự động: 37

3.6.1) Lưu đồ thuật toán hệ thống: 37

3.6.2) Chương trình thực hiện yêu cầu tự động trên: 42

3.6.3) Thiết kế mô phỏng, giám sát hệ thống 60

PHỤ LỤC: 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

LỜI KẾT 76

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1)Công ty Cổ Phần Cơ Khí ĐÔNG ANH 9

Hình 1.3) Các sản phẩm đúc 12

Hình 1.4) Sản phẩm dịch vụ 13

Hình 1.7) Sản phẩm thương mại 14

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất bi nghiền 18

Hình 2.2) Sơ đồ công nghệ lò tôi bi 20

Hình 2.3) Sơ đồ nguyên lý lò Tôi bi liên tục 21

Hình 2.4) Thiết bị điều khiển PLC 22

Hình 2.5 công tắc hành trình 22

Hình 2.6) Phía trước lò Tôi 23

Hình 2.7) Bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ-R3T 24

Hình 2.8 Dây nhiệt điện trở 24

Hình 2.9) Can nhiệt 24

Hình 3.1) Sơ đồ công nghệ 27

Hình 3.2) Sơ đồ nguyên lý 28

Hình 3.3) Nguyên lý đấu dây Module EM323 29

Hình 3.4 ) a)CPU 312 30

Hình 3.5) Loadcell SBA 31

Hình 3.6): Van điện từ 31

Hình 3.7) Máy thủy lực và hệ thống van thủy lực 32

Hình 3.8 ) Hình ảnh động cơ 3 pha 32

Hình 3.9) Can nhiệt 33

Hình 3.10) Cách bố trí module trong trạm điều khiển 37

Hình 3.12) Cách đấu dây Module EM323 thứ nhất 38

Hình 3.13) Cách đấu dây Module EM323 thứ hai 39

Hình 3.14) Nguyên lý đấu nối 40

Hình 3.15) Cách đấu nối module Analog 41

Hình 3.16) Lưu đồ chương trình chính 42

Hình 3.17) Lưu đồ chế độ tự động 43

Hình 3.18) Lưu đồ chế độ bằng tay 45

Hình 3.19) Hệ thống gia nhiệt 45

Hình 3.20) WinCC Explorer 66

Hình 3.21) Create a new project 66

Hình 3.22) Cửa sổ màn hình soạn thảo WinCCExplorer 67

Hình 3.23) Hộp thoại Add new driver 68

Hình 3.24) Hộp thoại thêm New Driver Conection 68

Hình 4.14 Hộp thoại cài thông số 69

Hình 3.26) Tạo new tag 70

Hình 3.27) Hộp thoại Tag properties 70

Hình 3.28) Tạo new picture 71

Hình 3.29) Rename picture 71

Hình 3.30) Màn hình soạn thảo Graphics Designer 72

Hình 3.31) Taọ Button 72

Hình 3.32) Tạo đèn báo 73

Hình 3.33) Thiết lập thuộc tính đèn báo 73

Hình 3.34) Chọn Upon change 74

Hình 3.35) Lấy các thiết bị trong Library 74

Hình 3.36) Thiết lập các điều kiện RUNTIME 75

Hình 3.37) Chế độ bằng tay 76

Hình 3.38) Chế độ tự động 77

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1) Chế độ nhiệt của các buồng lò 25

Bảng 2-2 Thông số kỹ thuật 29

Bảng 3.1) các đầu vào của bộ điều khiển: 34

Bảng 3.2) các đầu ra của bộ điều khiển: 35

Hình 3.11) Nguyên lý đấu dây Module EM323 36

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ KHÍ ĐÔNG ANH 1.1) Giới thiệu chung về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh.

1.1.1) Thông tin về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh.

