Ứng dụng PLC S7 – 300 vào điều khiển tự động và giám sát hệ thống trạm trộn bê tông

MỤC LỤC Mục Lục CHƯƠNG 1: 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ VÀ THƯƠNG MẠI DẦU KHÍ SÔNG ĐÀ PVSD VÀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 2 1.1. Giới thiệu chung 2 1.2. Ngành nghề kinh doanh chủ yếu 3 1.3.Cơ cấu tổ chức của pvsd 5 1.4.Năng lực của PVSD 5 1.4.1:Sản xuất công nghiệp 5 1.4.2. Hình ảnh về trạm trộn 7 Hình 1.2. Động cơ thùng trộn 8 Hình 1.4. Băng tải kéo gầu 9 Hình 1.5. Bơm nước 9 1.5. Mục đích sản xuất bê tông 10 1.6. Nguyên liệu đầu vào 10 1.6.1. Xi măng 10 1.6.2. Cát 10 1.6.3. Đá dăm 10 1.6.4. Nước 10 1.6.5. Chất phụ gia 10 1.7. Các loại mác bê tông và thành phần 11 1.8.Quy trình công nghệ chung của trạm trộn bê tông của công ty PVSD 12 CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 15 2.1 Cối trộn chính 15 2.2. Vít tải xiên 15 2.3. Hệ thống phễu chứa cát đá và định lượng cát đá 15 2.4. Hệ thống khung giá đỡ, sàn thao tác xung quanh thùng trộn 15 2.5. Silo chứa xi măng, bồn nước, phụ gia 15 2.6. Gầu kéo cốt liệu 16 2.7. Máy khí nén 16 2.8. Bơm 16 2.9. Đầm rung 16 2.10. Cảm biến Loadcell 16 2.11. Van điện từ 18 2.12. Các van khí nén 19 2.13.Công tắc hành trình 20 2.14.Băng tải để vận chuyển cốt liệu 21 2.15. Động cơ điện 21 2.15.1. Động cơ thùng trộn 22 2.15.2. Động cơ gầu kéo và băng tải 22 2.15.3. Động cơ vít tải 22 2.15.4. Động cơ bơm nước và phụ gia 22 2.15.5. Động cơ đầm rung 22 2.15.6. Động cơ khí nén 22 CHƯƠNG 3 25 ỨNG DỤNG PLC S7300 ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 25 3.1. Quy Trình điều khiển tự động trạm trộn bê tông 25 3.2. Lưu đồ thuật toán của trạm trộn bê tông 26 3.3. Đầu ra đầu vào( input , output) 29 3.4. Chương trình plc s7 300 điều khiển trạm trộn bê tông 30 3.5. Mô phỏng trạm trộn bê tông tự động trên wincc 57 KẾT LUẬN 58 Các tài liệu tham khảo 59

LỜI NÓI ĐẦU

Trong nền công nghiệp nói chung và nền công nghiệp sản xuất bê tông nói riênghiện nay đang được hiện đại hóa Trong đó tự động hóa các quá trình công nghệ chiếmmột vị trí quan trọng, ngày càng được ứng dụng rộng rãi

Việt Nam đang trong thời kỳ phát triển khoa học công nghệ đưa đất nước ta tiến lên

con đường “Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa” để theo kịp các nước đang phát triển.

Ngành công nghiệp sản xuất bê tông cũng như các ngành khác đang đứng trước tìnhhình mới để phát triển hơn đáp ứng tiêu dùng và xuất khẩu

Để nâng cao sản lượng, chất lượng và hạ giá thành sản phẩm Ngành sản suất bêtông nói chung và các trạm trộn bê tông nói riêng phải tiến hành cơ giới hóa và tựđộng hóa các quy trình sản xuất

