1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Thiết kế và thi công mô hình trạm trộn bê tông dùng PLC s7 300 và mô phỏng trên WinCC

72 29 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 72
Dung lượng 2,21 MB

Nội dung

LỜI MỞ ĐẦU Hiện q trình tự động hóa công nghiệp quan trọng phát triển quốc gia Với nước phát triển Mỹ, Nhật, … tự động hóa khơng cịn xa lạ trở nên quen thuộc Ở nước máy móc thay lao động chân tay, số lượng công nhân nhà máy giảm hẳn thay vào lao động chun mơn, kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát trực tiếp trình sản xuất thơng qua máy tính Bên cạnh đó, đất nước ta giai đoạn phát triển mạnh, đặc biệt xây dựng Rất nhiều cơng trình có quy mô lớn thi công Điều địi hỏi số lượng lớn trang thiết bị phục vụ cho việc xây dựng cơng trình, có trạm trộn bê tơng xi măng Các trạm trộn bê tông xi măng sử dụng nước ta đa dạng phong phú chủng loại, kích cỡ xuất sứ, có nhiều trạm Việt Nam chế tạo Từ thực tế trên, em lựa chọn đề tài “Thiết kế thi cơng mơ hình trạm trộn bê tông dùng PLC S7 300 mô WinCC” để làm đồ án tốt nghiệp Nội dung đề tài gồm chương:  Chương 1: Tổng quan trạm trộn bê tông tự động  Chương 2:giới thiệu về PLC S7 300,WIN CC trang bị điện cho trạm bê tông  Chương 3: Thiết kế chế tạo trạm trộn bê tông dùng PLC S7 300 mô WinCC  Phần kết luận tài liệu tham khảo Để hoàn thành đồ án này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy ThS Tạ Hùng Cường hướng dẫn nhiệt tình để em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất thầy cô Viện Kỹ Thuật Công Nghệ, trường Đại học Vinh tận tình hướng dẫn truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian theo học trường Do thời gian kiến thức hạn chế nên đồ án tốt nghiệp khơng tránh khỏi sai lầm thiếu sót em mong nhận ý kiến đóng góp Quý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, Ngày tháng năm 2018 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án giới thiệu cấu tạo, nguyên lý làm việc hệ thống tự động trộn bê tông thực tế dùng điều khiển PLC, đồ án trình bày cấu trúc nguyên lý làm việc hệ thống tự động dùng PLC mô hệ thống WinCC Đồ án xây dựng mơ hình trộn bê tông tự động mô hệ thống WinCC Introduction to the configuration, config of the system for the PLC auto process using the PLC controller, the graphic will be displayed to be configured as the database of your system using PLC also as system systems on WinCC Toy was already built in the auto shelled modules and system systems on WinCC MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Hình 1.1 Trạm trộn bê tơng hương kính tai nghệ an Hình 1.2 Trạm trộn bê tơng cố định Hình 1.3 Trạm trộn bê tơng động Hình 2.1 Xy lanh khí nén Hình 2.2 Ngun lý làm việc xy lanh khí nén Hình 2.3 Sơ đồ mạch điều khiển Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc Hình 2.5 Các module Hình 2.6 Mudule CPU Hình 2.7 Module IM Hình 2.8 Khởi tao NEW project Hình 2.9 Chọn CPU Hình 2.10 Chọn ngơn ngữ làm việc Hình 2.11 Lữu tên chương trình Hình 2.12 Giao diện program Hình 2.13 Giao diện làm việc Hình 2.14 Đặt tên