Hình 1.1)Công ty Cổ Phần Cơ Khí ĐÔNG ANH

 Tên tiếng Việt : CTTNHH NHÀ NƯỚC MỘT THÀNH VIÊN CƠ KHÍĐÔNG ANH

 Tên công ty : CTTNHH NHÀ NƯỚC MỘT THÀNH VIÊN CƠ KHÍĐÔNG ANH

 Tên giao dịch : DONG ANH MECHANICAL COMPNY

 Tên viết tắt : DAMCO CO.,LTD

 Địa chỉ trụ sở chính : Thị trấn Đông Anh, huyện Đông Anh, thành phố HàNội

 Tên giám đốc : Lại Văn Đàm

 Tên chủ sở hữu : TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG VÀ PHÁT TRIỂN HẠTẦNG

 Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số : 0106000699, cấp ngày02/10/1996, do sở kế hoạch đầu tư Hà Nội

 Địa chỉ trụ sở chính : đường Nguyễn Trãi, phường Thanh Xuân Nam,quận Thanh Xuân, Hà Nội

 logo:

1.1.2) Quá trình hình thành và phát triển của công ty.

Công ty Cơ khí Đông Anh (CKĐA) – một doanh nghiệp Nhà nước thuộc TổngCông ty Xây dựng và phát triển hạ tầng – Bộ Xây dựng Ngày 26 tháng 6 năm

1963, theo quyết định số 955/BKT của Bộ Kiến trúc, nhà máy cơ khí Kiến trúcĐông Anh được thành lập trên cơ sở thống nhất xưởng sửa chữa Công ty thi công

cơ giới, bán cơ giới và tổ chức sản xuất một số phụ tùng thay thế để phục vụ choviệc sửa chữa

Năm 1978, Nhà máy cơ khí Kiến trúc Đông Anh được đổi tên thành Nhà máy cơkhí Xây dựng Đông Anh

Ngày 05 tháng 12 năm 1989, theo quyết định số 1010/BXD – TCLĐ của Bộ Xâydựng, Nhà máy cơ khí Xây dựng Đông Anh được đổi tên thành nhà máy cơ khí vàđại tu ô tô máy kéo Đông Anh thuộc liên hiệp các xí nghiệp thi công cơ giới, BộXây dựng

Ngày 20 tháng 01 năm 1995 theo quyết định số 998/BXD-TCLĐ của Bộ Xâydựng, nhà máy cơ khí và đại tu ô tô máy kéo được đổi tên thành Công ty Cơ khíĐông Anh

Tháng 8 năm 2004 Công ty thành lập ra Nhà máy nhôm Đông Anh, và đi vàohoạt động từ tháng 4 năm 2005, nhằm cung cấp nhiều chủng loại, vật liệu nhômđịnh hình cho xây dựng

- Phân xưởng Nhiệt luyện.

- Phân xưởng Nhôm

1.1.4) Sơ đồ cơ cấu tổ chức:

Hình 1.2) Sơ đồ cơ cấu tổ chức

1.2) Sản phẩm của công ty:

và các ngành công nghiệp khác

Tổng sản lượng tiêu thụ nội địa xấp xỉ 8000 tấn sản phẩm/năm và xuất khẩuhơn 4000 tấn/năm Tỷ lệ tăng trưởng: 15-20%/năm

Sản phẩm xuất khẩu chính là bi nghiền, phụ tùng máy nghiền bi, máy nghiềnđứng, lò nung trong các nhà máy xi măng; thân valve cho công nghiệp dầu khí;phụ tùng của máy xây dựng.

Thị trường xuất khẩu chính là Hàn Quốc; Nhật Bản; Mỹ; Canada; Italy; AnhQuốc; TháiLan, UAE, Úc

1.2.2)   Nhóm sản phẩm Giàn không gian và Kết cấu thép (từ 2001):

Giàn không gian Kết cấu thép

Hình 1.4) Sản phẩm dịch vụ

Phục vụ cho việc xây dựng các các công trình công cộng và nhà công nghiệpđòi hỏi khẩu độ lớn, không gian sử dụng thoáng, không vướng cột như các khuliên hợp thể thao, sân vận động, chợ, siêu thị, nhà máy

