Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất

Chơng II
Giới thiệu cân băng định lợng
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
36
2.1 Giới thiệu cân băng đinh lợng
2.1.1 Giới thiệu chung
Hệ thống cân băng đinh lợng là một trong các hệ thống có vai trò
rất quan trọng trong các dây truyền công nghệ hầu hết các quá trình công
nghệ đều sử lý từ các nguyên liệu thô ban đầu để cung cấp ra các thành
phần. Mọi công đoạn sử lý nguyên liệu chúng cũng cần phải định lợng.
Từ những lĩnh vực đơn giản đến phức tạp nh pha chế một hỗn hợp đảm
bảo sự chính xác cao các thành phần và đồ đồng nhất do đó các nguyên
liệu thô ban đầu đợc định lợng.
Vai trò tự động hoá của việc cân định lợng không thể thiếu đợc
trong hệ thống có mức độ tự động hoá cao.
Một trong các hệ thống cân định lợng nổi bật là hệ thống cân băng
đinh lợng trong nhà máy xi măng Bỉm Sơn, nó tham gia vào nhiều công
đoạn quan trọng trong công nghệ sản xuất xi măng.
Công nghệ sản xuất xi măng là một công nghệ phức tạp bao gồm
nhiều quá trình và có nhiều nguyên liệu tham gia nh: đá vôi, đá sét,
quặng, phụ gia với khối l ợng tơng đối lớn.
2.1.2.Giới thiệu hệ thống cân băng định lợng trong nhà máy xi
măng Bỉm Sơn.
Hệ thống cân băng đinh lợng là hệ thống cân băng tải động liên tục
là thiết bị đầu vào bộ phận tiếp nhiêu liệu có thể thấy rõ hơn nhiệm vụ của
cân băng đinh lơng trong nhà máy qua các sơ đồ tổng quan sau:
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
37
1

2
3
4
5
6
7
8
12
11
10
9
13
14
15
16
17
18

Mỏ khai thác đá sét.
Mỏ khai thác đá vôi.
Mỏ khai thác Perit.
hụ gia.
Máy đập đá sét.
Máy đập đá vôi.
Máy đập Perit.
Máy đập phụ gia.
Kho phụ gia.
1. Kho Perit.
Kho đá vôi.
Kho sét.

Băng tải.
Máy nghiên thô.
Cân băng định lợng đá sét.
Cân băng định lợng đá vôi.
Cân băng định lợng Perit.
Cân băng định lợng phụ gia.
Nhìn vào sơ đồ trên ta thấy công đoạn nghiền liệu có dùng hệ thống
cân Harler gồm 4 cân Harler
Cân băng định lợng cấp đá vôi
Cân băng định lợng cấp đá sét
Cân băng định lợng cấp quặng
Cân băng định lợng cấp phụ gia
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
38
1.Silô chứa.
2.Nung sơ bộ 400
0
C - 900
0
C.
3.Lò nung 900
0
C - 1100
0
C.
4.Làm nguội Clinker.
5, 6 Silô chứa Clinker.
7. Silô chứa thạch cao.
8. Silô chứa Basalt.

9. Băng tải.
10. Máy nghiền.
11. Silô cement.
12. Kho than.
13. Cân Xanh.
14. Nghiền than.
15. Cân.
16. Cân băng định lợng Clinker.
17. Cân băng định lợng Thạch Cao.
18. Cân băng định lợng Basalt.
Nhìn vào sơ đồ nghiền xi măng ta thấy ở công đoạn nghiền xi măng
có dùng hai hệ thống cân do hai hãng cân sản xuất.
Hệ thống cân Harler
Hệ thống cân Xanh
Cân Xanh có nhiệm vụ cấp than vào máy nghiền than
Hệ thống cân Harler có nhiệm vụ cấp thạch cao, Clinker, phụ gia cho
máy nghiền xi măng.
2.2 Hệ thống cân băng định l ợng cấp liệu cho máy nghiền liệu
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
39
2.2.1 Nhiệm vụ của hệ thống cân băng
Hệ thống cân băng định lơng cấp liệu cho máy nghiền liệu có
nhiệm vụ xác định lợng đá vôi, đá sét, phụ gia cấp cho máy nghiền liệu
sao cho đảm bảo về khối lợng và tỷ lệ do kỹ s công nghệ đặt ra.
rong các phơng pháp phối liệu cho sản xuất xi măng thờng sử dung
3 phơng pháp
hơng pháp tính toán theo giản đồ
hơng pháp tính toán theo toán đồ
hơng pháp tích phân