địa vào Hình 2.15 PLC SIM Hình 2.16 Tạo kết nối với PLC Hình 2.17 Tạo drive kết nối PLC Hình 3.1 Sơ đồ thuật tốn Hình 3.2 Đặt địa vào Hình 3.3 Mơ wincc Hình 3.4 Kết nối mạch với wincc Hình 3.5 Kết nối mạch với wincc CÁC BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Bảng 1.1.Thành phần cấp phối theo trọng lượng Bảng 1.2.Bảng phối phối theo thể tích tuyệt đối Bảng 2.1 Tính chọn công suất động DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT PLC Programmable Logic Controller CPU Central Processing Unit CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 1 Giới thiệu chung trạm trộn bê tông Khái niệm Bê tông hỗn hợp tạo thành từ cát, đá, xi măng, nước Trong cát, đá chiếm 80% - 85%, xi măng chiếm 8% - 15%, cịn lại khối lượng nước Ngồi cịn có thêm phụ gia vào để thoả mãn yêu cầu đặt Hỗn hợp vật liệu nhào trộn xong gọi hỗn hợp bê tông, hỗn hợp bê tông phải có độ dẻo định, tạo hình dầm chặt dễ dàng Cốt liệu có vai trị khung chịu lực, vữa xi măng nước bao bọc xung quanh đóng vai trị chất kết dính, đồng thời lấp đầy khoảng trống cốt liệu Khi rắn chắc, hồ xi măng kết dính cốt liệu thành khối đá gọi bê tông Bê tơng có cốt thép gọi bê tơng cốt thép Hình 1.1 Hình ảnh trạm trộn bê tơng hương kính nghệ an 1.1.2 Phân loại Bê tơng có nhiều loại, phân loại sau: * Theo cường độ ta có: Bê tơng thường có cường độ từ 150 - 400 daN/cm2 Bê tơng chất lượng cao có cường độ từ 500 - 1400 daN/ cm2 * Theo loại kết dính Bê tơng xi măng, bê tơng silicát, bê tông thạch cao, bê tông polime, bê tông đặc biệt * Theo loại cốt liệu: Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt, bê tông cốt kim loại *Theo phạm vi sử dụng: Bê tông thường dùng kết cấu bê tơng cốt thép (móng, cột, dầm, sàn) Bê tông thuỷ công dùng để xây đập Bê tông đặc biệt, bê tơng chịu nhiệt, bê tơng chống phóng xạ 1.1.3 Vật liệu làm bê tông Để kết cấu bê tơng thiết cần có ngun liệu sau:  Xi măng Xi măng kết hợp với nước tạo thành hồ xi măng xen hạt cốt liệu, đồng thời tạo tính linh động bê tơng (được đo độ sụt nón) Mác xi măng chọn phải lớn mác bê tông cần sản xuất, phân bố hạt cốt liệu tính chất ảnh hưởng lớn đến cường độ bêtơng Bình thường hồ xi măng lấp đầy phần rỗng hạt cốt liệu đẩy chúng xa chút (với cự li 243 lần đường kính hạt xi măng) Trong trường hợp phát huy vai trò cốt liệu nên cường độ bê tông cao yêu cầu cốt liệu cao cường độ bê tông khoảng 1,5 lần Khi bê tông chưá lượng hồ xi măng lớn, hạt cốt liệu bị đẩy xa đến mức chúng khơng có tác dụng tương hỗ Khi cường độ đá, xi măng cường độ vùng tiếp xúc đóng vai trị định đến cường độ bê tông nên yêu cầu cốt liệu thấp Tuỳ yêu cầu loại bê tông dùng loại xi măng khác nhau, dùng xi măng pô lăng, xi măng pô lăng bền sunfat, xi măng pôlăng xủ, xi măng puzolan chất kết dính khác để thoả mãn yêu cầu chương trình  Cốt liệu nhỏ – cát Cát để làm bê tơng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo cỡ hạt từ (0,14 5) mm theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), từ (0,15 - 4,75) mm theo tiêu chuẩn Mỹ, từ (0,08 - 5) mm TCVN Lượng cát trộn với xi măng