Đặc điểm:
- Nhiệt độ nhựa đũi hỏi được khống chế một cỏch chớnh xỏc (khoảng 140- 160OC). Nhiệt độ thấp quỏ, nhựa đường sẽ chưa chảy loóng, khú bơm dẫn và tưới đều vào cốt liệu. Nhiệt độ cao quỏ khiến nhựa đường bị chỏy vàng, mất độ
kết dớnh.
- Nhựa đường đụng đặc là một khối cứng, cú dẫn nhiệt kộm. Do vậy, cần gia nhiệt với tốc độ chậm và thời gian khỏ dài (1-2h).
- Nhựa đường chịu quỏ nhiệt kộm hơn so với cốt liệu. Nếu gia nhiệt trực tiếp, tại bề mặt tiếp xỳc (qua thành nồi đun nhựa), nhiệt độ của ngọn lửa quỏ cao cú thể làm biến chất vật liệu.
- Nhựa đường và dầu đều là chất dễ chỏy, do vậy, cần đảm bảo an toàn chỏy nổ cho thiết bị.
Do vậy, đối với BTNN, nhất thiết phải sử dụng hệ thống nấu nhựa giỏn tiếp thụng qua chất dẫn nhiệt trung gian (thường là dầu chịu nhiệt). Xem sơ đồ
trờn sơ đồ cụng nghệ trạm BTNN.
Dầu chịu nhiệt được gia nhiệt ở kột sấy dầu lờn tới 150-180OC. Do dầu cú
độ linh hoạt và khả năng truyền nhiệt cao nờn khụng cú hiện tượng quỏ nhiệt trong khối dầu.
Bơm tuần hoàn dẫn dầu núng chạy qua cỏc đường ống dẫn nhiệt chạy trong kột sấy nhựa đường. Nhiệt lượng được truyền sang nhựa đường thụng qua bề mặt ống dẫn nhiệt. Để tăng hiệu quả truyền nhiệt, ống được bố trớ chữ chi. Do nhiệt độ của dầu khụng cao và bề mặt tiếp xỳc lớn, nờn khối nhựa đường được gia nhiệt đồng đều, khụng bị quỏ nhiệt.
Thụng thường, để sấy nhựa đường từ nhiệt độ mụi trường lờn nhiệt độ làm việc, cần từ 2-4 giờ. Cú thể sử dụng 1 kột sấy dầu cho 2 kột sấy nhựa tuần hoàn
để giảm thời gian chờ sấy nhựa.
Để đảm bảo an toàn chỏy nổ, nhiệt độ của hệ thống cần phải được khống chế chặt chẽ. Cỏc vị trớ kiểm soỏt nhiệt độđược bố trớ như sau:
- Tại gần đỏy của kột dầu: Đo nhiệt độ dầu trong kột. Nhiệt độ này được
đưa vào vũng phản hồi gần để khống chế nhiệt độ kột dầu trong khoảng 150- 180oC. Nếu nhiệt độ thấp quỏ, lượng dầu đốt sẽđược tăng lờn. Nếu nhiệt độ cao quỏ, lượng dầu cấp vào sẽ bị điều chỉnh giảm đi hoặc tắt hẳn đầu đốt.
- Tại đường dầu đi và đường dầu về để kiểm soỏt quỏ trỡnh trao đổi nhiệt giữa dầu và nhựa. Chỉ được tắt động cơ bơm tuần hoàn sau khi tắt lũ một thời gian đủ dài và khi nhiệt độ dầu đi giảm xuống dưới 170OC.
- Gần đường cấp nhựa đi: Đo nhiệt độ của nhựa đường đó đạt nhiệt độ
làm việc chưa. Nhiệt độ này được đưa vào vũng phản hồi xa để tắt/bật đầu đốt dầu.
- Trước hoặc sau van cấp nhựa: Đo nhiệt độ của nhựa đường trước khi cấp nhựa.
- Trờn đường phun nhựa: Đối với cỏc trạm khụng sử dụng bơm phun nhựa, phải đảm bảo nhựa đường đủ lỏng để chảy vào buồng trộn. Do vậy, cú thể
cần sấy đường ống dẫn nhựa từ buồng cõn vào buồng trộn. Khi đú, nhiệt độ này sẽđược đưa đến bộ kiểm soỏt nhiệt độđường ống. Bộ này sẽđúng cắt thanh sấy (bằng điện) sấy đường ống dẫn nhựa.
