Thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển hàng hoá nhiều hướng

Bộ GIáO DụC ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC DÂN LậP HảI PHòNG THIếT Kế Hệ THốNG BĂNG TảI VậN CHUYểN HàNG HOá THEO NHIềU HƯớNG Đồ áN TốT NGHIệP ĐạI HọC Hệ CHíNH QUY Ngành : điện công nghiệp HảI phòng 2006 Bộ GIáO DụC ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC DÂN LậP HảI PHòNG THIếT Kế Hệ THốNG BĂNG TảI VậN CHUYểN HàNG HOá THEO NHIềU HƯớNG Đồ áN TốT NGHIệP ĐạI HọC Hệ cHíNH QUY Ngành : điện công nghiệp Sinh viên : Nguyễn Quốc Huy Ng-ời h-ớng dẫn : TS Hoàng Xuân Bình HảI phòng 2006 Bộ GIáO DụC ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC DÂN LậP HảI PHòNG THIếT Kế Hệ THốNG BĂNG TảI VậN CHUYểN HàNG HOá THEO NHIềU HƯớNG Đồ áN TốT NGHIệP ĐạI HọC Hệ CHíNH QUY Ngành : điện công nghiệp HảI phòng 2006 Cộng hoà xà hội chủ nghĩa việt nam độc lập - tự - hạnh phúc o0o Bộ GIáO DụC ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC DÂN LậP HảI PHòNG Nhiệm vụ ®Ị tµi tèt nghiƯp Sinh viên: Nguyễn Quốc Huy – Mã số: LT10183 Lớp DC701 – Ngành Điện Công Nghiệp Tên đề tài: Thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hƣớng NhiƯm vơ ®Ị tài Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán Địa điểm thực tập tốt nghiệp: Công Ty TNHH HIROSHIGE VIET NAM Các cán h-ớng dẫn đề tài tôt nghiệp Ng-ời h-ớng dẫn thứ Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác Nội dung h-ớng dẫn : Hoàng Xuân Bình Tiến sỹ Tr-ờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Toàn đề tài : Ng-ời h-ớng dẫn thứ hai Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác Nội dung h-ớng dẫn : : Đề tài tốt nghiệp đ-ợc giao ngày 06 tháng 04 năm 2009 Yêu cầu phải hoàn thành xong tr-ớc ngày 06 tháng 07 năm 2009 Đà nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Đà giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán h-ớng dẫn Đ.T.T.N Nguyễn Quốc Huy TS Hoàng Xuân Bình Hải Phòng, ngày tháng năm 2009 Hiệu tr-ởng GS.TS.NGƯT Trần Hữu Nghị Phần nhận xét tóm tắt cán h-ớng dẫn Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất l-ợng Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đà đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất l-ợng vẽ) Cho điểm cán h-ớng dẫn : (Điểm ghi số chữ) Ngày tháng năm 2009 Cán h-ớng dẫn Nhận xét đánh giá ng-ời chấm phản biện đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất l-ợng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn ph-ơng án tối -u, cách tính toán chất l-ợng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện (Điểm ghi số chữ) Ngày tháng năm 2009 Ng-ời chấm phản biện Mục lục LỜI NÓI ĐÂU……………………………………………………………… CHƢƠNG 1………………………………………………………………… TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ VN TI LIấN TC 1.1 XU THế Và Sự PHáT TRIểN CủA THIếT Bị VậN TảI LIÊN TụC 1.1.1 Khái quát chung thiết bị vận tải liên tục 1.1.2 Sự phát triển thiết bị liên tục 1.2 Các lĩnh vực sản xuất ứng dụng thiết bị vận tải liên tục 1.2.1 Khái quát chung H thng băng tải dây chuyền sản xuất nhà máy: giày, thuốc, nƣớc uống có ga… Hệ thống băng tải dây chuyền