Ngày nay tự động hóa PLC hoặc Logo cho phép thiết lập các hệ thống tự động điềukhiển các thiết bị máy thực hiện theo các chương trình và công nghệ sản xuất Mặtkhác khả năng truyền thông tin, nối mạng điều khiển công nghiệp của PLC cho ta công

cụ thiết lập hệ thống tự động hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất, bao gồm rất nhiều cungđoạn mà các phương pháp tự động trước đây bằng rơle không thể thực hiện được,giảm những thao tác cho đội ngũ công nhân vận hành thiết bị và đảm bảo an toàn chongười và máy móc, nâng cao sản xuất , chất lượng sản phẩm

Xuất phát từ tình hình đó, với mục đích áp dụng các kiến thức đã học để xây dựngứng dụng trực tiếp cho công việc của cơ quan mình, em được hướng dẫn thiết kế đềtài: “ ứng dụng PLC S7 – 300 vào điều khiển tự động và giám sát hệ thống trạm trộn

bê tông ”

Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Ths Đào Hiếu cùng các thầy cô giáo trong

nghành Tự động hóa Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội và sự nỗ lực của bản thân,nay đề tài đã được hoàn thành Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do trình độ có hạn nênkhông tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến quý báu của cácthầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đồ án được hoàn thiện hơn

Lời cuối em xin chân thành cảm ơn sự chỉ dạy tận tình của thầy Ths Đào Hiếu và

các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này

Hà nội, ngày 12 tháng 05năm 2017

Sinh viên

Hoàng Văn Chiến

MỤC LỤC

M c L c ụ ụ

CHƯƠNG 1: 2

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ VÀ THƯƠNG MẠI DẦU KHÍ SÔNG ĐÀ PVSD VÀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 2

1.1 Giới thiệu chung 2

1.2 Ngành nghề kinh doanh chủ yếu 3

1.3.Cơ cấu tổ chức của pvsd 5

1.4.Năng lực của PVSD 5

1.4.1:Sản xuất công nghiệp 5

1.4.2 Hình ảnh về trạm trộn 7

Hình 1.2 Động cơ thùng trộn 8

Hình 1.4 Băng tải kéo gầu 9

Hình 1.5 Bơm nước 9

1.5 Mục đích sản xuất bê tông 10

1.6 Nguyên liệu đầu vào 10

1.6.1 Xi măng 10

1.6.2 Cát 10

1.6.3 Đá dăm 10

1.6.4 Nước 10

1.6.5 Chất phụ gia 10

1.7 Các loại mác bê tông và thành phần 11

1.8.Quy trình công nghệ chung của trạm trộn bê tông của công ty PVSD 12

CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 15

2.1 Cối trộn chính 15

2.2 Vít tải xiên 15

2.3 Hệ thống phễu chứa cát đá và định lượng cát đá 15

2.4 Hệ thống khung giá đỡ, sàn thao tác xung quanh thùng trộn 15

2.5 Silo chứa xi măng, bồn nước, phụ gia 15

2.6 Gầu kéo cốt liệu 16

2.7 Máy khí nén 16

2.8 Bơm 16

2.9 Đầm rung 16

2.10 Cảm biến Loadcell 16

2.11 Van điện từ 18

2.12 Các van khí nén 19

2.13.Công tắc hành trình 20

2.14.Băng tải để vận chuyển cốt liệu 21

2.15 Động cơ điện 21

2.15.1 Động cơ thùng trộn 22

2.15.2 Động cơ gầu kéo và băng tải 22

2.15.3 Động cơ vít tải 22

2.15.4 Động cơ bơm nước và phụ gia 22

2.15.5 Động cơ đầm rung 22

2.15.6 Động cơ khí nén 22

CHƯƠNG 3 25

ỨNG DỤNG PLC S7300 ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 25

3.1 Quy Trình điều khiển tự động trạm trộn bê tông 25

3.2 Lưu đồ thuật toán của trạm trộn bê tông 26

3.3 Đầu ra đầu vào( input , output) 29

3.4 Chương trình plc s7 300 điều khiển trạm trộn bê tông 30

3.5 Mô phỏng trạm trộn bê tông tự động trên wincc 57

KẾT LUẬN 58

Các tài liệu tham khảo 59

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ VÀ THƯƠNG MẠI DẦU KHÍ SÔNG ĐÀ PVSD VÀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG

1.1 Giới thiệu chung

Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại Đầu khí Sông Đà (PVSD) (tiền thân là

Công ty Cổ phần Thương mại và Vận tải Sông Đà) được thành lập theo Quyết định số

1593 QĐ/BXD ngày 20 /11/2003 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng

Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại Đầu khí Sông Đà hoạt động theo Giấyphép kinh doanh số: 0500444772 do phòng đăng ký kinh doanh số 03 Sở Kế hoạch vàĐầu tư Thành phố Hà Nội cấp lần đầu ngày 24/12/2003 thay đổi lần thứ 12 ngày 05tháng 01 năm 2017

Tên Công ty : Công ty CP Đầu tư và Thương mại Đầu khí Sông Đà Tên giao dịch quốc tế : Petro Song Da Trading and Investment Joint Stock Company

Tài khoản : 4501.000.000.6099 Tại Ngân hàng Đầu tư & Phát triển Hà Tây

Mã chứng khoán:  SDP giao dịch tại Sở Giao dịch Chứng khoán Hà Nội (HNX) 1.2 Ngành nghề kinh doanh chủ yếu

- Xây lắp các công trình xây dựng công nghiệp dân dụng và xây dựng khác

- Kinh doanh xuất nhập khẩu vật tư thiết bị

- Nhập khẩu nguyên liệu, vật liệu phục vụ cho sản xuất vật liệu xây dựng

- Kinh doanh xăng dầu và các sản phẩm từ dầu mỏ, phụ gia khoan

- Sửa chữa, gia công cơ khí.

- Vận chuyển hàng hoá bằng đường thuỷ, đường bộ

- Kinh doanh nhà đất, đầu tư bất động sản, kinh doanh khách sạn và dịch vụ dulịch

- Sản xuất vật liệu xây dựng, phụ gia bê tông, phụ gia bê tông đầm lăn

- Khai thác mỏ, nguyên liệu phục vụ cho sản xuất xi măng và phụ gia bê tông

- Các ngành nghề kinh doanh khác phù hợp với quy định của pháp luật

Qua nhiều năm xây dựng và phát triển Công ty đã không ngừng lớn mạnh về mọi mặt: Quy mô tổ chức, cơ cấu ngành nghề sản phẩm, Quy trình quản lý theo tiêu chuẩn chất lượng ISO 9001:2000 Kết quả SXKD luôn đạt và vượt chỉ tiêu kế hoạch đề ra, hoàn thành nghĩa vụ đối với nhà nước, uy tín của Công ty ngày một nâng cao

Từ mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế 05 năm (2015-2020), tập thể CBCNV vàcác Cổ đông của Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại Dầu khí Sông Đà đề ra địnhhướng kế hoạch phát triển trong những năm tới là: “Xây dựng và phát triển Công tyngày càng lớn mạnh về nhiều mặt, lấy chỉ tiêu hiệu quả kinh tế, uy tín và chất lượngdịch vụ làm phương châm hành động và làm kim chỉ nam cho sự phát triển bền vững.Thực hiện đa dạng hoá ngành nghề dịch vụ, đa dạng hoá sản phẩm sản xuất côngnghiệp Lấy ngành nghề xây lắp, kinh doanh vật tư, thiết bị và dịch vụ xuất nhập khẩu

là ngành nghề chính làm chỗ dựa để phát triển các ngành nghề khác Phát huy thếmạnh và uy tín thương hiệu Sông Đà và Dầu Khí, kết hợp mọi nguồn lực để nâng caosức cạnh tranh, xây dựng Công ty phát triển vững mạnh

   Các đơn vị thành viên:

- Chi nhánh Công ty tại Thành phố Hồ Chí Minh

- Công ty TNHH Đầu tư & Khai thác khoáng sản Sotraco

- Ban quản lý Dự án Hòa Bình;Các BĐH Dự án Thái Bình 2, Sơn La, Lai Châu

- Các đội xây dựng trực thuộc: Đội hoàn thiện, Đội XD Thăng Long, Đội XD AnKhánh, Đội XD Số 1

Trải qua nhiều năm công tác và có nhiều kinh nghiệm trong các ngành nghề, vớinhân lực có trình độ cao, công tác quản lý và vận hành chuyên nghiệp, PVSD hiện nay

có thể đáp ứng được hầu hết các tiêu chí mà khách hàng cần PVSD đủ khả năng cạnh

tranh trên thị trường trong, ngoài nước và sẵn sàng bước vào tiến trình hội nhập Khuvực, Quốc tế

1.3.Cơ cấu tổ chức của pvsd

1.4.Năng lực của PVSD

1.4.1:Sản xuất công nghiệp

Công ty cổ phần đầu tư và Thương Mại Dầu Khí Sông Đà đầu tư và trực tiếp sảnxuất bê tông thương phẩm, đá xây dựng các loại đều được Chủ đầu tư đánh giá cao vềtiến độ cung cấp và chất lượng trong toàn địa bàn thành phố Hà Nội, công trình củaNgành giao thông, Nhà máy Thủy Điện, Khu công nghiệp như: Dự án đường Vành đai

3, cầu Vĩnh Thịnh, Dự án nhà ga T2 cho Tổng công ty XD công trình Giao Thông 4;

Tổng công ty Thăng Long; Tổng công ty đường cao tốc; công trình đường tránh thủyđiện Sơn La; Khu công nghiệp 157ha Nghi Sơn, Thanh Hóa…

THIẾT BỊ PHỤC VỤ CHO SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP

T

T Tên thiết bị xe máy

Hình thức sở hữu

Số lượng

Công suất/đặc tính

kỹ thuật

Nước sản xuất

Năm SX

2 Trạm nghiền sàng đá Sở hữu 01 250tấn/h Metso 2009

II Trạm trộn bê tông

1.4.2 Hình ảnh về trạm trộn

Hình 1.1 Bảng điều khiển trong phòng điều khiển

Hình 1.2 Động cơ thùng trộn

Hình 1.3 Hai xilo chứa xi măng

Hình 1.4 Băng tải kéo gầu

Hình 1.5 Bơm nước

1.5 Mục đích sản xuất bê tông

Trạm trộn bê tông được chế tạo nhằm sản xuất ra bê tông với chất lượng tốt và đápứng nhanh nhu cầu về bê tông trong xây dựng Trạm trộn bê tông là hệ thống máy móc

có mức độ tự động hóa cao thường sử dụng phục vụ cho các công trình vừa và lớn haycho 1 khu vực có nhiều công trình đang xây dựng

Trước đây khi khoa học kỹ thuật còn chưa phát triển, máy móc còn lạc hậu thì việc

có được một khối lượng bê tông lớn và chất lượng cao là điều rất khó khăn Chính vìvậy, để thiết kế những dây truyền bê tông tự động là điều cần thiết cho mỗi côngtrường cũng như ngành xây dựng trong nước

1.6 Nguyên liệu đầu vào

1.6.1 Xi măng

Việc lựa chọn xi măng là đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất ra bê tông, cónhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính càng tốt vàlàm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên tuy nhiên giá thành của xi măng mác cao là rấtlớn.Vì vậy khi thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo đúng yêu cầu kĩ thuật và giải quyếttốt bài toàn kinh tế

1.6.2 Cát

Cát dùng trong sản xuất bê tông có thể dùng cát thiên nhiên hoặc nhân tạo, kíchthước hạt cát từ 0,4-5mm Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thànhphần tạp chất, thành phần hạt ….Trong thành phần của bê tông cát chiếm khoảng 29%