Đ5. Hệ thống điện động lực I. Đặc điểm chung:
Hệ thống truyền động của trạm trộn bờ tụng nhựa núng khỏ phức tạp, với nhiều dạng chuyển động khỏc nhau.
Tất cả cỏc động cơđều sử dụng động cơ 3 pha rotor lồng súc do những ưu
điểm của loại động cơ này thớch hợp với điều kiện làm việc của trạm.
Mạch điện trong tủ động lực của mỗi động cơ bao gồm: Aptomat, contactor, rơ le nhiệt, đồng hồ chỉ thị dũng, đốn bỏo làm việc
Trang bịđiện toàn trạm: - Aptomat tổng.
- Đồng hồ bỏo dũng, ỏp cỏc pha. - Đốn bỏo nguồn, bỏo sự cố.
- Chuyển mạch liờn khúa làm việc/kiểm tra.
Trong dõy chuyền cấp liệu, ở trạng thỏi làm việc, cỏc động cơ được khởi
động theo nguyờn tắc: động cơ ở cuối dõy chuyền khởi động trước.
Đối với cỏc động cơ độc lập, được khởi động theo nguyờn tắc động cơ
cụng suất lớn khởi động trước. II. Cỏc sơ đồ khởi động cơ bản: Động cơ 3 pha khởi động trực tiếp khụng đảo chiều: Sử dụng cho cỏc động cơ cụng suất nhỏ, tải nhẹ, khụng đảo chiều: Động cơ rung, động cơ băng tải ngắn, động cơ vớt tải… Đặc điểm: - Dũng khởi động lớn (gấp 5-7 lần dũng định mức) - Momen khởi động lớn. Hỡnh 25: Sơđồ khởi động 3 pha trực tiếp At CN M Rn
Động cơ 3 pha khởi động trực tiếp cú đảo chiều: Sử dụng cho cỏc động cơ cụng suất nhỏ, cú đảo chiều: Động cơ bơm chuyển nhựa đường núng. Đặc điểm: - Dũng khởi động lớn - Cú đảo chiều. - Cần cú cơ chế liờn khúa chống chuyển trực tiếp giữa thuận-nghịch để chống quỏ tải trờn trục động cơ và mạch động lực Hỡnh 26: Sơđồ khởi động 3 pha trực tiếp cú đảo chiều At t M Rn n
Động cơ 3 pha khởi động sao/tam giỏc: Sử dụng cho cỏc động cơ cụng suất lớn, khụng đảo chiều.
Hỡnh 27: Sơđồ khởi động 3 pha sao tam giỏc khụng đảo chiều
Sơ đồ khởi động 3 pha sao tam giỏc cú đảo chiều ớt được sử dụng trong thực tế
do tương đối phức tạp, dễ sự cố. Trong những trường hợp cú đảo chiều, người ta cố gắng sử dụng sơ đồ khởi động 3 pha trực tiếp cú đảo chiều. Khi đú, dũng bảo vệ của rơ le nhiệt và dũng đúng cắt của contactor sẽ lớn hơn, động cơ khởi động cũng đột ngột hơn. Rn At NG M TG sao a b c a b c
III. Cấu trỳc chi tiết hệ thống điện động lực: Bảng 6: Đặc tớnh cơ bản hệ thống điện động lực trạm trộn 45T/h Bảng 6: Đặc tớnh cơ bản hệ thống điện động lực trạm trộn 45T/h STT Vị trớ làm việc Số lượng Cụng suất định mức Đặc điểm làm việc/Sơđồ khởi động 1 Động cơ rung phễu cấp liệu 4 0,8kW 2400vg/ph KĐ trực tiếp, khụng đảo chiều 2 Băng tải cao su 1 1,5kW KĐ trực tiếp/khụng đảo chiều 3 Vớt tải bột đỏ 2 1,5kW Khởi động trực tiếp/khụng đảo chiều 4 Băng gầu nguội 1 1,5kW Khởi động trực tiếp/khụng đảo chiều 5 Băng gầu núng 1 3,7kW Khởi động trực tiếp/khụng đảo chiều 6 Tang sấy 1 11kW Khởi động trực tiếp/khụng đảo chiều 7 Sàng rung 1 3,7kW Khởi động trực tiếp/khụng đảo chiều 8 Bơm phun nhựa 1 1,5kW Khởi động trực tiếp/khụng đảo chiều 9 Bơm nhựa 1 2,2kW Khởi động trực tiếp cú đảo chiều 10 Bơm dầu tuần hoàn 1 0,8kW Khởi động trực tiếp cú đảo chiều 11 Động cơ trộn 1 15kW Khởi động sao/tam giỏc 12 Quạt hỳt bụi 1 30kW Khởi động sao/tam giỏc 13 Mỏy nộn khớ 1 3,5kW Khởi động trực tiếp bởi rơle ỏp suất
Đ6. Hệ thống điện điều khiển I. Đặc điểm chung
Hệ thống điện điều khiển của trạm trộn BTNN thực hiện những nhiệm vụ sau: - Hệđiều khiển trung tõm: Giỏm sỏt, điều khiển hệ thống.