nước, phụ gia phải tính tốn hợp lý, nhiều cát q tốn xi măng khơng kinh tế cát q cường độ bê tơng giảm  Cốt liệu lớn - đá dăm sỏi Sỏi có mặt trịn, nhẵn, độ rộng diện tích mặt ngo nhỏ nên cần nước, tốn xi măng mà dễ đầm, dễ đổ lực dính bám với vữa xi măng nhỏ nên cường độ bê tông sỏi thấp bê tông đá dăm Ngược lại đá dăm đập vỡ có nhiều góc cạnh, diện tích mặt ngồi lớn khơng nhẵn nên lực dính bám với vữa xi măng lớn tạo bê tơng có cường độ cao Tuy nhiên mác xi măng đá dăm phải cao hay mác bê tông tạo hay bê tông cần sản xuất  Nước Nước để trộn bê tông (rửa cốt liệu, nhào trộn vệ sinh buồng máy, bảo dưỡng bê tông) phải đảm bảo không ảnh hưởng xấu đến thời gian đông kết thời gian rắn xi măng khơng ăn mịn thép Nước sinh hoạt nước dùng Lượng nước nhào trộn yếu tố quan trọng định tính cơng tác hỗn hợp bê tông Lượng nước dùng nhào trộn bao gồm lượng nước tạo hồ xi măng lượng nước cốt liệu Lượng nước bê tơng xác định tính chất hỗn hợp bê tông Khi lượng nước ít, tác dụng lực hút phân tử nước hấp thụ bề mặt vật rắn mà chưa tạo độ lưu động hỗn hợp, lượng nước tăng đến giới hạn xuất nước tự do, màng nước mặt vật rắn dày thêm, nội ma sát giảm xuống, độ lưu động tăng thêm, lượng nước ứng với lúc bê tơng có độ lưu động lớn mà không bị phân tầng gọi khả giữ nước hỗn hợp Nước biển dùng để chế tạo bê tơng cho kết cấu làm việc nước bẩn tổng loại muối nước không vượt 35g lít nước Tuy nhiên cường độ bê tơng giảm không sử dụng bê tông cốt thép  Phụ gia Phụ gia chất vô hố học cho vào bê tơng cải thiện tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng cốt thép Có nhiều loại phụ gia cho bê tơng để cải thiện tính dẻo, cường độ, thời gian rắn tăng độ chống thấm Thông thường phụgia sử dụng có hai loại: Loại rắn nhanh loại hoạt động bề mặt Phụ gia rắn nhanh thường loại muối gốc (CaCl 2) hay muối Silic Do chất xúc tác tăng nhanh trình thuỷ hoá C 3S C2S mà phụ gia CaCl2 có khả rút ngắn q trình rắn bê tông điều kiện tự nhiên mà không làm giảm cường độ bê tông tuổi 28 ngày Hiện người ta sử dụng loại phụ gia đa chức năng, hỗn hợp phụ gia rắn nhanh phụ gia hoạt động bề mặt phụ gia tăng độ bền nước 1.2 chức cấu tạo trạm trộn 1.2.1 chức trạm trộn bê tông Trạm trộn bê tông chế tạo nhằm sản xuất bê tông với chất lượng tốt đáp ứng nhanh nhu cầu bê tông xây dựng Trạm trộn bê tơng hệ thống máy móc có mức độ tự động hóa cao thường sử dụng phục vụ cho cơng trình vừa lớn hay cho khu vực có nhiều cơng trình xây dựng Trước khoa học kĩ thuật chưa phát triển, máy móc cịn nhiều lạc hậu việc có khối lượng bê tơng lớn chất lượng tốt điều khó khăn Chính để thiết kế dây chuyền bê tông tự động điều cần thiết cho công trường ngành xây dựng nước * Một trạm trộn gồm có phận chính: Bộ phận chứa vật liệu nước, phận định lượng máy trộn Giữa phận có thiết bị nâng, vận chuyển phễu chứa trung gian Công nghệ sản xuất bê tơng nói chung tương tự nhau: Vật liệu sau định lượng đưa vào trộn Trong trường hợp kết hợp sản xuất bê tông vữa xây dựng dây chuyền giảm 32% diện tích mặt bằng, từ 30% - 50% cơng nhân, từ 8% - 19% vốn đầu tư