+ Chế độ làm việc ở định mức của aptomat phải là chế độ làm việc dài hạn nghĩa là trị số dòng điện định mức chạy qua aptomat lâu bao nhiêu cũng được. Mặt khác, mạch dòng của aptomat còn phải chịu được dòng điện lớn (khi có ngắn mạch) lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang đóng. + Aptomat phải ngắt được dòng điện ngắn mạch lớn, có thể đến vài chục kA. Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, aptomat phải đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức. + Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện, hạn chế sự ngắn mạch do dòng điện ngắn mạch gây ra, aptomat phải có thời gian cắt bé. Muốn vậy thường phải kết hợp lực thao tác cơ học với thiết bị dập hồ quang bên trong aptomat. Để thực hiện yêu cầu thao tác bảo vệ có tính chọn lọc, aptomat cần phải có khả năng điều chỉnh dòng điện tác động và thời gian tác động.
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN TRUNG KIÊN XÂY DỰNG PHẦM MỀM ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT MÁY ÉP GẠCH TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THÁI NGUYÊN, THÁNG NĂM 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành Cơng nghệ kỹ thuật điều khiển Tự động hóa Đề tài: XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN – GIÁM SÁT MÁY ÉP GẠCH TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TRUNG KIÊN Lớp : Tự động hóa K14A, hệ quy Giáo viên hướng dẫn : ThS ĐỖ THỊ MAI Thái Nguyên Tháng năm 2020 LỜI NÓI ĐẦU Gạch xây phận cấu thành quan trọng nhà cơng trình kiến trúc dân Một năm, với phát triển mạnh mẽ ngành xây dựng, nước ta tiêu thụ từ 20 – 22(tỷ viên), với đà phát triển này, đến năm 2020 lượng gạch cần cho xây dựng 40 tỷ viên, số lượng khổng lồ, để đạt mức này, lượng đất xét phải tiêu thụ vào khoảng 600 triệu m đất sét tương đương với 30.000 đất canh tác, bình quân năm 2500 đất canh tác Riêng năm 2020 3150 đất Không vậy, gạch nung tiêu tốn nhiều lượng: Than, củi, đặc biệt than đá, trình thải vào bầu khí số lượng lớn khí độc khơng ảnh hưởng tới mơi trường sức khỏe người mà làm giảm tới suất trồng, vật ni Chính vậy, theo quy hoạch tổng thể ngành cơng nghiệp vật liệu xây dựng đến năm 2010 định hướng đến năm 2020 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ngày 01/08/2001, phải phát triển gạch không nung thay gạch đất nung từ 10% - 15% vào năm 2005 25% - 30% vào năm 2010, xóa bỏ hồn tồn gạch đất nung thủ cơng năm 2020 Vì công nghệ sản xuất gạch không nung từ cát, mạt đá, xi măng, … đồng thời tận dụng nguồn phế thải xây dựng công nghiệp giải tất vấn đề gạch nung góp phần cải thiện mơi trường xanh, sạch, đẹp Tại Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản tỷ lệ vật liệu xây dựng không nung chiếm tới 70% thị phần, số nước phát triển giới có xu hướng giảm gạch đất sét nung xuống 30% - 50% xu hướng thay toàn gạch không nung Ở nước ta, tỷ lệ sử dụng gạch không nung thấp, đến thời điểm tỷ lệ gạch không nung chiếm 4% - 5% sản lượng gạch toàn quốc – mặt khác tỷ lệ gạch nung thủ công lại chiếm tới 70% - 100% tùy theo địa phương Trên sở đề đưa ra, đồ án: “Xây dựng phầm mềm điều khiển giám sát máy ép gạch dây chuyền sản xuất gạch khơng nung” hình thành Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo thuộc khoa Tự Động Hóa hướng dẫn em hồn thiện đồ án tốt nghiệp Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc đến giảng viên Th.S Đỗ Thị Mai - người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em q trình làm hồn thành đồ án tốt nghiệp Mặc dù có cố gắng song kiến thức chun mơn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, Vậy nên