ối với 2 phơng pháp tính toán theo giản đồ và phơng pháp tính toán
theo toán đồ không thờng đợc sử dụng vì hay bị sai số trong quá trình tiến
hành nên trong phối liệu sản xuất xi măng hay sử dụng phơng pháp phân
tích, đem lai hiệu quả cao hơn, độ chính xác cao hơn.
Hiện nay nhà máy xi măng Bỉm Sơn sản xuất hai loại xi măng
chính đó là xi măng hỗn hợp PC30 và PC40. Mỗi loại xi măng này có tỷ
lệ khác nhau do đó tỷ lệ lợng cấp vào máy nghiền cũng khác nhau.
Trong đồ án này em nghiên cứu về loại xi măng hỗn hợp PC30 để
cho ra sản phẩm xi măng hỗn hợp PC30 nhà máy thờng dùng trên cơ sở
đá vôi Hang Nớc, đá sét Quyền Cây, xỉ Pyrit Lâm Thao và than Antrasit
loại 4A.
Theo báo cáo thí nghiệm số 970314
Nguyên
liệu
Clin
ker
Đá vôi Đá sét Xỉ Pyrit
Phối liệu
khô %
79,36 19,94 0,70
!"#$%
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
40
0,7936 tấn đá vôi
0,1994 tấn đá sét
0,07 tấn Pyrit
Mà lò nung làm việc 24/24 và 315 ngày trong/năm vậy hệ thống cân
băng định lợng cấp liệu cho máy nghiền có nhiệm vụ cấp đều và đủ theo
tỷ lệ trên với thời gian 24/24 và 315 ngày/năm

2.2.2.thông số kỹ thuật của hệ thống
ể tạo ra loại xi măng hỗn hợp thì clinker phải có đủ 4 thành phần
nêu ở trên. các thành phần này đợc định lợng với sái số

3%.
Tất cả các động cơ của các băng tải đợc điều khiển tốc độ qua bộ
biến tần, các tham số chính cuả hệ thống có thể cho phép đổi băng trơng
trình trên máy tính. Ngoài việc định mức năng suất của hệ thống có thể
thay đổi dễ dàng từ bàn phím máy tính hay trực tiếp điều khiển trên bộ
điều khiển HF9
Khi kết thúc một ca làm việc hay một ngày sản xuất máy tính tự
động hiển thị số liệu, về năng suất, chất lợng yêu cầu kỹ thuật để thuận
tiện việc theo rõi hệ thống.
2.2.3. Hệ thống cân băng định l ợng trong công đoạn cấp liệu cho
máy nghiền liệu.
Để thực hiện đợc nhiệm vụ trên ở nhà máy xi măng Bỉm Sơn thiết
kế hệ cân gồm 6 cân băng khác nhau:
- 3 Cân băng định lợng cấp đá vôi vào máy nghiền liệu với
công suất 30 đến 300 T/h.
- 1 Cân băng định lợng cấp đá sét vào máy nghiền liệu với
công suất 10 đến 20 T/h.
- 1 Cân băng định lợng cấp quặng vào máy nghiền liệu với công suất
2 đến 300 T/h.
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
41
- 1 Cân băng định lợng cấp phụ gia vào máy nghiền liệu với công
suất 1 đến 10 T/h.
uy có 6 hệ thống cân băng định lợng nhng chỉ có 4 băng cân hoạt
động còn hai băng cân đá vôi để dự chữ. Bốn băng cân noi trên có cùng

cấu tạo và nguyên tắc hoạt động chỉ khác nhau ở lu lợng đặt ở mỗi băng
cân khác nhau vì tỉ lệ và lu lợng của đá vôi sét, quặng và phụ gia khác
nhau.
Các băng cân này sẽ vận chuyển nguyên liệu từ các silô tới máy
nghiền liệu theo tỷ lệ mà các kỹ s vận hành đã đặt trớc.
Vì các cân băng định lợng này có cấu tạo và nguyên lý làm việc
giống nhau chỉ khác nhau ở công xuất động cơ, chiều dài, chiều rộng
băng tải do đó trong đồ án này em chỉ nghiên cứu cân băng định l ợng
cấp sét cho máy nghiền liệu, các cân băng định lợng khác tơng tự.
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
42
 HÖ ®éng lùc häc cho c©n b¨ng t¶i cã n¨ng suÊt
10 ÷ 100T/H
43














