THIẾT KẾ MÔ HÌNH TRẠM TRỘN BÊ TÔNG NHỰA NÓNG ASPHALT (Vol. 2)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH TRẠM TRỘN BÊ TƠNG NHỰA NĨNG ASPHALT Trưởng mơn : PGS.TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Hồng Quang Sinh viên thực : Nguyễn Ngọc Trung Lớp : KS2-TĐH-K57 MSSV : 20127005 Giáo viên duyệt : Hà nội, 06/2018 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt” em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hồng Quang Các kết thu hoàn toàn thực tế Để hoàn thành đồ án em sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép em xin chịu hồn tồn trách nhiệm Hà Nội, ngày 12 tháng 06 năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Trung MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH i DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC LƯU ĐỒ v LỜI NÓI ĐẦU Tổng quan trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt 1.1 Các khái niệm chung công nghệ sản xuất bê tơng nhựa nóng 1.1.1 Bê tơng nhựa nóng 1.1.2 Trạm trộn bê tơng nhựa nóng 1.2 Nguyên lí hoạt động trạm trộn bê tơng nhựa nóng 1.3 Cấu tạo, nguyên lí hoạt động cụm cấu thành Trạm trộn Thiết kế mô hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt 20 2.1 Mục tiêu đề tài 20 2.2 Cấu tạo mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt 21 2.3 Thiết kế phần cứng mơ hình 24 2.4 Lựa chọn thiết bị sử dụng mơ hình 27 2.4.1 Động DC giảm tốc 5V 27 2.4.2 Xi lanh SMC đường kính 10mm hành trình 50mm 27 2.4.3 Van điện từ khí nén ( Van khí nén 5/2 ) 29 2.4.4 Van điện nước 29 2.4.5 Đầu cân (loadcell) 30 2.4.6 Bộ khuếch đại 33 2.4.7 Khối Relay 35 2.4.8 Khối nguồn 36 2.4.9 PLC S7 300 38 2.5 Mơ hình thực tế 41 Xây dựng hệ thống điều khiển mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng 43 3.1 Lưu đồ điều khiển 43 3.1.1 Lưu đồ thuật toán điều khiển cấp vật liệu 43 3.1.2 Lưu đồ thuật tốn điều khiển phần tháp 44 3.1.3 Thuyết minh lưu đồ 48 3.2 Phân cổng tín hiệu vào, module PLC 50 3.3 Mạch lực điều khiển 51 3.4 Xử lý tín hiệu đầu cân 53 3.5 Cấu hình phần cứng (Hardware) cho PLC S7-315 2-DP 54 3.5.1 Cấu hình thành phần module PLC mục Hardware 54 3.5.2 Cấu hình module CPU 315-2DP 55 3.5.3 Cấu hình module truyền thơng CP343 56 3.5.4 Cấu hình module đầu vào tương tự AI331 57 3.6 Lập trình chương trình điều khiển 58 3.6.1 Các chế độ điều khiển mơ hình Trạm trộn bê tơng nhựa nóng 58 3.6.2 Danh sách ý nghĩa nhớ dùng chương trình 59 3.6.3 Các khối chương trình project 61 3.6.4 Giải thích tóm lược network chương trình 62 3.7 Thiết kế giao diện người dùng HMI 65 3.7.1 Giới thiệu phần mềm WinCC cách kết nối với PLC 65 3.7.2 Thiết kế giao diện HMI cho Hệ thống điều khiển mơ hình Trạm trộn 67 : Vận hành kiểm nghiệm đánh giá hệ thống 75 4.1 Vận hành thực tế để kiểm nghiệm mơ hình 75 4.2 Đánh giá kết đạt 79 4.3 Những hạn chế 80 4.4 Hướng phát triển 80 KẾT LUẬN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC .83 Chương trình lập trình cho khối PLC S7-315 sử dụng ngôn ngữ ladder 83 1.1 Khối OB1 83 1.2 Khối hàm FC1 112 1.3 Khối hàm FC3 118 1.4 Khối hàm FC5 120 1.5 Khối hàm FC8 122 1.6 Khối hàm FC9 124 1.7 Khối hàm FC14 128 1.8 Khối hàm FC15 133 Các chương trình lập trình Global Script phần mềm WinCC 136 2.1 Hàm kết nối WinCC Runtime với Access Database 136 2.2 Hàm Lưu giá trị cấp phối 136 2.3 Hàm Tải giá trị cấp phối 138 2.4 Hàm Xuất lịch sử hoạt động file Excel 140 Danh mục hình ảnh DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Tổng quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt Hình 1.2 Phễu cấp liệu nguội Hình 1.3 Băng tải cao su nằm ngang Hình 1.4 Băng tải cao su nghiêng Hình 1.5 Tang sấy vật liệu 10 Hình 1.6 Băng gầu nóng 11 Hình 1.7 Phễu nóng 13 Hình 1.8 Khối tháp trộn phía 14 Hình 1.9 Hệ thống lọc bụi ướt 15 Hình 1.10 Hệ thống khí nén 16 Hình 1.11 Hệ thống nấu nhựa gián tiếp 17 Hình 1.12 Bàn điều khiển 18 Hình 1.13 Tủ điện động lực 19 Hình 2.1 Sơ đồ phác họa ý tưởng 22 Hình 2.2 Giao diện làm việc phần mềm SolidWorks 24 Hình 2.3 Thiết kế tổng thể mơ hình 25 Hình 2.4 Thiết kế mơ hình thùng chứa nhựa nóng 25 Hình 2.5 Thiết kế mơ hình phễu chứa 25 Hình 2.6 Thiết kế mơ hình phễu cân 26 Hình 2.7 Bản vẽ gia cơng chi tiết 26 Hình 2.8 Động giảm tốc 5V 27 Hình 2.9 Xi lanh CDJ2B10 - 50B 28 Hình 2.10 Van điện từ khí nén airtac 4V110-06 29 Hình 2.11 Van điện từ nước 24V 30 Hình 2.12 Các loại đầu cân 30 Hình 2.13 Loadcell HL-8 5kg 32 Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo INA128 34 i Danh mục hình ảnh Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại 34 Hình 2.16 PCB 3D mạch khuếch đại 35 Hình 2.17 Relay 24V10A SRD-24VDC-SL-C 35 Hình 2.18 PCD 3D mạch nguồn ±12VDC , +5VDC 36 Hình 2.19 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn ±12VDC, +5VDC 37 Hình 2.20 Module PLC thực tế sử dụng mơ hình 40 Hình 2.21 Mơ hình thực tế 42 Hình 2.22 Các cấu chấp hành mơ hình 42 Hình 3.1 Các thành phần tháp 48 Hình 3.2 Mạch động lực mơ hình 51 Hình 3.3 Mạch lực mơ hình 52 Hình 3.4 Phương pháp nội suy tuyến tính 53 Hình 3.5 Cấu hình phần cứng cho PLC 54 Hình 3.6 Cấu hình địa module 55 Hình 3.7 Cấu hình ô nhớ Retentive Memory 55 Hình 3.8 Cấu hình module truyền thơng CP343 56 Hình 3.9 Cấu hình giao thức truyền thơng 56 Hình 3.10 Cấu hình phần cứng Module analog AI331 57 Hình 3.11 Cấu hình đầu vào module analog AI331 57 Hình 3.12 Xây dựng bảng Tags kết nối với PLC 66 Hình 3.13 Xây dựng bảng Tags kết nối với PLC 67 Hình 3.14 Giao diện thiết kế Graphics Designer 67 Hình 3.15 Màn hình trang chủ 68 Hình 3.16 Thiết lập menu 68 Hình 3.17 Màn hình điều khiển trung tâm 69 Hình 3.18 Giao diện HMI rút gọn 69 Hình 3.19 Hộp thoại tải giá trị cấp phối 70 Hình 3.20 Hộp thoại lưu giá trị cấp phối 70 Hình 3.21 Cơng cụ viết chương trình VBS 71 Hình 3.22 Màn hình hiệu chỉnh giá trị đầu cân 71 ii Danh mục hình ảnh Hình 3.23 Màn hình truy xuất Lịch sử hoạt động 72 Hình 3.24 Cửa sổ truy xuất Lịch sử hoạt động 73 Hình 3.25 Xuất báo cáo dạng file Excel 73 