Công ty hiện là doanh nghiệp duy nhất của Việt Nam đã đầu tư thiết bị đồng bộ,hiện đại của CHLB Ðức để sản xuất, chế tạo 100% các chi tiết của giàn không giantại Việt Nam theo tiêu chuẩn Châu Âu

Công ty hiện chiếm khoảng 90% tổng thị phần trong nước và bước đầu khẳngđịnh thương hiệu tại thị trường quốc tế Năm 2010, CKDA đã xuất khẩu nhữngđơn hang giàn không gian đầu tiên sang thị trường UAE và Namibia và đang trongquá trình thương thảo 1 số dự án khác tại thị trường Trung đông và Châu Phi

1.2.3)  Nhóm sản phẩm nhôm hợp kim định hình (từ 2005)

 

Hình 1.5) Cửa sổ Hình 1.6) Cửa lùa

Được sử dụng trong kiến trúc cho các toà nhà cao tầng hay hộ gia đình, làm đồnội thất và phụ tùng, phụ kiện của các ngành công nghiệp đóng tàu, sản xuất ôtô vàcác ngành công nghiệp khác Sản phẩm này được chế tạo bằng dây chuyền côngnghệ , thiết bị hiện đại như dây chuyền thiết bị đùn ép của UBE Nhật bản - hãngsản xuất máy ép hàng đầu  thế giới và hệ thống dây chuyền anốt hoá, phủ bóngE.D, sơn tĩnh điện, phủ film của Italia Sản phẩm có chất lượng cao và đạt tiêuchuẩn Châu Âu

1.3) Thuận lợi và khó khăn:

1.3.1) Thuận lợi:

Công ty cơ khí Đông Anh với hơn 40 năm xây dựng và phát triển đã có bề dày

kinh nghiệm thực tế,sự hiểu biết và khã năng tích lũy được đang là một công tyđược tín nhiệm trên thị trường.Sản phẩm truyền thống của công ty như bi đạn,giànkhông gian,nhôm,…chiếm 90% thị trường trong nước

Hơn nữa công ty cơ khí Đông Anh trực thuộc tổng công ty xây dựng và phát triển

hạ tầng LICOGI, là một tổng công ty có uy tín nên được các chủ đầu tư trong nước

và ngoài nước tin tưởng Mặt khác,công ty cơ khí Đông Anh so với các công tythành viên khác trong Tổng công ty là một công ty phát triển mạnh và tranh thủđược sự giúp đỡ và quan tâm nhiều hơn của Tổng công ty và các ban ngành liênquan

Ngoài ra công ty cơ khí Đông Anh có được ban giám đốc có năng lực, trình độ,năng động và sang tạo Đặc biệt giám đốc công ty Lại Văn Đàm được vinh dự nhậndanh hiệu là “Doanh nhân Việt Nam” Công ty được nhận danh hiệu đợn vị anhhung trong thời kì đổi mới

Đội ngũ cán bộ nhân viên được đào tạo bài bản, có kinh ngiệm và tay nghề cao,rất nhiệt tình tham gia vào các hoạt động sản xuất của công ty

Công ty cơ khí Đông Anh có vốn khá ổn định, được sự hỗ trợ của tổng công tyLICOGI nên khả năng huy động vốn khi sản xuất kinh doanh khá ổn định, công tycòn nhận được sự hỗ trợ của các Ngân hàng thương mại và các tổ chức tín dụngkhác ( Quỹ HTPT ) với các chế độ cho vay ưu đãi nên công ty đã đầu tư dàn máymóc trang thiết bị hiện đại phục vụ cho sản xuất làm tăng năng suất lao động giảmtiêu hoa vật tư , giảm chi phí khấu hao

1.3.2) Khó khăn :

Thực hiện nhiệm vụ kế hoạch sản xuất kinh doanh,công ty cơ khí Đông Anh vừa

phải duy trì nhịp độ tăng trưởng của việc sản xuất kinh doanh những mặt hangtruyền thống vừa phải nhanh chóng để những sản phẩm nhôm hợp kim định hình

chất lượng cao của công ty có một chỗ đứng trên thị trường, có uy tín với người tiêudùng Để đạt được những mục tiêu trên lãnh đạo công ty đã đề ra những kế hoạch,định hướng cụ thể và phát huy triệt để nội lực sẵn có trong công ty nhằm vượt quanhững khó khăn của nền kinh tế nói chung và ngành cơ khí,xây dựng nói riêng Thị trường trong nước và ngoài nước có nhiều biến động, đồng tiền sử dụngtrong kinh doanh tiền tệ trở nên khan hiếm, cung nhỏ hơn cầu làm cho việc vay vốntín dụng trong nước gặp nhiều khó khăn Lãi xuất tiền vay tín dụng tăng, ảnh hưởngđến hiệu quả kinh doanh của doanh nghiệp Giá vật tư trong nước nhưbillet,xăng,dầu,… tăng gây ảnh hưởng tới giá đầu vào của sản phẩm đồng thời làmcho sản phẩm bị chững lại.Ngoài ra nhôm là một sản phẩm mới khả năng bán và thuhồi lại chưa cao trong khi chi phí đầu tư cho sản xuất lại lớn đã làm cho tổng chi phítăng lên.

Mặt khác thị trường cạnh tranh ngày càng khốc liệt, các công ty cơ khí đã vàđang hình thành là đối thủ của công ty cơ khí Đông Anh Đó cũng vừa là khó khănvừa là động lực cho sự phát triển của công ty

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT BI ĐẠN NGHIỀN 2.1) Khái quát chung về hệ thống sản xuất bi nghiền

Bi nghiền xi măng được sản xuất thông qua hai quy trình:

- Quy trình Đúc ra các viên bi thô

- Quy trình Nhiệt luyện để tạo độ cứng chuẩn cho viên bi

+ Quy trình TôI bi: Sau khi có sản phẩm bi thô, bi được đưa vào bốn buồng nhiệt để tiến hành quá trình tôi bi thông qua một dây chuyền tự động , sau đó được làm mát bằng dầu

+ Quy trình Ram bi: Sau khi được làm mát, bi được vận chuyển qua lò Ram gồm hai buồng nhiệt, sau khi được làm mát, bi được đưa đi kiểm tra chất lượng

và đóng gói

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất bi nghiền

Giải thích sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất bi nghiền:

- Cát tươi, đất sét, bột than sẽ được sẽ được xả lần lượt qua van của từng thùng tới

cân định lượng Đầu tiên lượng cát đã được cân xong sẽ được chuyển tới thùngchứa hỗn hộp (cát +đất sét+bột than) và sau đó đóng van lại, rồi tiếp đó van xả đấtsét sẻ mở và cũng được cân xong rồi đưa tới thùng chứa hỗn hợp (cát +đất sét + bộtthan ) Tương tự quy trình cân bột than cũng giống như cân cát và đất sét Sau khilượng cát, đất sét và bột than đã được cân đủ theo tỉ lệ đã đặt trước thì ở thùng chữa

hỗn hợp sẽ được xả van đưa tới máy trộn Lúc này hỗn hợp này sẽ được trộn đềuvới nước theo tỉ lệ và thời gian đặt trước Sau khi nguyên liệu đã được trộn đều sẽđược đưa tới thùng đựng nguyên liệu Thùng đựng nguyên liệu đưa nguyên liệu tớimáy làm khuôn thông qua một van xả khác Van xả này sẽ được đóng mở phù hợpsao cho lượng nguyên liệu đưa tới máy là phù hợp, vừa đủ số khuôn Khi các khuônđược tạo thành sẽ có một máy tự động rót phế liệu lên đó.Ở đây thì phế liệu (sắt,thép ) đã được đun sôi nóng chảy Các khuôn được băng tải đưa tới máy táchkhuôn và sản phẩm để lấy sản phẩm phôi Trước khi đưa vào máy này, ta cần quantâm tới nhiệt độ của khuôn và phế liệu đã đạt yêu cầu chưa Lượng hỗn hợp cát +đất sét + bột than trong máy tách sản phẩm sẽ được đưa tới máy sàng nhằm lấylượng nguyên liệu có thể tái chế được đưa về thùng cát hồi để có thể tận dụng cho

