ỨNG DỤNG PLC S7300 ĐỂ TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG TÔI BI ĐẠN NGHIỀN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT
KHOA CƠ ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XÍ NGHIỆP MỎ VÀ DẦU KHÍ

------------*****-----------

ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài :

ỨNG DỤNG PLC S7-300 ĐỂ TỰ ĐỘNG HÓA
HỆ THỐNG TÔI BI ĐẠN NGHIỀN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH

SINH VIÊN THỰC HIỆN
HUỲNH VĂN PHƯƠNG

Hà Nội 06/2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT
KHOA CƠ ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XÍ NGHIỆP MỎ VÀ DẦU KHÍ

------------*****-----------

ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Sinh viên thực hiện : HUỲNH VĂN PHƯƠNG Ngày sinh : 25/03/1993

Mã số sinh viên : 1221011056

Khóa : 57 Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Tự Động Hóa

Đề tài :

ỨNG DỤNG PLC S7-300 ĐỂ TỰ ĐỘNG HÓA
HỆ THỐNG TÔI BI ĐẠN NGHIỀN
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN : PGS.TS.NGUYỄN ĐỨC KHOÁT
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH

HÀ NỘI 06/2017


LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại hiện nay, song song với việc phát triển xã hội, quá trình công nghiệp
hóa – hiện đại hóa cũng phát triển mạnh mẽ và không ngừng đòi hỏi mức độ tự động
hóa ngày càng cao.
Với sự phát triển của khoa học kỹ như vậy thì việc ứng dụng thiết bị logic khả trình
PLC để tự động hóa quá trình sản xuất , nhằm mục tiêu tăng năng suất lao động, giảm
sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm là một vấn đề rất cần thiết.
Đồ án với đề tài : “ Ứng Dụng PLC S7-300 Tự Động Hóa Hệ Thống Tôi Bi Đạn
Nghiền” – Tại Nhà Máy Nhiệt Luyện – Công Ty Cổ Phần Cơ Khí Đông Anh LiCoGi
nhằm mục đích hiểu biết ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong sản xuất. Đối tượng
được đề cập đến là “ Hệ thống Điều khiển thủy lực trong quá trình Tôi bi ” và “ Hệ
thống tự động ổn định nhiệt độ trong các lò nhiệt ”.
Trong quá trình tiến hành làm đồ án, mặc dù được sự chỉ dẫn tận tình của giáo viên
hướng dẫn PGS.TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH và bản thân cũng đã tham khảo thêm nhiều

tài liệu và tỉm hiểu thực tế ở công ty nhưng do thời gian và năng lực còn hạn chế nên
đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến
đóng góp và nhận xét đánh giá của các Thầy Cô để em có thể hoàn thiện được đồ án
tốt hơn cũng như cho em có thêm kiến thức để làm hành trang cho tương lai sau này.
Qua đây, Em xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy Cô trong trường Đại Học Mỏ
Địa Chất, Thầy Cô khoa Cơ Điện và đặc biệt là Thầy Cô trong bộ môn Tự Động Hóa
đã tạo mọi điều kiện để cho em được học tập , được tiếp thu những kiến thức chuyên
môn cũng như là kiến thức trong đời sống.
Và một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của giáo
viên hướng dẫn PGS.TS.NGUYỄN CHÍ TÌNH đã giúp đỡ em rất nhiều để em có thể
hoàn thành đồ án.
Cuối cùng, em xin kính chúc tất cả quý Thầy Cô hạnh phúc trong cuộc sống,
luôn dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp trồng người.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên : HUỲNH VĂN PHƯƠNG.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ KHÍ ĐÔNG ANH
1.1) Giới thiệu chung về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh.


1.1.1) Thông tin về công ty cổ phần cơ khí Đông Anh.

Công ty Cổ Phần Cơ Khí ĐÔNG ANH

• Tên tiếng Việt : CTTNHH NHÀ NƯỚC MỘT THÀNH VIÊN CƠ KHÍ
ĐÔNG ANH .

