CHƯƠNG 5 : VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM TRỘN
5.2. Điều khiển trạm trộn
5.2.1. Giới thiệu tổng quát về PLC. 5.2.1.1. Hệ thống điều khiển là gì.
Tổng quát, một hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ, thiết bị điện tử… được kết nối với nhau thành một hê tống cho phép điều khiển một hoạt động sản xuất.
PLC được sử dụng kết hợp với máy tính chủ, điều khiển những hệ thống phức tạp. Ngồi ra PLC cịn có giao diện để kết nối với các thiết bị khác như: bảng điều khiển, động cơ, contact, cuộn dây… Khả năng giao mạng của PLC có thể cho phép chúng phối hợp sử lý, điều khiển hệ thống lớn. Ngồi ra, cịn thể hiện sự linh hoạt trong việc phân loại các hệ thống điều khiển. Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển đóng một vai trị quan trọng, PLC sẽ khơng nhận biết được gì nếu khơng kết nối với thiết bị cảm ứng.
Một vài hình ảnh về hệ thống điều khiển PLC của hãng OMRON:
Hình 5.1. Model CP1E
Hình 5.2. Model CP1L-Micro PLC đa năng
5.2.1.2. Vai trò của PLC. PLC (viết tắt của cụm từ Programmable logic controller) là
có sử dụng bộ điều khiển PLC, thì thiết bị này được coi là phần trung tâm, là bộ não của hệ thống.
PLC nhận thông tin về trạng thái của hệ thống và điều khiển các bộ truyền động theo một tuần tự xác định trong danh sách lệnh: nhận các yêu cầu đầu vào, điều khiển các yêu cầu đầu ra theo thứ tự yêu cầu của bộ sử lý, danh sách lệnh là yêu cầu của người lập trình và được lưu trữ trong bộ nhớ.
5.2.1.3. Các thiết bị nhập và xuất trong PLC. 5.2.1.3.1. Các thiết bị nhập.
Sự thông minh của một hệ thống tự động hoá phụ thuộc vào khả năng đọc các tín hiệu từ các cảm biến tự động của PLC.
Hình thức giao diện cơ bản giưa PLC và các thiết bị nhập là: nút ấn, cầu dao, phím… Ngồi ra, PLC cịn nhận được tín hiệu từ các thiết bị nhận dạng tự động như: công tắc trạng thái, công tắc giới hạn, cảm biến quang điện, cảm biến cấp độ… Các loại tín hiệu nhập đến PLC phải là trạng thái logic ON/OFF hoặc dạng tín hiệu analog. Những tín hiệu ngõ vào này được giao tiếp với PLC qua các modul nhập.
5.2.1.3.2. Thiết bị xuất.
Trong một hệ thống tự động hóa, thiết bị xuất cũng là một yếu tố rất quan trọng. Nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với thiết bị xuất thì hầu như hệ thống sẽ bị tê liệt hoàn toàn. Các thiết bị xuất thường là: động cơ, cuộn dây nam châm, relay, chuông báo… Thông qua hoạt động của motor, các cuộn dây, PLC có thể điều khiển một hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Các loại thiết bị xuất là một phần của hệ thống tự động hóa và vì thế nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu xuất của hệ thống.
5.2.2. So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thường khác.
Hiện nay hệ thống điều khiển PLC đang dần thay thế các hệ thống điều khiển bằng relay, contactor thông thường. Những ưu khuyết điểm của hai hệ thống trên:
+) Hệ thống điều khiển thông thường:
- Tốn khá nhiều thời gian cho việc lắp đặt. - Tốc độ hoạt động chậm.
- Cơng suất tiêu thụ lớn. - Khó bảo quản và sửa chữa. +) Hệ thống điều khiển băng PLC:
- Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80% nên nhỏ gọn hơn. - Công suất tiêu thụ ít hơn.
- Sự thay đổi các ngõ vào, ra và điều khiển hệ thống trở nên dễ dàng hơn nhờ phần mềm điều khiển bằng máy tính hay trên console.
- Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn. - Bảo trì sủa chữa dễ dàng hơn.
- Độ bền và tin cậy vận hành cao hơn.
- Giá thành của hệ thống giảm khi hệ thống tiếp điểm tăng. - Có thiết bị chống nhiễu.
- Ngơn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Dễ lập trình và có thể lập trình trên máy tính, thích hợp cho việc thực hiện các lệnh tuận tự của nó.