mẻ sau Lượng cát khứ hồi này cũng có một cân định lượng để đong đếm xem tổnghỗn hợp còn thiếu là bao nhiêu thì cho thêm khối lượng cát, đất sét, bột than đúngbằng lượng thiếu Ta vẫn phải đảm bảo tỷ lệ của chúng Hệ thống làm việc tuầnhoàn theo chu trình trên Mỗi khi thùng nguyên liệu đã được đưa hết đến máy làmkhuôn, lượng cát, đất sét, bột than lại được cấp theo tỉ lệ và công nghệ như trên

- Sau khi các viên bi thô được hình thành, chúng được đưa đi làm sạch và chuyểnsang công đoạn Nhiệt luyện để tạo độ cứng cho bi Sau công đoạn này sản phẩmqua khâu kiểm tra chất lượng và đóng gói

2.2) Hệ thống Tôi Bi đạn nghiền của công ty

2.2.1) Yêu cầu kỹ thuật:

- Nhiệt luyện đạt độ cứng 58 đến 62 (HRS)

- Tổ chức tế vi là các bít nhỏ mịn phân tán đều trên mactensit

- Bi không bị nứt, không bị quá nhiệt

2.2.2 Công nghệ lò Tôi bi:

a) Sơ đồ công nghệ lò Tôi bi:

Hình 2.2) Sơ đồ công nghệ lò tôi bi Giải thích sơ đồ công nghệ lò Tôi bi:

Đầu tiên, đưa khay bi không tới vị trí nhận bi Sau đó, van thùng chứa bi tự động

mở đổ bi xuống khay bi Khi lượng bi đã đủ khối lượng (bi Ф = 40 đến 80 mm chất

420 Kg/khay), cảm biến cân phát tín hiệu về bộ điều khiển Bộ điều khiển tác độngvào cửa trước và cửa sau mở lên Kết thúc hành trình của hai cửa, xy lanh 1 tiếnhành đẩy khay bi vào lò nhiệt Sau đó xy lanh rút về trạng thái ban đâù và hai cửađóng lại Gàu nhận khay bi ở cuối lò nhiệt nhận bi và đổ bi xuống hầm dầu làm mát.Sau đó sàng bắt đầu lắc đảo cho bi đều Khi đã đạt tới thời gian quy định, sàng nâng

bi lên và đổ bi vào khay chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo Sau đó sàng quay về vịtrí ban đầu và quy trình lại được lặp lại

b) Đánh giá hệ thống tự động trong quá trình Tôi bi của công ty:

- Hệ thống tự động trông quá trình Tôi bi của công ty được tự động 60% trongtoàn bộ quá trình vận hành hệ thống như tự động đẩy khay bi ra vào, các cửa buồng

lò tự động đóng mở, gàu đổ bi tự động đổ bi và sàng lắc tự động đảo bi

- Giai đoạn nhận bi thô của các khay đang làm thủ công bởi công nhân khiến tốnkém về mặt nhân lực và tiền bạc

2.2.3) Sơ đồ nguyên lý lò tôi bi:

Hình 2.3) Sơ đồ nguyên lý lò Tôi bi liên tục.