sản xuất nhà mỏy xi mng: 1.3 yêu cầu kỹ thuật điều khiển truyền động điện cho thiết bị vận tảI liên tục 1.3.1 Các yêu cầu chung iu khin bng ti Tính chọn công suất động cho băng tải Chng Một số hệ thống thiết bị vận tải liên tục công nghiệp Khái quát chung 2.2 hệ thống băng tảI công nghiệp xi măng 2.2.1 Cấu tạo hoạt động hệ thống xếp bao xi măng xuống tàu thủy công ty xi măng CHINFON Gii thiu chung v h thng Cấu tạo hệ thống điện Ship Loader Đặc điểm chung hệ thống Lắp đặt điện 2.3 Đ-ờng vận tải kết hợp (Load line Conbined Opẻation) 2.3.1 Đặc điểm chung đ-ờng tải 2.3.2 Giới thiệu sơ đồ hệ thống điện nguyên lý hoạt động cho cấu dịch chuyển băng tải T4 chạy tiến lùi Sơ đồ hệ thống điện Nguyờn lý hoạt động cấu dịch chuyển chạy tiến lựi bng ti T4 2.3.3 Giới thiệu sơ đồ diện nguyên lý hoạt động đ-ờng tải Chức phần tử sơ đồ cấu đƣờng tải Nguyên lý hoạt động đƣờng tải Các bảo vệ hệ thống Ship Loader for Sacks chng xây dựng ph-ơng án vận tải hàng hóa nhiều h-ớng thiết bị vận tải liên tục 3.1 Đề XUấT CÔNG NGHệ Thiết kế tủ điện động lực 3.2.1 Giới thiệu cấu tạo nguyên lý hoạt động số phần tử mạch động lực 3.3 thiết kế điều khiển đo l-ờng mức thùng chứa 3.3.1 Các thiết bị đo l-ờng 3.3.2 Các thiết bị điều khiển 3.4 thống kê biến đầu vào đầu hệ thống 3.5 xây dựng công nghệ mạch điện điều khiển Mạch điện đầu vào Mạch điện đầu 3.6 lựa chọn cấu hình cho plc KẾT LUẬN 10 độ đo cƣờng độ ánh sáng, thay diện vắng mặt vật thể đƣờng truyền sáng, tín hiệu cần khuếch đại, sau chuyển từ analog sang digital thiết bị chuyển đổi analog – digital Một cách khác sử dụng thiết bị chuyển đổi ánh sáng – tần số, sau ánh sáng chuyển đổi thành chuỗi xung có tần số đo cƣờng độ ánh sáng Các cảm biến mạch tích hợp TSL220 kết hợp cảm biến ánh sáng chuyển đổi điện áp – tần số ( hình 3.8 ) 3.3.2 C¸c thiết bị điều khiển[ Tr 35, ] iu khiển hệ thống băng tải trƣớc hết phải có phòng điều khiển trung tâm bao gồm: Trạm vận hành (IOS – Operator station) giao diện ngƣời máy, ngƣời vận hành điều khiển thiết bị theo dõi q trình hoạt động thơng qua bàn phím hình hiển thị (Màn hình hiển thị kiểu touch screen) Hình 3.6 Trạm liệu IDS ( Data base Station ) 73 đƣợc sử dụng cho việc lƣu trữ liệu DCS Phòng kỹ thuật (IES – Engineering work Station), đƣợc sử dụng làm nơi tạo phần mềm cho DCS Thiết bị đƣợc đặt phịng kĩ thuật máy tính cá nhân phần mềm chạy hệ điều hành Windows Ba thiết bị đƣợc đặt phòng điều khiển trung tâm (CCR) Ngoài thiết bị phụ trợ khác nhƣ máy in đen trắng, máy in màu… đƣợc đặt CCR Trạm điều khiển (ICS – Control Station), tủ chứa vi xử lý đa mạch vòng điều khiển chung Đƣờng truyền liệu (DPCS – F), truyền tải liệu với tốc độ đƣờng truyền liệu cao trạm vận hành (IOS), trạm liệu (IDS) phòng kỹ thuật (IES) Bộ điều khiển logic khả trình PLC SEMEN dùng để điều khiển động Hệ thống băng tải làm việc lúc tín hiệu đƣợc báo phịng điều khiển trung tâm thơng qua hình máy vi tính, ngồi hệ thống camera đƣợc đặt dây chuyền băng tải cho phép ngƣời vận hành biết đƣợc trình hoạt động nhƣ lỗi khõu sn xut 3.4 thống kê biến đầu vào ®Çu cđa hƯ thèng Ở thống kê đầu