• Tên công ty : CTTNHH NHÀ NƯỚC MỘT THÀNH VIÊN CƠ KHÍ ĐÔNG
•
•

•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

ANH.
Tên giao dịch : DONG ANH MECHANICAL COMPNY.
Tên viết tắt : DAMCO CO.,LTD.
Địa chỉ trụ sở chính : Thị trấn Đông Anh, huyện Đông Anh, thành phố Hà
Nội.
Mã số thuế : 0100106391.
Điện thoại : 04.8833818.
Fax : 8832718.
Email :
Website : www.cokhidonganh.com
Tên giám đốc : Lại Văn Đàm.
Tên chủ sở hữu : TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG VÀ PHÁT TRIỂN HẠ
TẦNG.
Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số : 0106000699, cấp ngày
02/10/1996, do sở kế hoạch đầu tư Hà Nội.
Địa chỉ trụ sở chính : đường Nguyễn Trãi, phường Thanh Xuân Nam, quận
Thanh Xuân, Hà Nội.
logo:

•

CKĐA


1.1.2) Quá trình hình thành và phát triển của công ty.
Công ty Cơ khí Đông Anh (CKĐA) – một doanh nghiệp Nhà nước thuộc Tổng
Công ty Xây dựng và phát triển hạ tầng – Bộ Xây dựng. Ngày 26 tháng 6 năm 1963,
theo quyết định số 955/BKT của Bộ Kiến trúc, nhà máy cơ khí Kiến trúc Đông Anh
được thành lập trên cơ sở thống nhất xưởng sửa chữa Công ty thi công cơ giới, bán cơ
giới và tổ chức sản xuất một số phụ tùng thay thế để phục vụ cho việc sửa chữa.
Năm 1978, Nhà máy cơ khí Kiến trúc Đông Anh được đổi tên thành Nhà máy cơ
khí Xây dựng Đông Anh.
Ngày 05 tháng 12 năm 1989, theo quyết định số 1010/BXD – TCLĐ của Bộ Xây
dựng, Nhà máy cơ khí Xây dựng Đông Anh được đổi tên thành nhà máy cơ khí và đại
tu ô tô máy kéo Đông Anh thuộc liên hiệp các xí nghiệp thi công cơ giới, Bộ Xây
dựng.
Ngày 20 tháng 01 năm 1995 theo quyết định số 998/BXD-TCLĐ của Bộ Xây dựng,
nhà máy cơ khí và đại tu ô tô máy kéo được đổi tên thành Công ty Cơ khí Đông Anh.
Tháng 8 năm 2004 Công ty thành lập ra Nhà máy nhôm Đông Anh, và đi vào hoạt
động từ tháng 4 năm 2005, nhằm cung cấp nhiều chủng loại, vật liệu nhôm định hình
cho xây dựng.
1.1.3) Cơ cấu tổ chức:
a) Các phòng ban:
- Phòng hành chính
- Phòng kỹ thuật
- Phòng cơ điện.
- Phòng KCS.
- Phòng kinh doanh

- Phòng dự án
- Phòng tài chính kế toán
b) Các phân xưởng:
- Phân xưởng Đúc 1.
- Phân xưởng Đúc 2.
- Phân xưởng Nhiệt luyện.
- Phân xưởng Nhôm.
1.1.4 Sơ đồ cơ cấu tổ chức:

1.2) Sản phẩm của công ty:
1.2.1) Nhóm sản phẩm hợp kim đúc (từ 1989):


Bi nghiền

Phụ tùng máy nghiền đứng và máy búa

Phụ tùng lò nung

Hợp kim đúc

Bi nghiền, phụ tùng máy nghiền bi, phụ tùng máy nghiền đứng và máy búa, phụ
tùng lò nung và nhiều loại phụ tùng khác nhau chế tạo bằng nhiều nhóm hợp kim phục
vụ cho các ngành xi măng, nhiệt điện, sản xuất vật liệu xây dựng, lọc hoá dầu và các
ngành công nghiệp khác.
Tổng sản lượng tiêu thụ nội địa xấp xỉ 8000 tấn sản phẩm/năm và xuất khẩu
hơn 4000 tấn/năm. Tỷ lệ tăng trưởng: 15-20%/năm.
Sản phẩm xuất khẩu chính là bi nghiền, phụ tùng máy nghiền bi, máy nghiền đứng,