Giải thích sơ đồ nguyên lý lò Tôi bi:

Lò tôi bi liên tục gồm hai bộ phận chính gồm: Bộ điều khiển nhiệt độ và bộ điều khiển thủy lực

- Bộ điều khiển thủy lực: Khi bắt đầu vận hành hệ thống, bộ điều khiển là PLC cùng với các công tắc hành trình điều khieẻn các cơ cấu của lò Tôi như các xy lanh đẩy khay bi, cửa lò, gàu đổ bi, sàng lắc và băng tải

- Bộ điều khiển nhiệt độ: Gồm bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ cùng với tín hiệu nhiệt từ các lò được phản hồi về thông qua can nhiệt

Hai bộ điều khiển này độc lập nhau để cùng vận hành hệ thống lò Tôi đáp ứng được các yêu cầu chất lượng của các viên bi nghiền

2.2.4) Các thiết bị trong lò Tôi bi:

a) Bộ điều khiển PLC mitsubishi:

Hình 2.4) Thiết bị điều khiển PLC.

động phútKiểu tác động 15 Kiểu

c) Máy thủy lực piston đẩy

Hình 2.6) Phía trước lò Tôi

Thông số hoạt động máy thủy lực:

Hình 2.7) Bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ-R3T

e) Dây nhiệt điện trở:

Hình 2.8 Dây nhiệt điện trở

f) Can nhiệt

Hình 2.9) Can nhiệt

Bước 1: Bật chế độ khởi động trên bảng điều khiển đồng thời khay bi được công

nhân chất lên vị trí ban đầu ( trước của vào của lò)

- Trong bước này, nhiệt độ trong 4 lò được ổn định tự động thông qua việc đóngngắt dòng tự động thông qua tín hiệu nhiệt chuyển về từ can nhiệt với giá trị đặttheo nguyên lý: Khi bắt đầu đóng điện và cấp dòng cho dây gia nhiệt làm dây gianhiệt nóng lên Khi nhiệt độ đạt tới giá trị đặt thì tự động cắt điện Sau khi nhiệt độđược can nhiệt đo và truyền tín hiệu về bằng giá trị nhiệt độ thấp nhất cho phép thì

tự động đống điện, cấp dòng trở lại và nhiệt độ trong lò lại tăng lên giá trị đặt thì tựđộng cắt điện

Bước 2: Chọn chế độ tự động.

- Bộ điều khiển tự động tác động theo tuần tự:

+Nâng cửa trước và cửa sau lò lên tới khi tác động vào cực hạn, công tắc hành trìnhtác động và cửa được dừng lại đồng thời piston được tác động đẩy khay bi vào lò + Sau khi tới cực hạn, piston tự động lùi về tới vị trí an toàn thì cửa trước và sausập xuống giữ nhiệt trong lò, sau khi piston lùi tới cực hạn cuối thì dừng lại Kếtthúc hành trình trên, khay bi cuối cùng được đẩy xuống gàu ở vị trí cuối lò

+ Sau khi nhận được khay bi, gàu tiến hành nghiêng dần và đổ bi xuống bể dầu: + Sau khi gàu tới cực hạn thì sang lắc đảo bi được tác động và tiến hành lắc

+ Sàng đảo bi tới thời gian quy đình, piston nâng sàn bi được tác động, tự độngnâng sàng và sàn được giư với góc nghiêng có thể giữ được bi

+ kết thúc hành trình nâng sàn, tác động vào piston làm đảo góc nghiêng của sàng

để tiến hành đổ bi đa nguội vào khay

+ khay bi nguội được chuyển qua công đoạn khác

+ Kết thúc một chu trình và công nhân đã chất khay bi thô lên vị trí trước cửa vào

và chu trình mới lại bắt đầu

2.2.6) Chế độ nhiệt của các buồng lò:

600oC 760oC 930oC

Mác thép Nhiệt độ đặtNhóm chất lương thấp 930 ± 10oCNhóm tiêu chuẩn 950 ± 10oCNhóm chất lượng cao 960 ± 10oC

Bảng 2.1) Chế độ nhiệt của các buồng lò.