- Giao tiếp với cỏc cảm biến, thiết bị đo bờn ngoài để thu thập thụng tin.
- Khuếch đại tớn hiệu điều khiển từ bộ điều khiển trung tõm, đưa đến cỏc khõu chấp hành (cỏc contactor điều khiển động cơ, sấy..., cỏc van khớ nộn chấp hành). (* Sơ đồđiện điều khiển
II. Nhúm tớn hiệu logic đầu vào
III. Nhúm tớn hiệu analog đầu vào.
Đ7. Lập trỡnh tự động húa trạm trộn BTNN
Để tiến hành lập trỡnh PLC cho một hệ thống, cần thực hiện cỏc cụng việc sau: - Khảo sỏt cụng nghệ
- Phõn chia chu trỡnh
- Xõy dựng graphcet và liờn khúa cho cỏc chu trỡnh - Định nghĩa cỏc biến trạng thỏi
- Phõn chia vựng địa chỉ bộ nhớ và vựng địa chỉ của cỏc thiết bị. - Định nghĩa cỏc biến vào ra.
- Lập trỡnh ladder theo graphcet đó được định nghĩa.
Sau đõy ta sẽ tiến hành khảo sỏt và lập trỡnh cho trạm trộn asphalt 45t/h
I. Khảo sỏt cụng nghệ
Quy trỡnh vận hành trạm trộn
Trờn cơ sở yờu cầu cụng nghệ trạm trộn asphalt, tuỳ theo thời điểm sản xuất và cụng nghệ chế tạo, người ta sử dụng cỏc phương phỏp điều khiển như
sau:
* Phương phỏp điều khiển bằng tay. * Phương phỏp điều khiển tựđộng.
1.1. Phương phỏp điều khiển bằng tay.
Đõy là phương phỏp điều khiển trực tiếp, ỏp dụng cho cỏc trạm trộn thế hệ đầu tiờn hoặc khi hệ thống điều khiển cú sự cố, cần khắc phục tạm thời hoặc sửa chữa. Điều khiển trạm trộn chủ yếu thao tỏc bằng tay với cỏc nỳt bấm.Yờu cầu
đặt ra cho người điều khiển trạm là phải cú tay nghề thành thạo, am hiểu cỏc tớnh năng kỹ thuật của trạm. Cỏc quy tắc vận hành phải được tuõn thủ tuyệt đối theo quy trỡnh kỹ thuật. Năng suất trạm và chất lượng thảm phụ thuộc vào kinh nghiệm của người vận hành điều khiển trạm. Do vậy năng xuất trạm thường khụng cao, chất lượng thảm kộm. Phương phỏp điều khiển này khụng được ỏp dụng trong quỏ trỡnh trạm làm việc bỡnh thường.
1.2. Phương phỏp điều khiển tự động.
Việc định lượng vật liệu, tớnh thời gian trộn, quỏ trỡnh trộn, quỏ trỡnh xả đều được thực hiện tựđộng.
Tự động hoỏ hoàn toàn trạm trộn làm cho cụng tỏc vận hành trở nờn đơn giản, năng suất trạm nõng cao, chất lượng thảm nõng cao, tiết kiệm nguyờn vật liệu, năng lượng.
Thụng thường hệ thống điều khiển tự động cũn cho cú khả năng giỏm sỏt và thu thập dữ liệu (SCADA) hỗ trợ quỏ trỡnh quản lý sản xuất.
Quỏ trỡnh sản xuất asphalt là tổng hợp của 3 hệ thống:
Hệ thống định lượng: Cấp liệu nguội, vận chuyển bằng cỏc băng tải và băng gầu, cõn, trộn, xả...).