1.6.3 Đá dăm

Đá dăm có nhiều loại tùy thuộc vào kích cỡ của đá do đó tùy thuộc vào kích cỡ của

bê tông mà ta chọn kích thước đá phù hợp Trong thành phần bê tông đá dăm chiếmkhoảng 52%

1.6.4 Nước

Nước dùng trong sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh hưởngxấu đến khả năng ninh kết của bê tông và chống ăn mòn kim loại

1.6.5 Chất phụ gia

Phụ gia là 1 chất cần thiết để sản xuất bê tông gồm các phụ gia

- Phụ gia tăng dẻo

- Phụ gia giảm nước

1.7 Các loại mác bê tông và thành phần

Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: Chịu nén, uốn,kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông Do đó, người ta thườnglấy cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi là mác

bê tông.

Thành phần cốt liệu cho 1m 3 bê tông thương phẩm

Mác Thành

- Đầu tiên hệ thống sẽ kiểm tra xem người vận hành muốn điều khiển bằng tay hay ởchế độ tự động Nếu ở chế độ bằng tay thì hệ thống chờ nhận các tín hiệu từ bàn điềukhiển còn ở chế độ tự động thì hệ thống sẽ tự bắt đầu quá trình cân đo, xả, trộn và cuốicùng là xả bê tông đã được trộn vào xe.

- Từ bãi chứa cốt liệu gồm cát và đá sẽ được máy xúc đưa lên các thùng chứa riêngbiệt và chờ xả xuống băng tải để chuẩn bị cân định lượng

- Gồm phễu: phễu đá và phễu cát, có cân điện tử ( 3 cảm biến trọng lượng) để câncác cốt liệu Việc đóng mở các phễu được điều khiển bằng các van xả riêng biệt phíadưới các phễu là một thùng đáy được mở nhờ 1 xi lanh khí nén lần lượt các cửa xảxuống thùng cân , sau khi cân xong thì thùng cốt liệu được trút xuống gầu kéo sau đógầu sẽ đưa cốt liệu xả vào thùng trộn

- Để chuyển xi măng lên xi lô người ta bơm xi măng trực tiếp từ xe chở xi măngchuyên dụng lên xi lô,xi măng được đưa lên miệng xi lô nhờ trục vít xoắn hướng trụcvới xi lô chứa từ xi lô chứa xi măng thì xi măng được vận chuyển đến cân định lượngsao cho phù hợp rồi xả vào thùng trộn

- Khi đá cát xi măng được xả vào thùng trộn thì động cơ sẽ quay đều để trộn khôtrong khoảng 10s tùy người vận hành đặt trong khoảng thời gian trộn khô thì gầu tảicũng sẽ quay về để chờ lượt mới

- Nước và phụ gia cũng được bơm lên cân định lượng sao cho phù hợp sau quá trìnhtrộn khô cũng được xả vào thùng trộn

- Cuối cùng khi tất cả các nguyên liệu được xả vào thùng trộn thì động cơ thùngtrộn sẽ quay để trộn ướt các nguyên liệu trong khoảng 30 giây sau đó sẽ được trútxuống xe vận chuyển để đưa đi

So sánh 2 chế độ điều khiển

- Điều khiển bằng tay: Khi hoạt động người điều khiển phải ấn từng nút trên bànđiều khiển Hệ thống rời rạc, đòi hỏi thao tác của người điều khiển phải thật chính xác,cẩn thận, tránh xảy ra nhầm lẫn

- Điều khiển tư động: Khi chọn chế độ này thì người điều khiển hầu như là khôngcần phải thao tác gì khác, tất cả các yêu cầu đã được lập trình sẵn qua chương trìnhđiều khiển chỉ cần nhập số liệu vào là xong

So với chế độ điều khiển bằng tay thì chế độ tự động này có ưu điểm vượt trội,nhưng đòi hỏi khi lập trình cần chính xác và các khâu liên kết logic với nhau để chohoạt động đạt tính đồng bộ và năng suất nhất.

CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG TRẠM TRỘN BÊ

2.2 Vít tải xiên

Chuyên dùng để vận chuyển vật liệu rời, tơi, xốp, dẻo như xi măng, cát, bộttheo phương pháp ngang hay xiên Với cự ly vận chuyển từ 30 – 40 m có năng xuấtlên tới 80 tấn/giờ

Vít tải gồm vỏ thép, trục dẫn động cơ, các ổ đỡ, phễu nạp và cửa dỡ liệu.Trụcquay nối với động cơ qua hộp giảm tốc

2.3 Hệ thống phễu chứa cát đá và định lượng cát đá

Hệ thống có 2 ngăn chứa, dung tích là gần 50 m3, có 2 cửa xả vật liệu xuốngcân được điều khiển bằng 2 van khí nén Có 1 bộ rung điện để tạo rung cho phễu trongquá trình xả cốt liệu xuống cân dùng động cơ điện 1,5KW Thùng được làm bằng thép

2.4 Hệ thống khung giá đỡ, sàn thao tác xung quanh thùng trộn

Tất cả các kết cấu của giá đỡ được làm bằng thép, chế tạo có chiều cao xả Bêtông 3,9 mét xuống xe vận chuyển Xung quanh thùng trộn được bố trí các sàn thao tác

để vận hành cũng như bảo dưỡng kiểm tra thiết bị, Lan can bảo vệ, cầu thang lênxuống

2.5 Silo chứa xi măng, bồn nước, phụ gia

- Silo chứa xi măng có dung tích chứa 100 tấn, có 02 cái silo chứa xi măngđược trang bị lọc bụi và giữ bụi bằng đầm rung Đáy silo được gắn các sục khí chốngtạo vòm xi măng Các silo được gắn thêm cảnh báo mức đầy xi măng và van xả antoàn cho silo

- Bồn chứa nước và phụ gia có dung tích 5m3 và được bơm lên thùng cân.

2.6 Gầu kéo cốt liệu

Cấu tạo là một thùng rỗng có miệng để hứng cốt liệu, có cửa xả cốt liệu, di chuyểnlên - xuống trên 2 thanh ray

Hoạt động: ở đầu chu kỳ hoạt động gầu kéo nằm ở vị trí chờ cốt liệu từ băng tải rơixuống, khi khối lượng vật liệu đã đủ thì nó được tời kéo liệu kéo lên vị trí đổ cốt liệuvào cối trộn nếu lúc đó cửa xả bê tông đã đóng, động cơ trộn còn đang làm việc và số

mẻ trộn còn tiếp tục Nếu trong quá trình kéo lên tới gần vị trí đổ cốt liệu mà chu kỳtrộn của mẻ trước chưa kết thúc Trong cối trộn vật liệu vẫn còn, bê tông chưa xả hếthoặc cửa xả chưa đóng lại thì gầu kéo phải dừng lại cho đến khi chu kỳ hoạt động của

mẻ trước kết thúc mới được phép đi lên đổ cốt liệu vào cối trộn Sau khi đổ hết cốt liệuvào cối trộn nó lại đi xuống vị trí chờ đổ cốt liệu trong khoảng thời gian đó thì vẫnđang trộn khô

2.10 Cảm biến Loadcell

Là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu điện.Khái niệm“strain gage”: cấu trúc có thể biến dạng đàn hồi khi chịu tác động của lựctạo ra một tín hiệu điện tỷ lệ với sự biến dạng này

Mỗi load cell (cảm biến tải) một đầu ra độc lập, thường 1 đến 3 mV/V Đầu ra kếthợp được tổng hợp dựa trên kết quả của đầu ra từng cảm biến tải - load cell

Theo thiết kế của các silo chứa nguyên vật liệu lớn sử dụng cảm biến loadcellMettler SBC 2000 Kg

Hình 2.1 Cảm biến cân định lượng LOADCELL

- Cấu trúc loadcell dạng trụ nén, vật liệu bằng thép không rỉ.