- Đóng điện nâng lò nhiệt đến khi buồng I và II đạt nhiệt, buồng III đạt 860oC và nhiệt độ buồng IV là ≥ 860oC thì bắt đầu cho khay bi đầu tiên vào lò

- Trong quá trình nhiệt luyện cho phép nhiệt buồng I dao động từ 400 - 600oC, nếuthấp hơn 400oC thì phải báo cáo kỹ thuật theo dõi

- Chu trình đẩy bi đạn ra vào lò theo chu trình 20 phút/khay

CHƯƠNG III) THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ GIÁM

SÁT LÒ TÔI BI ĐẠN NGHIỀN 3.1) Cải tiến thêm hệ thống tự động:

- Để giải quyết được vấn đề đã nói ở phần ‘Đánh giá hệ thống tự động trong quá trình Tôi bi của công ty’, chúng ta cần thiết kế hệ thống để khâu nhận bi thô

hoàn toàn tự động

- Giải pháp:

+ Thiết kế hệ thống bình chứa bi thô với van xả bi là van có thể điều khiển

+ Sau công đoạn gàu đã đổ bi xuống bể dầu, khay đựng bi được vận chuyển đến bằng hệ thống băng tải và đến vị trí nhận bi từ bình chứa bi thô

+ Khay bi được xy lanh đẩy vào lò nhiệt sau khi cảm biến cân nặng phát tín hiệu sau khi khay bi đã nhận đủ lượng bi theo yêu cầu

3.2) Thiết kế sơ đồ công nghệ đáp ứng yêu cầu công nghệ trên:

Hình 3.1) Sơ đồ công nghệ

Giải thích sơ đồ công nghệ trên:

Đầu tiên, băng tải đưa khay bi không tới vị trí nhận bi Sau đó, van thùng chứa bi

tự động mở đổ bi xuống khay bi Khi lượng bi đã đủ khối lượng (bi Ф = 40 đến 80

mm chất 420 Kg/khay), cảm biến cân phát tín hiệu về bộ điều khiển Bộ điều khiển tác động vào cửa trước và cửa sau mở lên Kết thúc hành trình của hai cửa, xy lanh

1 tiến hành đẩy khay bi vào lò nhiệt Sau đó xy lanh rút về trạng thái ban đâù và hai cửa đóng lại Gàu nhận khay bi ở cuối lò nhiệt nhận bi và đổ bi xuống hầm dầu làm mát Khi gàu về vị trí an toàn xy lanh 2 đẩy khay bi không sang băng tải Sau đó sàng bắt đầu lắc đảo cho bi đều Khi đã đạt tới thời gian quy định, sàng nâng bi lên

và đổ bi vào khay chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo Sau đó sàng quay về vị trí ban đầu và quy trình lại được lặp lại

3.3) Sơ đồ nguyên lý:

Hình 3.2) Sơ đồ nguyên lý Giải thích sơ đồ nguyên lý:

Lò tôi bi liên tục gồm hai bộ phận chính gồm: Bộ điều khiển nhiệt độ và bộ điều khiển thủy lực

- Bộ điều khiển thủy lực:

+ Bộ điều khiển là PLC cùng với các công tắc hành trình, cảm biến cân nặng điềukhiển các cơ cấu của lò Tôi như các xy lanh đẩy khay bi, cửa lò, gàu đổ bi, sàng lắc

và băng tải để vận hành hệ thống đúng với các hành trình

- Bộ điều khiển nhiệt độ: Gồm bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ điều khiển nhiệt độcho 4 buồng nhiệt thông qua tín hiệu nhiệt phản hồi về thông qua các can nhiệttrong mỗi buồng lò

Hai bộ điều khiển này độc lập nhau để cùng vận hành hệ thống lò Tôi đáp ứng được các yêu cầu chất lượng của các viên bi nghiền

3.4) Lựa chọn các thiết bị:

3.4.1) Thiết bị điều khiển:

Theo bảng phân công đầu ra và đầu vào trên ta có 18 bit input và 9 bit output nênchọn 2 module EM 323 (mỗi module có 16/16 input/output) và lựa chọn CPU 321

và bộ nguồn nuôi 24VDC

Hình 3.3) Nguyên lý đấu dây Module EM323

a) b) c)

Hình 3.4 ) a)CPU 312

b) Module EM323 của Siemens c)Bộ nguồn 24VDC cấp cho CPU 312 và Module EM323 của Siemens

Chức năng : Điều khiển các cơ cấu chấp hành như xy lanh, động cơ, thiết bị gia

nhiệt và van trong hệ thống

3.4.2) Cân định lượng Loadcell SBA.