! "

t/h
#"!#""
t/h
$!$"
t/h
$"!$""
t/h
% !$&'()*+,
-.
2.3. Cân băng định l ợng cấp sét cho máy nghiện liệu
Trong nhà máy xi măng Bỉm Sơn đang sản xuất hai loại xi măng
chính PC30 và PC40, ở đồ án này em nghiên cứu cân băng định lợng cấp
sét cho máy nghiền liệu để sản xuất ra xi măng hỗn hợp PC30.
2.3.1Cấu tạo cân băng định l ợng cấp sét cho máy nghiền
1. Phễu cung cấp nguyên liệu
2. Loadcell
3. Băng chuyền
4. Puli bị động
5. Bu lông điều chỉnh độ căng băng tải
6. Puli chủ động
7. Động cơ
8. Sensor tốc độ
9. Hộp số
10. Gạt điều chỉnh độ cao vật liệu
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
44
1
10
4

5
3
6
9
8
7
2
&! '()*+,
2.3.2Các dữ liệu kỹ thuật của cân sét:
Số máy
Mục số
Số liên quan
Mô tả vật liệu
Vật liệu
Tỷ trọng thể tích
Cỡ hạt max
Cỡ hạt min
Độ ẩm max
Nhiệt độ max
Mô tả về máy
Kiểu máy
Model
Kiểu
Bớc giãn dài
Seri
Trọng lợng
Lu lợng định mức
Lu lợng tối thiểu
Vị trí động cơ
Sơn xử lý bề mặt

Sơn tiêu chuẩn theo tài liệu
Màu sơn
Độ dầy bao phủ cơ bản
Độ dầy bao phủ cuối cùng
Tổng độ dầy
0062009.041.001
24.03-1
0
Clay
1350Kg/m
3
50mm
0mm
12%
42
0
C
Cân băng đinh lợng
GRAVIT
1200
13
1
1560 Kg
100 t/h
10t/h
Phía tay phải
DOC-PT.079.001-E.a
RAL 7001
40
à

40
à
80
à
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
45
Tính toán về cân
Độ dầy lớp liệu
Tải định mức trên băng
Tải tuyến tính trên băng
Tổng tải tuyến tính
Chiều dài của cân
Trọng lợng bì
Tỷ lệ tay đòn
Số của tế bào cân
Tải thực tế trên tế bào cân
Tế bào cân (Loadcell)
Nhà sản xuất
Kiểu
Tải trọng định mức
Số series
Trọng l ợng định cỡ
Tỷ lệ tay đòn
Trọng lợng của cân chuẩn
Số máy
Mục số
Số liên quan
Số lợng quả trọng lợng kiểm
tra

Trọng lợng định cỡ mang trên
tải
Tính toán truyền động
Đờng kính tang chủ động
155mm
9.2Kg/m
167.8Kg/m
186.0Kg/m
0.6m
40.77Kg
1.0
1
96.6Kg
K-Tron
K-SFT-300-S
300Kg
100530940FAST
1.5
15Kg
0062009.06
24.03-1
0
2
84.8%
0.3m
0.3m
0.894Kw
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
46

Đờng kính tang bị động
Công xuất sử dụng của môtơ
khi mang tải định mức
Tốc độ băng định mức
Tốc độ tang định mức
Tốc độ động cơ khi lu lợng
định mức
Động cớ xoay chiều
Nhà sản xuất
Kiểu
Số sêries
Điện áp định mức
Dòng điện định mức
Tần số định mức
Tốc độ định mức
Công xuất định mức
Công xuất làm việc ở tần số
87 Hz
Hộp giảm tốc
Nhà sản xuất
Kiểu
Số series
Tỷ số chuyền
Đo tốc độ
Bộ giải mã
Nhà sản xuất
Kiểu
Số kêch
Số xung trên mỗi vòng quay
0.15m/s