vào tín hiệu đầu vào PLC Các biến vào tín hiệu từ cảm biến quang silô Ta không kể đến mức trung gian Mà kể đến đầu vào định cho băng tải chạy hay dừng, đầu vào đèn báo hiệu mức cao định cho băng truyền dừng không chạy đèn báo hiệu mức thấp định cho silô chạy 74 Khi có băng tải làm việc độc lập, khơng liên quan đến thiết bị khác, điều khiển hệ truyền động hệ thống nút bấm công tắc tơ lắp tủ điện băng tải Thứ tự khởi động động truyền động băng tải ngƣợc chiều với dòng vận chuyển vật liệu Dùng băng tải đƣợc phép băng tải trƣớc nú ó dng Bảng 3.1 Bảng phân tích đầu vµo ( DI ) cđa hƯ thèng PLC Các đầu vào hệ thống Các đầu vào (DI) PLC Nút dừng hệ thống (Stop) I2.0 Nút khởi động hệ thống (Start) I2.1 Băng truyền họat động I0.0 Băng truyền hoạt động I0.1 Băng truyền hoạt động I0.2 Băng truyền hoạt động I0.3 Băng truyền hoạt động I0.4 Băng truyền hoạt động I0.5 Tín hiệu mức thấp (cao) thùng phân phối I0.6 STT định cho băng tải hoạt động hay dừng 10 Tín hiệu mức thấp (cao) thùng phân phối I0.7 định cho băng tải hoạt động hay dừng 11 Tín hiệu mức thấp (cao) silơ định I1.0 cho băng tải hoạt độ ng 12 Tín hiệu mức thấp (cao) silô định I1.1 cho băng tải hoạt động 13 Tín hiệu mức thấp (cao) silô định I1.2 75 cho băng tải ngƣng hoạt động 14 Cảm biến đo tốc độ băng tải định I1.3 cho băng tải van V4 hoạt động 15 Cảm biến đo tốc độ băng tải định I1.4 cho băng tải van V3 hoạt động 16 Cảm biến đo tốc độ băng tải định I1.5 cho băng tải van V2 hoạt động 17 Cảm biến đo tốc độ băng tải định I1.6 cho băng tải hoạt động 18 Cảm biến đo tốc độ băng tải định I1.7 cho băng tải van V1 hoạt động Bảng 3.2 Bảng phân tích đầu ( DO ) cđa hƯ thèng PLC Các đầu hệ thống Các đầu vào (DO) PLC Động băng truyền Q0.0 Động băng truyền Q0.1 Động băng truyền Q0.2 Động băng truyền Q0.3 Động băng truyền Q0.4 Động băng truyền Q0.5 Đèn báo băng tải BT1 làm việc Q0.6 Đèn báo băng tải BT2 làm việc Q0.7 Đèn báo băng tải BT3 làm việc Q1.0 STT 76 10 Đèn báo băng tải BT4 làm việc Q1.1 11 Đèn báo băng tải BT5 làm việc Q1.2 12 Đèn báo băng tải BT6 làm việc Q1.3 13 Đèn báo mức cao TP1 Q1.4 14 Đèn báo mức cao TP2 Q1.5 15 Đèn báo mức cao S1 Q1.6 16 Đèn báo mức cao S2 Q1.7 17 Đèn báo mức cao S3 Q2.0 18 Chng Q2.1 19 Đóng van Q2.2 20 Mở van Q2.3 21 Đóng van Q2.4 22 Mở van Q2.5 23 Đóng van Q2.6 24 Mở van Q2.7 25 Đóng van Q3.0 26 Mở van Q3.1 77 3.5 xây dựng công nghệ mạch điện điều khiển Sơ đồ đầu nối đầu vào PLC: modul DI 32 R0 R16 R1 R2 R17 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 H×nh 3.7 Sơ đồ nối dây đầu vào PLC 78 S đồ đầu nối đầu PLC: DO 32 R2.0 R2.1 R2.2 R2.3 R2.4 R2.5 R2.6 R2.7 R3.0 R3.1 R1.5 R1.6 R1.7 Hình 3.8 Sơ đồ nối dây đầu PLC 79 Giải thích sơ đồ nguyên lý hoạt ®éng Muốn vận chuyển theo hƣớng BT1, BT2, BT3 ( Các tiết điểm chuyển mạch ) kín rơle R0, R1, R2, có điện tác động đóng tiếp điểm R0, R1, R2 (hình 3.7) kín đầu vào I0.0, I0.1, I0.2 PLC có tín hiệu Nhấn nút start rơle R16 có điện đóng tiếp điểm R16 ( hình 3.7 ) đầu vào I2.0 PLC đƣợc kích hoạt Khi băng tải BT3 đạt giá trị định mức rơle kiểm tra tốc độ Rkttđ3 tác động đóng tiếp điểm Rkttđ3 