Hình 3.5) Loadcell SBA

Chức năng: Phản hồi khối lượng từ khay bi về bộ điều khiển.

3.4.3) Van điện từ 3/2 Airtac 3V310-08

Vị trí lắp đặt: Van sẽ được lắp đặt phía dưới đấy và chính giữa thùng đựng bi thô

Hình 3.6): Van điện từ.

Thông số kỹ thuật:

 Port size: 1/4''

 Áp suất hoạt động: 0.15 - 0.8 MPa

 Loại van 3 cửa 2 vị trí

 Nhiệt độ hoạt động: -20~70oC

 Điện Áp: 110V, 220V, 24V

Chức năng: Đóng mở van dưới thùng chứa bi thô.

3.4.4) Máy thủy lực JP 20/10/F21/LH(RH):

Hình 3.7) Máy thủy lực và hệ thống van thủy lực

Thông số kỹ thuật:

Chức năng: Vận hành hai xy lanh một và hai.

3.4.5) Động cơ điện 3 pha

Hình 3.8 ) Hình ảnh động cơ 3 pha

Chức năng: Các động cơ để tác động vào các cơ cấu như cửa, gầu đổ bi, sàng lắc,

sàng năng hạ và hệ thống băng tải

3.5) Mạch lực và mạch điều khiển của hệ thống:

3.5.1) Mạch lực của hệ thống:

Giải thích về sơ đồ trên:

- Hệ thống cầu chì và aptomat để bảo vệ mạng điện

- Các công tắc tơ cùng với bộ điều khiển, điều khiển các động cơ và hệ thống nhiệt

- Các hệ thống gia nhiệt trong các buồng lò

- Máy biến áp điều chỉnh điện áp phù hợp với mạch điều khiển

- Bộ PLC S7-300 cùng các mô đun để lập trình, điều khiển bài toán tự động trong

hệ thống

3.5.2) Mạch điều khiển của hệ thống

Bảng 3.1) các đầu vào của bộ điều khiển:

5 CÔNG TẮC 1 (vị trí ra bi từ bồn chứa) I_CT1 I0.4 CT1

7 Công tắc hàng trình cửa trước đóng I_CT_C1_DONG I0.6 CT3

8 Công tắc hàng trình cửa trước mở I_CT_C1_MO I0.7 CT4

9 Công tắc hàng trình cửa sau đóng I_CT_C2_DONG I1.0 CT5

10 Công tắc hàng trình cửa sau mở I_CT_C2_MO I1.1 CT6

11 Công tắc hàng trình sàng lắc nâng I_CT_LAC_NAN G I1.2 CT7

12 Công tắc hàng trình sàng lắc hạ I_CT_LAC_HA I1.3 CT8

13 Công tắc hành trình gầu đổ (mở) I_CT_GAU_MO I1.4 CT9

14 Công tắc hành trình gầu đóng I_CT_GAU_DON G I1.5 CT10

14 Xilanh 1 đóng I_CT_XL1_DONG I1.7 CT12

Bảng 3.2) các đầu ra của bộ điều khiển:

3 Xilanh đẩy 1 (vị trí ra bi từ bồn chứa) Q_XL1 Q0.2 A2

Sơ đồ đấu dây PLC

MODUL SM331 MODUL SM323

POWER SUPPLY CPU 312 MODUL SM323

Hình 3.10) Cách bố trí module trong trạm điều khiển

Đấu nối module EM323

Hình 3.11) Nguyên lý đấu dây Module EM323

Hình 3.12) Cách đấu dây Module EM323 thứ nhất.

Hình 3.13) Cách đấu dây Module EM323 thứ hai.