9.5 vòng/phút
2380 vòng/phút
SEW
KA87R57
01.3324277302.0001.00
380/145V
4.85/2.8A
50Hz
1400 vòng/phút
1.10Kw
1.90Kw
SEW
KA87R57
01.3324277302.0001.00
250
STRửTER
MIG 200-19-50
1
50
Im-Hof
Syntiflex
7.7kg/M
3
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
47
Băng tải
Nhà sản xuất
Kiểu
Trọng lợng băng

Khuôn mẫu hình dạng
Tuỳ chọn
Đầu vào
Model
Chiều rộng
Chiều dài
Trọng lợng
Phễu tháo
Model
Bằng phẳng
Standard
800mm
800mm
115Kg
Loại đặc biệt
2.3.3 Các thiết bị đo l ờng
&&/0 01*,(2 .3'4567(3#3'458
SFT là ba chữ viết tắt của ba từ tiếng anh tơng ứng: Smart-Force-
Transducer, dịnh một cách nôm nà là: Thiết bị đo lờng trọng lợng thông
minh. Vậy thực chất nó thông minh ở điểm nào.
Cấu trúc của SFT có dạng nh hình sau đây:
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
48
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
49
N N
S S
Cảm biến

nhiệt độ
Số hoá Số hoá
Bộ vi sử lý
-Bù nhiệt
-Tuyến tính hoá
-Truyền tin
Giao diện
nối tiếp
Dây rung
Tải trọng
cần đo
Ngỡng hạn
chế
901*,:*12 3'45
SFT gồm các bộ phận:
* Đầu đo nhiệt độ :
Nhằm xác định nhiệt độ của môi trờng, phục vụ cho công việc hiệu
chỉnh trọng lợng của tải trọng do đầu đo trọng lợng xác định đợc.
*Đầu đo trọng lợng:
Đầu đo trọng lợng gồm một cầu cân, nơi mà tải trọng cần đo đợc
đặt lên đó, cầu cân làm nhiệm vụ truyền lực tác dụng của tải trọng lên đầu
của một dây dẫn, dây dẫn này sẽ thay đổi độ căng dới tác động của trọng
tải. Dây dẫn đợc đặt trong từ trờng không đổi tạo bởi nam châm vĩnh cửu,
khi độ căng của dây dẫn thay đổi, tần số rung của dây dẫn cũng thay đổi
theo, do đó điện áp mà nó cảm ứng đợc do cắt các đờng sức từ cũng thay
đổi theo. Điện áp mà do dây rung sinh ra có quan hệ mật thiết với tải
trọng.
* Bộ truyển đổi:
Nhằm chuyển đổi các tín hiệu đo lờng của các đầu đo nhiệt độ và
đầu đo trọng lợng thành các tín hiệu số.

* Bộ vi sử lý:
Thực hiện việc bù nhiệt, tuyến tính hoá, trọng lợng của tải trọng đã
đợc xác định nhờ đầu đo trọng lợn. Đồng thời bộ vi sử lý cũng thực hiện
công việc trao đổi thông tin với bên ngoài qua giao diện nối tiếp dạng RS-
485, với tốc độ truyền dữ liệu từ 2400 đến 38400 Baud.
Bảng các loại SFT:
Tải
định mức
20
Kg
30K
g
120
Kg
300
Kg
100t 20
0t
Tải 30 45K 180 350 150t 30
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
50
cực đại Kg g Kg Kg 0t
Sai
số cực đại

0.03%

0.
03%

0.
03%

0.
03%
0.04
%
0.0
4%
Độ
phân giải
3.
4g
5g 0.00
01%
0.00
01%
0.00
01%
0.0
001%
Phạ
m vị nhiệt
độ cho
phép
-
10
0
ữ6

0
0
C
-10
0
ữ60
0
C
-10
0
ữ60
0
C
-10
0
ữ60
0
C
-10
0
ữ40
0
C
-
10
0
ữ4
0
0
C

Tín
hiệu ra
R
S-
422/RS
-485
RS-
422/RS-
485
RS-
422/RS-
485
RS-
422/RS-
485
RS-
422/RS-
485
RS
-
422/RS-
485
Ngu
ồn cấp
7ữ
12.5
V/
125mA
7ữ1
2.5