Hình 3.26 File Excel xuất báo cáo 73 Hình 3.27 Cơng cụ cấu hình phân quyền điều khiển 74 Hình 4.1 Khởi động trình trộn Tự động 75 Hình 4.2 Bắt đầu xả đá, phụ gia nhựa để cân vật liệu 76 Hình 4.3 Xả đá phụ gia sau cân xong 76 Hình 4.4 Bắt đầu giai đoạn trộn khô 77 Hình 4.5 Xả nhựa vào thùng trộn sau trộn khô 77 Hình 4.6 Giai đoạn trộn ướt 77 Hình 4.7 Kết thúc mẻ công việc xả thảm 78 Hình 4.8 Kết trình trộn 78 iii Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thông số động giảm tốc 5V 27 Bảng 2.2 Thông số xi lanh CDJ2B10 – 50B 28 Bảng 2.3 Thông số van Airtac 4V110-06 29 Bảng 2.4 Ý nghĩa thông số kĩ thuật đầu cân 31 Bảng 2.5 Thông số loadcell HL-8 5kg 33 Bảng 2.6 Thông số Relay 24V10A SRD-24VDC-SL-C 36 Bảng 2.7 Thông số chip LM2576 – 5V 36 Bảng 2.8 Liệt kê số lượng đầu vào/ra PLC cần thiết 40 Bảng 3.1 Phân cổng vào/ra PLC 50 Bảng 3.2 Các ô nhớ quan trọng 59 Bảng 3.3 Các bit nhớ quan trọng 60 Bảng 3.4 Các cổng đầu vào PLC 61 Bảng 3.5 Các cổng đầu PLC 61 Bảng 3.6 Các timer/counter quan trọng 61 iv Phụ lục 129 Phụ lục 130 Phụ lục 131 Phụ lục 132 Phụ lục 1.8 Khối hàm FC15 133 Phụ lục 134 Phụ lục 135 Phụ lục Các chương trình lập trình cơng cụ Global Script phần mềm WinCC 2.1 Hàm kết nối WinCC Runtime với Access Database Public gocn, rsCalib_loadcells, rsLastRecipes, rsList_Recipes, rsRecipes_asphalt, rsLich_su_hoat_dong Sub ActivateDBHandling End Sub Sub ConnectDB Set gocn = CreateObject("ADODB.Connection") Set rsCalib_loadcells = CreateObject("ADODB.Recordset") Set rsLastRecipes = CreateObject("ADODB.Recordset") Set rsList_Recipes = CreateObject("ADODB.Recordset") Set rsRecipes_asphalt = CreateObject("ADODB.Recordset") Set rsLich_su_hoat_dong = CreateObject("ADODB.Recordset") gocn.open("Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source \\VIRTUALWINDOWS7\WinCC_Project_HTDKtramAsphalt\asphalt_data.mdb; Persist Security Info = False") End Sub 2.2 Hàm Lưu giá trị cấp phối Sub Save_Recipes_asphalt(Byval RecipeName, Byval Update) Dim vi_tri Dim i Dim KL_da_1 Dim KL_da_2 Dim KL_PG Dim KL_nhua Dim TG_tron_kho Dim TG_tron_uot 136 = Phụ lục Dim TG_xa_tham Set KL_da_1 = HMIRuntime.Tags ("KLdat_da1") Set KL_da_2 = HMIRuntime.Tags ("KLdat_da2") Set KL_PG = HMIRuntime.Tags ("KLdat_PG") Set KL_nhua = HMIRuntime.Tags ("KLdat_nhua") Set TG_tron_kho = HMIRuntime.Tags ("So_giay_tron_kho") Set TG_tron_uot = HMIRuntime.Tags ("So_giay_tron_uot") Set TG_xa_tham = HMIRuntime.Tags ("So_giay_xa_tham") ActivateDBHandling() connectDB() KL_da_1.Read KL_da_2.Read KL_PG.Read KL_nhua.Read TG_tron_kho.Read TG_tron_uot.Read TG_xa_tham.Read If Update = Then rsRecipes_asphalt.open "SELECT Recipes_name, Recipes_kl_da_1, Recipes_kl_da_2, Recipes_kl_pg, Recipes_kl_nhua, TG_tron_kho, TG_tron_uot, TG_xa_tham FROM Recipes_asphalt",gocn,1,3 rsRecipes_asphalt.Addnew End If If Update = Then rsRecipes_asphalt.open "SELECT Recipes_name, Recipes_kl_da_1, Recipes_kl_da_2, Recipes_kl_pg, Recipes_kl_nhua, TG_tron_kho, 