- Loadcell SB – Mettler Toledo

- Mức tải tối đa (tấn): 0.3, 0.5, 1, 2, 3,5,10,20

- Điện áp biến đổi (mV/V): 2 ± 0.002

- Nhiệt độ tác động làm thay đổi  điểm (%R.C/°C): ≤ ± 0.002

- Điện trở đầu vào (Ω): 381 ± 4

- Điện trở đầu ra  (Ω): 350±1

- Điện trở cách điện (MΩ): ≥ 5000 (ở 50VDC)

- Điện áp kích thích (V): 5~ 15 (DC/AC)

- Điện áp kích thích tối đa (V): 20 (DC/AC)

- Quá tải an toàn (%R.C): 150

- Quá tải phá hủy hoàn toàn (%R.C): 300

- Tuân thủ theo tiêu chuẩn: IP67

- Điện áp đầu ra của loadcell rất nhỏ, điện áp cao nhất đưa ra mới được 10mV do đó

sẽ không đạt yêu cầu kết nối với modul mở rộng tương tự của PLC Vì thế ta phải sửdụng bộ khuếch đại tín hiệu loadcell

Hình 2.2 Bộ khuếch đại tín hiệu loadcell

- Nguồn cấp : 24Vdc

- Điện năng tiêu thụ : 2W

- Cách ly chống nhiễu tại 1.500Vdc giữa input , output và nguồn cấp

- Cấp bảo vệ : IP20

- Nhiệt độ làm việc : -10 65oC

- Kích thướt : 17.5 x 100 x 112 mm

- Lắp đặt trên DIL Rail 35mm

- Input : 1 kênh nhận được từ 1 4 laodcell 350 ohm , 1 8 loadcell 1000 ohm vớicác loại loadcell 4 dây vả cả loadcell 6 dây

- Output : 4-20mA hoặc 0-10V hoặc 0-20mA hoặc 0-5V

- Truyền thông Modbus RS485 với tốc độ truyền lên tới 57.600bps 

2.12 Các van khí nén

- Các van điều khiển hướng:

Các van điều khiến hướng là các thiết bị tác động đến đường dẫn các dòng khí Tácđộng có thể là: cho phép khí lưu thông đến các đường ống dẫn khí, ngắt các dòngkhông khí khi cần thiết bằng cách đóng các đường dẫn hoặc phóng thích không khívào trong khí quyển thông qua cổng thoát

Van điều khiển hướng được đặc trưng bàng số các đường dẫn được điều khiển,cùng chính là sổ cổng của van và số vị trí chuyển mạch của nó cấu trúc của van là yếu

tố quan trọng ảnh hưởng về các đặc tính của dòng chảy của van, chăng hạn như lưulượng, sự suy giảm áp suất và thời gian chuyển mạch

- Van chắn:

Van chắn là loại van chỉ cho dòng khí nén chảy theo một chiều, chiều ngược lạidòng khí nén sẽ bị khóa lại Áp suất ở phía sau van theo chiều dòng chảy, sẽ tác độnglên cơ cấu đóng cửa thông khí của van

- Van áp suất:

Van áp suất là các van tác động chủ yếu đến áp suất hoặc đuợc điều khiển bởi độlớn của áp suất Chúng được chia thành 3 nhóm:

- Van điều tiết áp suất

- Van giới hạn áp suất

- Van trình tự

Hình 2.3.Van khí nén

Điện áp nguồn

2.13.Công tắc hành trình

Công tắc cơ tạo ra tín hiệu đóng, mở, hoặc các tín hiệu là kết quả cùa tác động cơhọc làm công tắc mở hoặc đóng

Loại công tắc này có thể được sử dụng để cho biết sự hiện diện của gầu kéo khi đến

vị trí nào, do đó gầu kéo ép vào công tắc làm cho công tắc đóng Sự vắng mặt của gầukéo được chỉ thị bàng công tắc mở và khi gầu đi qua dừng tại vị trí đó thì công tắcđóng