V/1
25mA
7ữ1
2.5
V/1
25mA
7ữ1
2.5
V/1
25mA
12ữ
12.5
V/1
25mA
12
ữ12.5
V/
125mA
Năn
g lợng
tiêu thụ
1
W
1W 1W 1W 1.5
W
1.5
W
Kho
ảng cách
ghép nối

(cực đại)
50
0m
500
m
500
m
500
m
500
m
50
0m
SFT là thiết bị đo lờng trọng lợng chuyên dụng đựơc trang bị kèm
theo với HF9 QUADRO. Trong một hệ thống cân định lợng có thể dùng
tối đa 5SFT; 2SFT đợc lắp đặt để cân băng tải ( Trong trờng hợp tải trọng
đủ nhỏ chỉ cần dùng một SFT ), 3SFT đợc lắp đặt để cân phễu. Có thể có
tới 15SFT cùng truy nhập thông tin qua một đờng giao diện nối tiếp, điều
này giảm đợc đáng kể số dây nối đợc dùng trong hệ thống.
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
51
2.3.3.3 Đo l ờng trọng l ợng dùng cầu điện trở Loadcell dạng t ơng
tự
Khi cầu đo có tải trọng lớn, số SFT đã đợc xác định trong hệ thống
cân định lợng qua tải, lúc này cần các thiết bị cân bổ xung thêm để chia sẻ
sự quá tải của các SFT. Các thiết bị phụ trợ này chính là các Loadcell tơng
tự.
Loadcell tơng tự
Loadcell tơng tự có cấu trúc nhu hình trên. N ó chính là một cầu điện

trở, các điện trở trong cầu có khả năng thay đổi giá trị điện trở của nó nhờ
vào biên dạng khi có một tải trọng đè lên nó. Tín hiệu đo lơng là điện áp
U
d1
, ở điều kiện bình thờng ( khi không tải trọng tác động lêncác điệ
trỏ),U
d1
=o Khi điên trơ R1 và R2 chịu tác động của cùng mọt tải trọng,
điên trỏ của chúng thay đổi, lợng thay đổi này tỉ lệ với tải trọng đặt lên
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
52
Điện trở
màng mỏng
R1
R2
R4
R3
Uđl
Un
nó, và tỉ lệ với giá trị của U
d1
( khi điện áp nguồn U
n
không đổi ). Hai điên
trỏ R3,R4 dùng dể bù nhiệt cho quá trình.
Loadcell dạng tơng tự không phải là thiết bị chuyên dụng cho HF9
QUADRO . Khi sử dụng chúng, ngời dùngcần phải cung cấp các thông
tin cho cho HF9 QUADRO giúp cho việc biến đổi tín hiệu do lờng dạng t-
ơng tự của loadcell sang tín hiệu số, cũng ng phải tự hiệu chỉnh chúng.

&&9;( <5=*+:
Việc đo lờng tốc độ của băng tải là rất cần thiết khi cần điều chỉnh l-
u lợng của dòng nguyên liệu mà nó cung cấp. Tốt độ của động cơ ( khi đã
qua hộp số) và tốt độ của băng tải là bằng nhau nếu nh băng tải không bị
trợttrên tang quay chủ động ( truc quay của tang quay này đợc nối với trục
động cơ qua hộp số ). Khi có sự trợt băng trên tang chủ động, sẽ dẫn đến
sai lệch giã tốt độ của băng tai và tôt độ đọng cơ. Hơn na, sự trợt băng tải
trên các tang quay sẽ gây nên momen cản lớn do ma sát trợt sinh ra.
Có nhiều cách để xác định tốt độ của động cơ : có thể dùng máy
phát tốt một chiều, xoay chiều, hay máy phat tốt xung (đợc sủ dụng trong
hệ thống ) ít chịu ảnh hởng của nhiễu bên ngoài, tôt độ đo đợc có thể biến
đổi trực tiếp thành số bằng cách đếm số xung trong một đơn vị thời gian.
Tuy nhiên, khi dùng máy phát tốc xung, tốc độ đo đợc của động cơ đồng
thời bị số hoá, độ phân giải của phép đo phụ thuộc vào số xung phát ra
trong một vòng quay của động cơ, mà số xung này là hữu hạn, vì phụ
thuộc số khe hở và độ nhậy của các Transitor quang
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
53
Trục động cơ
nh sáng
Vòng tròn
có đục lỗ
Xung ra
Transitor
quang
Tốc độ của băng tải cũng đợc xác định nhờ vào máy phát tốc xung.
Trục của máy phát tốc xung đợc liên động trực tiếp với băng tải.
2.3.4 Nguyên tắc tính toán l u l ợng băng tải
&9>?@( .