- Các modul rời cho phép thay thế hoặc thêm vào khi cần thiết.
Từ những ưu điểm trên ta chọn phần mềm PLC, cụ thể ta chọn phần mềm PLC của hãng OMRON.
5.2.3. Hệ thống điều khiển và giám sát hoạt động thiết bị định lượng.
Khi thiết bị hoạt động, liệu được cấp vào phễu. Bao được đưa vào miệng phễu, cơ cấu kẹp bao sẽ tác động, bao được kẹp chặt, các van điều khiển bắt đầu mở, liệu chảy vào bao. Tùy theo trọng lượng yêu cầu được đóng bao, người thao tác đặt giá trị định lượng yêu cầu mức cân thô và cân tinh ở phần điều khiển (cho cả loại sản phẩm). Khi đạt yêu cầu về trọng lượng, các van điều khiển lần lượt đóng, dừng việc cấp liệu vào bao, cơ cấu kẹp bao thơi tác động.
Hình 5.4. Thiết bị thực nghiệm
5.2.4. Truyền thông giao tiếp với máy tính.
Hình 5.6. Sơ đồ chân cổng COM
Một số chuẩn truyền thông thường dùng trong công ngiệp: RS-232C, RS-449…
Giao diện được thiết lập bằng ngôn ngữ Delphi, nhằm tự động giám sát trang thái thiết bị đóng bao, lưu trữ số liệu, tính sai số, phân tích, in kết quả thu thập.
Hình 5.8. Giao diện giám sát Hình 5.7. Sơ đồ thuật tốn máy tính
Hình 5.9. Giao diện phân tích số liệu
KẾT LUẬN
Trạm trộn bê tông xi măng là một cụm máy sản xuất vật liệu xây dựng lớn, có cấu tạo phức tạp và hồn chỉnh. Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu tính tốn thiết kế trạm trộn bê tông xi măng năng suất 100 m3/h” của em đã thực hiện được những vấn đề sau:
+)Tìm hiểu những trạm trộn BTXM hiện đang được sử dụng ở Việt Nam hiện nay. +)Cấu tạo, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm của từng loại trạm.
+)Tính tốn thiết kế tổng thể một loại trạm trộn BTXM.
+)Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại bộ máy trộn dùng trong trạm. Tính tốn thiết kế loại bộ máy trộn cưỡng bức.
+)Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại hệ thống cấp liệu. Tính tốn thiết kế loại hệ thống cấp liệu dùng băng tải.
+)Tính tốn thiết kế một số chi tiết của các bộ máy trong trạm. +)Tìm hiểu quy trình vận hành trạm trộn BTXM.
Đồ án tốt nghiệp này mới chỉ tìm hiểu được một phần nhỏ của trạm trộn bê tông xi măng, để hiểu được thật kĩ từng hệ thống trong trạm trộn chắc chắn phải mất thêm nhiều thời gian và cơng sức. Những phần cịn chưa rõ em sẽ tiếp tục tìm hiểu trong thời gian ra trường cơng tác, khi em có điều kiện tiếp xúc với thực tế nhiều hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. TS. Trần Quang Quý, TS. Nguyễn Văn Vịnh, TS. Nguyễn Bính. Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng.
NXB Giao thông Vận tải – Hà Nội 2001.
[2]. TS. Nguyễn Thiệu Xuân, PGS. TS. Trần Văn Tuấn, KS. Nguyễn Thị Thanh Mai, ThS. Nguyễn Kiếm Anh.
Máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng. NXB Xây dựng – Hà Nội 2000.
[3]. PGS. TS. Phạm Duy Hữu, TS. Ngô Xuân Quảng. Vật liệu xây dựng.
NXB Giao thông Vận tải – Hà Nội 2004. [4]. Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thường.
Tính tốn máy trục.
NXB Khoa học và kỹ thuật – Hà Nội 1975. [5]. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển.
Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí T1 và T2. NXB Giáo dục – Hà Nội 2002.
[6]. Vũ Đình Lai, Nguyễn Xuân Lựu, Bùi Đình Nghi. Sức bền vật liệu.
NXB Giao thông Vận tải – Hà Nội 2002.
[7]. Hướng dẫn vận hành trạm trộn bê tông xi măng. [8]. Atlat máy sản xuất vật liệu xây dựng.