em mong nhận , đánh giá, góp ý thầy để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Thái Nguyên, tháng 06 năm 2020 Sinh viên thực NGUYỄN TRUNG KIÊN MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.1.3 Mục tiêu đề tài 1.2 Khái quát gạch không nung 1.2.1 Phân loại gạch không nung 10 1.2.2 Vai trò gạch không nung xây dựng .13 1.2.3 Thực trạng sản xuất gạch không nung Thế giới Việt Nam 15 1.2.4 Những ưu điểm hạn chế gạch không nung 17 1.3 Tổng quan dây truyền sản xuất gạch không nung 18 1.3.1 Đặc điểm công nghệ 19 1.3.2 Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung .20 1.3.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống 21 1.3.4 Sơ đồ quy trình sản xuất gạch khơng nung 21 1.3.5 Các bước làm gạch 23 CHƯƠNG II PHÂN TÍCH - THIẾT KẾ HỆ THỐNG 24 2.1 Giới thiệu máy ép gạch 24 2.1.1 Sơ đồ cấu trúc máy ép gạch 24 2.1.2 Các cấu máy ép gạch 24 2.1.3 Nguyên lý hoạt động máy ép gạch 25 2.1.4 Các yêu cầu điều khiển cho máy ép gạch 26 2.1.5 Các lỗi xảy với hệ thống giải pháp khắc phục 26 2.1.6 Thông số cần điều khiển – giám sát 26 2.2 Sơ đồ 30 2.2.1 Sơ đồ mạnh động lực 30 2.2.2 Sơ đồ mạch điều khiển 31 2.2.3 Sơ đồ đấu nối PLC ngoại vi 32 2.3 Lựa chọn thiết bị điều khiển - giám sát 33 2.3.1 Thiết bị cấp trường 33 2.3.1.1 Thiết kế hệ thống thủy lực cho máy ép gạch 33 2.3.1.2 Tính chọn thiết bị động lực cho hệ thống thủy lực 39 2.3.1.3 Thiết kế mạch truyền động điện cho cấu 47 2.3.1.4 Lựa chọn aptomat tổng 55 2.3.1.5 Thống kê thiết bị chung cho mạch động lực 55 2.3.2 Thiết bị cấp điều khiển 56 2.3.2.1 Lựa chọn Modul PLC 57 2.3.2.2 Lựa chọn Modul mở rộng 58 2.2.3 Thiết bị giám sát 58 CHƯƠNG III ĐIỀU KHIỂN - GIÁM SÁT MÁY ÉP GẠCH KHÔNG NUNG 59 3.1 Phần mềm lập trình Tia PORTAL V14 59 3.1.1 Các tính phần mềm TIA PORTAL V14 .59 3.2.2 Cài đặt phần mềm TIA PORTAL V14 60 3.2 Bảng tag liên kết 60 3.2.1 Bảng địa vào/ra cho PLC 60 3.2.2 Bảng tag liên kết PLC với WINCC 62 3.3 Điều khiển 63 3.3.1 Chương trình khối OB1 ( chương trình ) 65 3.3.2 Chương trình Khối FC1 ( chương trình Auto ) 69 3.3.3 Chương trình Khối FC2 ( chương trình Manu ) 75 3.3.4 Chương trình khối FC3 ( chương trình mơ ) 82 3.3.5 Chương trình khối FC4 ( giả lập tín hiệu analog ) 86 3.4 Giám sát 86 3.4.1 Khai báo tag sử dụng giao diện WinCC với PLC S7- 1200 86 3.4.2 Bảng trạng thái 87 3.4.3 Bảng điều khiển 87 3.4.4 Giao diện chương trình WinCC hồn thiện 88 3.4.5 Giao diện chế độ AUTO 89 3.4.6 Giao diện chế độ MANU 89 3.4.7 Nguyên lý hoạt động toàn hệ thống 90 KẾT LUẬN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan 1.1.1 Đặt vấn đề Trong thời gian qua tốc độ thị hóa diễn mạnh mẽ, nhu cầu xây dựng cơng trình kiến trúc văn hóa , cao ốc, khách sạn, chung cư,…càng phát triển mạnh mẽ Nhu cầu nguyên vật liệu xây dựng nói chung gạch ngói nói riêng cho cơng trình to lớn Theo đánh giá hội vật liệu xây dựng Việt Nam 20 năm qua ngành công nghiệp vật liệu xây dựng nước ta đầu tư phát triển mạnh mẽ số lượng, chủng loại chất lượng sản phẩm đáp ứng nhu cầu xây dựng nước xuất gạch sét nung có vai trò quan trọng phát triển sản xuất từ thành thị đến nông thôn miền núi sản lượng từ 3,4 tỷ viên 1990 lên 25 tỷ viên năm 2012, dự báo 2020 lên 40 tỷ viên 1.1.2 Tính cấp thiết đề tài Nếu toàn nhu cầu gạch xây dựng tập trung vào gạch đất sét nung gần 10 năm đào tỷ m3 mà phần lớn đất canh tác Điều ảnh hưởng nghiêm trọng đến tài nguyên đất nước Khơng q trình sản xuất gạch truyền thống làm tiêu tốn lượng than, để nung thảy lượng khí độc lớn làm ảnh hưởng đến mơi trường, có hại sức khỏe người, giảm suất trồng Bởi nhu cầu công nghệ thân thiện