lò nung trong các nhà máy xi măng; thân valve cho công nghiệp dầu khí; phụ tùng của
máy xây dựng.
Thị trường xuất khẩu chính là Hàn Quốc; Nhật Bản; Mỹ; Canada; Italy; Anh Quốc;
TháiLan, UAE, Úc.
1.2.2) Nhóm sản phẩm Giàn không gian và Kết cấu thép (từ 2001):


Giàn không gian

Kết cấu thép

Phục vụ cho việc xây dựng các các công trình công cộng và nhà công nghiệp đòi
hỏi khẩu độ lớn, không gian sử dụng thoáng, không vướng cột như các khu liên hợp
thể thao, sân vận động, chợ, siêu thị, nhà máy....
Công ty hiện là doanh nghiệp duy nhất của Việt Nam đã đầu tư thiết bị đồng bộ,
hiện đại của CHLB Ðức để sản xuất, chế tạo 100% các chi tiết của giàn không gian
tại Việt Nam theo tiêu chuẩn Châu Âu.
Công ty hiện chiếm khoảng 90% tổng thị phần trong nước và bước đầu khẳng định
thương hiệu tại thị trường quốc tế. Năm 2010, CKDA đã xuất khẩu những đơn hang
giàn không gian đầu tiên sang thị trường UAE và Namibia và đang trong quá trình
thương thảo 1 số dự án khác tại thị trường Trung đông và Châu Phi.
1.2.3) Nhóm sản phẩm nhôm hợp kim định hình (từ 2005)

Cửa sổ

Cửa lùa


Được sử dụng trong kiến trúc cho các toà nhà cao tầng hay hộ gia đình, làm đồ nội
thất và phụ tùng, phụ kiện của các ngành công nghiệp đóng tàu, sản xuất ôtô và các

ngành công nghiệp khác. Sản phẩm này được chế tạo bằng dây chuyền công nghệ ,
thiết bị hiện đại như dây chuyền thiết bị đùn ép của UBE Nhật bản - hãng sản xuất
máy ép hàng đầu thế giới và hệ thống dây chuyền anốt hoá, phủ bóng E.D, sơn tĩnh
điện, phủ film...của Italia. Sản phẩm có chất lượng cao và đạt tiêu chuẩn Châu Âu.
1.2.4) Nhóm sản thương mại:

Billet

Copper

Công ty gia công, chế tạo khuôn đùn ép nhôm, khuôn mẫu cho ngành đúc, ngành
nhựa,…
1.3) Thuận lợi và khó khăn:
1.3.1) Thuận lợi:
Công ty cơ khí Đông Anh với hơn 40 năm xây dựng và phát triển đã có bề dày
kinh nghiệm thực tế,sự hiểu biết và khã năng tích lũy được đang là một công ty được
tín nhiệm trên thị trường.Sản phẩm truyền thống của công ty như bi đạn,giàn không
gian,nhôm,…chiếm 90% thị trường trong nước.
Hơn nữa công ty cơ khí Đông Anh trực thuộc tổng công ty xây dựng và phát triển
hạ tầng LICOGI, là một tổng công ty có uy tín nên được các chủ đầu tư trong nước và
ngoài nước tin tưởng. Mặt khác,công ty cơ khí Đông Anh so với các công ty thành
viên khác trong Tổng công ty là một công ty phát triển mạnh và tranh thủ được sự giúp
đỡ và quan tâm nhiều hơn của Tổng công ty và các ban ngành liên quan.