cấp điện cho rơle R14 tiếp điểm R14 (hình 3.7) đóng đầu vào I1.6 PLC đƣợc kích hoạt Khi băng tải BT2 đạt tốc độ định mức rơle kiểm tra tốc độ Rkttđ2 tác động đóng tiếp điểm Rkttđ2 cấp điện cho rơle R15 tiếp điểm R15 ( hình 3.7 ) đóng đầu vào I0.7 đƣợc kích hoạt Khi xilơ S1 đầy cảm biến mức báo đầy tiếp điểm S3 kín đóng điện cho rơle R10 tiếp điểm R10 ( hình 3.7 ) đóng lại đầu vào I1.2 PLC đƣợc kích hoạt Khi thùng chứa TP1 đầy cảm biến mức tác động đóng tiếp điểm TP1 cấp điện cho rơle R6 tiếp điểm R6 ( hình 3.7 ) đóng lại đầu vào I0.6 PLC đƣợc kích hoạt Muốn vận chuyển theo hƣớng BT1, BT4, BT6 ( Các tiết điểm chuyển mạch ) kín rơle R0, R3, R5 có điện tiếp điểm R0, R3, R5 ( hình 3.7 ) đóng đầu vào I0.0, I0.3, I0.5 PLC đƣợc kích hoạt Khi tốc độ băng tải BT6 đạt giá trị định mức rơle kiểm tra tốc độ Rkttđ6 tác động đóng tiếp điểm Rkttđ6 cấp điện cho rơle R11 tiếp điểm R11 ( hình 3.7) đóng đầu vào I1.3 PLC đƣợc kích hoạt Khi tốc độ băng tải BT4 đạt tốc độ định mức rơle kiểm tra tốc độ Rktt4 tác động đóng tiếp điểm Rktt4 cấp điện cho rơle R13 tiếp điểm R13 ( hình 3.7 ) đóng lại đầu vào I1.5 PLC đƣợc kích hoạt Khi xilơ S3, S2 thùng chứa TP2 đầy cảm biến mức S3, S2, TP2 tác động đóng tiếp điểm S2, S3, TP2 cấp điện cho rơle R10, R9, R7 tiếp điểm R10, R9, R7 ( hình 3.7 ) đóng lại đầu vào I1.2, I1.1, I0.7 PLC đƣợc kích hoạt 80 Muốn vận chuyển theo hƣớng BT1,BT4, BT5 ( Các tiết điểm chuyển mạch ) kín rơle R0, R3, R4 có điện đóng tiếp điểm R0, R3, R4 ( hình 3.7 ) đầu vào I0.1, I0.2, I0.3 PLC đƣợc kích hoạt Khi tốc độ băng tải BT5 đạt giá trị định mức rơle kiểm tra tốc độ Rkttđ5 tác động đóng tiếp điểm Rkttđ5 cấp điện cho rơle R12 tiếp điểm R12 ( hình 3.7 ) đóng đầu vào I1.4 ca PLC c kớch hot Mạch điện đầu CC CC R0.0 R2.1 MC1 CC CC CC CC CC CC CC R0.1 R0.2 R0.3 R0.4 R0.5 R0.6 R0.7 ĐBT1 ĐBT2 MC2 MC3 MC4 MC5 CC CC R1.0 R1.1 R1.2 ĐBT3 ĐBT5 ĐBT4 MC6 Chuông CC CC CC CC CC CC CC CC CC R1.3 R1.4 R1.5 R1.6 R1.7 R2.0 R2.2 R2.3 R2.4 MV1 ĐBT6 ĐPT1 ĐTP2 ĐS1 ĐS2 ĐV1 MV2 ĐS3 81 CC CC CC CC CC R2.5 R2.6 R2.7 R3.0 R3.1 ĐV2 MV3 ĐV3 MV4 ĐV4 Hình 3.10 Sơ đồ mạch điện đầu hệ thống Thuyết minh - cc cầu chì bảo vệ thiết bị - MC1 ÷ MC6 khởi động từ cấp điện cho động M1 ÷ M6 làm việc - ĐBT1 ÷ ĐBT6 đèn báo trạng thái băng tải làm việc - ĐPT1, ĐPT2, ĐS1, ĐS2, ĐS3 đèn báo mức thùng chứa xilơ - MV1 ÷ MV4 ĐV1 ÷ ĐV4 solenoivalve đóng mở van xilô thùng chứa - Chuông báo hệ thống chuẩn bị làm việc Khi đầu Q2.1 PLC có điện micro role R2.1 đóng tiếp điểm R2.1 đóng lại cấp điện cho chng báo hiệu băng tải chuẩn bị làm việc Khi đầu Q0.0 ÷ Q0.5 PLC có điện Micro role R0.0 ÷ R0.5 có điện đóng tiếp điểm R0.0 ÷ R0.5 cấp nguồn cho khởi động từ 82 MC1 ÷ MC6 kết tiếp điểm MC1 ÷ MC6 mạch động lực đóng lại động M1 ÷ M6 đƣợc khởi động Khi đầu Q0.6 ÷ Q1.3 PLC có điện micro role R0.6 ÷ R1.3 đƣợc cấp nguồn kết tiếp điểm R0.6 ÷ R1.3 đóng lại cấp nguồn cho đèn báo ĐBT1 ÷ ĐBT6 báo hiệu trạng thái làm việc băng tải Khi đầu Q1.4 ÷ Q2.0 PLC có điện micro role R1.4 ÷ R2.0 đƣợc cấp nguồn kết tiếp điểm R1.4 ÷ R2.0 đóng lại cấp nguồn cho đèn báo mức thùng chứa xilô