thiết bị Một nhà máy bê tơng vữa liên hiệp có hiệu cao lượng bê tông vữa cung cấp không 300.000 m3/năm 1.2.2 Cấu tạo chung trạm trộn Một trạm trộn gồm có phận chính: Bãi chứa cốt liệu, hệ thống máy trộn bê tông hệ thống cung cấp điện 10 - Sắp xếp hợp lý với thư viện biểu tượng kín - Giao diện mở việc chèn đồ hoạ trợ giúp kết nối OLE 2.0 - Đặc tính động có khả định dạng đối tưọng tranh với trợ giúp từ “dynamic wizard” - Liên kết đến chức cộng thêm mã hữu dụng - Liên kết đối tượng đồ hoạ tự tạo  Globall Scripts Đây phần tổng quát action hàm C mà đựơc dùng toàn project project khác Các đặc tính: - Khả tạo action hàm C - Khả bổ sung action hàm C qua toàn project hay project khác - Thư viện WinCC chứa nhiều hàm chuẩn, hàm thực chức khác Để mở rộng chức tạo linh hoạt việc lập trình ta xây dựng sở liệu riêng nhằm thực mục đích khác Cơ sở liệu viết ngơn ngữ lập trình C WinCC biên dịch WinCC chứa hàm chức sau: +Các hàm ứng dụng (Project Function): Các hàm sử dụng trình ứng dụng WinCC Người lập trình thay đổi hay thiết lập hàm ứng dụng tuỳ theo ứng dụng cụ thể +Các hàm chuẩn (Standard Function): Là hàm chức riêng mà WinCC hỗ trợ cho người lập trình theo chuẩn Hàm chuẩn dùng cho tất ứng dụng Có thể thay đổi hàm sẵn có hay tạo hàm chuẩn mới, thao tác thực ngơn ngữ C + Các hàm nội (Internal Function): Đây hàm chức đặc biệt WinCC Người lập trình sử dụng mà không phép thay đổi chúng +Các hàm (Action): Các hàm (Background Function) hiểu đoạn mã liệu chạy ngầm chương trình để xử lý công việc xác định  Các cấu hình hệ thống Wincc 58 WinCC hỗ trợ cấu hình hệ thống từ thấp đến cao ví dụ cấu sau: - Hệ thống dùng máy tính ( sing-user system) - Hệ thống điều khiển dùng nhiều máy tính ( multi-user system) - Cấu trúc client / server có dự phịng - Cấu trúc hệ thống phân tán với nhiều trạm chủ Về nguyên tắc, toàn nhiệm vụ giám sát chia cho nhiều trạm chủ dựa theo cấu trúc nhà máy hay dựa theo chức phận hệ thống 59 CHƯƠNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO BẰNG PLC S7 300 VÀ MÔ PHỎNG TRÊN WINCC Hệ thống trạm trộn bê tơng hồn thành dựa kết hợp chương trình sử dụng ngơn ngữ lập trình PLC S7-300 phần mềm mô WinCC S7300 để tạo thao tác vận hành quy luật hoạt động điều khiển hệ thống 3.1 Sơ đồ thuật toán Khi ấn START hệ thống khởi động, bồn chứa cát, đá, xi măng,trộn mở Các nguyên liệu đưa vào bồn trộn theo thời gian - Băng tải cát hoạt động 8s,băng tải đá hoạt động 12,băng tải xi măng hoạt động 4s Động trộn Trộn thêm 8s Bơm nước bắt đầu hoạt động hoạt động vịng 5s dừng lại Động trộn hoạt động thêm 5s sau pít tơng xả hoạt động Chương trình lặp lặp lại START Nhập số mẻ 60 BT1 CÁT BT2 ĐÁ BT XI MĂNG ĐC NƯỚC ĐC XẢ Hình 3.1 Sơ đồ thuật toán 61 ĐC TRỘN 3.2 Thống kê đầu vào mơ hình Hình 3.2 Đầu vào symbol 3.3 Lập trình hệ thống PLC S7 300 62 63 64 65 66 67 3.4 Kết mơ win cc Hình 3.3 Mơ wincc 68 Một số hình ảnh mơ hình em làm: Hình 3.4 Kết nối mạch với PLC 69 Hình 3.5 Kết nối mạch với PLC 70 KẾT LUẬN Trạm trộn bê tông xi măng máy sản xuất vật liệu xây dựng lớn, có cấu tạo, cách thức điều khiển