Ngoài ra công ty cơ khí Đông Anh có được ban giám đốc có năng lực, trình độ,
năng động và sang tạo. Đặc biệt giám đốc công ty Lại Văn Đàm được vinh dự nhận
danh hiệu là “Doanh nhân Việt Nam”. Công ty được nhận danh hiệu đợn vị anh hung
trong thời kì đổi mới.
Đội ngũ cán bộ nhân viên được đào tạo bài bản, có kinh ngiệm và tay nghề cao, rất

nhiệt tình tham gia vào các hoạt động sản xuất của công ty.
Công ty cơ khí Đông Anh có vốn khá ổn định, được sự hỗ trợ của tổng công ty
LICOGI nên khả năng huy động vốn khi sản xuất kinh doanh khá ổn định, công ty còn
nhận được sự hỗ trợ của các Ngân hàng thương mại và các tổ chức tín dụng khác
( Quỹ HTPT ) với các chế độ cho vay ưu đãi nên công ty đã đầu tư dàn máy móc trang
thiết bị hiện đại phục vụ cho sản xuất làm tăng năng suất lao động giảm tiêu hoa vật tư
, giảm chi phí khấu hao.
1.3.2) Khó khăn :
Thực hiện nhiệm vụ kế hoạch sản xuất kinh doanh,công ty cơ khí Đông Anh vừa
phải duy trì nhịp độ tăng trưởng của việc sản xuất kinh doanh những mặt hang truyền
thống vừa phải nhanh chóng để những sản phẩm nhôm hợp kim định hình chất lượng
cao của công ty có một chỗ đứng trên thị trường, có uy tín với người tiêu dùng. Để đạt
được những mục tiêu trên lãnh đạo công ty đã đề ra những kế hoạch, định hướng cụ
thể và phát huy triệt để nội lực sẵn có trong công ty nhằm vượt qua những khó khăn
của nền kinh tế nói chung và ngành cơ khí,xây dựng nói riêng.
Thị trường trong nước và ngoài nước có nhiều biến động, đồng tiền sử dụng trong
kinh doanh tiền tệ trở nên khan hiếm, cung nhỏ hơn cầu làm cho việc vay vốn tín dụng
trong nước gặp nhiều khó khăn. Lãi xuất tiền vay tín dụng tăng, ảnh hưởng đến hiệu
quả kinh doanh của doanh nghiệp. Giá vật tư trong nước như billet,xăng,dầu,… tăng
gây ảnh hưởng tới giá đầu vào của sản phẩm đồng thời làm cho sản phẩm bị chững
lại.Ngoài ra nhôm là một sản phẩm mới khả năng bán và thu hồi lại chưa cao trong khi
chi phí đầu tư cho sản xuất lại lớn đã làm cho tổng chi phí tăng lên.


Mặt khác thị trường cạnh tranh ngày càng khốc liệt, các công ty cơ khí đã và đang
hình thành là đối thủ của công ty cơ khí Đông Anh. Đó cũng vừa là khó khăn vừa là
động lực cho sự phát triển của công ty.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT BI ĐẠN NGHIỀN
2.1) Khái quát chung về hệ thống sản xuất bi nghiền
Bi nghiền xi măng được sản xuất thông qua hai quy trình:

- Quy trình Đúc ra các viên bi thô.
- Quy trình Nhiệt luyện để tạo độ cứng chuẩn cho viên bi.
+ Quy trình TôI bi: Sau khi có sản phẩm bi thô, bi được đưa vào bốn buồng nhiệt
để tiến hành quá trình tôi bi thông qua một dây chuyền tự động , sau đó được làm
mát bằng dầu.
+ Quy trình Ram bi: Sau khi được làm mát, bi được vận chuyển qua lò Ram gồm
hai buồng nhiệt, sau khi được làm mát, bi được đưa đi kiểm tra chất lượng và đóng
gói.


Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất bi nghiền
Giải thích sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất bi nghiền:
- Cát tươi, đất sét, bột than sẽ được sẽ được xả lần lượt qua van của từng thùng tới
cân định lượng. Đầu tiên lượng cát đã được cân xong sẽ được chuyển tới thùng chứa
hỗn hộp (cát +đất sét+bột than) và sau đó đóng van lại, rồi tiếp đó van xả đất sét sẻ mở
và cũng được cân xong rồi đưa tới thùng chứa hỗn hợp (cát +đất sét + bột than ).


