Thiết kế hệ thống trộn bê tông tươi 30m3/h bằng PLC S7-200

Cấu tạo chung

Nếu ở chế độ tự động người vận hành chỉ còn thao tác nhấn nút khởi động trên bàn điều khiển, sau đó máy tự động cân đo khối lượng các loại nguyên vật liệu theo đúng tỷ lệ đã đặt trước, băng truyền chuyển cốt liệu vào thùng trộn, xi măng được xả máy thực hiện quá trình trộn khô, hết thời gian trộn khô máy xả nước cùng phụ gia, quá trình trộn ướt bắt đầu, hết thời gian trộn ướt, máy xả bê tông xuống các xe chứa và báo cho người vận hành biết khi kết thúc công việc. Ví dụ như: Người vận hành nhấn nút cấp xi măng thì máy lập tức xả xi măng xuống thựng cõn, khối lượng cua xi măng được người sử dụng theo dừi trên bộ phận hiển thị và khi đủ khối lượng cần thiết người vận hành nhấn nút để ngừng quá trình cấp xi măng.

Chế độ hoạt động bằng tay

Nhán nút cấp cát đồng thời cấp xi măng nước và phụ gia người vận hành theo dừi chỉ số cõn trờn thiết bị hiển thị khối lượng khi thấy đủ nhấn một lần nữa vào các nút cấp để dừng quá trình cấp. Riêng với cấp cốt liệu phải sau khi ta đã cấp cát ta mới lần lượt cấp đá nhỏ và đá to, sau khi đã cấp đủ các nguyên vật liệu ta sẽ đến quá trình đưa chúng vào thùng trộn bê tong với các thao tác sau: Nhấn nút chạy xe skíp trở cốt liệu, chờ ổn định (khoảng 2 giây) và nhấn nút xả cốt liệu đồng thời nhấn nút xả xi măng, do động cơ trộn luôn chạy trong quá trình hoạt động nên sau khi xả xong cốt liệu và xi măng coi như máy đang trộn bê tông khô.

Chế độ hoạt động tự động

Riêng với cấp cốt liệu phải sau khi ta đã cấp cát ta mới lần lượt cấp đá nhỏ và đá to, sau khi đã cấp đủ các nguyên vật liệu ta sẽ đến quá trình đưa chúng vào thùng trộn bê tong với các thao tác sau: Nhấn nút chạy xe skíp trở cốt liệu, chờ ổn định (khoảng 2 giây) và nhấn nút xả cốt liệu đồng thời nhấn nút xả xi măng, do động cơ trộn luôn chạy trong quá trình hoạt động nên sau khi xả xong cốt liệu và xi măng coi như máy đang trộn bê tông khô. Sau khoảng thời gian trộn khô người vận hành nhấn nút xả nước và phụ gia bắt đầu quá trình trộn ướt. Sau thời gian trộn ướt mẻ bê tông đã được hoàn thành người vận hành chỉ việc nhấn nút xả bê tông. ổn định cân và hệ thống). Nếu thùng trộn đang không trộn và cửa xả của thùng trộn đã đóng thì cốt liệu và xi măng sẽ được tự động đưa vào thùng trộn theo cách sau: Se skíp trở cốt liệu chạy sau 1 giây thùng cân cốt liệu mở cửa xả, cốt liệu theo băng truyền đổ xuống thùng trộn.

Cấu trúc hệ điều khiển trạm trộn bê tông tươi

Ngày nay với sự ra đời và phát triển của thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) hoạt động tin cậy và thích hợp trong môi trường công nghiệp, khắc phục được các nhược điểm của máy tính, do đó việc trình bày hệ thống hoàn toàn cho phép ta lựa chọn giải pháp kết hợp khả năng của máy tính và PLC điều khiển chi phớ thấp mà chất lượng hệ thống được nõng cao rừ rệt.  Cân bằng phương pháp cân tự động: Sử dụng các Load cell cảm biến áp lực, khi có trọng lượng đè lên Load cell, làm thay đổi giá trị điện trở nội của Load cell, giá trị này gửi về bộ điều khiển trung tâm đẻ giải quyết.

Tính toán mạch lực cho trạm trộn bê tông

Tính toán hệ thống cung cấp điện cho hệ thống trạm trộn

Chọn áttômát động cơ kéo vít tải xiên có dòng định mức Iđm = 16A Chọn khởi động từ có dòng định mức Iđm = 30A. Chọn áttômát động cơ kéo vít tải đứng có dòng định mức Iđm = 16A Chọn khởi động từ có dòng định mức Iđm = 30A.