phức tạp Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế thi cơng mơ hình trạm trộn bê tơng dùng PLC S7 300 mô WIN CC” em thực vấn đề sau: - Tìm hiểu trạm trộn bê tơng xi măng sử dụng Việt Nam Quy trình vận hành, cấu tạo, nguyên lý làm việc ưu nhược điểm - loại trạm Cơ sở thiết bị điều khiển giám sát PLC S7-300 WinCC Tính tốn thiết kế số chi tiết máy trạm Xây dựng chương trình điều khiển giám sát phần mềm PLC S7-300 WinCC Đồ án tốt nghiệp tìm hiểu phần nhỏ trạm trộn bê tông xi măng, kết thu mang tính chất tương đối, đáp ứng phần yêu cầu điều khiển đặt Với kiến thức thời gian có hạn nên đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi sai sót Do em mong nhận góp ý đánh giá quý thầy cô để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Trần Quang Quý, TS Nguyễn Văn Vịnh, TS Nguyễn Bính, Máy thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng, Nhà xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội 2001 [2] PGS TS Phạm Duy Hữu, TS Ngô Xuân Quảng, Vật liệu xây dựng, Nhà xuất [3] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà, Tự động hóa với SIMATIC S7[4] Trần Thu Hà, Phạm Quang Huy, Tự động hóa công nghiệp với Wincc, Nhà xuất 300, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2007.bản Hồng Đức [5] Siemens – Manual PLC S7 – 300, SIEMENS [6] Siemens – WinCC V 7.4, SIEMENS 72 ... nước 1.2 chức cấu tạo trạm trộn 1.2.1 chức trạm trộn bê tông Trạm trộn bê tông chế tạo nhằm sản xuất bê tông với chất lượng tốt đáp ứng nhanh nhu cầu bê tông xây dựng Trạm trộn bê tơng hệ thống máy... tơng xi măng, bê tơng silicát, bê tông thạch cao, bê tông polime, bê tông đặc biệt * Theo loại cốt liệu: Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt, bê tông cốt kim... program Hình 2.13 Giao diện làm việc Hình 2.14 Đặt tên địa vào Hình 2.15 PLC SIM Hình 2.16 Tạo kết nối với PLC Hình 2.17 Tạo drive kết nối PLC Hình 3.1 Sơ đồ thuật tốn Hình 3.2 Đặt địa vào Hình

Ngày đăng: 18/05/2021, 13:04

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] TS. Trần Quang Quý, TS. Nguyễn Văn Vịnh, TS. Nguyễn Bính, Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng, Nhà xuất bản Giao thông Vận tải, Hà Nội 2001 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Máy và thiết bịsản xuất vật liệu xây dựng
Nhà XB: Nhà xuất bản Giao thông Vận tải
[2] PGS. TS. Phạm Duy Hữu, TS. Ngô Xuân Quảng, Vật liệu xây dựng, Nhà xuất bản Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vật liệu xây dựng
[4] Trần Thu Hà, Phạm Quang Huy, Tự động hóa trong công nghiệp với Wincc, Nhà xuất 300, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2007.bản Hồng Đức Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tự động hóa trong công nghiệp với Wincc," Nhàxuất "300
Nhà XB: Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2007.bản Hồng Đức
[5] Siemens – Manual PLC S7 – 300, SIEMENS Sách, tạp chí
Tiêu đề: Siemens – Manual PLC S7 – 300
[3] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà, Tự động hóa với SIMATIC S7- Khác

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w