Tương tự quy trình cân bột than cũng giống như cân cát và đất sét. Sau khi lượng cát,
đất sét và bột than đã được cân đủ theo tỉ lệ đã đặt trước thì ở thùng chữa hỗn hợp sẽ
được xả van đưa tới máy trộn. Lúc này hỗn hợp này sẽ được trộn đều với nước theo tỉ
lệ và thời gian đặt trước. Sau khi nguyên liệu đã được trộn đều sẽ được đưa tới thùng
đựng nguyên liệu. Thùng đựng nguyên liệu đưa nguyên liệu tới máy làm khuôn thông
qua một van xả khác. Van xả này sẽ được đóng mở phù hợp sao cho lượng nguyên liệu
đưa tới máy là phù hợp, vừa đủ số khuôn. Khi các khuôn được tạo thành sẽ có một
máy tự động rót phế liệu lên đó.Ở đây thì phế liệu (sắt, thép..) đã được đun sôi nóng
chảy. Các khuôn được băng tải đưa tới máy tách khuôn và sản phẩm để lấy sản phẩm
phôi. Trước khi đưa vào máy này, ta cần quan tâm tới nhiệt độ của khuôn và phế liệu
đã đạt yêu cầu chưa. Lượng hỗn hợp cát + đất sét + bột than trong máy tách sản phẩm

sẽ được đưa tới máy sàng nhằm lấy lượng nguyên liệu có thể tái chế được đưa về
thùng cát hồi để có thể tận dụng cho mẻ sau. Lượng cát khứ hồi này cũng có một cân
định lượng để đong đếm xem tổng hỗn hợp còn thiếu là bao nhiêu thì cho thêm khối
lượng cát, đất sét, bột than đúng bằng lượng thiếu. Ta vẫn phải đảm bảo tỷ lệ của
chúng. Hệ thống làm việc tuần hoàn theo chu trình trên. Mỗi khi thùng nguyên liệu đã
được đưa hết đến máy làm khuôn, lượng cát, đất sét, bột than lại được cấp theo tỉ lệ và
công nghệ như trên.
- Sau khi các viên bi thô được hình thành, chúng được đưa đi làm sạch và chuyển
sang công đoạn Nhiệt luyện để tạo độ cứng cho bi. Sau công đoạn này sản phẩm qua
khâu kiểm tra chất lượng và đóng gói.
2.2) Hệ thống Tôi Bi đạn nghiền của công ty
2.2.1) Yêu cầu kỹ thuật:
- Nhiệt luyện đạt độ cứng 58 đến 62 (HRS).
- Tổ chức tế vi là các bít nhỏ mịn phân tán đều trên mactensit.
- Bi không bị nứt, không bị quá nhiệt.
2.2.2 Công nghệ lò Tôi bi:
2.2.2.1 Sơ đồ công nghệ lò Tôi bi:


Hình 2.8 Sơ đồ công nghệ lò
tôi bi
Giải thích sơ đồ công nghệ lò Tôi bi:
Đầu tiên, đưa khay bi không tới vị trí nhận bi. Sau đó, van thùng chứa bi tự động
mở đổ bi xuống khay bi. Khi lượng bi đã đủ khối lượng (bi Ф = 40 đến 80 mm chất
420 Kg/khay), cảm biến cân phát tín hiệu về bộ điều khiển. Bộ điều khiển tác động
vào cửa trước và cửa sau mở lên. Kết thúc hành trình của hai cửa, xy lanh 1 tiến hành
đẩy khay bi vào lò nhiệt. Sau đó xy lanh rút về trạng thái ban đâù và hai cửa đóng lại.
Gàu nhận khay bi ở cuối lò nhiệt nhận bi và đổ bi xuống hầm dầu làm mát. Sau đó
sàng bắt đầu lắc đảo cho bi đều. Khi đã đạt tới thời gian quy định, sàng nâng bi lên và
đổ bi vào khay chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo. Sau đó sàng quay về vị trí ban đầu và