137 Phụ lục TG_tron_uot, TG_xa_tham FROM Recipes_asphalt WHERE((Recipes_name = '"& RecipeName &"')) ORDER BY Recipes_id",gocn,1,3 End If If Not rsRecipes_asphalt.eof Then rsRecipes_asphalt(0).Value = RecipeName rsRecipes_asphalt(1).Value = KL_da_1.Value rsRecipes_asphalt(2).Value = KL_da_2.Value rsRecipes_asphalt(3).Value = KL_PG.Value rsRecipes_asphalt(4).Value = KL_nhua.Value rsRecipes_asphalt(5).Value = TG_tron_kho.Value rsRecipes_asphalt(6).Value = TG_tron_uot.Value rsRecipes_asphalt(7).Value = TG_xa_tham.Value rsRecipes_asphalt.update rsRecipes_asphalt.close Else MsgBox "Không lưu được",vbOKOnly, "" End If gocn.close End Sub 2.3 Hàm Tải giá trị cấp phối Sub Load_Recipes_asphalt(Byval RecipeName) Dim vi_tri Dim i Dim KL_da_1 Dim KL_da_2 Dim KL_PG Dim KL_nhua Dim TG_tron_kho Dim TG_tron_uot 138 Phụ lục Dim TG_xa_tham Set KL_da_1=HMIRuntime.Tags ("KLdat_da1") Set KL_da_2=HMIRuntime.Tags ("KLdat_da2") Set KL_PG=HMIRuntime.Tags ("KLdat_PG") Set KL_nhua=HMIRuntime.Tags ("KLdat_nhua") Set TG_tron_kho=HMIRuntime.Tags ("So_giay_tron_kho") Set TG_tron_uot=HMIRuntime.Tags ("So_giay_tron_uot") Set TG_xa_tham=HMIRuntime.Tags ("So_giay_xa_tham") ActivateDBHandling() connectDB() rsRecipes_asphalt.open "SELECT Recipes_name, Recipes_kl_da_1, Recipes_kl_da_2, Recipes_kl_pg, Recipes_kl_nhua, TG_tron_kho, TG_tron_uot, TG_xa_tham FROM Recipes_asphalt WHERE((Recipes_name = '"& RecipeName &"')) ORDER BY Recipes_id",gocn,1,3 If Not rsRecipes_asphalt.eof Then KL_da_1.Value = rsRecipes_asphalt(1).Value KL_da_2.Value = rsRecipes_asphalt(2).Value KL_PG.Value = rsRecipes_asphalt(3).Value KL_nhua.Value = rsRecipes_asphalt(4).Value TG_tron_kho.Value = rsRecipes_asphalt(5).Value TG_tron_uot.Value = rsRecipes_asphalt(6).Value TG_xa_tham.Value = rsRecipes_asphalt(7).Value KL_da_1.Write KL_da_2.Write KL_PG.Write KL_nhua.Write 139 Phụ lục TG_tron_kho.Write TG_tron_uot.Write TG_xa_tham.Write rsRecipes_asphalt.close Else MsgBox "Khơng có liệu trả về",vbOKOnly, "" End If gocn.Close End Sub 2.4 Hàm Xuất lịch sử hoạt động file Excel Sub Export_Excel() Dim trang_thai Dim Ngay_tron Dim Gio_tron Dim So_me_dat Dim So_me_hoan_thanh Dim KL_da_1 Dim KL_da_2 Dim KL_PG Dim KL_nhua Dim TG_tron_kho Dim TG_tron_uot Dim TG_xa_tham Dim Tong_da1_dat Dim Tong_da2_dat Dim Tong_PG_dat Dim Tong_nhua_dat Dim Tong_da1_thuc Dim Tong_da2_thuc 140 Phụ lục Dim Tong_PG_thuc Dim Tong_nhua_thuc Dim Duong_dan_file Dim Che_do Set trang_thai = HMIRuntime.Tags ("Excel_trang_thai") Set Ngay_tron = HMIRuntime.Tags ("Excel_Ngay_tron") Set Gio_tron = HMIRuntime.Tags ("Excel_Gio_tron") Set So_me_dat = HMIRuntime.Tags ("Excel_So_me_dat") Set So_me_hoan_thanh = HMIRuntime.Tags ("Excel_So_me_hoan_thanh") Set KL_da_1 = HMIRuntime.Tags ("Excel_KL_da_1") Set KL_da_2 = HMIRuntime.Tags ("Excel_KL_da_2") Set KL_PG = HMIRuntime.Tags ("Excel_KL_PG") Set KL_nhua = HMIRuntime.Tags ("Excel_KL_nhua") Set TG_tron_kho = HMIRuntime.Tags ("Excel_thoi_gian_tron_kho") Set