Thiết kế mạch điều khiển

Mạch điều khiển

Đầu vào I0.3: nhận tín hiệu chế độ hoạt động tự động hoạc bằng tay cho cân cốt liệu. Đầu vào I0.5: nhận tín hiệu chế độ hoạt động tự động hoạc bằng tay cho cửa xả bêtông. Đầu vào I0.6: nhận tín hiệu PE1, tín hiệu báo kênh cân 1 của BUCODAT đang hoạt động.

Đầu vào I0.7: nhận tín hiệu EM1, tín hiệu báo mức rỗng của kênh cân 1 do BUCODAT gửi về. Đầu vào I1.2: nhận tín hiệu EM2, tín hiệu báo mức rỗng của kênh cân 2 do BUCODAT gửi về.  Công tắc hành trình ĐT2: báo trạng thái xe skíp, cửa xả ximăng, cửa xả nước ở vị trí mở (đang xả cốt liệu ) vào cối trộn.

 Công tắc hành trình HCL: hạn chế đi lên của xe skíp không qua khỏi điểm xả cốt liệu, đảm bảo an toàn cho xe skíp.  Công tắc hành trình HCX: hạn chế đi xuống của xe skíp không qua khỏi điểm đợi cốt liệu, đảm bảo an toàn cho xe skíp.  Rơle thời gian T1: tạo khoảng thời gian trễ không cho vít tải xiên và vít phụ khởi động đồng thời.

Mạch nhận tín hiệu cân

Yêu cầu đặt ra đối với phần mềm điều khiển và giám sát

Ở đây chưa tính đến sự sai lệch khối lượng do quán tính, và lượng vật liệu rơi trong khoảng không giữa thùng xả và thùng cân, vấn đề này cũng được giải quyết nhờ khả năng bù khối lượng và kinh nghiệm của người vận hành. Trạm trộn bê tông là cơ sở sản xuất bê tông đồng thời cũng là đơn vị kinh doanh do vậy ngoài vấn đề kỹ thuật, còn có cả vấn đề quản lý hành chính, phần mềm điều khiển và giám sát phải có khả năng nhập, lưu giữ, tìm kiếm và sửa đổi thông tin về khách hàng. Để trộn một lần ta chỉ có hai thông tin là: khối lượng bê tông và mác bê tông do khách hàng cung cấp.

Trong khi đó PLC cần đầy đủ thông tin về khối lượng của các loại nguyên vật liệu để hoạt động, do vậy phần mềm điều khiển giám sát phải tính toán và đáp ứng đủ thông tin cho PLC. Gọi: Tổng khối lượng bê tông là TKL (m3) Khối lượng nước cho một mẻ là SM.

Sơ đồ vận hành hệ thống trạm trộn bê tông 1. Sơ đồ

Bao gồm các công việc, kiểm tra lưới điện, kiểm tra hệ thống máy móc, nếu tốt thì cấp nguồn cho hệ thống, khởi động máy tính để bàn (PC), khởi động phần mềm điều khiển trạm trộn bê tông. Bước 2: Nhập dữ liệu vào máy tính và truyền xuống PLC Nhập tên tuổi, biển số xe, địa chỉ của khách hàng. Gặp sự cố có thể nhấn nút Dừng Tổng, hay chuyển sang điều khiển bằng tay, để thao tác hết mẻ đó.

Sau khi trộn đủ số mẻ khách hàng yêu cầu, còi báo keo lên báo hiệu hoàn tất công việc, nếu không có khách hàng tiếp theo ta sẽ dừng máy bằng cách nhấn nút dừng tổng, hệ thống ngừng hoạt động, ra khỏi phần mềm điều khiển trạm trộn bê tông trên máy tính để bàn, tắt máy, cắt nguồn điện.  Cân sẽ không chạy tự động khi 2 công tắc hành trình báo đóng ở thùng cân cốt liệu và xi măng làm việc không tốt.  Không được để nguyên liệu bám quá nhiều vào các thùng cân đặc biệt là thùng cân xi măng.

Trong toàn bộ 4 chương của đồ án em đã cố gắng giải quyết đầy đủ các vấn đề liên quan tới cấu tạo và chủ yếu là hệ điều khiển trạm trộn bê tông tươi. Thiết kế phần mềm điều khiển trạm trộn bê tông, sử dụng PLC S7-200 của hãng Siemens. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Cung và các thầy giáo trong bộ môn Tự Động Hoá Xí Nghiệp Sản Xuât đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.