+ Không có: 0

+ Có : 1

Công tắc hành trình được sử dụng chuyên dùng đê phát hiện sự có mặt của gầu kéo

Hình 2.5.Công tắc hành trình

2.14.Băng tải để vận chuyển cốt liệu

Băng tải sử dụng trong trạm trộn bê tông để vận chuyển cốt liệu từ các thùng cân cát, đá vào gầu kéo rồi chuyển gầu lên để xả vào thùng trộn

Cấu tạo gồm:

- Một động cơ giảm tốc trục vít và bộ điều khiển kiểm soát tốc độ

Trong trạm trộn bê tông ta chọn loại động cơ không đồng bộ với roto lồng sóc vì nó

có cấu tạo đơn giản, giá thành thấp, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếpvào lưới điện 2 pha không cần biến đổi dòng điện, hiệu suất cao, chịu vượt tải tương

công nghiệp tốt, ít gây ô nhiễm môi trường.

Nhược điếm: đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt

2.15.1 Động cơ thùng trộn

- Động cơ hoạt động để trộn bê tông khi trộn ướt và trộn khô là động cơ có điện ápđịnh mức 380v, công suất 22 KW tốc độ 1000v/ph

- Động cơ thùng trộn sử dụng động cơ đảo chiều không đồng bộ , rô to lồng sóc

2.15.2 Động cơ gầu kéo và băng tải

- Để vận chuyển cát đá từ thùng cân cát đá đến gầu rồi sau đó kéo gầu đựng cốtliệu lên thùng trộn đồng thời khi xả xong sẽ quay lại vị trí chờ đến lượt tiếp theo vớiđiện áp định mức 380v, công suất 7.5KW tốc độ 1450v/ph

- Động cơ gầu kéo là động cơ đảo chiều

2.15.3 Động cơ vít tải

- Để vận chuyển xi măng từ xe chở xi măng vào xilo và chuyển xi măng lênthùng cân với điện áp định mức 380V công suất 7.5KW tốc độ 1450v/ph

2.15.4 Động cơ bơm nước và phụ gia

- Động cơ bơm nước và phụ gia sẽ bơm nước và phụ gia từ các bồn chứa nước

và phụ gia vào các thùng cân để chờ xả vào thùng trộn với điện áp 380v công suất2KW tốc độ 1450v/ph

suất(KW) độ(n/ph) định

mức(V)

số(Hz)

Hình 2.6.Thông số động cơ

Hình 2.7 Sơ đồ mạch lực

Tên Đơn vị Giá Trị

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG PLC S7300 ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TRẠM TRỘN BÊ TÔNG

3.1 Quy Trình điều khiển tự động trạm trộn bê tông

Khi chúng ta sử dụng chế độ điều khiển tự động thì hầu như chúng ta khôngphải làm gì vì hệ thống đã được lập trình sẵn

B1 : kiếm tra hệ thống trạm trộn xem đã sẵn sàng để thực hiện trộn bê tôngchưa

B2 : chọn thông số mác bê tông theo yêu cầu của người mua hàng và chọn thờigian trộn khô , thời gian trộn ướt, mẻ trộn ví dụ như ở trạm 60m3/h thì 1 mẻ tươngđương với 1 m3 mỗi lần trộn

B3 : từ bảng điều khiển người vận hành nhấn nút start và chọn chế độ tự động

là nhấn nút auto trên bảng điều khiển Người điều khiển chỉ việc chờ trộn xong và rảnhtay không như chế độ điều khiển bằng tay

3.2 Lưu đồ thuật toán của trạm trộn bê tông

3.3 Đầu ra đầu vào( input , output)

1.Đầu vào

5 Công tắc hành trình 1 I_CT1 I0.4

6 Công tắc hành trình 2 I_CT2 I0.5

7 Cảm biến báo bồn trộn

11 Loadcell cân xi măng IW_XM IW70

12 Loadcell cân phụ gia IW_PG IW72

2 Đầu ra

13 ĐỘng cơ kéo gầu xuống Q_DC_GAU_DOWN Q1.5