ĐTP1, ĐTP2, ĐS1, ĐS2, ĐS3 sáng Khi đầu Q2.2 ÷ Q3.1 PLC có điện micro role R2.2 ÷ R3.1 đƣợc cấp nguồn kết tiếp điểm thƣờng mở R2.2 ÷ R3.1 đóng lại cấp nguồn cho solenoid valve đóng mở van thùng chứa xilô 3.6 lùa chän cÊu h×nh cho plc Qua thiết kế sơ hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo ba hƣớng nhƣ cần có PLC để điều khiển hệ thống Cần sử dụng modul đầu vào( Digital Input ) DI 32 Bit Một Modul đầu ( Digital Out Put ) DO 32 Bit Trên thị trƣờng có bán số PLC số hãng nhƣ: Mitsubitshi, OMRON, SEMEN… Ở chọn PLC hãng SEMEN thiết bị dễ sử dụng, giá thành khơng đắt, bền trình học tập nhà trƣờng đƣợc tiếp xúc làm quen với thiết bị hãng PLC S7-300 cấu trúc dạng module gồm thành phần sau: CPU loại khác nhau: 312IFM, 312C, 313, 313C, 314, 314IFM, 314C, 315, 315-2 DP, 316-2 DP, 318-2, 83 Module tín hiệu SM xuất nhập tín hiệu tƣơng đồng /số: SM321, SM322, SM323, SM331, SM332,SM334, SM338, SM374 Module chức FM Module truyền thông CP Module nguồn PS307 cấp nguồn 24VDC cho module khác, dòng 2A, 5A, 10A Module ghép nối IM: IM360, IM361, IM365 Chọn PLC S7-300_PS307, CPU 314, MODUL DI 32, MODUL DO 32 S7-300_PS307 S7_314 S7-300_IO 84 KÕt luËn Sau ba tháng làm tốt nghiệp, dƣới hƣớng dẫn tận tình TS Hồng Xn Bình thầy giáo tổ môn cộng với nỗ lực thân, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hướng Về em hệ thống hóa đƣợc thiết bị vận tải liên tục, tìm hiểu số ứng dụng chúng cơng nghiệp tìm hiểu mạch điện số hệ thống băng tải nhà máy xi măng, thiết kế mạch điện hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo hƣớng Do thời gian làm đề tài trình độ kiến thức thân có hạn đồ án cịn nhiều thiếu sót, dừng lại mức độ tổng quát thiết kế tổng quát mạch phần cứng Để đề tài đƣợc hoàn thiện chi tiết phần cứng phần điều khiển em mong muốn khoa điện công nghiệp tạo điều kiện cho sinh viên khóa sau hồn thiện đề tài để đề tài đƣợc ứng dụng vào thực tế đóng góp cho ngành công nghiệp nƣớc nhà Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày 06 tháng năm 2009 Sinh viên thực Nguyễn Quốc Huy TÀI LIỆU THAM KHẢO Tăng văn Mùi ( 2003 ), Điều Khiển LOGIC LẬP TRÌNH PLC, Nhà xuất Thống Kê 85 Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Nguyễn Thị Hiền (2001), Truyền động điên, Nhà xuất Khoa học & Kỹ thuật Vũ Quang Hồi (2000), Trang bị điện - điện tử công nghiệp, Nhà xuất giáo dục Nguyễn Thái Hƣng (2002), Tự động hóa với SIMATIC S7 – 200, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Đồ án tốt nghiệp Trịnh Lê Huy DC701 86 87 ... tầm quan trọng băng tải ngành công nghiệp hệ thống cần có cải tiến thiết kế lĩnh vực trang bị điện em mạnh dạn nhận đề tài: Thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hƣớng Trang... điều khiển hệ thống băng tải vận chuyển theo nhiều hƣớng Đề tài đƣợc trình bày gồm chƣơng phần kết luận: Chƣơng 1: Tổng quan thiết bị vận tải liên tục Chƣơng 2: Một số hệ thống vận tải liên tục... động bị lỗi d Băng tải thẳng đứng (Hai băng tải song song T2 &T3)  Vận hành Băng tải T2 T3 có nhiệm vụ nhận bao xi-măng từ băng tải T1 kẹp chặt bao hệ thống lò xo hai băng tải vận chuyển xuống