quy trình lại được lặp lại.
2.2.2.2 Đánh giá hệ thống tự động trong quá trình Tôi bi của công ty:
- Hệ thống tự động trông quá trình Tôi bi của công ty được tự động 60% trong toàn
bộ quá trình vận hành hệ thống như tự động đẩy khay bi ra vào, các cửa buồng lò tự
động đóng mở, gàu đổ bi tự động đổ bi và sàng lắc tự động đảo bi.
- Giai đoạn nhận bi thô của các khay đang làm thủ công bởi công nhân khiến tốn
kém về mặt nhân lực và tiền bạc.
2.2.3) Sơ đồ nguyên lý lò tôi bi:


Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý lò Tôi bi liên tục.
Giải thích sơ đồ nguyên lý lò Tôi bi:
Lò tôi bi liên tục gồm hai bộ phận chính gồm: Bộ điều khiển nhiệt độ và bộ điều
khiển thủy lực.
- Bộ điều khiển thủy lực: Khi bắt đầu vận hành hệ thống, bộ điều khiển là PLC cùng
với các công tắc hành trình điều khieẻn các cơ cấu của lò Tôi như các xy lanh đẩy
khay bi, cửa lò, gàu đổ bi, sàng lắc và băng tải.
- Bộ điều khiển nhiệt độ: Gồm bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ cùng với tín hiệu nhiệt
từ các lò được phản hồi về thông qua can nhiệt.
Hai bộ điều khiển này độc lập nhau để cùng vận hành hệ thống lò Tôi đáp ứng được
các yêu cầu chất lượng của các viên bi nghiền.
2.2.4) Các thiết bị trong lò Tôi bi:

2.2.4.1) Bộ điều khiển PLC mitsubishi:


Hình 2.2 Thiết bị điều khiển PLC.
Thông số hoạt động:
Inputs

64 sink

Outputs

64 oley

2.2.4.2 Công tắc hành trình:

Thông số làm việc
Ngõ ra

500 VAC

Tần suất

15.000.000 hoạt
động phút
Dòng ngắn mạch 10A
Tuổi thọ
Kiểu tác động

Hình 2.3

30.000.000 hoạt
động phút
15 Kiểu


2.2.4.3 Máy thủy lực piston đẩy

Cửa trước lò nhiệt

Máy thủy lực

Đường dẫn dầu của máy thủy
lực

Hộp piston

Khay bi

Hình 2.4 Phía trước lò Tôi
Thông số hoạt động máy thủy lực:
Công suất
Điện áp

430 KW
380V

2.2.4.4) Bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ-R3T

Hình 2.5 Bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ-R3T


Thông số kỹ thuật:
Điện áp nguồn
Ngõ vào
Ngõ ra
Số đầu cảnh báo

380V
Cặp nhiệt, Nhiệt điện trở bạch kim.
Relay output.
3

2.2.4.5) Dây nhiệt điện trở:

Hình 2.6

Nhiệt độ có thể đạt được

1000OC ÷ 2000 OC

Công suất

430KW

Điện áp

380V

Kích thước

0,04-12 mm

Thành phần hóa học

niken 60%

2.2.4.6) Can nhiệt

Hình 2.6 Can nhiệt
Thông số làm việc
Đường kính
Nhiệt độ
Dây cáp dài
Chiều dài

20 mm
0oC ÷ 1000 oC
5m
500 mm

2.2.5) Quy trình vận hành hệ thống:
Bước 1: Bật chế độ khởi động trên bảng điều khiển đồng thời khay bi được công
nhân chất lên vị trí ban đầu ( trước của vào của lò).
- Trong bước này, nhiệt độ trong 4 lò được ổn định tự động thông qua việc đóng ngắt
dòng tự động thông qua tín hiệu nhiệt chuyển về từ can nhiệt với giá trị đặt theo
nguyên lý: Khi bắt đầu đóng điện và cấp dòng cho dây gia nhiệt làm dây gia nhiệt
nóng lên. Khi nhiệt độ đạt tới giá trị đặt thì tự động cắt điện. Sau khi nhiệt độ được can
nhiệt đo và truyền tín hiệu về bằng giá trị nhiệt độ thấp nhất cho phép thì tự động đống
điện, cấp dòng trở lại và nhiệt độ trong lò lại tăng lên giá trị đặt thì tự động cắt điện.
Bước 2: Chọn chế độ tự động.
- Bộ điều khiển tự động tác động theo tuần tự:
+Nâng cửa trước và cửa sau lò lên tới khi tác động vào cực hạn, công tắc hành trình
tác động và cửa được dừng lại đồng thời piston được tác động đẩy khay bi vào lò.
+ Sau khi tới cực hạn, piston tự động lùi về tới vị trí an toàn thì cửa trước và sau sập
xuống giữ nhiệt trong lò, sau khi piston lùi tới cực hạn cuối thì dừng lại. Kết thúc hành
trình trên, khay bi cuối cùng được đẩy xuống gàu ở vị trí cuối lò.

+ Sau khi nhận được khay bi, gàu tiến hành nghiêng dần và đổ bi xuống bể dầu:
+ Sau khi gàu tới cực hạn thì sang lắc đảo bi được tác động và tiến hành lắc.
+ Sàng đảo bi tới thời gian quy đình, piston nâng sàn bi được tác động, tự động nâng
sàng và sàn được giư với góc nghiêng có thể giữ được bi.


+ kết thúc hành trình nâng sàn, tác động vào piston làm đảo góc nghiêng của sàng để
tiến hành đổ bi đa nguội vào khay.
+ khay bi nguội được chuyển qua công đoạn khác.
+ Kết thúc một chu trình và công nhân đã chất khay bi thô lên vị trí trước cửa vào và
chu trình mới lại bắt đầu.
2.2.6) Chế độ nhiệt của các buồng lò:
Buồng I

Buồng II

Buồng III

Buồng IV
Mác thép

600oC

760oC

930oC

Nhiệt độ đặt

Nhóm chất lương thấp

930 ± 10oC

Nhóm tiêu chuẩn

950 ± 10oC

Nhóm chất lượng cao

960 ± 10oC

- Đóng điện nâng lò nhiệt đến khi buồng I và II đạt nhiệt, buồng III đạt 860oC và
nhiệt độ buồng IV là ≥ 860oC thì bắt đầu cho khay bi đầu tiên vào lò.
- Trong quá trình nhiệt luyện cho phép nhiệt buồng I dao động từ 400 - 600oC, nếu
thấp hơn 400oC thì phải báo cáo kỹ thuật theo dõi.
- Chu trình đẩy bi đạn ra vào lò theo chu trình 20 phút/khay.

CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ GIÁM
SÁT LÒ TÔI BI ĐẠN NGHIỀN
3.1) Cải tiến thêm hệ thống tự động:
- Để giải quyết được vấn đề đã nói ở phần ‘Đánh giá hệ thống tự động trong quá
trình Tôi bi của công ty’, chúng ta cần thiết kế hệ thống để khâu nhận bi thô hoàn
toàn tự động.
- Giải pháp:
+ Thiết kế hệ thống bình chứa bi thô với van xả bi là van có thể điều khiển.
+ Sau công đoạn gàu đã đổ bi xuống bể dầu, khay đựng bi được vận chuyển đến
bằng hệ thống băng tải và đến vị trí nhận bi từ bình chứa bi thô.