TG_tron_uot = HMIRuntime.Tags ("Excel_thoi_gian_tron_uot") Set TG_xa_tham = HMIRuntime.Tags ("Excel_thoi_gian_xa_tham") Set Tong_da1_dat = HMIRuntime.Tags ("Excel_tong_da1_dat") Set Tong_da2_dat = HMIRuntime.Tags ("Excel_tong_da2_dat") Set Tong_PG_dat = HMIRuntime.Tags ("Excel_tong_PG_dat") Set Tong_nhua_dat = HMIRuntime.Tags ("Excel_tong_nhua_dat") Set Tong_da1_thuc = HMIRuntime.Tags ("Excel_tong_da1_thuc") Set Tong_da2_thuc = HMIRuntime.Tags ("Excel_tong_da2_thuc") Set Tong_PG_thuc = HMIRuntime.Tags ("Excel_tong_PG_thuc") Set Tong_nhua_thuc = HMIRuntime.Tags ("Excel_tong_nhua_thuc") Set Duong_dan_file = HMIRuntime.Tags ("Excel_duong_dan_file") Set Che_do = HMIRuntime.Tags ("Excel_Che_do") Ngay_tron.Read Gio_tron.Read trang_thai.Read 141 Phụ lục So_me_dat.Read So_me_hoan_thanh.Read KL_da_1.Read KL_da_2.Read KL_PG.Read KL_nhua.Read TG_tron_kho.Read TG_tron_uot.Read TG_xa_tham.Read Tong_da1_dat.Read Tong_da2_dat.Read Tong_PG_dat.Read Tong_nhua_dat.Read Tong_da1_thuc.Read Tong_da2_thuc.Read Tong_PG_thuc.Read Tong_nhua_thuc.Read Duong_dan_file.Read Che_do.Read Set a = CreateObject ("Excel.Application") a.Visible = True a.Workbooks.Open "C:\Users\Virtual Windows 7\Desktop\DATN ASPHALT\WINCC HTDKtramAsphalt\Vidu.xls" a.Cells(4, 3).Value = Che_do.Value a.Cells(5, 3).Value = Ngay_tron.Value a.Cells(6, 3).Value = Gio_tron.Value a.Cells(7, 3).Value = trang_thai.Value a.Cells(8, 3).Value = So_me_dat.Value a.Cells(9, 3).Value = So_me_hoan_thanh.Value a.Cells(10, 3).Value = TG_tron_kho.Value 142 Phụ lục a.Cells(11, 3).Value = TG_tron_uot.Value a.Cells(12, 3).Value = TG_xa_tham.Value a.Cells(15, 3).Value = KL_da_1.Value a.Cells(16, 3).Value = KL_da_2.Value a.Cells(17, 3).Value = KL_PG.Value a.Cells(18, 3).Value = KL_nhua.Value a.Cells(15, 4).Value = Tong_da1_dat.Value a.Cells(16, 4).Value = Tong_da2_dat.Value a.Cells(17, 4).Value = Tong_PG_dat.Value a.Cells(18, 4).Value = Tong_nhua_dat.Value a.Cells(15, 5).Value = Tong_da1_thuc.Value a.Cells(16, 5).Value = Tong_da2_thuc.Value a.Cells(17, 5).Value = Tong_PG_thuc.Value a.Cells(18, 5).Value = Tong_nhua_thuc.Value a.ActiveWorkbook.SaveAs ("C:\Users\Virtual Asphalt\"& Duong_dan_file.Value &".xls") 'a.Workbooks.Close 'a.Quit Set a = Nothing End Sub 143 Windows 7\Desktop\Bao cao ... trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt Hình 2.3 Thiết kế tổng thể mơ hình Hình 2.4 Thiết kế mơ hình thùng chứa nhựa nóng Hình 2.5 Thiết kế mơ hình phễu chứa 25 Chương 2: Thiết kế Mơ hình trạm trộn bê tơng... quan Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt Tổng quan trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt 1.1 Các khái niệm chung cơng nghệ sản xuất bê tơng nhựa nóng 1.1.1 Bê tơng nhựa nóng a Bê tơng nhựa nóng Bê. .. Loại bê tông hạt mịn dung cho lớp mặt có cỡ hạt lớp 5(mm) Chương 1: Tổng quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt 1.1.2 Trạm trộn bê tơng nhựa nóng a Trạm bê tơng nhựa nóng Trạm trộn bê tơng nhựa