Để đảm bảo ổn định lu lợng Q cho quá trình công nghệ, từ đó phối
liệu để làm nên sản phẩm, ta có hai cách:
A;B4((C D"E
Có nghĩa là bằng cách nào đó ta làm cho khối lợng ra khỏi Silô
xuống băng tải là không đổi, phơng pháp này thờng áp dụng cho vật liệu
rất mịn và nhỏ.
Có 3 phơng pháp điều chỉnh cấp liệu cho băng cân.
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
54
FGHDH5I
+ Cấp liệu gián đoạn : dùng sensor phát hiện mức của vật liệu.
+ Cấp liệu liên tục : sử dụng bộ điều chỉnh PID để điều chỉnh thiết
bị cấp liệu, thiết bị ở đây là van cấp liệu hoặc van quay.
+ Kết hợp cả hai phơng pháp trên.
A;B5
Thay đổi tốc độ của băng tải để đảm bảo lu lợng ra không đổi.
+ Ta có thể dùng động cơ 1 chiều với bộ băm xung để điều chỉnh
tốc độ (Hệ T-Đ), hoặc dùng hệ máy phát - Động cơ (F-Đ).
+ Ta có thể dùng động cơ xoay chiều ba pha với bộ biến tần (ở đồ
án này ta dùng bộ biến tần ALTIVAR18).
Ngày nay, với công nghệ biến tần phát triển việc dùng biến tần với
động cơ xoay chiều ba pha có nhiều u điểm, tuy bộ điều chỉnh không
bằng dùng động cơ một chiều những dùng phơng phát này động cơ rẻ và
sẵn có hơn, thay thế và mua mới dễ ràng, kết nối biến tần với bộ vi điều
khiển dễ ràng.
Để có độ chính xác và dải điều chỉnh lu lợng cao thì cần phải kết
hợp cả điều chỉnh tốc độ động cơ và điều chỉnh lu lợng liêu đổ xuống
băng trong đồ án này chỉ đề cập đến việc điều chỉnh tốc độ động cơ.
Để tính đợc lu lợng vật liệu trên băng cân, ta dùng cảm biến đo

trọng lợng Loadcell gằn trên giá mang con lăn chịu tải. Trọng lợng của
vật liệu trên băng cân đợc Loadcell chuyển thành tín hiệu đa về bộ sử lý
để tính toán ổn định lu lợn.
Để xác định lu lợng liệu tại thời điểm đổ liệu, cần xác định động
thời vận tốc dài của băng cân và trọng lợng liệu trên một đơn vị chiều dài
của băng cân. Tốc độ đo đợc bằng cảm biến tốc độ liên động với trục của
băng cân.
Lu lơng Q(Kg/s) sẽ bằng tích số giữa vận tốc băng với khối lợng
Kg/m đo về từ Loadcell.
VQ .

=
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
55
Trọng lợng đo đựơc nhờ tín hiệu tỷ lệ từ Loadcell. Tín hiệu đa về
dạng áp qua chuẩn hoá, biến đổi A/D về VĐK. Biểu thị cho trọng lợng
của băng tải trên một đơn vị chiều dài.
Loadcell đo tải trọng trên đơn dài của băng tải (đơn vị: Kg/m)
( )
mKg
GL
F
C
/
.
.2
=

L : chiều dài của cầu cân.