Điều khiển chu trỡnh: Kiểm soỏt quỏ trỡnh nạp liệu, trộn, xả. Hệ thống gia nhiệt: tang sấy và nhựa núng.
Những chức năng chớnh của hệ điều khiển giỏm sỏt trạm trộn BTNN:
- Điều khiển cấp liệu và định lượng cỏc thành phần mẻ trộn theo tỷ
lệ mà mỏc bờ tụng yờu cầu.
- Cộng dồn tổng số mẻ theo xe (cõn điện tử số theo phương phỏp cộng dồn)
- Tự động vận chuyển hỗn hợp cốt liệu (nguội và núng), trộn, xả
trộn theo một trỡnh tự và thời gian hợp lý đảm bảo chất lượng sản phẩm và hiệu quả làm việc của trạm
- Kiểm soỏt trạng thỏi hoạt động toàn bộ hoạt động bộ trạm, gồm cỏc động cơ điện, cỏc cụng tỏc hành trỡnh, nhiệt độ tại cỏc thời điểm cần thiết,... và đưa ra những cảnh bỏo về cỏc sự cố, lỗi, quỏ nhiệt cho phộp.
- Kiểm soỏt nguyờn liệu đầu vào và sản phẩm đầu ra. Kết xuất cỏc bỏo cỏo sản xuất và bỏo cỏo thống kờ theo yờu cầu.
* Việc điều khiển hoạt động của toàn bộ thảm trộn cú thể thực hiện hoàn toàn tự động từ mỏy tớnh, từ màn hỡnh điều khiển HMI hoặc bỏn tự động khi sử dụng bàn điều khiển.
Ngoài chức năng chớnh là điều khiển quỏ trỡnh cõn trộn, PLC tự động
điều khiển van cấp và hồi phụ gia, tự động phỏt hiện mất điện lưới nếu đang cõn trộn và phỏt lệnh chuyển đổi nguồn điện. Ngoài ra PLC cũn tham gia quỏ trỡnh đúng mở cỏc động cơ ngoài quỏ trỡnh trộn theo một quy định riờng.
Để đảm bảo cho bờ tụng asphalt cú chất lượng cao thỡ thời gian thực hiện cỏc cụng đoạn phải được khống chế như sau: trộn khụ (hỗn hợp cốt liệu núng với phụ gia) tối thiểu 5s, trộn ướt khoảng từ 10sữ60s, xả bờ tụng asphalt cú thể thay đổi từ 1s đến 10s.
Chế độ hoạt động tựđộng của trạm cú thể thực hiện từ mỏy tớnh hoặc từ màn hỡnh điều khiển tuỳ thuộc vào cỏc tỡnh trạng kỹ thuật của cỏc thiết bị
1.3. Quỏ trỡnh vận hành trạm trộn.
1.3.1. Cụng tỏc chuẩn bị trước khi vận hành.
* Kiểm tra cỏc yếu tố an toàn vềđiện, về cơ cấu quy định an toàn. Tiến hành bơm mỡ bụi trơn cỏc vị trớ quy định như băng gầu núng. sàng, tang sấy...
* Kiểm tra lại mức nhiờn liệu (dầu FO) và cỏc loại vật liệu như: Cỏt,
đỏ, phụ gia và cỏc cửa định lượng của cỏc phễu. * Kiểm tra nhựa đó đủ số lượng và nhiệt độ.
* Kiểm tra tất cả cỏc bơm nhựa quay trơn, cỏc van nhựa van đó thụng và xoay nhẹ tay.
* Cho bơm nhựa chạy tuần hoàn 10 phỳt trước khi chạy chớnh thức. * ễ tụ chở thảm núng đó chờ sẵn.
* Tất cả cụng nhõn vào vị trớ làm việc.
*Chạy thử khụng tải toàn bộ trạm 10 phỳt trước khi tiến hành trộn chớnh thức để kiểm tra tất cả cơ cấu chuyển động cơ khớ; Đảm bảo tất cả thiết bị bỡnh thường trước khi trộn chớnh thức.