với môi trường cần thiết cấp bách 1.1.3 Mục tiêu đề tài Hiện nay, công nghệ sản xuất vật liệu không nung nhiều nước phát triển Thế Giới áp dụng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường trình khai thác, sản xuất mang nhiều hiệu tích cực: tận dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền, giá thành VLXD thấp,… Ngồi cơng nghệ mang hiệu cao nghành xây dụng lợi ích người tiêu dùng Vì cơng nghệ gạch khơng nung phù hợp với xu phát triển tồn cầu 1.2 Khái quát gạch không nung Gạch không nung loại gạch xây dựng mà sau gia cơng định hình khơng cần phải sử dụng nhiệt nung nóng đỏ viên gạch tự đóng rắn đạt để số học cường độ nén, uốn, độ hút nước Độ bền viên gạch không nung gia tăng nhờ lực ép rung ép lẫn rung lên viên gạch thành phần kết dính chúng Bản chất liên kết tạo hình gạch khơng nung phản ứng hoá đá xảy hỗn hợp tạo gạch, nhờ làm tăng dần độ bền gạch theo thời gian Hình 1 Gạch khơng nung Gạch khơng nung Việt Nam đơi gọi gạch block/blốc, gạch bê tông, gạch block bê tơng ; nhiên với cách gọi không phản ánh đầy đủ khái niệm gạch không nung Mặc dù gạch không nung dùng phổ biến giới Việt Nam gạch không nung chiếm tỉ lệ thấp 1.2.1 Phân loại gạch không nung Hiện thị trường nước, gạch không nung thường phân loại gọi tên riêng chủ yếu dựa vào nguồn nguyên liệu phụ gia sử dụng cơng nghệ ép viên Theo đó, có loại gạch khơng nung sau : - Gạch xi măng cốt liệu: Gạch xi măng cốt liệu gọi gạch blốc (block), tạo thành từ xi măng số nhiều cốt liệu sau đây: mạt đá, cát vàng, cát đen, xỉ nhiệt điện, phế thải công nghiệp, đất Loại gạch thường có cường độ chịu lực tốt (trên 80 kg/cm²), khả chống thấm cách âm cách 10 78 79 80 3.3.4 Chương trình khối FC3 ( chương trình mơ ) TT Địa Q8.1 Q8.2 Q8.3 Q8.4 Q8.5 Q8.6 Q8.7 M8.3 Ký hiệu AR AV BR BV CR CV DR RN_M M8.4 PALLET_M 10 M8.5 SA1_M 11 M8.6 SA0_M 12 M8.7 SB1_M 13 M9.0 SB0_M 14 M9.1 SC1_M thích Rơle xylanh cấp liệu duỗi Rơle xylanh cấp liệu thu Rơle xylanh ép gạch duỗi Rơle xylanh ép gạch thu Rơle xylanh khuôn duỗi (nâng lên) Rơle xylanh khuôn thu (hạ xuống) Rơle xylanh cấp pallet duỗi Rơle nhiệt WinCC Cơng tắc hành trình báo có Pallet khn WinCC Cơng tắc hành trình xylanh cấp liệu duổi WinCC Cơng tắc hành trình xylanh cấp liệu thu WinCC Cơng tắc hành trình xylanh ép gạch duỗi WinCC Cơng tắc hành trình xylanh ép gạch thu WinCC Công tắc hành trình xylanh khn duỗi 81 15 M9.2 SC0_M 16 M9.3 SD1_M WinCC Cơng tắc hành trình xylanh khn thu WinCC Cơng tắc hành trình xylanh cấp pallet duỗi WinCC Bảng Bảng TAG khối FC3 Code 82 83 84 3.3.5 Chương trình khối FC4 ( giả lập tín hiệu analog ) code 3.4 Giám sát 3.4.1 Khai báo tag sử dụng giao diện WinCC với PLC S7- 1200 Hình Tạo biến tag địa cho WinCC 85 3.4.2 Bảng trạng thái Hình Bảng trạng thái giao diện WINCC 3.4.3 Bảng điều khiển Hình Bảng điều khiển giao diện WINCC 86 3.4.4 Giao diện chương trình WinCC hồn thiện Hình Giao diện hình giám sát hồn thiện 87 3.4.5 Giao diện chế độ AUTO Hình 10 Giao diện hình giám sát chế độ Auto 3.4.6 Giao diện chế độ MANU Hình 11 Giao diện hình giám sát chế độ Manu 88 3.4.7 Nguyên lý hoạt động toàn hệ thống Trước ấn nút hoạt động khoang chứa liệu phải chứa đầy liệu, palet phải cấp vào máy đồng thời palet khoang chứa palet phải đầy đủ đảm bảo cấp đủ khay suốt q trình hoạt động khn hạ xuống palet Ấn nút khởi động xylanhA cấp liệu vào khuôn đồng thời động cấu lắc hoạt động để đảm bảo liệu cấp đầy đủ đồng khuôn (đây giai đoạn định đến chất lượng đồng viên gạch) Sau xylanhA cấp liệu thu để chuẩn bị cho mẻ Sau liệu cấp đầy đủ đồng vào khuôn đồng thời xylanhA cấp liệu vị trí ban đầu