G : gia tốc trọng trờng

: Tại trọng trên băng tại thời điểm đó.
V
GL
F
VQ
C
.
.
.2
. ==

&90J(H, .=)*+:
Cân băng tải đo tải trọng trên băng truyền và điều chỉnh tốc độ
băng đảm bảo lu lợng ở thời điểm đổ liệu là không đổi bằng Q
Đ
(lu lợng
đặt).
Khi có sự chênh lệch không đúng với lu lợng đặt trong bộ vi sử lý
thì sẽ có tín hiệu điều chỉnh đa vào biến tần để điều chỉnh động cơ.
Cân băng tải thực hiện cân băng và ổn định tốc độ theo nguyên tắc
tích phân, lấy giá trị trung bình trong một chu kỳ lấy mẫu T ứng với mỗi
phân đoạn của băng tải để so sánh với lợng đặt, từ đó đa tín hiệu điều
khiển biến tần, với chu kỳ lấy mẫu càng nhỏ thì độ chính xác trong ổn
định lu lợng càng cao nhng có nghĩa là phải đa tín hiệu điều khiển về biến
tần càng nhiều. Nếu có chênh lệch trên mỗi lần đo thì chắc chắn độ nhậy
của động cơ cũng không thể đáp ứng.
Trong đồ án này ta lấy chu kỳ lấy mẫu tích phân T số xung từ
ENCODER.

Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
56

==
T T
tttb
dtv
T
dtQ
T
Q
0 0

1
.
1


Lu lợng tức thời trên từng phân đoạn của băng tải đợc đa về bộ điều
khiển qua Loadcell để xác định lu lợng trung bình trong một chu kỳ lấy
mẫu.
Q
tb
này sau mỗi chu kỳ sẽ đợc so sánh với lu lợng đặt. Từ đó đa ra tín
hiệu điều khiển biến tần.
&9&KH, .*+:
Độ trợt của băng tải trên tang quay bị động đợc xác định nhờ các
cảm biến vị trí của các kim băng và phát tốc xung phát hiện tốc độ của
động cơ quay băng tải. Một kim băng là một chấm nhỏ kim loại gắn trên

trục của tang quay bị động, kim băng quay theo chiều chuyển động quay
của tang bị động. Cảm biến vị trí phát hiện vị trí của kim băng là thiết bị
mà nó phát hiện ra một xung tín hiệu khi kim băng nằm ở vị trí xác định
nào đó (Đối diện với cảm biến vị trí ). Cảm biến vị trí nằm cố định tại một
vị trí.
Có nhiều cách để cảm biến vị trí phát hiện đợc vị trí của kim băng.
Cảm biến vị trí đơn giản là một công tắc có phục hồi, khi kim băng ở vị trí
đối diện với nó, công tắc sẽ đóng( hoặc mở ) tơng ứng một xung điện đợc
phát ra. Công tắc có thể đợc tác động nhờ một thanh gạt ( lực cơ ) hoặc
một lực điện từ, tơng ứng kim băng đợc dùng là một thanh gạt hay là
một thiết bị phát ra điện từ trờng. Khi sử dụng kim băng là thanh gạt,
thiết bị đơn giản cho việc thiết kế và chế tạo, nhng sẽ chịu tác động của
mài mòn cơ học nhiều, do đó phải sử dụng vật liệu chế tạo có độ chịu mài
mòn và độ bền cơ học cao. Đồng thời, trong hệ thống cân định lợng, nhiễu
cơ học là rất nhiều do sự rơi vãi của nguyên liệu. Khi sử dụng kim băng là
thiết bị phát ra điện từ trờng ( đơn giản là một nam châm vĩnh cửu ), giữa
kim băng và cảm biến vị trí đợc cách ly nhau về mặt không gian, do đó
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
57
tránh đợc mài mòn cơ học bởi và chạm, tránh đợc các nhiễu cơ học, tuy
nhiên lại phức tạp trong thiết kế, chế tạo, và chịu tác động nhiễu điện
từ của môi trờng. Trong hệ thống cân định lợng trong nhà máy xi măng
Bỉm Sơn kim băng đợc sử dụng là một nam châm vĩnh cửu, nhiễu điện từ
của môi trờng đợc hạn chế bằng cánh lọc bỏ vật liệu có từ tính lẫn trong
nguyên liệu. Sự phục hồi của công tác đợc thực hiện bằng một lò so ( hay
một đối trọng ).
Độ trợt băng tải trên tang quay bị động đợc xác định nhờ vào sự so
sánh giữa số xung phát ra theo lý thuyển và số xung đếm đợc trong thực tế
của máy phát tốc trong khoảng thời gian giữa hai xung đợc phát ra từ cảm