1.3.2. Khởi động toàn trạm.
Sau khi yếu tố chuẩn bị trước khi vận hành đạt yờu cầu mới tiến hành trộn chớnh thức bằng viễc khởi động toàn trạm và điều khiển trung tõm theo thứ tự :
1.Bấm chuụng bỏo hiệu khởi động. 2.Khởi động sẵn sàng
3. Khởi động quạt hỳt (sau khi đó đúng cửa điều tiết quạt giú) 4.Khởi động bằng gầu núng
5. Khởi động tang sấy.
6. Khởi động đầu đốt và chớnh thức, tang sấy (sau khi đó mở cửa điều tiết quạt hỳt) 7. Khởi động băng gầu nguội 8. Khởi động băng tải cao su. 9. Khởi động mỏy khớ nộn 10.Khởi động thựng trộn 11.Khởi động băng gầu phụ gia và cỏc vớt xoắn (nhưng chưa cho bột phụ gia vào)
12. Khởi động bơm nhựa cho chạy tuần hoàn (10 phỳt trướckhi chạy chớnh thức)
13. Khởi động bơm nước lọc ẩm. 14. Cấp vật liệu vào tang
Sấy bằng việc khởi động tiếp tục cỏc mỏng rung.
Sau khi thao tỏc khởi động toàn trạm như trờn, vật liệu đó lờn đủ
(thường khoảng từ 5-7 phỳt sau khi chớnh thức cho vật liệu vào tang sấy) Trước khi tiến hành trộn chớnh thức phải trộn vệ sinh làm núng buồng trộn bằng vật liệu cỏt, đỏ trước (khụng cho nhựa ngay) sau đú mới trộn chớnh thức.
Tiến hành điều khiểm trộn thảm núng theo cỏc bước hoạt động hoặc bỏn tựđộng tuỳ theo người điều khiển quyết định.
1.3.4. Tắt mỏy toàn trạm trước khi kết thỳc cụng việc.
1. Tắt mỏy dừng cụng việc khi cú hiệu lệnh của người chỉ huy trưởng. Cỏc thao tỏc thực hiện ngược lại với lỳc khởi động.
2. Tắt 4 mỏng rung cốt liệu. 3. Tắt băng tải cao su. 4. Tắt băng gầu nguội.
5. Chờ tang sấy chạy sấy hết vật liệu (sau 8-10 phỳt) sau đú tắt đầu đốt tang sấy (nhưng tang sấy vẫn vẫn để quay liờn tục 5-10 phỳt nữa)
6. Tắt bơm nhiờn liệu và bộ sấy dõu FO. 7. Tắt băng gầu núng sau khi hết vật liệu 8. Tắt sàng sau khi hết vật liệu.
Trong quỏ trỡnh chở tắt nốt cỏc bộ phận khỏc vẫn tiếp tục trộn vật liệu núng trờn phễu chứa. Khi nào khụng đủ trộn nữa thỡ tiếp tục tắt theo thứ tự :
1. Dừng bơm tuần hoàn toàn nhựa, hỳt nhựa về thựng bằng cỏch đảo ngược chiều quay của bơm sau đú 5-6 phỳt dừng hẳn bơm và đổ dầu vào ngõm bơm (nếu cần) sau đú khoỏ van nhựa lại.
2. Tắt băng gầu phụ gia và cỏc vớt xoắn
3. Xả phối liệu xuống thựng trộn (khụng cú nhựa) để trộn làm vệ sinh buồng trộn cho ụ tụ chở thảm ra phớa ngoài ra mới xả hỗn hợp vệ sinh thựng trộn xuống
4. Sau khi làm vệ sinh xong tiếp tục tắt buồng trộn. 5. Tắt mỏy nộn khớ.
6. Tắt điện toàn bộ trạm, khoỏ cửa ca bin
II.Thiết kế chương trỡnh điều khiển trạm trộn asphalt 45 T/ h sử dụng PLC 2.1 - Bộ điều khiển logic lập trỡnh PLC (programmable Logic Controller)
Thiết bị điều khiển lụgic khả trỡnh (programmable Logic Controller), viết tắt thành PLC là loại thiết bị cho phộp thực hiện linh hoạt cỏc thuật toỏn điều khiển số thụng qua một loại ngụn ngữ lập trỡnh, thay cho việc phải thể hiện thuật toỏn đú bằng mạch số. Như vậy với chương trỡnh điều khiển trong mỡnh, PLC trở thành một bộ điều khiển số gọn nhẹ, dễ thay đổi thuật toỏn và đặc biệt dễ
trao đổi thụng tin với mụi trường xung quanh (với cỏc PLC khỏc hoặc với mỏy tớnh). Toàn bộ chương trỡnh điều khiển được lưu giữ trong bộ nhớ của PLC dưới