lúc xylanh ép hạ xuống đồng thời mô tơ thủy lực cấu rung hoạt động tạo lực ép lớn để ép khối liệu khn định hình thành look (các viên gạch) Yêu cầu lực ép rung phải đủ mạnh không ảnh hưởng đến chất lượng viên gạch Sau khoảng 5s ép rung xylanhC nâng hạ khuôn nâng khuôn lên xylanhB ép thu Sau khuôn nâng lên xylanhB ép vị trí ban đầu xylanhD cấp palet đẩy ra, lúc palet có gạch đẩy khỏi máy ép nhờ kết cấu khí máy cấp palet đồng thời palet đưa vào máy ép Sau palet cấp vào máy ép xylanhD cấp palet thu sau xylanhC nâng hạ khn hạ khn xuống kết thúc mẻ đồng thời bắt đầu mẻ Kết luận : Em sử dụng phần mềm Tia portal V14 cho đề tài Đã xây dựng bảng tag liên kết, chương trình điều khiển chạy thành công phần mềm điều khiển - giám sát máy ép gạch dây chuyền sản xuất gạch không nung 89 KẾT LUẬN Hệ thống máy ép gạch khâu quan trọng dây truyền sản xuất gạch khơng nung, chất lượng gạch có tốt hay khơng chất lượng máy ép gạch Do hệ thống phải yêu cầu kỹ thuật cao để đem lại chất lượng gạch đảm bảo yêu cầu Điều khiển giám sát hệ thống máy ép gạch không nung việc ứng dụng công nghệ điều khiển truyền dẫn tín hiệu phù hợp vào thực tế Qua thời gian nghiên cứu, hoàn thiện đề tài em tìm hiểu, khảo sát thiết bị, sơ đồ công nghệ xây dựng hệ điều khiển giám sát cho hệ thống máy ép gạch không nung công ty TNHH Xây Dựng Thương Mại Sao Mai TX Sông Công, Tỉnh Thái Nguyên Nội dung thực kết quả: - Nắm rõ quy trình cơng nghệ, tính thiết bị hệ thống máy ép - gạch không nung Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch tương đối hoàn chỉnh, hoạt động chế độ tự động tay, có khả điều khiển - giám sát hoạt động hệ thống Phương hướng phát triển đề tài: Hoàn thiện hệ thống, điều khiển xác hơn, tín hiệu cơng tắc - hành trình gửi xác Mở rộng thiết kế cho toàn dây truyền sản xuất gạch không nung Nâng cao hiệu làm việc hệ thống Do kiến thức trình độ chun mơn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, hạn chế định Vì Chúng em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên để đồ án chúng em hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Cơng nghệ Tự động hóa đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Đỗ Thị Mai trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công ty Cổ phần Constech (2014), Dự án đầu tư dây chuyền máy móc thiết bị sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu (Phương án mở rộng sản xuất), Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc [2] TS Lê Ngọc Bích, PGS TS Trần Thu Hà, KS Phạm Quang Huy, Điều khiển giám sát với S7-200, S7-300 PC Access & WinCC, Nxb Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2011 [3] PGS TS Trần Thu Hà, KS Phạm Quang Huy, CAD tự động hóa, Tự học S7 WinCC hình ảnh, Nxb Hồng Đức,2012 [4] TS Ngơ Văn Thun, KS Phạm Quang Huy,Lập trình với PLC S7 – 1200 S7 – 1500, Nxb Thanh Niên,2017 [5] Trần Thu Hà,Tự động hóa PLC S7 – 1200 với TIA PORTAL, Nxb Khoa Học Kỹ Thuật,2015 [6] https://tailieu.vn/ 91 ... NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành Công nghệ kỹ thuật điều khiển Tự động hóa Đề tài: XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN – GIÁM SÁT MÁY ÉP GẠCH TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TRUNG... THỐNG 2.1 Giới thiệu máy ép gạch Máy ép gạch máy nằm dây truyền sản xuất gạch không nung Dây truyền sản xuất gạch không nung gồm phận liên kết với nhau, có chức tạo viên gạch từ nguyên liệu ban... liệu xây dựng – Bộ xây dựng (VIBM)) 1.2.4 Những ưu điểm hạn chế gạch không nung Gạch không nung sản phẩm đại ngày sử dụng nhiều xây dựng để thay cho loại gạch thông thường khác Gạch không nung