biến vị trí. Số xung theo lý thuyết, đợc thiết bị điều khiển HF9 QUADRO
tính toán nhờ các thông số cấu hình sau: chiều dài băng tải, đờng kính các
tang quay, và số xung của máy phát tốc phát ra trong một vòng quay của
tang quay chủ động (Nh công thức dới đây). Các xung của máy phát tốc
xung đợc đếm bởi một bộ đếm xung tín hiệu của cảm biến vị trí có tác
dụng đẩy giá trị của bộ đếm vào một thanh ghi và khởi tạo lại bộ đếm. Giá
trị chứa trong thanh ghi đợc so sánh với con số đợc tính toán theo lý
thuyết ở trên để phát hiện sự trợt băng tải trên tang quay bị động.
0
2
2.
n
Rypk
l
n =
n : Số xung của máy phát tốc phát ra trong khoảng
thời gian
giữahai xung đa ra từ cảm biến vị trí (theo lý thuyết).
n
0
: Số xung của máy phát tốc phát ra trong một vòng
quay
của tang chủ động
l : chiều dài của băng tải
R
1
: Bán kính của tang quay chủ động.
R
2
: Bán kính của tang quay bị động.

Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
58
k : số kim băng gắn trên trục của tang quay bị động.
Ngoài ra, có một kim băng đợc gắn trên băng tải. Kim băng này
dùng để xác định vị trí của băng tải đã đợc thực hiện. Mỗi khi cảm biến vị
trí phát hiện vị trí của kim băng gắn trên băng tải phát ra một xung tín
hiệu, cũng có nghĩa là nó thông báo: một vòng quay của băng tải đã đợc
hoàn thành. Kim băng gắn trên băng tải hỗ chợ cho nhiều công việc, chủ
yếu nó đợc dùng để loại bỏ sự trợt băng tải tích luỹ trong một vòng quay.
Khi hệ thống đợc cấu hình có phát hiện trợt băng tải trên băng bị động,
kim hãm băng trên băng tải bắt buộc phải có để đồng bộ mỗi vòng quay
của băng tải (máy phát tốc dùng trong trờng hợp này đợc gắn với trục của
động cơ quay băng tải).

%100.
n
Nn
s

=

s : là độ trợt băng tải trên tang quay bị động
n : Số xung của máy phát tốc phát ra trong khoảng thời
gian
giữa hai xung đa ra từ cảm biến vị trí.(theo lý thuyết)
N: Số xung đếm đợc của máy phát tốc phát ra (thực tế) trong khoảng thời
gian giữa hai xung đa ra từ cảm biến vị trí
%100.
t

Tt
S

=
S : Độ trợt băng tải trên tang quay chủ động.
T : Số xung của máy phát tốc gắn trên trục động cơ phát ra (trong một đơn
vị thời gian)
t : Số xung của máy phát tốc do tốc độ của băng tải phát ra (trong một đơn
vị thời gian).
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất
10 ữ 100T/H
59
Khi không có sự trợt băng tải trên tang quay chủ động số xung phát
ra của hai máy phát tốc trong một đơn vị thời gian là bằng nhau.
Trợt băng tải trên tang quay chủ động thờng sấy ra hơn trợt băng
trên tang quay bị động. Nó có thể đợc phát hiện liên tục nhớ hai máy phát
tốc xung:
- Một đo tốc độ của tang quay chủ động.
- Một đo tốc độ của băng tải (xem công thức trên).
Nó cũng có thể đợc phát hiện một cách rán đoạn nhờ một kim băng
gắn trên băng tải và máy phát tốc xung gắn với trục động cơ quay băng
tải.
guyên lý của cách phát hiện gián đoạn là tơng tự với cách phát hiện
trợt băng tải trên tang quay bị động.
Khi xác định độ chênh lệch cho băng tải chạy không tải và so sánh
dữ liệu giữa hai lần quay khi có sự sai lệch tức là đã có sự trợt băng cần
báo động để kiểm tra lại băng lợng bì sẽ đợc ghi lại khi cân lại sau mỗi
quá trình vận hành để đảo bảo chính xác khi lợng bì không còn đúng nh
ban đầu trong quá trình vận hành.
Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất

10 ữ 100T/H
60