+ Khay bi được xy lanh đẩy vào lò nhiệt sau khi cảm biến cân nặng phát tín hiệu sau

khi khay bi đã nhận đủ lượng bi theo yêu cầu.
3.2) Thiết kế sơ đồ công nghệ đáp ứng yêu cầu công nghệ trên:

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ

Giải thích sơ đồ công nghệ trên:
Đầu tiên, băng tải đưa khay bi không tới vị trí nhận bi. Sau đó, van thùng chứa bi tự
động mở đổ bi xuống khay bi. Khi lượng bi đã đủ khối lượng (bi Ф = 40 đến 80 mm
chất 420 Kg/khay), cảm biến cân phát tín hiệu về bộ điều khiển. Bộ điều khiển tác
động vào cửa trước và cửa sau mở lên. Kết thúc hành trình của hai cửa, xy lanh 1 tiến
hành đẩy khay bi vào lò nhiệt. Sau đó xy lanh rút về trạng thái ban đâù và hai cửa
đóng lại. Gàu nhận khay bi ở cuối lò nhiệt nhận bi và đổ bi xuống hầm dầu làm mát.
Khi gàu về vị trí an toàn xy lanh 2 đẩy khay bi không sang băng tải. Sau đó sàng bắt
đầu lắc đảo cho bi đều. Khi đã đạt tới thời gian quy định, sàng nâng bi lên và đổ bi vào
khay chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo. Sau đó sàng quay về vị trí ban đầu và quy trình
lại được lặp lại.
3.3 Sơ đồ nguyên lý:


Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý
Giải thích sơ đồ nguyên lý:
Lò tôi bi liên tục gồm hai bộ phận chính gồm: Bộ điều khiển nhiệt độ và bộ điều
khiển thủy lực.
- Bộ điều khiển thủy lực:
+ Bộ điều khiển là PLC cùng với các công tắc hành trình, cảm biến cân nặng điều
khiển các cơ cấu của lò Tôi như các xy lanh đẩy khay bi, cửa lò, gàu đổ bi, sàng lắc và
băng tải để vận hành hệ thống đúng với các hành trình.
- Bộ điều khiển nhiệt độ: Gồm bộ điều khiển nhiệt độ E5AZ điều khiển nhiệt độ cho
4 buồng nhiệt thông qua tín hiệu nhiệt phản hồi về thông qua các can nhiệt trong mỗi
buồng lò..

Hai bộ điều khiển này độc lập nhau để cùng vận hành hệ thống lò Tôi đáp ứng được
các yêu cầu chất lượng của các viên bi nghiền.
3.4) Lựa chọn các thiết bị:
3.4.1) Thiết bị điều khiển:


Theo bảng phân công đầu ra và đầu vào trên ta có 18 bit input và 9 bit output nên
chọn 2 module EM 323 (mỗi module có 16/16 input/output) và lựa chọn CPU 321 và
bộ nguồn nuôi 24VDC.

Hình 3.3 Nguyên lý đấu dây Module EM323

a)

b)
Hình 3.4

c)
a)CPU 312


b) Module EM323 của Siemens
c)Bộ nguồn 24VDC cấp cho CPU 312 và Module EM323 của Siemens
3.4.2) Biến tần MM440.
Động cơ để chạy băng tải được điều khiển bằng biến tần MM440 của hãng siemen
có thông số cụ thể như sau:
- MM440: 6SE6440-2UD27-5CA1.
- Nguồn cung cấp: 3 pha 380 - 480 V, 47 -63 Hz.
- Dải tần số đầu ra: 0 - 650 Hz.
- Có 6 đầu vào số có thể lập trình được.

- 2 ngõ vào tương tự.
- 2 ngõ ra tương tự.
- Loại A, kích cỡ H x W x D: 245 x 185 x 195.
- Dải nhiệt độ làm việc: -100C - +500C.

Hình 3.5 Biến tần MM440
Các đầu dây điều khiển của MM440.


Hình 3.6) Các đầu dây điều khiển của biến tần MM440
3.4.3 Cân định lượng Loadcell SBA.
Nhà sản xuất: CAS.
Vị trí lắp đặt: Dưới vị trí ban đầu của khay bi chẩu bị nhận bi từ thùng chứa.
Bảng 2-2. Thông s ố kỹ thu ật

Model

SBA

Tải trọng

1 tấn

Cấp chính xác

D3, C3

Trở kháng ngõ ra

350 ± 5Ω

Trở kháng ngõ vào

400 ± 20Ω

Vật liệu

Thép mạ niken

Tiêu chuẩn

OIML, NTEP

Điện trở

2.000 Mv/v